Sulfonamide accumulation and effects on herbaceous and woody plants and microorganisms

Una delle vie principali attraverso cui i farmaci possono entrare nell'ambiente consiste nell’ampio uso che se ne fa in zootecnia. Infatti, in Europa questi principi attivi sono venduti nell’ordine di centinaia di tonnellate annue per singola nazione, per il solo utilizzo in ambito veterinario. In seguito alla somministrazione, fino al 90% della dose utilizzata di farmaco può essere escreta inalterata e, in seguito all'utilizzo del letame come ammendante organico, suolo e acque possono risultare contaminate. Il presente studio si concentra sugli effetti e sull’accumulo in piante legnose ed erbacee di sulfamidici, un gruppo di agenti antimicrobici (d'ora in poi chiamati antibiotici) frequentemente rilevati negli ecosistemi agrari, la cui persistenza rappresenta un serio rischio per gli organismi viventi ad essi connessi. La tesi è articolata in 7 capitoli. Nella prima parte (capitolo 1) è descritta la situazione generale relativa alla presenza di antibiotici negli ambienti agrari e al loro impatto sulla crescita e lo sviluppo di organismi viventi ad essi esposti. Successivamente, dal capitolo 2 al capitolo 6, sono presentate varie prove sperimentali, alcune effettuate in laboratorio ed altre in serra. In particolare, il capitolo 2 si occupa della risposta di piante di Salix fragilis L. all’antibiotico sulfadimetossina, aggiunto alla soluzione nutritiva in concentrazioni da 155 a 620 mg l-1, nonché del potenziale accumulo nei tessuti vegetali. Lo studio mostra la tendenza di questa specie legnosa di assorbire e accumulare la molecola attiva a livello di apparato radicale. Il capitolo 3 ripercorre il disegno sperimentale adottato nella prova descritta nel capitolo 2, con la differenza che, in questo caso, le piante di Salix fragilis L. sono state esposte a dosi di sulfadimetossina che approssimano quelle registrate in alcuni ambientali agrari, ovvero da 0.01 a 10 mg l-1. Lo studio ha mostrato che non appaiono effetti negativi sulla crescita delle piante di salice fino alla dose di 1 mg l-1. Tuttavia, aumentando il livello del principio attivo sono state evidenziate delle importanti alterazioni sull’architettura radicale. I capitoli 4 e 5 considerano, rispettivamente, gli effetti e l'accumulo di un altro sulfamidico in piante di Salix fragilis L. e Zea mays L., coltivate in un terreno arricchito con 10 mg e 200 kg-1 di sulfadiazina e il suo impatto sulle comunità microbiche e sulle attività enzimatiche associate al suolo e alla radice delle due specie vegetali. L'ultimo studio, presentato nel capitolo 6, si concentra sugli effetti indotti da circa 10 mg l-1 di sulfadimetossina e sulfametazina sulla struttura e sulla funzionalità di radici di Hordeum vulgare L. I risultati provano che i sulfamidici causano importanti effetti sulla morfologia dell'apparato radicale e sull’integrità delle membrane delle cellule radicali. Concludendo, si è evidenziato (capitolo 7) che il Salix fragilis L. accumula e tollera meglio di Zea mays L. e Hordeum vulgare L. le molecole attive testate, mentre le specie erbacee sembrano essere più vulnerabili a questi inquinanti, di cui ne viene sconsigliato l’eventuale utilizzo nel campo del fitorimedio. Inoltre, in capitolo 7 rimarca le conseguenze negative sulla diversità funzionale e strutturale delle comunità microbiche del suolo.