Του δρ. Δ.Ε. Γκούμα*
Ενα μεγάλο μέρος των καλλιεργούμενων φυτών είναι ευαίσθητα σε ασθένειες που προκαλούνται από βακτήρια. Οι βακτηριώσεις των φυτών παρά το γεγονός ότι είναι μικρότερες σε αριθμό από εκείνες που προκαλούνται από τους μύκητες ή τους ιούς, είναι ασθένειες που αντιμετωπίζονται πολύ δύσκολα και συχνά καταλήγουν σε καταστροφικές άμεσες ή έμμεσες απώλειες της γεωργικής παραγωγής.
Σε αυτό συμβάλλουν κύρια δύο παράγοντες η έλλειψη ή η αδυναμία χρήσης δραστικών χημικών ενώσεων που να είναι τοξικές ενάντια στα βακτήρια και ο γρήγορος ρυθμός πολλαπλασιασμού των, όταν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές. Τη δεκαετία του 1950, αμέσως μετά την εισαγωγή των αντιβιοτικών στην αντιμετώπιση μολυσματικών ασθενειών στο χώρο της ιατρικής, τα αντιβιοτικά δοκιμάστηκαν μεw επιτυχία για την αντιμετώπιση κυρίως των βακτηριολογικών ασθενειών στα φυτά. Εξάλλου όπως και σήμερα, την εποχή εκείνη, το μόνο διαθέσιμο φυτοφάρμακο για την αντιμετώπιση των βακτηρίων ήταν οι διάφορες ενώσεις του χαλκού. Δυστυχώς όμως σχεδόν αμέσως με τη χρησιμοποίησή τους διαπιστώθηκαν τα πρώτα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτηριακά στελέχη.
Ο κλασσικός ορισμός του όρου αντιβιοτικό αναφέρεται σε οργανικές χημικές ενώσεις οι οποίες παράγονται από ορισμένους μικροοργανισμούς και οι οποίες σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις είναι τοξικές σε άλλους μικροοργανισμούς. Η τοξικότητα των αντιβιοτικών εκδηλώνεται με τη θανάτωση, την παρεμπόδιση της ανάπτυξης ή/και την αναστολή του πολλαπλασιασμού του μικροοργανισμού που δέχεται την επίδραση του αντιβιοτικού.
Ο όρος αρχικά χρησιμοποιήθηκε μόνο για τα φυσικά προϊόντα της μικροβιακής δραστηριότητας, που παράγονται μετά από εκτενείς μικροβιακές διαδικασίες, σε αντιδιαστολή με τις συνθετικά ή ημισυνθετικά παρασκευαζόμενες ουσίες που χαρακτηρίζονται από παρόμοιες ιδιότητες. Στη φύση στα διάφορα οικοσυστήματα (έδαφος, φυλλόσφαιρα, ριζόσφαιρα κ.λ.π.) η δραστηριότητα αυτή των μικροοργανισμών, να παράγουν δηλαδή αντιβιοτικά, αποτελεί ένα γνωστό σημαντικό μηχανισμό άμυνας ή και κυριαρχίας που όμως τελικά συμβάλει στην ισορροπία ανάμεσα στα είδη.
Εκτιμάται ότι σε παγκόσμια κλίμακα περίπου το 50% συνόλου των χρησιμοποιούμενων ποσοτήτων αντιβιοτικών «καταναλώνεται» από τον άνθρωπο για την αντιμετώπιση των μολυσματικών ασθενειών, ένα ποσοστό μεγαλύτερο του 40% χρησιμοποιείται στη διατροφή (βλέπε πάχυνση) και στην αντιμετώπιση μολυσματικών ασθενειών στα ζώα, ενώ μόλις το 0,1 μέχρι 0,5 % χρησιμοποιείται για τη προστασία της φυτικής παραγωγής από φυτοπαθογόνους προκαρυωτικούς μικροοργανισμούς (βακτηρία, ακτινομυκήτες και φυτοπλάσματα).
Στις ΗΠΑ, όπου η χρήση των αντιβιοτικών στα φυτά συνταγογραφείται και ελέγχεται αυστηρά, εκτιμάται ότι το ποσοστό αυτό αντιστοιχεί σε μια ετήσια «κατανάλωση» περίπου 22 μέχρι 25 τόνους αντιβιοτικών (δραστική ουσία). Παγκόσμια, ποσοστό μεγαλύτερο του 60% των ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται για τη προστασία της φυτικής παραγωγής χρησιμοποιείται στην αντιμετώπιση ενός σημαντικού φυτοπαθογόνου βακτηρίου, του Erwinia amylovora, το οποίο είναι υπεύθυνο για την καταστροφική πράγματι ασθένεια του βακτηριακού καψίματος στα μηλοειδή. Από την πληθώρα των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται στην ιατρική και την κτηνιατρική μόνο η στρεπτομυκίνη και η οξυτετρακυκλίνη χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση των φυτοπαθογόνων προκαρυωτικών μικροοργανισμών. Από τα προηγούμενα συνάγεται ότι η χρήση των αντιβιοτικών για την αντιμετώπιση ασθενειών στα φυτά είναι ποσοτικά και ποιοτικά περιορισμένη και συνήθως εντοπισμένη όσον αφορά το χώρο εφαρμογής και συνεπώς δυνητικά ελεγχόμενη.
Η στρεπτομυκίνη και η οξυτετρακυκλίνη είναι τα κύρια αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στη φυτική παραγωγή τα τελευταία 45 και 25 χρόνια αντίστοιχα χωρίς όμως να υπάρχουν μέχρι σήμερα αναφορές για άμεσες ή έμμεσες δυσμενείς επιδράσεις στον άνθρωπο. Η στρεπτομυκίνη είναι ένα αντιβιοτικό της ομάδας των αμινογλυκοζιδίων. Ο κύριος μηχανισμός δράσης του οφείλεται στην παρεμπόδιση της σύνθεσης πρωτεϊνών μετά τη μη αναστρέψιμη σύνδεσή της με τα ριβοσώματα του βακτηριακού κυττάρου. Στις ΗΠΑ η στρεπτομυκίνη έχει άδεια χρησιμοποίησης σε δώδεκα φυτικά είδη αλλά οι σημαντικότερες ποσότητες χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση του βακτηριακού καψίματος στα μηλοειδή και σε ορισμένα καλλωπιστικά φυτά που προκαλείται από το βακτήριο Erwinia amylovora. Μικρότερες ποσότητες εφαρμόζονται στην ανθοκομία, και σε επεμβάσεις σε σπόρους και σε σπορόφυτά κηπευτικών στα οποία οι πιθανές εφαρμογές περιορίζονται μέχρι το στάδιο της ανθοφορίας. Σε υψηλές συγκεντρώσεις συχνά προκαλεί φυτοτοξικότητα. Η οξυτετρακυκλίνη αποτελεί μέλος της ομάδας των τερτακυκλινών. Παρεμποδίζει τη σύνθεση πρωτεϊνών με την αναστρέψιμη σύνδεσή της με τα βακτηριακά ριβοσώματα. Χρησιμοποιείται κυρίως σε καλλιέργειες ροδακινιάς για την αντιμετώπιση του βακτηρίου Xanthomonas arboricola και αχλαδιάς, όπου αποτελεί το αντιβιοτικό πρώτης επιλογής σε περιοχές ή/και σε οπωρώνες που έχει εμφανιστεί ανθεκτικότητα στην στρεπτομυκίνη.
Σε φυτά μεγάλης οικονομικής αξίας (φοινικοειδή) συνήθως εφαρμόζεται με έκχυση στον κορμό για την αντιμετώπιση ασθενειών (κιτρίνισμα) που προκαλούνται από φυτοπλάσματα. Οι εφαρμογές όμως πρέπει να επαναλαμβάνονται κάθε χρόνο για τη μείωση ή την σταδιακή εξάλειψη των συμπτωμάτων. Πρακτικά τα αντιβιοτικά δημιουργούν μια ασπίδα προστασίας στην επιφάνεια των φυτών, η οποία σταματά την ανάπτυξη του παθογόνου πριν από τη μόλυνση. Έξάλλου η δράση τους χαρακτηρίζεται ως τοπικά διασυστηματική. Στη περίπτωση του βακτηριακού καψίματος το αντιβιοτικό επιλογής είναι η στρεπτομυκίνη καθώς θανατώνει το βακτηριακό κύτταρο στην επιφάνεια του φυτού σε αντίθεση με την οξυτετρακυκλίνη η οποία μειώνει το ρυθμό ανάπτυξης και ως εκ τούτου είναι λιγότερο αποτελεσματική. Το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ένα αντιβιοτικό παραμένει ενεργό στην επιφάνεια του φυτού είναι πολύ σημαντικό.
Η στρεπτομυκίνη θεωρείται ότι παραμένει ενεργή στα άνθη για τρεις ημέρες σε αντίθεση με την οξυτετρακυκλίνη η οποία παραμένει για μία μόνο ημέρα μετά την εφαρμογή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την επανάληψη των επεμβάσεων, κατά την κρίσιμη περίοδο των μολύνσεων, κάθε δεύτερη ή τρίτη μέρα με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους της επέμβασης και της πιθανότητας πρόκλησης φυτοτοξικότητας.
Ο χρόνος επέμβασης πρέπει να καθορίζεται από τις γεωργικές προειδοποιήσεις που λαμβάνουν υπόψη τους μοντέλα επικινδυνότητας εμφάνισης της ασθένειας, αφού ο σωστός χρόνος εφαρμογής αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την επιτυχία του αντιβιοτικού τουλάχιστον στην αντιμετώπιση του βακτηριακού καψίματος των μηλοειδών. Μη αναγκαίοι ψεκασμοί αυξάνουν το κόστος αντιμετώπισης και τη ρύπανση του περιβάλλοντος ενώ από την άλλη μεριά η διακοπή της εφαρμογής ή η ανεπιτυχής διαδοχή αυτών κατά το κρίσιμο στάδιο των μολύνσεων μπορεί να οδηγήσει στην έναρξη μιας επιδημίας σε μια περιοχή. Τα τελευταία χρόνια, η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών έχει μειωθεί εξαιτίας της εμφάνισης και επικράτησης στους χώρους καλλιέργειας ανθεκτικών βακτηριακών στελεχών μεταξύ των πλέον σημαντικών φυτοπαθογόνων βακτηρίων σε αρκετές περιοχές της γης.
Η χρησιμοποίηση των αντιβιοτικών στα φυτά θέτει σε κίνδυνο την υγεία του ανθρώπου? Η απάντηση στο ερώτημα αυτό αποτελεί εδώ και πολλά χρόνια πεδίο συνεχούς διαμάχης ανάμεσα στους επιστήμονες σε ολόκληρο τον κόσμο. Το κυριότερο επιχείρημα εκείνων που αντιτίθενται στη χρήση των αντιβιοτικών στη γεωργική παραγωγή αφορά στο γεγονός ότι ο ψεκασμός των αντιβιοτικών στον αγρό και κατά επέκταση στο περιβάλλον μπορεί να αυξήσει την συχνότητα των γόνων ανθεκτικότητας στο χώρο όχι μόνο στην αντοχή στην στρεπτομυκίνη και στη τετρακυκλίνη αλλά σε άλλους γόνους αντοχής, οι οποίοι μπορεί να μεταφέρονται στο ίδιο πλασμίδιο. Κατά συνέπεια αυξάνεται και ο κίνδυνος οι γόνοι αυτοί να οδηγηθούν σε βακτήρια που προκαλούν σημαντικές ασθένειες στον άνθρωπο. Η ανθεκτικότητα στη στρεπτομυκίνη μεταξύ των φυτοπαθογόνων βακτηρίων είναι τεκμηριωμένη σε διάφορες χώρες του κόσμου σε αντίθεση με εκείνη της τετρακυκλίνης.
Δύο γενετικά διακριτοί τύποι ανθεκτικότητας έχουν περιγραφεί. Ανθεκτικότητα λόγω τυχαίας μεταλλαγής στο χρωμοσωμικό γόνο rpsL ο οποίος αποτρέπει τη σύνδεση της στρεπτομυκίνης με το στόχο της στο βακτηριακό ριβόσωμα (ελάχιστη παρεμποδιστική συγκέντρωση > 1000 μg/ml) και από αδρανοποίηση της στρεπτομυκίνης από το ένζυμο φωσφοροτρανσφεράση που κωδικοποιείται από τα γονίδια strA και strB (ελάχιστη παρεμποδιστική συγκέντρωση 500 – 750 μg/ml). Οι δύο γόνοι συνήθως φέρονται σε κινητά γενετικά στοιχεία (πλασμίδια), τα οποία είναι γενετικά διαφορετικά στην περίπτωση των βακτηρίων που απομονώνονται από τον ευρύτερο χώρο της ιατρικής σε σχέση με το αγροοικοσύστημα.
Έχουν προσδιοριστεί σε τουλάχιστον 17 βακτήρια από το περιβάλλον (φυτά και έδαφος) και το χώρο της ιατρικής. . Η μεταφορά και η σταθεροποίηση των πλασμιδίων που φέρουν την ανθεκτικότητα (γόνους) έχει τεκμηριωθεί σήμερα in planta ανάμεσα σε βακτήρια που αποικίζουν τα φυτά, δεν έχει όμως επιτευχθεί η σταθεροποίηση και η έκφραση των γόνων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά κατά την μεταφορά στο εργαστήριο μεταξύ βακτηρίων που προσβάλουν τον άνθρωπο ή τα φυτά.
Ένα δεύτερο επιχείρημα αφορά την ποιότητα και την καθαρότητα των χρησιμοποιούμενων αντιβιοτικών η οποία εν πολλοίς είναι άγνωστη. Τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στη φυτοπροστασία είναι απίθανο να είναι καθαρότερα από εκείνα που χρησιμοποιούνται για τα ζώα και στα οποία έχει βρεθεί να εμπεριέχουν γόνους αντοχής στα αντιβιοτικά από τα βακτηριακά στελέχη του Streptomyces spp που τα παράγουν. Έτσι πιστεύεται ότι τα ίδια τα αντιβιοτικά μπορεί να αποτελέσουν την αιτία της διασποράς των γόνων ανθεκτικότητας στο αγροοικοσύστημα.
Οσοι παίρνουν το μέρος των καταναλωτών υποστηρίζουν ότι η εφαρμογή αντιβιοτικών στις καλλιέργειες είναι μία ασύνετη πολυτέλεια η οποία μπορεί πιθανά να οδηγήσει στην απαξίωση των φαρμάκων που πράγματι σώζουν ζωές.
Από την άλλη μεριά οι καλλιεργητές υπερασπίζουν την εφαρμογή τους θεωρώντας τόσο περιορισμένη τη χρήση τους, που ουσιαστικά είναι χωρίς συνέπειες για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Δυστυχώς και οι δύο πλευρές δεν διαθέτουν τα ποσοτικά και ποιοτικά εκείνα δεδομένα για να υποστηρίξουν και να τεκμηριώσουν τις θέσεις τους. Έτσι η διαμάχη βασίζεται σε ευκαιριακά στοιχεία και συχνά δυναμιτίζετε από το πάθος. Οι οικονομικές απώλειες για τους παραγωγούς είναι αλήθεια ότι είναι τεράστιες σε περιπτώσεις προσβολών από τα βακτήρια.
Οι ποσότητες των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των βακτηριώσεων στα φυτά είναι πράγματι μηδαμινές σε σχέση με τη συνολική χρήση. Όμως στο χώρο της ιατρικής καθημερινά διαπιστώνεται η αποτυχία του ενός αντιβιοτικού μετά το άλλο στις κλινικές εφαρμογές σε ένα περιβάλλον, το οποίο τουλάχιστον επιφανειακά φαίνεται να είναι περισσότερο περιορισμένο και πιο ελεγχόμενο από εκείνο του αγρού. Όσο δεν υπάρχουν δεδομένα το δίλημμα της χρήσης ή μη των αντιβιοτικών στη φυτοπροστασία θα παραμένει. Σε μια πρόσφατη μελέτη διαπιστώσαμε ότι σε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα 200 βακτηρίων, που απομονώθηκαν από το 1985 μέχρι πρόσφατα, από της κηπευτικές κυρίως καλλιέργειες της Κρήτης η ανθεκτικότητα που παρατηρήθηκε μεταξύ αυτών ήταν μικρότερη του 1%. Το αντίθετο διαπιστώθηκε την περίπτωση του χαλκού, ένα φυτοφάρμακο που παραδοσιακά εφαρμόζεται στην αντιμετώπιση των βακτηριολογικών προβλημάτων. Αναρωτιέμαι αν στην περίπτωση αυτή ισχύει « το μη χείρον βέλτιστον»
Το γεγονός ότι καλλιέργειες φυτών επέζησαν παρά την απουσία βακτηριοκτόνων ουσιών δεν μπορεί παρά να σημαίνει ότι οι εναλλακτικές μέθοδοι που είναι διαθέσιμες και χρησιμοποιούνται εδώ και πολλά χρόνια εν γνώσει ή και εν αγνοία συχνά των καλλιεργητών για την αντιμετώπιση των βακτηριώσεων συνολικά μπορεί να κριθούν ως αποτελεσματικές.
Η διαχείριση των βακτηριολογικών ασθενειών στα περισσότερα συστήματα καλλιέργειας βασίζεται στη γενετική αντοχή του ξενιστή (επιλογή μεταξύ των ανθεκτικών στα παθογόνα ποικιλιών), που στην περίπτωση των βακτηρίων ο βαθμός αξιοποίησης παραμένει ακόμη πολύ μικρός, στο υγιές πολλαπλασιαστικό (αποφυγή εισόδου του παθογόνου), στην υγιεινή (απομάκρυνση - καταστροφή μολυσμένων φυτών) και στην ορθή και έγκαιρη εφαρμογή όλων εκείνων των απαραίτητων καλλιεργητικών τεχνικών και μέτρων (αποφυγή ποτίσματος με τεχνητή βροχή, ισορροπημένη λίπανση κ.α.) που σκοπό έχουν τη δημιουργία ενός μη ευνοϊκού περιβάλλοντος για την επιβίωση, ανάπτυξη ή/και τον πολλαπλασιασμό των φυτοπαθογόνων βακτηρίων.
* Ο δρ Δ. Ε. Γκούμας είναι αναπληρωτής καθηγητής Φυτοπαθολογίας στη Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας του Τ.Ε.Ι. Κρήτης
Ενα μεγάλο μέρος των καλλιεργούμενων φυτών είναι ευαίσθητα σε ασθένειες που προκαλούνται από βακτήρια. Οι βακτηριώσεις των φυτών παρά το γεγονός ότι είναι μικρότερες σε αριθμό από εκείνες που προκαλούνται από τους μύκητες ή τους ιούς, είναι ασθένειες που αντιμετωπίζονται πολύ δύσκολα και συχνά καταλήγουν σε καταστροφικές άμεσες ή έμμεσες απώλειες της γεωργικής παραγωγής.
Σε αυτό συμβάλλουν κύρια δύο παράγοντες η έλλειψη ή η αδυναμία χρήσης δραστικών χημικών ενώσεων που να είναι τοξικές ενάντια στα βακτήρια και ο γρήγορος ρυθμός πολλαπλασιασμού των, όταν οι συνθήκες είναι ευνοϊκές. Τη δεκαετία του 1950, αμέσως μετά την εισαγωγή των αντιβιοτικών στην αντιμετώπιση μολυσματικών ασθενειών στο χώρο της ιατρικής, τα αντιβιοτικά δοκιμάστηκαν μεw επιτυχία για την αντιμετώπιση κυρίως των βακτηριολογικών ασθενειών στα φυτά. Εξάλλου όπως και σήμερα, την εποχή εκείνη, το μόνο διαθέσιμο φυτοφάρμακο για την αντιμετώπιση των βακτηρίων ήταν οι διάφορες ενώσεις του χαλκού. Δυστυχώς όμως σχεδόν αμέσως με τη χρησιμοποίησή τους διαπιστώθηκαν τα πρώτα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτηριακά στελέχη.
Ο κλασσικός ορισμός του όρου αντιβιοτικό αναφέρεται σε οργανικές χημικές ενώσεις οι οποίες παράγονται από ορισμένους μικροοργανισμούς και οι οποίες σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις είναι τοξικές σε άλλους μικροοργανισμούς. Η τοξικότητα των αντιβιοτικών εκδηλώνεται με τη θανάτωση, την παρεμπόδιση της ανάπτυξης ή/και την αναστολή του πολλαπλασιασμού του μικροοργανισμού που δέχεται την επίδραση του αντιβιοτικού.
Ο όρος αρχικά χρησιμοποιήθηκε μόνο για τα φυσικά προϊόντα της μικροβιακής δραστηριότητας, που παράγονται μετά από εκτενείς μικροβιακές διαδικασίες, σε αντιδιαστολή με τις συνθετικά ή ημισυνθετικά παρασκευαζόμενες ουσίες που χαρακτηρίζονται από παρόμοιες ιδιότητες. Στη φύση στα διάφορα οικοσυστήματα (έδαφος, φυλλόσφαιρα, ριζόσφαιρα κ.λ.π.) η δραστηριότητα αυτή των μικροοργανισμών, να παράγουν δηλαδή αντιβιοτικά, αποτελεί ένα γνωστό σημαντικό μηχανισμό άμυνας ή και κυριαρχίας που όμως τελικά συμβάλει στην ισορροπία ανάμεσα στα είδη.
Εκτιμάται ότι σε παγκόσμια κλίμακα περίπου το 50% συνόλου των χρησιμοποιούμενων ποσοτήτων αντιβιοτικών «καταναλώνεται» από τον άνθρωπο για την αντιμετώπιση των μολυσματικών ασθενειών, ένα ποσοστό μεγαλύτερο του 40% χρησιμοποιείται στη διατροφή (βλέπε πάχυνση) και στην αντιμετώπιση μολυσματικών ασθενειών στα ζώα, ενώ μόλις το 0,1 μέχρι 0,5 % χρησιμοποιείται για τη προστασία της φυτικής παραγωγής από φυτοπαθογόνους προκαρυωτικούς μικροοργανισμούς (βακτηρία, ακτινομυκήτες και φυτοπλάσματα).
Στις ΗΠΑ, όπου η χρήση των αντιβιοτικών στα φυτά συνταγογραφείται και ελέγχεται αυστηρά, εκτιμάται ότι το ποσοστό αυτό αντιστοιχεί σε μια ετήσια «κατανάλωση» περίπου 22 μέχρι 25 τόνους αντιβιοτικών (δραστική ουσία). Παγκόσμια, ποσοστό μεγαλύτερο του 60% των ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται για τη προστασία της φυτικής παραγωγής χρησιμοποιείται στην αντιμετώπιση ενός σημαντικού φυτοπαθογόνου βακτηρίου, του Erwinia amylovora, το οποίο είναι υπεύθυνο για την καταστροφική πράγματι ασθένεια του βακτηριακού καψίματος στα μηλοειδή. Από την πληθώρα των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται στην ιατρική και την κτηνιατρική μόνο η στρεπτομυκίνη και η οξυτετρακυκλίνη χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση των φυτοπαθογόνων προκαρυωτικών μικροοργανισμών. Από τα προηγούμενα συνάγεται ότι η χρήση των αντιβιοτικών για την αντιμετώπιση ασθενειών στα φυτά είναι ποσοτικά και ποιοτικά περιορισμένη και συνήθως εντοπισμένη όσον αφορά το χώρο εφαρμογής και συνεπώς δυνητικά ελεγχόμενη.
Η στρεπτομυκίνη και η οξυτετρακυκλίνη είναι τα κύρια αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στη φυτική παραγωγή τα τελευταία 45 και 25 χρόνια αντίστοιχα χωρίς όμως να υπάρχουν μέχρι σήμερα αναφορές για άμεσες ή έμμεσες δυσμενείς επιδράσεις στον άνθρωπο. Η στρεπτομυκίνη είναι ένα αντιβιοτικό της ομάδας των αμινογλυκοζιδίων. Ο κύριος μηχανισμός δράσης του οφείλεται στην παρεμπόδιση της σύνθεσης πρωτεϊνών μετά τη μη αναστρέψιμη σύνδεσή της με τα ριβοσώματα του βακτηριακού κυττάρου. Στις ΗΠΑ η στρεπτομυκίνη έχει άδεια χρησιμοποίησης σε δώδεκα φυτικά είδη αλλά οι σημαντικότερες ποσότητες χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση του βακτηριακού καψίματος στα μηλοειδή και σε ορισμένα καλλωπιστικά φυτά που προκαλείται από το βακτήριο Erwinia amylovora. Μικρότερες ποσότητες εφαρμόζονται στην ανθοκομία, και σε επεμβάσεις σε σπόρους και σε σπορόφυτά κηπευτικών στα οποία οι πιθανές εφαρμογές περιορίζονται μέχρι το στάδιο της ανθοφορίας. Σε υψηλές συγκεντρώσεις συχνά προκαλεί φυτοτοξικότητα. Η οξυτετρακυκλίνη αποτελεί μέλος της ομάδας των τερτακυκλινών. Παρεμποδίζει τη σύνθεση πρωτεϊνών με την αναστρέψιμη σύνδεσή της με τα βακτηριακά ριβοσώματα. Χρησιμοποιείται κυρίως σε καλλιέργειες ροδακινιάς για την αντιμετώπιση του βακτηρίου Xanthomonas arboricola και αχλαδιάς, όπου αποτελεί το αντιβιοτικό πρώτης επιλογής σε περιοχές ή/και σε οπωρώνες που έχει εμφανιστεί ανθεκτικότητα στην στρεπτομυκίνη.
Σε φυτά μεγάλης οικονομικής αξίας (φοινικοειδή) συνήθως εφαρμόζεται με έκχυση στον κορμό για την αντιμετώπιση ασθενειών (κιτρίνισμα) που προκαλούνται από φυτοπλάσματα. Οι εφαρμογές όμως πρέπει να επαναλαμβάνονται κάθε χρόνο για τη μείωση ή την σταδιακή εξάλειψη των συμπτωμάτων. Πρακτικά τα αντιβιοτικά δημιουργούν μια ασπίδα προστασίας στην επιφάνεια των φυτών, η οποία σταματά την ανάπτυξη του παθογόνου πριν από τη μόλυνση. Έξάλλου η δράση τους χαρακτηρίζεται ως τοπικά διασυστηματική. Στη περίπτωση του βακτηριακού καψίματος το αντιβιοτικό επιλογής είναι η στρεπτομυκίνη καθώς θανατώνει το βακτηριακό κύτταρο στην επιφάνεια του φυτού σε αντίθεση με την οξυτετρακυκλίνη η οποία μειώνει το ρυθμό ανάπτυξης και ως εκ τούτου είναι λιγότερο αποτελεσματική. Το χρονικό διάστημα κατά το οποίο ένα αντιβιοτικό παραμένει ενεργό στην επιφάνεια του φυτού είναι πολύ σημαντικό.
Η στρεπτομυκίνη θεωρείται ότι παραμένει ενεργή στα άνθη για τρεις ημέρες σε αντίθεση με την οξυτετρακυκλίνη η οποία παραμένει για μία μόνο ημέρα μετά την εφαρμογή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την επανάληψη των επεμβάσεων, κατά την κρίσιμη περίοδο των μολύνσεων, κάθε δεύτερη ή τρίτη μέρα με αποτέλεσμα την αύξηση του κόστους της επέμβασης και της πιθανότητας πρόκλησης φυτοτοξικότητας.
Ο χρόνος επέμβασης πρέπει να καθορίζεται από τις γεωργικές προειδοποιήσεις που λαμβάνουν υπόψη τους μοντέλα επικινδυνότητας εμφάνισης της ασθένειας, αφού ο σωστός χρόνος εφαρμογής αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την επιτυχία του αντιβιοτικού τουλάχιστον στην αντιμετώπιση του βακτηριακού καψίματος των μηλοειδών. Μη αναγκαίοι ψεκασμοί αυξάνουν το κόστος αντιμετώπισης και τη ρύπανση του περιβάλλοντος ενώ από την άλλη μεριά η διακοπή της εφαρμογής ή η ανεπιτυχής διαδοχή αυτών κατά το κρίσιμο στάδιο των μολύνσεων μπορεί να οδηγήσει στην έναρξη μιας επιδημίας σε μια περιοχή. Τα τελευταία χρόνια, η αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών έχει μειωθεί εξαιτίας της εμφάνισης και επικράτησης στους χώρους καλλιέργειας ανθεκτικών βακτηριακών στελεχών μεταξύ των πλέον σημαντικών φυτοπαθογόνων βακτηρίων σε αρκετές περιοχές της γης.
Η χρησιμοποίηση των αντιβιοτικών στα φυτά θέτει σε κίνδυνο την υγεία του ανθρώπου? Η απάντηση στο ερώτημα αυτό αποτελεί εδώ και πολλά χρόνια πεδίο συνεχούς διαμάχης ανάμεσα στους επιστήμονες σε ολόκληρο τον κόσμο. Το κυριότερο επιχείρημα εκείνων που αντιτίθενται στη χρήση των αντιβιοτικών στη γεωργική παραγωγή αφορά στο γεγονός ότι ο ψεκασμός των αντιβιοτικών στον αγρό και κατά επέκταση στο περιβάλλον μπορεί να αυξήσει την συχνότητα των γόνων ανθεκτικότητας στο χώρο όχι μόνο στην αντοχή στην στρεπτομυκίνη και στη τετρακυκλίνη αλλά σε άλλους γόνους αντοχής, οι οποίοι μπορεί να μεταφέρονται στο ίδιο πλασμίδιο. Κατά συνέπεια αυξάνεται και ο κίνδυνος οι γόνοι αυτοί να οδηγηθούν σε βακτήρια που προκαλούν σημαντικές ασθένειες στον άνθρωπο. Η ανθεκτικότητα στη στρεπτομυκίνη μεταξύ των φυτοπαθογόνων βακτηρίων είναι τεκμηριωμένη σε διάφορες χώρες του κόσμου σε αντίθεση με εκείνη της τετρακυκλίνης.
Δύο γενετικά διακριτοί τύποι ανθεκτικότητας έχουν περιγραφεί. Ανθεκτικότητα λόγω τυχαίας μεταλλαγής στο χρωμοσωμικό γόνο rpsL ο οποίος αποτρέπει τη σύνδεση της στρεπτομυκίνης με το στόχο της στο βακτηριακό ριβόσωμα (ελάχιστη παρεμποδιστική συγκέντρωση > 1000 μg/ml) και από αδρανοποίηση της στρεπτομυκίνης από το ένζυμο φωσφοροτρανσφεράση που κωδικοποιείται από τα γονίδια strA και strB (ελάχιστη παρεμποδιστική συγκέντρωση 500 – 750 μg/ml). Οι δύο γόνοι συνήθως φέρονται σε κινητά γενετικά στοιχεία (πλασμίδια), τα οποία είναι γενετικά διαφορετικά στην περίπτωση των βακτηρίων που απομονώνονται από τον ευρύτερο χώρο της ιατρικής σε σχέση με το αγροοικοσύστημα.
Έχουν προσδιοριστεί σε τουλάχιστον 17 βακτήρια από το περιβάλλον (φυτά και έδαφος) και το χώρο της ιατρικής. . Η μεταφορά και η σταθεροποίηση των πλασμιδίων που φέρουν την ανθεκτικότητα (γόνους) έχει τεκμηριωθεί σήμερα in planta ανάμεσα σε βακτήρια που αποικίζουν τα φυτά, δεν έχει όμως επιτευχθεί η σταθεροποίηση και η έκφραση των γόνων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά κατά την μεταφορά στο εργαστήριο μεταξύ βακτηρίων που προσβάλουν τον άνθρωπο ή τα φυτά.
Ένα δεύτερο επιχείρημα αφορά την ποιότητα και την καθαρότητα των χρησιμοποιούμενων αντιβιοτικών η οποία εν πολλοίς είναι άγνωστη. Τα αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται στη φυτοπροστασία είναι απίθανο να είναι καθαρότερα από εκείνα που χρησιμοποιούνται για τα ζώα και στα οποία έχει βρεθεί να εμπεριέχουν γόνους αντοχής στα αντιβιοτικά από τα βακτηριακά στελέχη του Streptomyces spp που τα παράγουν. Έτσι πιστεύεται ότι τα ίδια τα αντιβιοτικά μπορεί να αποτελέσουν την αιτία της διασποράς των γόνων ανθεκτικότητας στο αγροοικοσύστημα.
Οσοι παίρνουν το μέρος των καταναλωτών υποστηρίζουν ότι η εφαρμογή αντιβιοτικών στις καλλιέργειες είναι μία ασύνετη πολυτέλεια η οποία μπορεί πιθανά να οδηγήσει στην απαξίωση των φαρμάκων που πράγματι σώζουν ζωές.
Από την άλλη μεριά οι καλλιεργητές υπερασπίζουν την εφαρμογή τους θεωρώντας τόσο περιορισμένη τη χρήση τους, που ουσιαστικά είναι χωρίς συνέπειες για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Δυστυχώς και οι δύο πλευρές δεν διαθέτουν τα ποσοτικά και ποιοτικά εκείνα δεδομένα για να υποστηρίξουν και να τεκμηριώσουν τις θέσεις τους. Έτσι η διαμάχη βασίζεται σε ευκαιριακά στοιχεία και συχνά δυναμιτίζετε από το πάθος. Οι οικονομικές απώλειες για τους παραγωγούς είναι αλήθεια ότι είναι τεράστιες σε περιπτώσεις προσβολών από τα βακτήρια.
Οι ποσότητες των αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των βακτηριώσεων στα φυτά είναι πράγματι μηδαμινές σε σχέση με τη συνολική χρήση. Όμως στο χώρο της ιατρικής καθημερινά διαπιστώνεται η αποτυχία του ενός αντιβιοτικού μετά το άλλο στις κλινικές εφαρμογές σε ένα περιβάλλον, το οποίο τουλάχιστον επιφανειακά φαίνεται να είναι περισσότερο περιορισμένο και πιο ελεγχόμενο από εκείνο του αγρού. Όσο δεν υπάρχουν δεδομένα το δίλημμα της χρήσης ή μη των αντιβιοτικών στη φυτοπροστασία θα παραμένει. Σε μια πρόσφατη μελέτη διαπιστώσαμε ότι σε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα 200 βακτηρίων, που απομονώθηκαν από το 1985 μέχρι πρόσφατα, από της κηπευτικές κυρίως καλλιέργειες της Κρήτης η ανθεκτικότητα που παρατηρήθηκε μεταξύ αυτών ήταν μικρότερη του 1%. Το αντίθετο διαπιστώθηκε την περίπτωση του χαλκού, ένα φυτοφάρμακο που παραδοσιακά εφαρμόζεται στην αντιμετώπιση των βακτηριολογικών προβλημάτων. Αναρωτιέμαι αν στην περίπτωση αυτή ισχύει « το μη χείρον βέλτιστον»
Το γεγονός ότι καλλιέργειες φυτών επέζησαν παρά την απουσία βακτηριοκτόνων ουσιών δεν μπορεί παρά να σημαίνει ότι οι εναλλακτικές μέθοδοι που είναι διαθέσιμες και χρησιμοποιούνται εδώ και πολλά χρόνια εν γνώσει ή και εν αγνοία συχνά των καλλιεργητών για την αντιμετώπιση των βακτηριώσεων συνολικά μπορεί να κριθούν ως αποτελεσματικές.
Η διαχείριση των βακτηριολογικών ασθενειών στα περισσότερα συστήματα καλλιέργειας βασίζεται στη γενετική αντοχή του ξενιστή (επιλογή μεταξύ των ανθεκτικών στα παθογόνα ποικιλιών), που στην περίπτωση των βακτηρίων ο βαθμός αξιοποίησης παραμένει ακόμη πολύ μικρός, στο υγιές πολλαπλασιαστικό (αποφυγή εισόδου του παθογόνου), στην υγιεινή (απομάκρυνση - καταστροφή μολυσμένων φυτών) και στην ορθή και έγκαιρη εφαρμογή όλων εκείνων των απαραίτητων καλλιεργητικών τεχνικών και μέτρων (αποφυγή ποτίσματος με τεχνητή βροχή, ισορροπημένη λίπανση κ.α.) που σκοπό έχουν τη δημιουργία ενός μη ευνοϊκού περιβάλλοντος για την επιβίωση, ανάπτυξη ή/και τον πολλαπλασιασμό των φυτοπαθογόνων βακτηρίων.
* Ο δρ Δ. Ε. Γκούμας είναι αναπληρωτής καθηγητής Φυτοπαθολογίας στη Σχολή Τεχνολογίας Γεωπονίας του Τ.Ε.Ι. Κρήτης
Πηγή:http://www.patris.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου