Seçilmiş Antibiyotiklerin Aerobik Koşullar Altında Biyolojik Ayrışabilirlik Ve Mikrobiyal Popülasyon Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Gerçekleştirilmiş olan çalışma, antibiyotik maddelerin pepton karışımına aklime edilmiş aerobik mikrobiyal kültürün (çamur yaşı 10 gün ve 2 gün) substrat ayrıştırması üzerine olan etkilerini, mikrobiyal popülasyon üzerine olan etkilerini ve aynı zamanda sistemin direnç profilini incelemiştir. Çalışma kapsamında Sulfametoksazol, Tetrasiklin ve Eritromisin model antibiyotikler olarak seçilmiştir. Antibiyotik maddelerin pepton karışımının biyolojik olarak ayrışması üzerindeki akut ve kronik inhibisyon etkilerinin belirlenmesi amacıyla, bütün oksijen tüketim hızı (OTH) profilleri temin eden respirometrik testler çalışmanın temelini oluşturmuşlardır. İnhibisyon etkisi, antibiyotik ilavesinin olmadığı kontrol testinde elde edilen orijinal OTH profilinin şeklindeki değişiklikler ile ortaya konmuştur. Elde edilen deneysel data Aktif Çamur Model No.3 kullanılarak simüle edilmiştir. Sonuçlar, pepton karışımının değişken fraksiyonlarının antibiyotik madde tarafından bloke edildiğini ve biyolojik ayrışmaya girmediğini göstemiştir. Ayrıca, kronik reaktörlerinde görülen direnç profili ve pirosekanslama yöntemi kullanılarak kronik sistemlerin mikrobiyal popülasyon dinamikleri incelenmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen sonuçlar sistemlerin dominant türlerinde kayma gerçekleştiğini ve sistemlerde antibiyotik etkisi altında canlılığını sürdürebilen organizmaların antibiyotik maddelere dirençli olma özelliklerini ortaya koymuştur.

The study evaluated the inhibitory impact of antibiotics on the biodegradation of peptone mixture by an acclimated microbial culture (sludge age of 10 days and 2 days) under aerobic conditions, together with their effects on the microbial population and the resistance profile of the biomass. Sulfamethoxazole, Tetracycline and Erythromycin were chosen as model antibiotics. Acute and chronic effects of chosen antibiotics were determined by observing the respective oxygen uptake rate profiles and compared with both control reactors, which were started without antibiotic addition. All the data obtained were simulated using Activated Sludge Model No.3. Results showed that while all available external substrate was removed from solution, addition of antibiotics induced a significant decrease in the amount of oxygen consumed, indicating that a varying fraction of peptone mixture was blocked by the antibiotic and did not participate to the on-going microbial growth mechanism. Additionally, resistance genes profiles and the microbial population characteristics of chronically inhibited systems were investigated. Moreover, microbial population dynamics studies by pyrosequencing revealed that the microbial population structure alters significantly under constant exposure to antibiotic substances. Results of both investigations revealed that organisms harbouring resistance genes against antibiotics were able to survive under constant exposure to the inhibitory substances at both sludge ages.