اکسی تتراسایکلین

اکسی‌ تتراسایکلین: آنتی‌ بیوتیک چندکاره

اکسی تتراسایکلین (Oxytetracycline) به عنوان یک باکتری‌ کش (bactericide) در کشاورزی برای کنترل بیماری‌ های باکتریایی در گیاهان زراعی، میوه‌ها و گیاهان زینتی استفاده می‌ شود. این آنتی‌بیوتیک از باکتری Streptomyces rimosus استخراج شده و در فرمولاسیون‌ هایی مانند Mycoshield، Terramycin، و Bio-Turf عرضه می‌ شود. در ایالات متحده، سازمان حفاظت محیط زیست (EPA) استفاده از آن را برای محصولات خاصی تأیید کرده، اما به دلیل نگرانی‌ های مربوط به مقاومت آنتی‌ بیوتیکی و باقی‌ مانده‌ ها، در برخی مناطق و محصولات (مانند مرکبات) محدودیت‌ هایی اعمال شده است.

تاریخچه کشف و توسعه

اکسی‌ تتراسایکلین برای اولین بار در سال ۱۹۴۸ توسط محققان شرکت فایزر، به رهبری بنجامین دگا، کشف شد. این کشف پس از موفقیت تتراسایکلین و کلرامفنیکل، به عنوان دومین آنتی‌ بیوتیک تتراسایکلین معرفی شد. تولید انبوه آن در اوایل دهه ۱۹۵۰ آغاز شد و به سرعت به دلیل اثربخشی و دسترسی‌ پذیری، در پزشکی و دامپزشکی مورد استفاده قرار گرفت. در کشاورزی نیز از دهه ۱۹۵۰ به عنوان یک باکتری‌ کش برای کنترل بیماری‌ های گیاهی به کار گرفته شد.

ساختار شیمیایی و بیوسنتز

اکسی‌ تتراسایکلین یک ترکیب پلی‌ کتیدی با فرمول شیمیایی C₂₂H₂₄N₂O₉ است. این دارو از طریق مسیرهای بیوسنتزی پیچیده در Streptomyces rimosus تولید می‌ شود که شامل چندین مرحله اکسیداسیون و متیلاسیون است. ساختار چهارحلقه‌ ای آن، ویژگی اصلی گروه تتراسایکلین‌ ها را تشکیل داده که به آن خاصیت اتصال به ریبوزوم باکتریایی را می‌ دهد.

مکانیسم عمل

اکسی‌ تتراسایکلین با اتصال برگشت‌ پذیر به زیرواحد ۳۰S ریبوزوم باکتریایی، سنتز پروتئین را مهار می‌ کند. این دارو از اتصال آمینو اسیل-tRNA به کمپلکس ریبوزومی جلوگیری می‌ کند، که منجر به توقف رشد باکتریایی می‌ شود. این مکانیسم آن را علیه طیف گسترده‌ ای از باکتری‌ های گرم‌ مثبت، گرم‌ منفی و برخی مایکوپلاسماها مؤثر می‌ سازد.

طیف فعالیت

این آنتی‌ بیوتیک علیه باکتری‌ های گرم‌ مثبت (مانند Staphylococcus aureus)، گرم‌ منفی (مانند Escherichia coli و Salmonella spp.)، و همچنین ریشه‌ کون‌ ها (مانند Rickettsia) و مایکوپلاسماها مؤثر است. با این حال، علیه باکتری‌ های بی‌ هوازی و برخی سویه‌ های مقاوم بی‌ اثر است.

کاربرد اکسی تتراسایکلین به عنوان باکتری‌ کش

اکسی‌ تتراسایکلین در کشاورزی به عنوان یک باکتری‌ کش برای کنترل بیماری‌ های باکتریایی در گیاهان زراعی و میوه‌ ها استفاده می‌ شود. این ماده به ویژه برای مدیریت آتشک (fire blight) ناشی از Erwinia amylovora در سیب و گلابی، و همچنین لکه‌ های باکتریایی (bacterial spot) در سبزیجاتی مانند گوجه‌ فرنگی و فلفل، کاربرد دارد. فرمولاسیون‌ های تجاری مانند Mycoshield، Terramycin، و Bio-Turf به صورت اسپری شاخ و برگ یا درمان بذر استفاده می‌ شوند.

در ایالات متحده، EPA استفاده از آن را برای محصولات کشاورزی مانند سیب، گلابی، هلو، آلو، توتون، و گیاهان زینتی تأیید کرده است. کاربرد معمول شامل اسپری با غلظت ۵۰-۲۰۰ ppm است، که اغلب در مراحل گلدهی یا رشد اولیه گیاه انجام می‌ شود. این دارو همچنین برای کنترل بیماری‌ های باکتریایی در مرکبات (مانند citrus canker ناشی از Xanthomonas citri) استفاده می‌شود، اگرچه استفاده در برخی مناطق به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی محدود شده است.

ترکیب اکسی‌ تتراسایکلین با استرپتومایسین در برخی موارد برای مدیریت مقاومت توصیه می‌ شود. اما باید با احتیاط انجام شود تا از فشار انتخابی بر باکتری‌ های مقاوم جلوگیری شود. استفاده بیش از حد می‌تواند منجر به انتقال ژن‌ های مقاومت به پاتوژن‌ های انسانی شود، که سازمان‌ هایی مانند NRDC نسبت به آن هشدار داده‌ اند.

محصولات کشاورزی و گیاهان هدف

• میوه‌ های هسته‌ دار و دانه دار: سیب، گلابی، هلو، آلو، زردآلو و گونه‌ هایی مانند آملانچیر (Amelanchier) و پیراکانتا (Pyracantha) برای کنترل آتشک (fire blight) ناشی از Erwinia amylovora.
• مرکبات: برای مدیریت citrus canker ناشی از Xanthomonas citri و Huanglongbing (HLB یا citrus greening) ناشی از Candidatus Liberibacter asiaticus، اگرچه استفاده اخیراً در برخی ایالت‌ها محدود شده است.
• سبزیجات: گوجه‌ فرنگی، فلفل، و توتون برای کنترل لکه‌ های باکتریایی (bacterial spot و speck) و wildfire ناشی از Pseudomonas syringae و Xanthomonas campestris.
• گیاهان زینتی: رز، کریسانتموم، ژرانیوم، و هیدرانژیا برای کنترل bacterial leaf spot، bacterial blight، و soft rot.
• سایر کاربردها: در برخی موارد برای کنترل بیماری‌ های باکتریایی در چمنزارها (مانند Bio-Turf) و گیاهان گلخانه‌ ای.

بیماری‌ های کنترل‌ شده

• آتشک (fire blight) در درختان میوه.
• لکه‌ های باکتریایی (bacterial spot و speck) در سبزیجات.
• پوسیدگی باکتریایی (soft rot و bacterial blight) در گیاهان زینتی.
• شانکر مرکبات (citrus canker) و HLB در مرکبات.

روش‌ های کاربرد

• اسپری شاخ و برگ (foliar spray): با غلظت ۵۰-۲۰۰ ppm (معمولاً ۵۰۰ گرم در ۴۰۰ لیتر آب در هکتار) در مراحل گلدهی یا رشد اولیه برای پیشگیری و کنترل بیماری.
• تیمار بذر: خیساندن بذرها (مانند توتون) با غلظت ۱۰۰-۲۰۰ ppm برای کاهش عفونت‌ های اولیه.
• تزریق تنه: در مرکبات برای کنترل HLB (قبلاً رایج، اکنون محدود).
• خیساندن خاک: برای گیاهان زینتی در گلخانه‌ ها.
• زمان‌بندی: معمولاً ۱-۲ بار در فصل، با فاصله حداقل ۳۰ روز قبل از برداشت. فاصله ورود مجدد (REI) معمولاً ۱۲-۲۴ ساعت است.

نرخ‌ های کاربرد نمونه

• سیب و گلابی: ۴۰۰ تا ۷۰۰ گرم در هکتار (۵۰-۱۰۰ ppm در ۲۵۰۰ لیتر آب).
• گوجه و فلفل: ۵۰۰ گرم در ۱۰۰۰ لیتر آب در هکتار.
• توتون: ۲۵۰ تا ۵۰۰ گرم در ۵۰۰ لیتر آب برای اسپری بذر.

احتیاط‌ ها و مدیریت مقاومت

• احتیاط‌ های زیست‌ محیطی: از کاربرد نزدیک به آب‌ های سطحی اجتناب شود. بذرهای تیمار شده نباید برای مصارف خوراکی استفاده شوند.
• مدیریت مقاومت: اکسی‌ تتراسایکلین گروه ۴۱ را تشکیل می‌ دهد و نباید بیش از دو کاربرد متوالی داشته باشد. چرخش با باکتری‌ کش‌ هایی مانند استرپتومایسین یا کاسوگامایسین توصیه می‌ شود. در مناطق با مقاومت بالا (مانند برخی سویه‌ های Xanthomonas)، استفاده محدود شود.
• محدودیت‌ ها: در برخی ایالت‌ های آمریکا (مانند فلوریدا) استفاده روی مرکبات به دلیل نگرانی‌ های زیست‌ محیطی و مقاومت، کاهش یافته است. سازمان‌ هایی مانند NRDC بر لزوم نظارت دقیق تأکید دارند.

ترکیباتی که نباید با اکسی‌ تتراسایکلین مخلوط شوند

اکسی‌تتراسایکلین با بسیاری از حشره‌کش‌ها و قارچ‌کش‌ها سازگار است، اما برخی ترکیبات می‌توانند اثربخشی آن را کاهش دهند یا باعث فیتوتوکسیسیته شوند. بر اساس برچسب‌های محصول و مطالعات:

• ناسازگار با:

  • Bordeaux mixture (مخلوط مس و آهک) – می‌ تواند جذب را مهار کند و نباید بعد از آن اعمال شود.
  • Lime sulfur (گوگرد آهکی) – ناسازگار مستقیم و خطر فیتوتوکسیسیته.
  • قارچ‌ کش‌ هایی مانند کاپتان، زینب، و dodine – واکنش شیمیایی یا کاهش اثربخشی.
  • حشره‌ کش‌ هایی مانند پاراتیون و مالاتیون – در برخی موارد جذب را کاهش می‌ دهند.
  • اسیدها و مواد قلیایی قوی – مانند برخی تنظیم‌کننده‌ های pH که می‌ توانند ساختار مولکولی را تخریب کنند.

احتیاط‌ های دیگر

 نباید با بیوپستی‌ سایدها (biologicals) مخلوط شود، زیرا می‌ تواند میکروارگانیسم‌های مفید را از بین ببرد. ترکیب با استرپتومایسین در تانک گاهی برای مدیریت مقاومت استفاده می‌شود، اما نیاز به تست سازگاری (jar test) دارد. همیشه برچسب محصول را بررسی کنید.

عوارض جانبی تتراسایکلین

در کشاورزی، استفاده نامناسب ممکن است به فیتوتوکسیسیته (آسیب به گیاه) یا باقی‌ مانده در محصولات منجر شود.

مقاومت آنتی‌ بیوتیکی اکسی تتراسایکلین

مقاومت به اکسی‌ تتراسایکلین از طریق پمپ‌ های efflux، آنزیم‌ های غیرفعال‌ کننده و تغییرات ریبوزومی ایجاد می‌ شود. در کشاورزی، مقاومت در باکتری‌ هایی مانند Xanthomonas و Pseudomonas گزارش شده، که استفاده چرخشی با سایر باکتری‌ کش‌ ها را ضروری می‌ کند.

اکسی‌تتراسایکلین به عنوان یک آنتی‌ بیوتیک چندکاره، نقش مهمی در پزشکی، دامپزشکی، و کشاورزی ایفا می‌ کند. با این حال، همانند استرپتومایسین، مدیریت صحیح آن برای کاهش مقاومت و عوارض ضروری است. در کشاورزی، استفاده از آن به عنوان باکتری‌ کش باید با برنامه‌ های چرخشی و نظارت دقیق همراه باشد تا پایداری بلندمدت حفظ شود.