Вкус на нашата собствена медицина

Дълбоко гмуркане в противоречивата употреба на антибиотици в добитъка.

Илюстрация от Наталия Зан

През януари 2017 г. Американската администрация по храните и лекарствата рязко ограничи употребата на антибиотици в добитъка с надеждата да се справи с повишаващите се нива на антибиотична резистентност при потенциално причиняващи болести микроби.

Това поставя началото на това, което се надява FDA да бъде значителна промяна в начина, по който използваме антибиотици в селското стопанство. През 2015 г. в САЩ са продадени 34,3 милиона паунда антибиотици за употреба само в добитъка - повече от четири пъти повече от количеството, продавано на човешки пациенти всяка година. Изключването на значителни части от такава огромна индустрия не е ход, който FDA направи леко - наистина, това е 40 години в създаването.

Защо FDA е толкова загрижен за антибиотичната резистентност? Дали плюсовете за забрана на употребата на антибиотици в добитъка всъщност надвишават ли минусите? И как на първо място антибиотиците станаха толкова разпространени в добитъка?

Битката срещу антибиотичната резистентност

Когато за първи път е идентифициран от Александър Флеминг през 1928 г., антибиотикът пеницилин е приветстван като чудодейно лекарство, защото е в състояние да спре бактериите, причиняващи инфекция. В следващите години пеницилинът е разработен като лекарство както за хора, така и за добитък, а инфекциите, които някога са били смъртни случаи, се лекуват с рутинни инжекции или хапчета. Продължителността на живота на човека се увеличи; детската смъртност намалява. Докато 300 000 американци са починали от бактериална болест през 1930 г., по-малко от 95 000 живота са били загубени от същите болести през 1952 г., въпреки че населението е нараснало с близо 30%.

Но имаше уловка. Дори когато приема Нобеловата награда за медицина през 1945 г., Флеминг предупреждава останалия свят колко бързо се появява резистентност към антибиотици в бактериите. Появата на антибиотична резистентност или способността на щам бактерии да подкопае ефектите на дадено лекарство е почти неизбежност в общност от микроби - и след като започне, той може бързо да помита през цялата бактериална популация. И прогнозирането на Флеминг е опустошително вярно: щамовете бактерии, резистентни към всяко налично лекарство, са идентифицирани, много от тях в рамките на година след първоначалното им откриване. Бързата поява на резистентност също е в рязък контраст с непрекъснато забавящата се скорост на откриване на лекарства: докато през 1935 и 1968 г. са въведени дузина различни класове антибиотици, оттогава са открити само два. Много от нашите първи антибиотици бяха открити случайно в природата, изолирани от други бактерии, еволюирали в продължение на хилядолетия от зародиш в зародиш. Освен това техническите трудности при проектирането и синтезирането на нови лекарства в лабораторията, съчетани с дългия, строг процес на тестване за безопасност и одобрение на FDA в САЩ, оставиха нашите аптечки без нови антибиотици.

Туберкулозата, гонореята и стафилококовите инфекции са само някои от най-скандалните инфекциозно заболяване, силно устойчиви на лекарства, които и до днес са поразили света. В много случаи пациентите с тези заболявания се отблъскват от болниците, защото просто няма останали лекарства, които да ги лекуват. Над 700 000 души по света умират всяка година в резултат на директни бактериални инфекции, резистентни на антибиотици. И темповете се покачват, като се очаква антибиотичната резистентност да струва на света поне 10 милиона живота и 8 трилиона долара всяка година до 2050 г.

Как възниква и се разпространява съпротивата? Както се оказва, това е игра с числа. С увеличаването на броя на бактериалните популации възниква многообразие: в бактериалния генетичен код възникват случайни мутации, а някои членове на общността са по-оборудвани за справяне със стреса - като лекарствата - от други. Когато тази популация се лекува с наркотици, тя ще убие много бактерии - с изключение на тези, които имат еволюирана на случаен принцип резистентност.

Така че може би не е изненада, че много учени са обезпокоени от това, което смятат за ненужна употреба на антибиотици в нашия добитък. Много от лекарствата, които използваме за лечение на животни отблизо или точно наподобяват антибиотиците, които използваме при хората. Позволявайки тези съединения в храната, почвата и водата във всяко количество, ние увеличаваме разпространението на бактерии, резистентни към самите лекарства, които използваме за лечение на инфекции.

Но от 50-те години на миналия век по-голямата част от добитъка в САЩ непрекъснато се дозира с антибиотици на субтерапевтични нива в храната и водата им. Как започна тази практика - и дали все още е оправдано използването на антибиотици в добитъка във всеки контекст?

Чистотата е в съседство със здравината

В първите дни на антибиотиците наркотиците попаднаха в храната на животните почти като щастлив инцидент. В началото на 40-те години антибиотиците в началото са били използвани в животновъдството терапевтично, за да се лекуват бактериални заболявания, каквито са и при хората. Наркотиците направиха хитростта: фермерите бяха в състояние да поддържат животните си здрави и да сведат до минимум разпространението на болестотворни бактерии в добитъка им и в хранителните доставки. Но лекарствата имаха и изненадващ и първоначален нежелателен страничен ефект: животните, които ги консумират, бързо започнаха да опаковат килограми, въпреки че изядоха същото количество храна.

Повече килограми означаваха по-продаваемо месо - и с бума на откриването на антибиотици през 50-те години на миналия век, огромен и достъпен вятър за фермерите. Те бързо се възползват от възможността, хранят всички животни, болни или здрави, субтерапевтични дози от лекарствата, стимулиращи растежа. Това не само увеличи тласъка на животните, но и действа като профилактично средство, за да не се разболеят животните на първо място. Това позволи на фермерите да спестят пари от скъпа храна и да държат животните на закрито в по-бедни, нечисти и по-тесни условия. Така наречените стимулиращи растежа антибиотици (GPA) замениха пасищата и фуражите, а месото удари пазарните рафтове в тонове. В рамките на няколко години почти никой от антибиотиците, дадени на добитъка, не се прилага за лечение на болести, вместо това да се пускат постоянно с надеждата да се предотвратят бъдещи инфекции и да се увеличи добивът.

Какво може да обясни този странен страничен ефект на антибиотиците? Повечето учени смятат, че отговорът се крие в микробиотата на червата, огромната популация от бактерии и други микроби в храносмилателния тракт, която ни помага да усвояваме храната, да отблъскваме вредните патогени и да произвеждаме необходимите химикали за телесна функция. Просто предотвратявайки инфекциите, антибиотиците може да позволяват на тялото да изразходва ценни ресурси за растеж, а не за имунната система. Освен това антибиотиците могат да унищожават популацията на бактерии в тънките черва; тези бактерии всъщност могат да се конкурират с приемните клетки за храна, оставяйки повече хранителни вещества да бъдат абсорбирани от гостоприемника в тяхно отсъствие. Други доказателства сочат, че бактериите произвеждат химикали, които директно потискат растежа. И накрая, точно както антибиотиците могат да повлияят на нашите собствени черва, животните, лекувани с редовни антибиотици, обикновено имат черва с много различна архитектура, което може да промени усвояването на хранителни вещества.

Без значение какво е обяснението, ефектите са ясни: тежките дози антибиотици допринасят за увеличаване на теглото и ние го познаваме от 40-те години.

Болест, от ферма до маса

В момента има две големи проблеми с употребата на антибиотици. Първата е антибиотична резистентност. Резистентни на лекарства бактерии като MRSA се поднасят директно върху нашите чинии за вечеря, под формата на заразено месо или от посевите, оплодени със замърсени фекалии от добитък. Поради тази причина FDA реши, че антибиотиците вече не могат да се използват за стимулиране на растежа. Тяхната позиция е „обоснована употреба“: само терапевтици. Не го поправяйте, ако не се счупи - защото кой знае какво друго може да се окаже повреда в процеса.

Този ход не е първият по рода си. Европейският съюз забрани използването на антибиотици за насърчаване на растежа (но не и за предотвратяване на болести) през 2006 г. - със смесени резултати. Разбираемо, фермерите са недоволни от по-строгите разпоредби. Без антибиотици те са принудени да разчитат на много по-трудни методи за саниране и да разширяват фабриките си, за да осигурят повече място и да инвестират в повече фуражи. И толкова много са намерили вратички в ограниченията: оказва се, че е лесно за фермерите да купуват лекарства под прикритието на лечения вместо GPA и да ги въвеждат отново във фураж. Това може да изглежда измамно (или просто нелегално), но проблемът със сигурност не е черно-бял: заболяването при добитъка е рядкост и отърваването на животни от вредни бактерии защитава не само нашите овце, крави и свине, но и милиардите хора, които изяш ги.

В Съединените щати мнозина твърдят, че тези разпоредби ще направят производството на месо по-скъпо и че ние жертваме килограми месо, които вместо това могат да хранят гладните хора. Въпреки че някои анализи установяват, че тези твърдения са неверни, няма избягване от факта, че разходите вероятно ще се увеличат в краткосрочен план с адаптирането на земеделските производители.

Но има второ горчиво хапче, което трябва да преглътне. Тези досадни странични ефекти от наддаването на тегло? Те биха могли да се случат и при хора.

Няколко проучвания са установили възможна връзка между прием на антибиотици при кърмачета и деца и развитието на затлъстяване по-късно в живота. И макар че не е възможно да се провеждат същите окончателни проучвания при хора, които правим при мишки, множество групи учени показаха, че даването на млади мишки често дози антибиотици води до наддаване на тегло. И други показаха, че премахването на определени популации от бактерии от човешкия стомах може всъщност да повиши нивата на грелин в кръвта, хормон, който повишава апетита.

Все още няма научен консенсус за връзката между антибиотиците и затлъстяването при хората - но учените и лекарите са съгласни, че може би е разумно да се внимава, тъй като продължаваме да предписваме тези лекарства на деца, като се има предвид, че Съединените щати са едни от най-добрите потребители на антибиотици в света.

И така, какво е решението на този всеобхватен проблем? Учените усилено работят над разработването на това, което мнозина наричат ​​лекарства „след антибиотична ера“. Дотогава нуждата ни от антибиотици няма да изчезне за една нощ, така че измерваната употреба на антибиотици само когато е необходимо, вероятно е начинът, по който трябва да вървим. Междувременно обаче ще отнеме повече работа за определяне на многото роли, които антибиотиците сега играят от рецепта до плоча.

Катрин Ву е кандидат на доктора в Харвардския университет, където изучава туберкулоза, силно разпространена и често резистентна на антибиотици бактериална инфекция. Тя е съ-директор на Science in News, студентка, която обучава учените за по-добра комуникация с широката общественост.

I Contain Multitudes е многочастична видео поредица, посветена на изследването на прекрасния, скрит свят на микробиомата. Домакинът на поредицата е писателят на науката Ед Йонг и продуциран от HHMI Tangled Bank Studios във връзка със стая 608.