Effetti biologici dell uso di farmaci veterinari

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Adelaide Casagrande
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inclusa l acquacoltura, è aumentata con la sostituzione

1 Effetti biologici dell uso di farmaci veterinari La pressione ambientale delle attività zootecniche, inclusa l acquacoltura, è aumentata con la sostituzione degli allevamenti naturali, ESTENSIVI con gli allevamenti INTENSIVI

Gli allevamenti intensivi permettono una resa molto alta per animale se.

integrata con additivi nei mangimi; viene effettuata una profilassi continuativa e una

alle elevatissime densità di allevamento Allevamenti zootecnici intensivi Alta densità

2 Gli allevamenti intensivi permettono una resa molto alta per animale se.. viene somministrata una alimentazione completa e continuativa; la dieta viene integrata con additivi nei mangimi; viene effettuata una profilassi continuativa e una terapia di massa nei confronti delle malattie batteriche, parassitarie e virali, comuni alle elevatissime densità di allevamento Allevamenti zootecnici intensivi Alta densità di individui Alto rischio di trasmissione di patogeni Sommimistrazione antibiotici a scopo terapeutico e di profilassi

3 come additivi vengono utilizzati vitamine aminoacidi sali minerali oligoelementi ma anche farmaci antibiotici sia a scopo profilattico sia terapeutico Questi composti potenzialmente tossici sono principalmente: ü ü ü tetracicline sulfamidici chinolonici che sono regolamentati nell uso per il trattamento contemporaneo di un gran numero di animali nella la terapia delle patologie animali

Dopo somministrazione orale solo una percentuale di farmaco viene assorbita, e quantità consistenti vengono eliminate con le deiezioni: i reflui animali possono quindi contenere, anche per lunghi

4 Dopo somministrazione orale solo una percentuale di farmaco viene assorbita, e quantità consistenti vengono eliminate con le deiezioni: i reflui animali possono quindi contenere, anche per lunghi periodi, farmaci con significativa attività residua Sommimistrazione antibiotici Contaminazione delle deiezioni animali Reflui zootecnici sono smaltiti come fertilizzanti sulle coltivazioni agricole

(scarico diretto, dilavamento dai terreni contaminati) Fertirrigazione Sversamento sui terreni

5 Lo smaltimento dei reflui contaminati da farmaci antimicrobici comporta la loro introduzione nei comparti ambientali: ü terrestre (fertirrigazione e ammendanti del terreno) ü acquatico (scarico diretto, dilavamento dai terreni contaminati) Fertirrigazione Sversamento sui terreni agricoli della frazione liquida dei reflui degli allevamenti zootecnici intensivi dopo lagunaggio

Quindi i reflui zootecnici, oltre all inquinamento organico, comportano una contaminazione chimica dovuta ai farmaci antimicrobici COSA SONO GLI

6 Quindi i reflui zootecnici, oltre all inquinamento organico, comportano una contaminazione chimica dovuta ai farmaci antimicrobici COSA SONO GLI ANTIBIOTICI: Sono sostanze chimiche ricavate da organismi viventi (batteri o funghi) o prodotti per sintesi chimica Che interferiscono con la vita dei microrganismi

Inibiscono irreversibilmente la crescita batterica (morte cellulare)

7 EFFETTO BIOLOGICO: Antibiotici batteriostatici Inibiscono reversibilmente la crescita batterica - Antibiotici battericidi Inibiscono irreversibilmente la crescita batterica (morte cellulare) Gli effetti biologici degli antibiotici - Tossicità e bioaccumulo - Selezione di ceppi resistenti

Macroinvertebrati acquatici, modelli sperimentali per la valutazione della tossicità Daphnia magna Artemia salina Daphnia magna Effetto su Artemia salina Farmaco Aminosidina Bacitracina Flumequina T

8 Macroinvertebrati acquatici, modelli sperimentali per la valutazione della tossicità Daphnia magna Artemia salina Daphnia magna Effetto su Artemia salina Farmaco Aminosidina Bacitracina Flumequina T (h) N EC 50 (mg/l o ppm) Coefficienti retta di regressione Scostamento dalla linearità a b c 2 gdl Intervallo di confidenza (5%) ~4,86 2,948 49, ~ ,297 2,948 4, ~ ,06 ~ 0,48 3,578 8, ,7 ~ 39, ,82 1,131 2,753 13, ,5 ~ 25, ,84 1,526 1,296 1, ,6 ~ ,73 2,441 0,898 1, ,9 ~ ,35 3,480 0,766 0, ,9 ~ 238,8 Lincomicina ,11 2,810 0,869 4, ~ 611 Sulfadimetoxina ,69 ~0,90 1,805 3, ~ ,31 ~1,94 2,369 11, ~ ,43 0,235 1,745 11, ~ ,49 4,032 0,750 0, ~ 111

9 da queste osservazioni è possibile ricavare Ordine di tossicità decrescente dei farmaci esaminati (B>E>A>L) Relazione dose/effetto Questi modelli permettono inoltre di valutare altri possibili effetti: Alterazione della fototassi (Daphnia) Alterazione dello sviluppo embrionale (Artemia) Accumulo di farmaco (Artemia)

10 Altri modelli sperimentali: le macrofite terrestri ² Piante da raccolto (orzo, mais, miglio, piselli) ² Piante infestanti (amaranto, piantaggine) Hordeum (orzo) Alterazione dell accrescimento Ad esempio, la sulfadimetossina (300 mg/l) determina la riduzione delle dimensioni delle radici

11 Hordeum (orzo) Struttura Produzione (%) controllo trattato Epicotile Radici a foglia a foglia a foglia a foglia a foglia a foglia 2 0 ancora un altro effetto è l inibizione della produzione di strutture della pianta (radici e foglie) e Questi modelli permettono inoltre di valutare altri possibili effetti: Alterazione della geotassi (Pisum) Accumulo di farmaco (tutte quelle esaminate). e altri!

12 CASO: Campi agricoli coltivati a mais, regolarmente fertirrigati da molti anni CONTROLLO: Coltivazione sperimentale di mais su suoli mai esposti prima a liquamazioni Fertirrigazione per Aspersione Interramento

13 Trattamenti = L(+) = controllo = L(-) = L(-) = L(+) Aspersione Interramento L= liquame Analisi chimiche Risultati Caso Controllo terreno + (ng/g); 30% - (< LoD) foglie - - fusti - - radici - - granella - - LoD = 20 ng/g

14 Analisi biometriche Zea mays prova in vaso (30 gg) Trattamento OTC (ng/g) Controllo 0 T1 62,5 T2 125 T3 250 T4 500 T5 1000

15 Prova in vaso - analisi chimiche Trattamento OTC (ng/g) Parte aerea OTC (ng/g) Radice Controllo nr nr T1 1,84 7,5 T2 1,69 8,7 T3 1,01 10,29 T4 1,88 18,23 T5 2,81 54,46 LoD = 1 ng/g controllo Dose (intervallo ormetico) Piantine di mais esposte a tetraciclina (Tor Vergata, 2006)

16 controllo Dose (intervallo ormetico) Piante di mais esposte a tetraciclina (Tor Vergata, 2006) I batteri e la diffusione delle resistenze

Selezione di ceppi resistenti Quando un trattamento antibiotico viene usato in zootecnia e veterinaria, ceppi resistenti vengono selezionati ed immessi nell ambiente esterno L aumento nella

17 Selezione di ceppi resistenti Quando un trattamento antibiotico viene usato in zootecnia e veterinaria, ceppi resistenti vengono selezionati ed immessi nell ambiente esterno L aumento nella popolazione microbica di ceppi resistenti, comporta un incremento della possibilità di trasmissione orizzontale della resistenza stessa L AMBIENTE, RESERVOIRE DI RESISTENZE Il DNA che codifica elementi di resistenza permane nell ambiente anche dopo la morte della cellula batterica

18 La diffusione di ceppi resistenti può causare ü Incremento delle patologie animali e conseguente ü Riduzione della produttività negli allevamenti intensivi ma anche ü Rischi per la salute umana Acquacoltura L aquacoltura intensiva implica l uso di farmaci antibatterici, somministrati come mangime medicato; I farmaci somministrati per via orale sono assorbiti lentamente ed eliminati con le deiezioni; Il mangime medicato non utilizzato finisce nel sedimento.

I FARMACI ENTRANO NELL AMBIENTE MARINO Per lo sversamento di scarichi di impianti di

di deiezioni nell acqua marina POSSIBILI EFFETTI INCIDENTALI SUL BIOTA Tossicità,

DELLA CONTAMINAZIONE AMBIENTALE DA FARMACI ANTIMICROBICI Effetti sulle specie

19 I FARMACI ENTRANO NELL AMBIENTE MARINO Per lo sversamento di scarichi di impianti di acquacoltura a terra o, nel caso delle gabbie galleggianti, per l immissione diretta di deiezioni nell acqua marina POSSIBILI EFFETTI INCIDENTALI SUL BIOTA Tossicità, bioaccumulo, farmacoresistenza che determinano modificazioni della comunità EFFETTI DELLA CONTAMINAZIONE AMBIENTALE DA FARMACI ANTIMICROBICI Effetti sulle specie non-target (microrganismi ambientali) Analisi chimica quantitativa del farmaco (Flumequina) nel sedimento

Milano Orbetello Venezia Firenze Roma Mar Adriatico Il campionamento è stato effettuato in un area di acquacoltura a largo di Orbetello Napoli Cagliari Mar Tirreno Palermo I campioni sono stati

20 Milano Orbetello Venezia Firenze Roma Mar Adriatico Il campionamento è stato effettuato in un area di acquacoltura a largo di Orbetello Napoli Cagliari Mar Tirreno Palermo I campioni sono stati raccolti in inverno e in estate ( ) Area di campionamento LL1 M2 F1 L2 L1 F2 B2 B4 M4 L8 M8 AA4 L12 A4 Siti di campionamento Blu, inverno Giallo, estate CZ11 CZ2 CZ10 CZ15 CZ9 CZ12 G2 G2A CZ1 G2B CZG G1A G1 G1B AA8 A12 A8 AA12 CZ4 CZ5 CZ6 CZ3 F13 F12 CAGE CZ7 CZ8 100 m

21 Campionamento invernale LL1 M2 F1 L2 L1 F2 B2 B4 M4 L8 M8 Flumequina (ng/g) AA4 L12 < 1 A4 1-3 CZ2 CZ1 AA8 A8 A12 CZ3 F13 F G2 G2B > 12 CZ11 CZ10 G2A CZG AA12 % Ceppi Resistenti CZ15 CZ9 CZ12 G1B G1A G1 CZ4 CZ5 CZ6 GABBIE < CZ7 CZ8 100 m Campionamento estivo LL1 M2 F1 L2 L1 F2 M4 L8 M8 B2 B4 Flumequina (ng/g) AA4 L12 < 1 CZ2 CZ1 A4 AA8 A8 A12 CZ3 F13 F G2 G2B > 12 CZ11 CZ10 G2A CZG AA12 % Ceppi resistenti CZ4 < 30 CZ15 G1A CZ CZ9 CZ12 G1B G1 CZ6 GABBIE CZ7 CZ8 100 m

percentuali di resistenza üla Flumequina nel sedimento seleziona ceppi

22 E possibile riassumere üsi rileva la contaminazione da Flumequina, secondo le correnti principali üconcentrazioni medio/basse di Flumequina mantengono alte percentuali di resistenza üla Flumequina nel sedimento seleziona ceppi microbici resistenti Ma può determinare anche altri effetti sugli ecosistemi marini

23 Effetto dell acquacoltura intensiva su una prateria di Posidonia oceanica Scomparsa delle praterie di P. oceanica nella baia di Hornillo in Spagna (Ruiz et al., 2001) Corrente prevalente

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