Противомикробные препараты в аквакультуре - Antimicrobials in aquaculture

Противомикробные препараты разрушать бактерии, вирусы, грибы, водоросли, и другие микробы. Клетки бактерий (прокариоты ), Такие как сальмонелла, отличаются от организмов более высокого уровня (эукариоты ), например, рыба. Антибиотики представляют собой химические вещества, предназначенные либо для уничтожения, либо для подавления роста патогенных бактерий, используя при этом различия между прокариотами и эукариотами, чтобы сделать их относительно безвредными для организмов более высокого уровня. Антибиотики сконструированы так, чтобы действовать одним из трех способов: нарушая клеточные мембраны бактерий (делая их неспособными к саморегулированию), препятствуя синтезу ДНК или белка или препятствуя активности определенных ферментов, уникальных для бактерий.[1]

Антибиотики используются в аквакультура для лечения заболеваний, вызванных бактериями.[2] Иногда антибиотики используются для лечения заболеваний, но чаще антибиотики используются для предотвращения болезней, обрабатывая воду или рыбу до того, как болезнь возникнет.[3] Хотя этот профилактический метод предотвращения болезней является прибыльным, поскольку он предотвращает потерю и позволяет рыбе быстрее расти, у него есть несколько недостатков.

Чрезмерное использование антибиотиков может вызвать устойчивый к антибиотикам бактерии. Устойчивые к антибиотикам бактерии могут возникать спонтанно, когда давление отбора, направленное на выживание, приводит к изменениям в организме. ДНК последовательность бактерии, позволяющая этой бактерии выжить при лечении антибиотиками. Поскольку для лечения рыб используются некоторые из тех же антибиотиков, которые используются для лечения болезней человека, патогенные бактерии, вызывающие заболевание человека, также могут стать устойчивыми к антибиотикам в результате лечения рыб антибиотиками.[4] По этой причине чрезмерное использование антибиотиков при лечении рыбной аквакультуры (среди других видов сельскохозяйственного использования) может создать проблемы для общественного здравоохранения.[5]

Обзор

У вопроса две стороны. В некоторых зарубежных странах запасы чистой воды для аквакультуры крайне ограничены.[6] Необработанный навоз и человеческие отходы используются в качестве корма на креветочных фермах и фермах по выращиванию тилапии в Китае и Таиланде, в дополнение к сбору отходов, накапливающихся в результате неадекватной очистки сточных вод.[6] Чтобы предотвратить распространение бактерий и болезней в загрязненной воде, некоторые иностранные рыбные хозяйства добавляют в свою рыбную муку антибиотики, запрещенные в США.[6] Однако из-за того, что более строгие правила, действующие в США, увеличивают цены на продукты питания, импорт из стран, в которых не действуют эти правила, увеличивается в зависимости от цены и прибыли.[7]

Между 1995 и 2005 годами первые десять лет НАФТА -ВТО В эпоху США импорт морепродуктов увеличился на 65 процентов, а импорт креветок - на 95 процентов.[8] Сегодня 80 процентов американских морепродуктов импортируется, примерно половина из них поступает из аквакультуры.[7] На Китай, Таиланд и Вьетнам вместе приходится 44% импорта морепродуктов в США.[9]

FDA проверяет химические вещества в продуктах аквакультуры более двух десятилетий. В ноябре 2005 года программа тестирования препаратов для аквакультуры была пересмотрена и теперь включает антибиотики, такие как хлорамфеникол, фторхинолоны, нитрофураны, и хинолоны, а также противомикробные соединения, такие как малахитовый зеленый которые не одобрены для использования в рыбоводстве.[10] С 1 октября 2006 г. по 31 мая 2007 г. FDA провело испытания образцов сома, баса, креветка, ельца и угорь из Китая, обнаружив, что в 25% проб содержатся остатки наркотиков.[11] FDA одобрило пять различных препаратов для использования в аквакультуре при условии, что морепродукты содержат меньше обязательного максимального предела остатков: флорфеникол, сульфамеразин, хорионический гонадотропин, окситетрациклина дигидрат, окситетрациклина гидрохлорид, а также комбинацию лекарственных препаратов сульфадиметоксина и орметоприма.[7] FDA одобрило два препарата - формалин и перекись водорода, для которых оно не установило допуск.[7]

FDA теперь обеспечивает соблюдение правил в США, требующих тестирования некоторых импортных продуктов на наличие противомикробных агентов в соответствии с Уведомлением об импорте 16-131.[12] Уведомление об импорте предусматривает использование противомикробных препаратов на различных этапах аквакультуры, включая малахитовый зеленый, нитрофураны, фторхинолоны и горечавка фиолетовая, может способствовать увеличению устойчивость к противомикробным препаратам в патогенах человека, и было показано, что длительное воздействие нитрофуранов, малахитового зеленого и генцианвиолета оказывает канцерогенное действие.[12] В брошюре для потребителей FDA описывает причины для принудительного исполнения в соответствии с предупреждением об импорте:

После того, как FDA неоднократно обнаруживало заражение выращиваемых на фермах морепродуктов из Китая, 28 июня 2007 года агентство объявило о расширении контроля над импортом всех выращиваемых на фермах сома, баси, креветок, ельцов (связанных с карпом) и угря из Китая. Во время целевого отбора проб с октября 2006 года по май 2007 года FDA неоднократно обнаруживало, что выращенные на фермах морепродукты из Китая были загрязнены противомикробными агентами, которые не одобрены для использования в США. В частности, были обнаружены противомикробные препараты нитрофуран, малахитовый зеленый, генциановый фиолетовый и фторхинолоны.[13]

Из-за ограничений финансирования и ресурсов США Счетная палата правительства утверждает, что только 1% морепродуктов по сравнению с 2% всего импорта проверяется, и только 0,1% всех морепродуктов проверяется на предмет остатков антибиотиков.[6]

Примеры противомикробных препаратов

Медные сплавы

Ручка из медного сплава, установленная на рыбоводческое хозяйство на глубине 14 футов в течение одного года не проявляет признаков биообрастание.
Основная статья: Медные сплавы в аквакультуре

Недавно, медные сплавы стали важными сеточными материалами в аквакультура (выращивание водные организмы включая рыбоводство ). Различные другие материалы, включая нейлон, полиэстер, полипропилен, полиэтилен, сварной с пластиковым покрытием провод, резинка, запатентовано шпагат продукты (Spectra, Dyneema) и оцинкованная сталь также используются для плетения в аквакультура вольеры для рыбы по всему миру.[14][15][16][17][18] Все эти материалы выбраны по разным причинам, в том числе из-за возможности дизайна, прочность материала, стоимость и устойчивость к коррозии.

Что отличает медные сплавы от других материалов, используемых в рыбоводстве, так это то, что медные сплавы противомикробный (Для получения информации об антимикробных свойствах меди и ее сплавов см. Антимикробные свойства меди и Сенсорные поверхности из антимикробного медного сплава ). в морская среда, антимикробные / альгицидные свойства медных сплавов предотвращают биообрастание, что кратко можно охарактеризовать как нежелательное накопление, слипание и рост микроорганизмы, растения, водоросли, трубчатые черви, ракушки, моллюски, и другие организмы на искусственных морских сооружениях.[19] Подавляя рост микробов, загоны для аквакультуры из медного сплава позволяют избежать дорогостоящих чистых изменений, которые необходимы для других материалов. Устойчивость к росту организмов на сетках из медного сплава также обеспечивает более чистую и здоровую среду для выращивания и процветания разводимой рыбы. Помимо противообрастающих свойств медные сплавы обладают прочной структурой и прочностью. сопротивление ржавчине свойства в морской среде. Латунный сплав сетчатые садки также в настоящее время используются в коммерческих аквакультурах в Азии, Южной Америке и США. Видеть антимикробные свойства латуни

Метиленовый синий

Метиленовый синий используется в аквакультуре и любителями тропических рыб для лечения грибковых инфекций. Он также может быть эффективным при лечении рыб, инфицированных ichпаразитические простейшие Ichthyophthirius multifiliis. Обычно он используется для защиты только что отложенной икры рыбы от заражения грибком или бактериями. Это полезно, когда любитель хочет искусственно вылупить икру рыбы. Метиленовый синий также очень эффективен при использовании в составе «лечебной рыбной ванны» для лечения отравлений аммиаком, нитритами и цианидами, а также для местного и внутреннего лечения травмированная или больная рыба в качестве «первой реакции».[20]

Озон

Озон добавляется в морскую воду и используется для дезинфекции поверхностей пикша и Атлантический палтус яйца против нодавируса. Нодавирус - это смертельный вирус, передающийся вертикально, вызывающий серьезную смертность рыб. Яйца пикши не следует обрабатывать высоким содержанием озона, поскольку обработанные таким образом яйца не вылупляются и погибают через 3–4 дня.[21]

Некоторые проблемные противомикробные препараты

Малахитовый зеленый

В 1983 году FDA запретило использование малахитовый зеленый в аквакультуре. Исследования токсичности показали, что это химическое вещество может иметь серьезные побочные токсические эффекты.[22] Малахитовый зеленый на самом деле не является антибиотиком, но обладает антибиотическими свойствами. Малахитовая зелень в некоторой степени стабильна в окружающей среде и, следовательно, обнаруживается у рыб, которые в какой-то момент были обработаны этим химическим веществом, даже после того, как лечение было прекращено.[23] После более строгих испытаний и инспекций со стороны правительств западных стран использование малахитового зеленого начало сокращаться, а другие лекарства стали более распространенными.

Хлорамфеникол

В то время как США тестировали выращиваемые на фермах креветки на хлорамфеникол С 1994 года, за последнее десятилетие FDA разработало более чувствительную методологию тестирования и изменило уровни обнаружения хлорамфеникола в ответ на все более частое обнаружение следов хлорамфеникола в импортных товарах.[24] В ответ на открытие в США хлорамфеникола в импортированных креветках и последующее повышение чувствительности тестирования, использование этого соединения в аквакультуре стало сокращаться.[25]

Генциановый фиолетовый

Генциановый фиолетовый, также известный как кристаллический фиолетовый, обладает антибактериальными, противогрибковыми и противопаразитарными свойствами.[26] Это соединение использовалось во время Первой мировой войны в качестве местного антисептика, но в настоящее время его заменили более современными методами лечения. FDA запрещает использование генцианвиолета в аквакультуре из-за многочисленных исследований, показывающих повышенный риск некоторых видов рака, связанных с этим соединением, и показывающих, что химическое вещество является биодоступным в рыбе при использовании в аквакультуре.[27]

Нитрофураны

Нитрофураны являются антибиотиками широкого спектра действия, эффективными против грамположительных и грамотрицательных бактерий. В 1991 году FDA отозвало несколько одобренных пищевых продуктов из нитрофурана животного происхождения в результате исследований, показавших, что нитрофуразон, один из нитрофуранов, может вызывать опухоли молочной железы у крыс и опухоли яичников у мышей. FDA также пришло к выводу, что некоторые люди могут быть сверхчувствительны к этому продукту.[28] FDA заявляет: «Абсолютно, запрещается использование нитрофуранов без дополнительных указаний в пищевых продуктах животного происхождения, включая морепродукты».[28] В настоящее время FDA задерживает импорт некоторых морепродуктов без физического осмотра из-за использования нитрофурана производителем.[28]

Флорхинолоны

Фторхинолоны В США и во многих других частях мира в аквакультуре запрещено использование без маркировки из-за опасений общественного здравоохранения по поводу развития такой устойчивости к противомикробным препаратам.[11] Китайские власти признали разрешение на использование фторхинолонов в аквакультуре, даже несмотря на то, что использование фторхинолонов в пищевых животных может повысить устойчивость к антибиотикам у патогенов человека, что ставит под угрозу эффективность использования этого критически важного класса антибиотиков в медицине.[11] Правительство Китая установило более высокий максимальный предел остатков, чем США, и исследования в Китае показали, что китайцы эффективно соблюдают китайские ограничения.[29] Из-за опасений по поводу присутствия фторхинолонов в пищевых продуктах не только в аквакультуре, но и в таких продуктах, как мед,[11] США продолжают разрабатывать методы и стратегии для обнаружения незаконных остатков и предотвращения их попадания в продукты питания США.[11]

Рекомендации

  1. ^ Интернет-учебник бактериологии Тодора, Кеннет Тодор, доктор философии, 2008 г. (последнее посещение 1 октября 2011 г.)
  2. ^ Alderman, D.J .; Гастингс, Т. (1998). «Использование антибиотиков в аквакультуре: развитие устойчивости к антибиотикам - потенциальные риски для здоровья потребителей». Int. J. Food Sci. Technol. 33 (2): 139–155. Дои:10.1046 / j.1365-2621.1998.3320139.x.
  3. ^ «Экотоксичность смесей антибиотиков, используемых в аквакультуре». Environ. Toxicol. Chem. 25: 2208-2215. Кристенсен А.М., Ингерслей Ф. и Баун А. 2006.
  4. ^ Антимикробные агенты в аквакультуре: потенциальное воздействие на здоровье. Информационный бюллетень АПУА. 18: 1-6. Ангуло, Ф.Дж. 2000.
  5. ^ «Последствия для общественного здравоохранения использования противомикробных агентов в пищевых животных в Соединенных Штатах». Microb. Устойчивость к лекарствам 9: 373-379. Андерсон, А.Д., Дж. М. Нельсон, С. Росситер и Ф. Дж. Ангуло. 2003 г.
  6. ^ а б c d Испорченные морепродукты достигают США, говорят эксперты по безопасности пищевых продуктов, Николь Гилберт, News21, 2011 г. (последнее посещение - октябрь 2011 г.).
  7. ^ а б c d БЕЗОПАСНОСТЬ МОРЕПРОДУКТОВ, FDA необходимо улучшить надзор за импортируемыми морепродуктами и улучшить использование ограниченных ресурсов, Счетная палата правительства США, 14 апреля 2011 г.
  8. ^ ТОРГОВЫЙ ДЕФИЦИТ В ОБЛАСТИ ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ, предлагаемое расширение НАФТА повторяет ограничения политики США в области безопасности пищевых продуктов, которые способствуют импорту небезопасных продуктов, Public Citizen’s Global Trade Watch, 2007 г.
  9. ^ Китай - 23%, Таиланд - 16% и Вьетнам - 5%. БЕЗОПАСНОСТЬ МОРЕПРОДУКТОВ, FDA необходимо улучшить надзор за импортируемыми морепродуктами и улучшить использование ограниченных ресурсов, Счетная палата правительства США, 14 апреля 2011 г.
  10. ^ USFDA, Промышленные усилия по сокращению использования неразрешенных лекарств. Глобальный защитник аквакультуры. Июль, август 2006 г. Выпуск. стр.38-39. Коллетт, Б.
  11. ^ а б c d е Слушания на тему «Безопасность китайского импорта», заявление Мюррея М. Лампкина, доктора медицины, заместителя комиссара по международной и специальной программе перед комитетом Сената по торговле, науке и транспорту, 18 июля 2007 г.
  12. ^ а б Предупреждение об импорте FDA 16-131, http://www.accessdata.fda.gov/cms_ia/importalert_33.html
  13. ^ Как FDA регулирует морепродукты, FDA, 2007 г. (https://www.fda.gov/downloads/ForConsumers/ConsumerUpdates/UCM106813.pdf )
  14. ^ Морская аквакультура в США: экономические соображения, последствия и возможности, Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований, июль 2008 г., стр. 53
  15. ^ Брейтуэйт, РА; Макэвой, Лос-Анджелес (2005). «Морское биообрастание на рыбоводных хозяйствах и его реабилитация». Достижения в морской биологии. 47: 215–52. Дои:10.1016 / S0065-2881 (04) 47003-5. ISBN  9780120261482. PMID  15596168.
  16. ^ «Сетки и принадлежности для коммерческого и исследовательского рыбоводства и аквакультуры». Sterlingnets.com. Получено 2010-06-16.
  17. ^ «Сетка для аквакультуры промышленной сеткой». Industrialnetting.com. Архивировано из оригинал на 2010-05-29. Получено 2010-06-16.
  18. ^ Южный региональный центр аквакультуры в г. http://aquanic.org/publicat/usda_rac/efs/srac/162fs.pdf
  19. ^ Морское обрастание и его предотвращение, Океанографический институт Wood Hole, 1952, Военно-морской институт США, Аннаполис, Мэриленд, США
  20. ^ [1] Химическая обработка аквариума
  21. ^ Buchan, K .; Martin-Robinchaud, D .; Benfey, T.J .; Маккиннон, А; Бостон, L (2006). «Эффективность озонированной морской воды для дезинфекции поверхности яиц пикши (Melanogrammus aeglefinus) против piscine nodavirus». Аквакультурная инженерия. 35: 102–107. Дои:10.1016 / j.aquaeng.2005.10.001.
  22. ^ Калп, SJ (2004). «Технический отчет NTP об исследованиях токсичности хлорида малахитового зеленого и лейкомалахитового зеленого (CAS № 569-64-2 и 129-73-7), вводимых в корм крысам F344 / N и мышам B6C3F1». Токсичный представитель-сер (71): 1 – F10. PMID  15213768.
  23. ^ «Количественный и подтверждающий анализ остатков малахитового зеленого и лейкомалахитового зеленого в рыбе и креветках». Бюллетень лабораторной информации USFDA. LIB № 4363 Том 21 (11). Андерсен, В. К., С. Б. Турнипсид и Дж. Э. Ройбал 2005.
  24. ^ Киз, К.В. 2006. «Безопасность морепродуктов, регулятивное взаимодействие сочетает тестирование, обеспечение соблюдения». Глобальный адвокат по аквакультуре. Апрель / май с. 20-23.
  25. ^ Коллетт, Б. 2006 г. USFDA, «Усилия отрасли по сокращению использования неутвержденных лекарств». Глобальный адвокат по аквакультуре. Июль Август. стр.38-39.
  26. ^ ТРИФЕНИЛМЕТАН И РОДСТВЕННЫЕ КРАСИТЕЛИ, Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера, John Wiley & Sons, Inc., стр. 1-21.
  27. ^ CFSAN - Вопросы и ответы на предупреждение FDA об импорте морепродуктов, выращенных на фермах из Китая (последнее посещение - октябрь 2011 г.).
  28. ^ а б c «Задержание без физического осмотра морепродуктов из-за нитрофуранов», Предупреждение об импорте №16-129, опубликовано 29.06.2011 (последнее посещение - октябрь 2011 г.).
  29. ^ Он, X и др., «Остатки фторхинолонов в морской аквакультуре в дельте реки Чжуцзян, Южный Китай», Environ Geochem Health. 2011 сен 1