Rauchen und Antibiotikaresistenzen als Hauptbedrohungen der globalen Gesundheit
Zwei der Hauptbedrohungen für die globale Gesundheit der Menschen sind die Zunahme multiresistenter bakterieller Erreger und Zigarettenrauch. Beide sind für Millionen Todesfälle jährlich verantwortlich. Zigaretten enthalten mehr als 7.000 chemische Verbindungen. Mehr als 80 % dieser Verbindungen werden durch die menschliche Lunge beim Rauchen inhaliert. Bei einigen von ihnen ist bereits bekannt, dass sie toxisch oder sogar kanzerogen sind.
Bakterien verbreiten Resistenzen durch horizontalen Gentransfer
Frühere Studien zeigten zudem, dass Zigarettenrauchen ein Risikofaktor für eine erhöhte Verschreibung von Antibiotika ist. Der vermehrte Antibiotikagebrauch kann zu einer erhöhten Resistenzentwicklung der Bakterien führen. Laut WHO sterben jährlich über 1,2 Millionen Menschen infolge resistenter Infektionen – Tendenz steigend. Neben der Selektion resistenter Stämme durch Arzneimitteldruck rückt auch der horizontale Gentransfer innerhalb und zwischen Bakterien als Mechanismus der Resistenzverbreitung zunehmend in den Fokus. Dieser wird durch mobile genetische Elemente, wie beispielsweise Plasmide, vermittelt.
Zigaretten - ein Problem für die Gesundheit und die Umwelt
Wenn Bakterien gegenüber chemischen Stressfaktoren, wie beispielsweise Antibiotika oder Schwermetallen, exponiert sind, kann es zu einer Hochregulation von Genen kommen, die mit einem erhöhten Plasmidtransfer verbunden sind. Eine Studiengruppe stellte daher die Hypothese auf, dass auch Zigarettenrauch zu bakteriellen Stressantworten des humanen Lungenmikrobioms führen könnte. Ein weiteres Problem, das mit Zigarettenrauchen assoziiert ist, sind die Endprodukte, wie Zigarettenasche und Filter. Diese enthalten ihrerseits viele schadhafte Verbindungen, die mit ihnen in die Umwelt gelangen können. Zudem könnten die Zigarettenfilter mit Hochrisiko-Bakterien besiedelt werden. Wenn diese Filter nun aus Abwässern in verschiedene Umgebungen gelangen, könnten mit ihnen auch die potenziell resistenten Bakterien in der Umgebung verteilt werden.
Fördert Zigarettenrauch die Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen?
Die Wissenschaftler untersuchten daher den Einfluss von toxischen Verbindungen des Zigarettenrauches, Asche und der Filter auf die Verbreitung von Genen, die mit Antibiotikaresistenzen assoziiert sind.
Zigarettenrauch erhöhte horizontalen Transfer von Resistenzplasmiden
Die Exposition mit Zigarettenrauchextrakt und Asche führte zu einer mehr als Verdopplung der horizontalen Transferrate von Mehrfachresistenz-Plasmiden im künstlichen Lungensputum im Vergleich mit den Kontrollen. Zudem sahen die Forscher eine erhöhte Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies als Teil der bakteriellen Stressantwort auf die Exposition gegenüber Zigarettenrauchtoxinen.
Benutzte Zigarettenfilter gefährliche mobile Nährböden für Bakterien
Die benutzten Zigarettenfilter waren von anderen Bakteriengemeinschaften im Vergleich zu unbenutzten Filtern von anderen Bakteriengemeinschaften besiedelt. Diese Gemeinschaften waren signifikant angereichert mit antimikrobiellen Resistenzgenen, mobilen genetischen Elementen und potenziell humanen Pathogenen im Vergleich zu den unbenutzten Filtern. Dies spricht dafür, dass die benutzten Zigarettenfilter als idealer Nährboden für Hochrisiko Bakteriengemeinschaften dienen können. Dadurch, dass sie in wässrigen Umgebungen bis zu zehn Jahre bestehen bleiben können und lange Distanzen zurücklegen können, stellen sie eine Gefahr dar. Sie könnten zu neuen Habitaten gelangen und dort Krankheitserreger zu Menschen oder Tieren bringen. Die Studienautoren betonen daher die dringende Notwendigkeit für ordnungsgemäße Entsorgungspraktiken der Zigarettenfilter, um dieses Risiko zu minimieren.
Fazit: Zigarettenrauch fördert Verbreitung bakterieller Resistenzen
Zusammengefasst legen die Studienergebnisse nahe, dass Zigarettenrauch nicht nur direkte gesundheitliche Effekte – wie Karzinogenese oder pulmonale Entzündung – verursacht, sondern auch indirekte schädliche Effekte auf die Gesundheit der Menschen hat, indem es die Verbreitung bakterieller Resistenzen fördert.
