Wissenschaftler erforschen Antibiotika-Wirkung im Boden

Tierhaltung

Mehr als 9.000 Tonnen Antibiotika wurden 1999 in der Europäischen Union an Schweine, Rinder oder Geflügel verfüttert. Die Tiere scheiden bis zu 90 Prozent davon unverändert wieder aus. Früher oder später landen die Arzneimittel mit dem Mist oder der Gülle auf den Feldern. Was mit ihnen danach passiert, ist noch weitgehend ungeklärt. Möglicherweise sind sie aber mit dafür verantwortlich, dass immer mehr Bakterien gegen Antibiotika resistent werden - darunter auch Keime, die dem Menschen gefährlich werden können. Eine Forschergruppe, an der mehrere Arbeitsgruppen aus Deutschland beteiligt sind, geht dieser Frage nun nach.

Wenn man einen Acker mit Sulfadiazin-belasteter Gülle düngt, verschwindet das Medikament wie von Zauberhand: Schon nach ein paar Stunden lässt sich nur noch die Hälfte der ursprünglich ausgebrachten Substanz mit Wasser aus dem Erdreich herauslösen, nach einem Monat scheint gar kein Sulfadiazin mehr im Boden vorhanden zu sein.

Doch wirklich "weg" ist die Tierarznei offenbar nicht: "Schadstoffe wie Sulfadiazin können an Humus und andere Bodenbestandteile binden oder sie werden in kleinen Bodenporen eingeschlossen", so Markus Förster, Bodenkundler an der Uni Bonn. Dieser Vorgang heiße auch "Altern" der Substanz im Boden. "In diesem Zustand lässt sich Sulfadiazin dann nicht mehr einfach nachweisen", so Förster. "Es ist aber nicht ausgeschlossen, dass der Wirkstoff auch in dieser Form noch Bakterien schädigen kann." Zudem wird die Humusschicht permanent auf-, um- und abgebaut. "Eine weitere Frage lautet daher: Wird das Zeug irgendwann wieder freigesetzt?", ergänzt Försters Kollege Volker Laabs.

Tierantibiotika wie das Sulfadiazin können im Boden nach Ansicht der Wissenschaftler in zweifacher Hinsicht gefährlich wirken: Zunächst einmal können sie Bodenbakterien abtöten und damit das natürliche Mikroorganismen-Gleichgewicht empfindlich stören - ein Aspekt, dem Forscher aus Rostock und Berlin nachgehen wollen.

So gibt es Bakterien, die Stickstoff im Boden in eine pflanzenverfügbare Form umwandeln - werden sie geschädigt, könnte sich die Stickstoffnachlieferung für Pflanzen ändern. Zudem könnten sich im Boden resistente Bakterien anreichern und später vielleicht ihre Resistenzgene an menschliche Krankheitserreger weiter geben. Wie groß dieses Risiko ist, wollen Braunschweiger Wissenschaftler untersuchen.

Der Bonner Bodenkundler Wulf Amelung und sein Team kümmern sich um die Frage, durch welche Mechanismen Sulfadiazin im Boden "festgelegt" wird und wie verfügbar es dann noch ist. Dazu arbeiten sie mit einer radioaktiv markierten Form des Antibiotikums, die sie so jederzeit leicht nachweisen können. Die Forscher "waschen" das mit Sulfadiazin kontaminierte Erdreich zunächst mit Wasser und messen, wieviel Antibiotikum sie damit aus dem Boden herauslösen können. Dann folgen weitere Extraktionsschritte, in denen sie nacheinander zu immer aggressiveren Verfahren greifen.

Nach jedem Durchgang analysieren die Forscher den Antibiotikagehalt des gewonnenen Extraktes. Auf diese Weise wollen sie ermitteln, wie schnell und wie stark Sulfadiazin im Boden festgehalten wird. Außerdem wollen sie herausfinden, inwieweit unterschiedlich lang "gealtertes" Sulfadiazin noch für Verlagerungsprozesse und Bodenorganismen zugänglich ist.

Ähnliche Versuche mit einzelnen Bodenbestandteilen wie Tonmineralen, organischer Substanz oder Eisenoxiden sollen Aussagen über die Bindungsmechanismen ermöglichen, die für die zunehmende Festlegung von Sulfadiazin im Boden verantwortlich sind. Die extrahierten Bodenproben gehen anschließend nach Braunschweig und Berlin. Dort kontrollieren die Projektpartner beispielsweise, ob das "gewaschene" Erdreich noch Resistenzen in Mikroben auslösen kann.