Aerobowa degradacja ampicyliny w glebie

• Autorzy: Adamek Ewa , Baran Wojciech , Adamczyk Roman

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2020.14(1)006

Warianty tytułu

EN

Aerobic degradation of ampicillin in soil

• Konferencja: ECOpole’19 Conference (9-12.10.2019 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ampicylina jest antybiotykiem należącym do grupy b-laktamów. Jest ona powszechnie stosowana w weterynarii, a wraz z odchodami zwierząt hodowlanych jest wprowadzana do gleby. Może to mieć negatywne skutki dla bytujących tam mikroorganizmów i sprzyjać rozwojowi lekooporności. Celem pracy było wyznaczenie kinetyki rozkładu ampicyliny inicjowanej przez mikroorganizmy glebowe w warunkach aerobowych. Ponadto dokonano identyfikacji produktów tego procesu za pomocą techniki UPLC-QTOF oraz określono ich wypadkowy wpływ na mikroorganizmy pochodzące ze środowiska wodnego wykorzystywane w teście MARA®. Stwierdzono, że mikroorganizmy pochodzące z gleby powodują rozkład ampicyliny. Proces ten przebiega przede wszystkim poprzez eliminację podstawników, a następnie otwarcie pierścienia laktamowego. Efektem jest obniżenie wypadkowej toksyczności chronicznej roztworów zawierających ampicylinę względem mikroorganizmów testowych.

EN

Ampicillin is an antibiotic belonging to the beta-lactam group. It is widely used in veterinary medicine and therefore the residues are introduced into the soil with the livestock excreta. Such action could have a negative effect on soil microorganisms, including their biodiversity, and promote the development of drug resistance. The aim of our work was to determine the kinetics of ampicillin degradation initiated by soil microorganisms under aerobic conditions. The biodegradation products were identified using UPLC-QTOF. Additionally, the effects of these products on the microorganisms from the aquatic environment and the ones used in the MARA® bioassay were determined. It was found that the soil microorganisms caused the ampicillin degradation. The process proceeded mainly via elimination of one or more moieties from antibiotic molecule and opening of beta-lactam ring. In a result, a decrease in resultant chronic toxicity of ampicillin solutions to the test microorganisms was observed.

Słowa kluczowe

PL

antybiotyki; biodegradacja; mechanizm; toksyczność chroniczna

EN

antibiotics; biodegradation; mechanism; chronic toxicity

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 14, No. 1
• Strony: 59--67
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Adamek Ewa

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Baran Wojciech

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

autor

Adamczyk Roman

• Zakład Chemii Ogólnej i Nieorganicznej, Wydział Nauk Farmaceutycznych, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] The Danish Integrated Antimicrobial Resistance Monitoring and Research Programme (DANMAP) 2017. https://www.danmap.org/-/media/arkiv/projekt-sites/danmap/danmapreports/danmap_2017_rapport_230519_low.pdf?la=en.
• [2] Polityka zdrowotna, Antybiotyki w weterynarii wykorzystywane coraz bardziej racjonalnie, https://www.politykazdrowotna.com/37810,antybiotyki-w-weterynarii-wykorzystywane-coraz-bardziejracjonalnie.
• [3] Raport NIK z 8 marca 2018, NIK o stosowaniu antybiotyków w hodowli zwierząt (w woj. lubuskim), https://www.nik.gov.pl/aktualnosci/nik-o-stosowaniu-antybiotykow-w-nbsp-hodowli-zwierzat-w-nbsp-wojlubuskim.html.
• [4] Krasucka D, Biernacki B, Szumiło J, Burmańczuk A. Życie Weterynaryjne. 2017;92(8):578-81. http://agro.icm.edu.pl/agro/element/bwmeta1.element.agro-7dc7f065-6d00-45bc-832a-e27bbd3258c1/c/ZW-08-2017-09Monitoring.pdf.
• [5] Cycoń M, Mrozik A, Piotrowska-Seget Z. Front Microbiol. 2019;10:338. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00338
• [6] Grenni P, Ancona V, Barra Caracciolo A. Microchem J. 2018;136:25-39. DOI: 10.1016/j.microc.2017.02.006.
• [7] Li J, Xin Z, Zhang Y, Chen J, Yan J, Li H, et al. Appl Soil Ecol. 2017;121:193-200. DOI: 10.1016/j.apsoil.2017.10.007.
• [8] Ghosh S, LaPara TM. The effects of subtherapeutic antibiotic use in farm animals on the proliferation and persistence of antibiotic resistance among soil bacteria. ISME J. 2007;1:191-203. DOI: 10.1038/ismej.2007.31.
• [9] Bondarczuk K, Sułowicz S, Piotrowska-Seget Z. Molekularne podstawy bakteryjnej oporności na ampicylinę. Post Mikrobiol. 2014;53;360-5. http://www.pm.microbiology.pl/web/archiwum/vol5342014360.pdf.
• [10] PN-ISO 10381-2. Jakość gleby. Pobieranie próbek. Część 2: Zasady dotyczące techniki pobierania. Warszawa: Polski Komitet Normalizacyjny; 2007. ISBN: 9788325117382.
• [11] Wadhia K, Dando T, Thompson KC. J Environ Monit. 2007;9:953-8. DOI: 10.1039/b704059h.
• [12] Baran W, Adamek E, Sobczak A. Proc ECOpole. 2015;9:533-40. DOI: 10.2429/proc.2015.9(2)062.
• [13] Adamek E, Baran W, Adamczyk R, Szymkiewicz A, Wilk J, Zielińska-Danch W. Proc ECOpole. 2018;12:107-15. DOI: 10.2429/proc.2018.12(1)010.
• [14] Kumar RR, Park BJ, Jeong HR, Ta Lee J, Cho JY. J Pure Appl Microbiol. 2013;7:3163-9. https://www.researchgate.net/profile/Ramasamy_Rajesh_Kumar2/publication/258106503_Biodegradation_of_b-lactam_antibiotic_'ampicillin'_by_white_rot_fungi_from_aqueous_solutions/links/5619234d08aea80367202e9b.pdf.
• [15] Li B, Zhang T. Environ Sci Technol. 2010;44:3468-73. DOI: 10.1021/es903490h.
• [16] Gavalchin J, Katz SE. The persistence of fecal-borne antibiotics in soil. J Assoc Anal Chem Int. 1994;77:481-5. DOI: 10.1093/jaoac/77.2.481.
• [17] Mitchell SM, Ullman JL, Teel AL, Watts RJ. Sci Total Environ. 2014;466-467:547-55. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2013.06.027.
• [18] Bouki C, Venieri D, Diamadopoulos E. Ecotoxicol Environ Safety. 2013;91:1-9. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2013.01.016.
• [19] Michael I, Rizzo L, McArdell CS, Manaia CM, Merlin C, Schwartz T, et al. Water Res. 2013;47:957-95. DOI: 10.1016/j.watres.2012.11.027.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).