Efeito inibitório da tetraciclina e oxitetraciclina em bactérias nitritantes e nitrificantes

Abstract

A suinocultura é uma atividade de fundamental importância no contexto socioeconômico do estado de Santa Catarina. No entanto, os danos ambientais provocados por essa atividade são igualmente preocupantes pois geram efluentes com altas cargas de poluentes na forma de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. Recentemente, a grande quantidade de antibióticos que são aplicados para garantir a sanidade e promover o crescimento dos animais também passou a ser alvo de preocupação na suinocultura, pois grande fração desses compostos sai do trato digestivo ainda na sua forma ativa e vão para as estações de tratamento de efluentes. Assim, os antibióticos podem interferir nos processos biológicos que ocorrem nesses sistemas, trazendo impactos com dimensões que ainda não são totalmente conhecidas. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dois antibióticos utilizados na suinocultura (tetraciclina e oxitetraciclina) sobre culturas de bactérias responsáveis pela nitrificação. Para isso foram realizados testes cinéticos em batelada com diferentes concentrações de cada antibiótico sobre uma cultura enriquecida em bactérias nitritantes (BOAs) e outra com bactérias nitrificantes (BOAs + BONs). Estes testes tiveram duração de 12 h nos quais foram quantificadas as concentrações de cada forma nitrogenada (amônia, nitrito e nitrato) e ao final foi avaliado o efeito sobre a morfologia através de imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos demonstraram que a tetraciclina possui maior efeito inibitório que a oxitetraciclina sobre as duas comunidades bacterianas. Também foi observado que a cultura nitritante foi mais sensível à exposição aos antibióticos que a nitrificante, demonstrando que a maior complexidade da cultura bacteriana diminui os efeitos tóxicos dos antibióticos. Apesar de serem aplicadas concentrações de antibióticos elevadas, a concentração que inibe a atividade em 50% (CI-50) só foi alcançada para a cultura nitritante exposta a tetraciclina, cujo valor foi de 257 mg.L-1. As imagens de MEV mostraram que o aumento da concentração de antibiótico provocou danos profundos nas estruturas microbianas sendo proporcional à inibição obtida experimentalmente.

Abstract : The swine industry has fundamental importance in the socioeconomic context of the Santa Catarina state. However, the environmental damages caused by this activity are unsettling because they generate effluents with high pollutant loads in the form of organic matter, nitrogen and phosphorus. Recently, the high amount of antibiotics applied to keep the herd healthy and to promote growth in animals also became a matter of concern in swine farms, since some of these compounds can leave the digestive system on its active form and reach the wastewater treatment. Thus, antibiotics can affect the biological processes occurring on those systems, bringing impacts with dimensions not yet fully known. Therefore, the goal of this study was to evaluate the effect of two antibiotics used in swine farms (tetracycline and oxytetracycline) on cultures of nitrifiers bacteria. For this, were performed kinetic tests with different concentrations of each antibiotic on an enriched ammonia oxidizing bacteria (AOB) culture and another with nitrifying bacteria (AOB + NOB). These tests had duration of 12 h in which the concentrations of each nitrogenous compounds (ammonia, nitrite and nitrate) were quantified and the effect on the morphology was evaluated through scanning electron microscopy (SEM) images. The results pointed out higher inhibitory effect for tetracycline on both bacterial communities. Also demonstrated that AOB culture was more sensitive to antibiotic exposure than nitrifying, therefore the greater complexity of bacterial culture reduces the toxic effects of antibiotics. Although high antibiotic concentrations were applied, the 50% activity inhibitory concentration (CI-50) was achieved only for AOB culture exposed to tetracycline, whose value was 257 mg.L-1. SEM images exhibited strong damages on the microbial structures as the antibiotic concentration increased, which was proportional to the inhibition obtained experimentally.