Les antibiotiques

Un antibiotique est une molécule naturelle ou synthétique qui détruit ou bloque la croissance des bactéries. Dans le premier cas, on parle d'antibiotique bactéricide et dans le second cas d'antibiotique bactériostatique. Un même antibiotique peut être bactériostatique à faible dose et bactéricide à dose plus élevée.

Un grand nombre d'antibiotiques sont des molécules naturelles, synthétisées par des micro-organismes, champignons ou bactéries. Ces dernières les produisent pour éliminer les bactéries concurrentes avec lesquelles ils sont en compétition dans leur biotope.

II.3.1. Utilisation des antibiotiques.

Les antibiotiques sont utilisés à la fois en médicine humaine et en médecine vétérinaire dans le traitement d’infections dues à des bactéries, des champignons ou des parasites. Ces traitements ont pour objectifs la maîtrise des maladies, la restauration ou le maintien de l’animal et la prévention de la transmission des agents pathogènes aux autres animaux et à l’homme. Ils ont aussi pendant longtemps été employés dans les élevages (agricoles et aquacoles) comme additifs alimentaires pour prévenir une infection et favoriser la croissance des animaux.

Les macrolides sont les deuxièmes agents antibactériens les plus importantes utilisés pour la thérapie humaine après la famille β-lactamine. L'utilisation de l'érythromycine est recommandée pour les patients atteints de BRANCHIECTASIE.

En raison des problèmes d’antibiorésistance, la consommation des antibiotiques en France et en Europe est particulièrement suivie.

Synthèse bibliographique

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II.3.2. Mode d’action des macrolides.

Les macrolides sont constituées d'un noyau de lactone de 14 à 16 atomes de carbone, ainsi que de sucres neutres ou aminés (Pal, 2006). Leur activité biochimique est censée provenir de l'inhibition de la synthèse des protéines par l'intermédiaire d'une liaison hydrogène spécifique dans la cavité de la peptidyl-transférase de l’ARNr S23 des bactéries (Schlünzen, 2001). L'activité biologique est essentiellement liée à la présence du sucre dans le ter-amino et les groupes hydroxyles qui se trouvent sur le noyau lactone. La présence du sucre neutre à la position C-3 du noyau n'est pas entièrement exigée (Pal, 2006). Les macrolides sont connus par leur capacité à inhiber la voie enzymatique du cytochrome P 450 (Yasuhiro et Toshiharu, 2007). L'effet peut être bactériostatique ou bactéricide, en fonction de la concentration et de la sensibilité des micro-organismes (Sanderson et al., 2002).

Sun et al. (2005); Zhang et al. (2002) ajoutent qu’il est possible que les mécanismes d'action de l’érythromycine comprennent une action anti-inflammatoire et antimucus.

II.3.3. Caractéristiques physico-chimiques.

La clarithromycine est peu soluble dans l'eau. Dans la littérature, des valeurs de 0,07

mg L^-1 et 0,33 mg L^-1 sont rapportées par Nakagawa et al. (1992) et la banque des

médicaments Banque drogues (2013). Vione et al. (2009) ont publié qu’aucune réduction significative de la photolyse de cette molécule n’était observée à des concentrations environnementales, et qu’elle n'est pas facilement biodégradable (Alexy et al ., 2004).

Les concentrations des macrolides sont considérablement plus élevées dans les sédiments des rivières, ce qui indique une possible accumulation de ces macrolides dans ce compartiment (Kim et Carlson, 2007). Selon McArdell et al. (2003), ces antibiotiques peuvent persister dans les eaux de surface.

2.3.4. Concentrations des antibiotiques dans l’environnement.

Les antibiotiques ont été trouvés dans le monde entier dans les effluents des stations d'épuration, les effluents des hôpitaux, dans les eaux de surface et même dans l'eau potable à

de faibles concentrations allant de ng L-1 à quelque µg L-1, comme le montre le tableau 7. La

plus forte concentration est enregistrée par Brown et al. (2006) pour la Sulfamethoxazole à

Tableau 7. Concentrations des antibiotiques dans les milieux aquatiques.

Antibiotiques pays Environnements Concentrations ng L-1 References

Clarithromycin CAS N° 81103-11-9

Italie Rivière de Po

Rivière de Lambro ^0,49–20,30 8,31 ^{Calamari et al. (2003)}

Taiwan Affluent STEP

Effluent STEP ^59–1433 12–232 ^{Lin et al (2009)}

Corée du sud Rivière de Mankyung 443 Bueno et al. (2009)

Erythromycin CAS N° 114-07-8

Italie Rivière de Po

Rivière de Lambro ^1,40–15,90 4,50 ^{Calamari et al. (2003)}

Corée du sud Effluent STEP

Eau de surface ^8,9–294 1,8–4,8 ^{Kim et al. (2007a)}

Corée du sud Rivière 137 Bueno et al. (2009)

Sulfamethoxazole CAS N° 723-46-6

USA Eau de surface 150 Kolpin et al. (2002)

USA Eau souterraine 1110 Barnes et al. (2008)

USA Eau potable 0,32 Benotti et al. (2009)

Taiwan Effluent d’hôpital 1335 Lin et Tsai (2009)

Taiwan Affluent STEP 179–1760 Lin et al (2009)

USA Effluent d’hôpital 2100 Brown et al. (2006)

Luxembourg Affluent STEP

Effluent STEP Rivière d’Alzette Rivière de Mess 13–155 4–39 1–22 0,3–5 Pailler et al. (2009) Sulfapyridine CAS N° 7238-91-7

Italie Rivière de Tevere

Rivière de Trigno ^<12–121 66 ^{Perret et al. (2006)}

Synthèse bibliographique

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En Europe et au Canada, le macrolide le plus utilisé est la clarithromycine (Miao et al., 2004; Göbel et al., 2005). Cette substance était présente le long de tous les sites d'échantillonnage dans les rivières Po, Lambro et Arno en Italie (Calamari et al., 2003; Zuccato et al., 2010 ; tableau 7) et dans des rivières allemandes à des concentrations de

l’ordre de 5 à 360 ng L-1 (LfU, 2009; UBA, 2010). En France, Feitosa-Felizzola et Chiron,

(2009) ont détecté cette molécule dans une petite rivière au sud du pays, nommée rivière de

l’Arc, à des concentrations de quelques µg L-1.

La clarithromycine est aussi détectée dans les affluents et des effluents de STEP du

monde entier à des concentrations de 12 à 1433 ng L-1 (Lin et al, 2009 ; tableau 7).

Elimination des macrolides par les stations d’épurations.

Le taux d’élimination des macrolides diffère d’une station d’épuration à une autre, selon le type de traitement et la technique utilisée. Pour la clarithromycine par exemple, l’efficacité d'élimination est inférieure à 20% par la méthode de CAS-FBR (Göbel et al., 2007 ; Spongberg et Witter, 2008), de 69% les boues actives des STEP (Senta et al., 2013). En Suisse, l'ozonation des eaux usées a entraîné une élimination totale de la clarithromycine (Abegglen et al., 2010).