Coraz więcej badań naukowych wskazuje, że obecność mikroplastiku w niemalże już każdym zakątku naszej planety może poważnie zagrażać naszemu zdrowiu. Okazuje się bowiem, że bakterie, które kolonizują cząstki mikroplastiku stają się odporne na antybiotyki, które wykorzystujemy do ich zwalczania kiedy wywołują u ludzi infekcję.

Badania przeprowadzone m.in. na Uniwersytecie Bostońskim pokazują, że bakterie mające styczność z mikroplastikiem wykazują zwiększoną oporność na antybiotyki. Mikroplastik aktywnie sprzyja tworzeniu się biofilmów – skupisk bakterii przylegających do siebie na danej powierzchni. Struktury te chronią bakterie i wspomagają rozwój genów oporności na leki, a także ułatwiają przenoszenie tych genów między poszczególnymi bakteriami. W krajach o wysokich dochodach infekcje wywołane przez szczepy oporne na leki są często skutecznie leczone dzięki dostępowi do opieki medycznej. Z kolei w państwach o niskich i średnich dochodach, gdzie infrastruktura sanitarna i oczyszczalnie ścieków są słabiej rozwinięte, infekcje oporne na antybiotyki są powszechne i często kończą się śmiercią. W wielu z tych państw występuje również problem masowego zalegania odpadów z tworzyw sztucznych.

Odporność na antybiotyki zabija rocznie 5 mln osób

Choć badania nad związkiem między mikroplastikiem a antybiotykoopornością wciąż trwają, eksperci podkreślają, że konieczne są natychmiastowe działania. Największą nadzieję może przynieść ograniczenie możliwości wzajemnego kontaktu bakterii, antybiotyków i mikroplastiku poprzez usprawnienie gospodarki ściekowej oraz monitorowanie szczepów opornych na leki. Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi jest jednym z najpoważniejszych wyzwań środowiskowych, z jakimi mierzy się ludzkość. Od 1950 roku wyprodukowano ponad 8300 milionów ton metrycznych plastiku, a większość odpadów z tworzyw sztucznych trafia do środowiska, wpływając negatywnie na dziką przyrodę, funkcjonowanie ekosystemów oraz zdrowie ludzi. Jednocześnie gwałtownie wzrosła zdolność chorobotwórczych bakterii do przetrwania w obecności jednego lub wielu antybiotyków (zjawisko to określane jest mianem oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, czyli AMR). Jest to zagrożenie dla zdrowia publicznego, odpowiadające obecnie za około 5 milionów zgonów rocznie na całym świecie.- AMR stanowi egzystencjalne zagrożenie dla ludzkości. Zjawisko to będzie zabijać więcej ludzi [rocznie] niż gruźlica, HIV i malaria, a jeśli nie zostanie powstrzymane, może przewyższyć nowotwory jako główna przyczyna zgonów – stwierdził Tim Walsh, profesor Uniwersytetu Oksfordzkiego i dyrektor ds. biologii w brytyjskim instytucie Ineos Oxford Institute of Antimicrobial Research. 

Jeszcze do niedawna naukowcy i decydenci rozpatrywali te dwa globalne kryzysy – zanieczyszczenie plastikiem oraz oporność na antybiotyki oddzielnie. Jednak nowe badania sugerują, że są one ze sobą nierozerwalnie związane. Odpady z tworzyw sztucznych są szybko kolonizowane przez mikroorganizmy, co prowadzi do powstania nowego rodzaju ekosystemu, zwanego „plastisferą”. Bakterie żyjące w plastisferze wykazują coraz większą oporność na antybiotyki, a proces ten zachodzi w niespotykanym dotąd tempie. W 2025 roku naukowcy z Uniwersytetu Bostońskiego odkryli, że bakterie Escherichia coli (pałeczki okrężnicy) wystawione na działanie mikroplastiku wykształciły zwiększoną odporność na cztery powszechnie stosowane antybiotyki w porównaniu z bakteriami, które nie miały z nim styczności. Już po 10 dniach ekspozycji na mikroplastik tolerancja bakterii na antybiotyki „gwałtownie wzrosła”, osiągając poziom stukrotnie wyższy od wyjściowego – powiedziała Neila Gross, doktorantka kierująca tym badaniem. 

 
Plastik to ochronny pancerz dla bakterii
 

Naukowcy wciąż badają, w jaki dokładnie sposób i dlaczego mikroplastik sprzyja narastaniu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe. Kluczowym elementem tej układanki jest sposób zachowania się bakterii podczas kolonizacji powierzchni. Choć zazwyczaj postrzegamy bakterie jako organizmy bytujące w pojedynkę, to w przypadku wzrostu na danej powierzchni łączą się one ze sobą, tworząc złożoną społeczność zwaną biofilmem. Bakterie tworzące biofilm wydzielają ochronną, żelowatą substancję złożoną z białek, węglowodanów i DNA, co ułatwia im utrzymanie się na podłożu i zapewnia ochronę przed szkodliwymi czynnikami, w tym antybiotykami. - To bariera fizyczna, swego rodzaju pancerz, w którego wnętrzu bytują bakterie – wyjaśnia Gross. Bakterie wchodzące w skład biofilmu są bardziej podatne na wykształcenie oporności na antybiotyki niż bakterie żyjące pojedynczo. Wynika to częściowo z faktu, że ochronna warstwa żelu blokuje większość – choć nie wszystkie – cząsteczki antybiotyku próbujące przeniknąć do wnętrza. Oznacza to, że bakterie są narażone na działanie antybiotyków w stężeniu wystarczającym do wywołania reakcji obronnej, ale niewystarczającym do ich całkowitego zniszczenia. Podobnie jak w przypadku niepełnej kuracji antybiotykowej, taka ekspozycja na niskie dawki leku przygotowuje bakterie do wykształcenia oporności.

I tu właśnie pojawia się rola mikroplastiku: nie tylko stanowi on podłoże, na którym mogą powstawać biofilmy, ale wręcz aktywnie sprzyja ich tworzeniu. Badania przeprowadzone przez Gross wykazały, że na drobinkach mikroplastiku bakterie tworzą gęstsze i grubsze biofilmy niż na szkle. Wydaje się również, że mikroplastik sprzyja selekcji bakterii wykazujących większą zdolność do tworzenia biofilmów. Odrębne badania przeprowadzone w Chinach i Wielkiej Brytanii wykazały, że w środowisku rzecznym odpady z mikroplastiku mogą gromadzić więcej bakterii opornych na antybiotyki oraz większą liczbę niektórych genów oporności w porównaniu z naturalnymi powierzchniami, takimi jak drewno czy skały.

Oczyszczanie ścieków kluczowe w walce z drobnoustrojami

Naukowcy starają się obecnie ustalić, jakie konkretne właściwości tworzyw sztucznych sprzyjają powstawaniu lekooporności. Wiadomo już, że pewne rodzaje tworzyw wydają się bardziej problematyczne od innych. Na przykład stwierdzono, że polietylen – powszechnie stosowany w opakowaniach z tworzyw sztucznych – wiąże się z wyższym poziomem lekooporności (AMR) niż polichlorek winylu, wykorzystywany do produkcji twardych wyrobów, takich jak rury. W innym badaniu wykazano, że na powierzchni polietylenu tworzą się gęstsze biofilmy bakteryjne i zachodzi intensywniejszy poziomy transfer genów niż w przypadku innych tworzyw. Gdy oporność na antybiotyki rozwinie się w środowisku, ludzie mogą zarazić się lekoopornymi bakteriami poprzez kontakt z zanieczyszczoną wodą, glebą lub żywnością. Mikroplastik może również odgrywać tu rolę: lekkie tworzywa sztuczne, takie jak spieniony polistyren, mogą być przenoszone podczas spływu wody po burzy, przez w strumienie lub prądy oceaniczne, potencjalnie przenosząc bakterie oporne na antybiotyki do nowych środowisk. 

Bakterie są wszechobecne w środowisku naturalnym, podobnie jak mikroplastik. Istnieją jednak miejsca, w których oba te elementy występują w dużym stężeniu – wraz z antybiotykami i innymi substancjami toksycznymi – tworząc ogniska sprzyjające rozwojowi antybiotykooporności. Nowoczesne oczyszczalnie ścieków filtrują i oczyszczają surowe ścieki, usuwając z nich bakterie, pozostałości farmaceutyków oraz zanieczyszczenia, w tym mikroplastik. Choć proces ten bywa bardzo skuteczny, nie jest pozbawiony wad.

Tworzywa sztuczne rozpadają się na coraz mniejsze fragmenty, które niezwykle trudno odfiltrować lub usunąć ze ścieków. Naukowcy przeanalizowali próbki ścieków z Norwegii, Islandii i Finlandii i stwierdzili, że oczyszczanie zmniejszyło poziom pozostałości antybiotyków, mikroplastiku i genów oporności na leki w wodzie, ale nie całkowicie. Kiedy oczyszczone ścieki zawierające śladowe ilości antybiotyków i mikroplastiku trafiają do środowiska morskiego, potencjalnie tworzy się nowe ognisko rozwoju oporności na antybiotyki. Ścieki, nawet po przejściu przez zaawansowaną oczyszczalnię, stanowią ryzyko rozwoju oporności na te leki. Jednak, gdy infrastruktura sanitarna jest ograniczona, niewystarczająca lub jej w ogóle brakuje, na przykład w biednych społecznościach, na obszarach objętych działaniami wojennymi lub w obozach dla uchodźców, istnieje jeszcze większe ryzyko pojawienia się bakterii opornych na leki.