Einsatz von Tierarzneimitteln

Verschiedene Medikamente gelangen über Hofdünger, Abwasser und Staub in die Umwelt und können diese beeinträchtigen. In einer Umweltrisikoabschätzung des Tierarzneimitteleinsatzes in Europa [1] wurden Antibiotika und Antiparasitika als für die Umwelt am kritischsten bewertet.

Antibiotika sind vor allem deshalb problematisch, weil sie sowohl im Tier als auch in der Umwelt die Verbreitung von resistenten Bakterien begünstigen und damit ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen.

Ein wesentlicher Teil der verabreichten Antibiotika werden beim Nutztier über Urin und Fäzes ausgeschieden [2]. Über die Gülle können ausgeschiedene antimikrobielle Wirkstoffe sowie entsprechende Abbau- oder Umwandlungsprodukte auf landwirtschaftlich genutzte Flächen gelangen. Der Boden ist einer der grössten und vielfältigsten Lebensräume von Bakterien. Antibiotika können diese Bakteriengemeinschaften beeinflussen und damit möglicherweise Bodenfunktionen wie die Bereitstellung von Nährstoffen beeinträchtigen [3]. Bei den üblichen Antibiotikabelastungen werden allerdings kaum Effekte auf die Bodenfunktionen nachgewiesen, da die Wirkstoffe abgebaut, an Bodenteilchen gebunden werden oder sich die Mikroorganismen anpassen. Unter Berücksichtigung von Verbrauch und Stoffeigenschaften sind wahrscheinlich die Sulfonamide die für die Gewässer potenziell kritischsten Stoffe. Einzelne Messungen in Fliessgewässern und detaillierte Feldstudien geben Hinweise, dass diese Stoffe in kleinen Gewässern in Regionen mit hohem Einsatz von Antibiotika in ökotoxikologisch bedenklichen Konzentrationen auftreten können [4].

Resistente Bakterien aus der Darmflora der behandelten Tiere können auch direkt in den Boden gelangen und das Reservoir an Resistenzgenen bilden bzw. erweitern [5]. Diese Resistenzgene könnten eventuell an pathogene Keime übertragen werden [6].

Antiparasitika dienen dem Schutz der Tiere vor Parasiten wie Würmer oder Stechmücken. Sie können in der Umwelt schädliche Wirkungen haben, weil sie nicht nur gegen Parasiten wirksam sind, sondern auch gegen zahlreiche Insekten und andere Wildtiere. Ein Beispiel dafür ist Ivermectin, welches schon in kleinsten Mengen Insekten und Krebstiere im Wasser schädigen kann. Es bindet allerdings sehr stark an Feststoffe, so dass es kaum in Gewässer gelangt [7].

Hormone können in der Umwelt zur Hemmung der Fortpflanzung bei Fischen und zur Verschiebung des Geschlechterverhältnisses in der nachfolgenden Generation führen [8]. Sie werden in der Schweiz nur in relativ geringen Mengen eingesetzt. Deshalb kann man davon ausgehen, dass für die Umwelt die natürlicherweise vor allem durch die Kühe produzierten Hormone relevanter sind als die in der Tiermedizin angewendeten Hormone [7].

Seit 2006 wird der Vertrieb von Antibiotika für die Veterinärmedizin erfasst und in einem jährlichen Bericht publiziert (ARCH-VET). Dies erlaubt Aussagen über die verkaufte Menge und die Entwicklung bei einzelnen Wirkstoffen und Wirkstoffklassen für Nutz- und Heimtiere. Die Gesamtmenge der antibiotischen Wirkstoffe ist in den letzten Jahren stetig zurückgegangen. Zwischen den Jahren 2008 und 2014 konnte die Wirkstoffmenge um 32 % auf 40 250 kg reduziert werden [9]. Diese Entwicklung ist zwar erfreulich, international bewegt sich die Schweiz in Punkto Antibiotikaverbrauch jedoch immer noch nur im Mittelfeld [10]. In einzelnen Bereichen wie der Menge an eingesetzten Euterinjektoren belegt die Schweiz in Europa sogar einen der Spitzenplätze.

Vergleichbare Angaben zum Einsatz von Antibiotika in der Humanmedizin fehlen bisher. Eine Untersuchung zum Antibiotikaeinsatz im ambulanten Bereich [11] zeigte, dass der Antibiotikakonsum pro Kopf ist in der Schweiz im Vergleich zu anderen europäischen Ländern relativ gering ist. Der Antibiotikaverbrauch in Schweizer Spitälern bewegt sich hingegen im europäischen Mittelfeld [12].

Verkaufsdaten lassen nur in wenigen Fällen Rückschlüsse auf effektive Behandlungsintensitäten, also die Anzahl behandelter Tiere bezogen auf eine bestimmte Population und Zeit, zu. In der Schweiz besteht mit der ZA-AUI derzeit die einzige kontinuierliche Erhebung des Tierarzneimitteleinsatzes auf Betriebsebene durch die öffentliche Hand. Zusätzlich erfassen verschiedene Tierzuchtverbände den Antibiotikaeinsatz von Mitgliedern. 
 
In vielen europäischen Ländern wie Dänemark, den Niederlanden oder Norwegen ist es bereits Pflicht für Landwirte, Tierärzte oder Apotheken, jeden Einsatz von Antibiotika nicht nur aufzuzeichnen, sondern auch zu melden. Dies ist mit der Umsetzung der Strategie Antibiotikaresistenzen Schweiz STAR [13] mittelfristig auch für die Schweiz geplant. Eines der Ziele von STAR ist der Aufbau einer bereichsübergreifenden Überwachung mit standardisierten Methoden bei Mensch, Tier, Landwirtschaft und Umwelt («One Health»-Ansatz oder Prinzip). Diese soll Informationen zu Vertrieb und Einsatz von Antibiotika sowie zu Entstehung und Verbreitung von Resistenzen liefern. Diese Daten dienen als Grundlage für gezielte Massnahmen für einen geringeren und gezielteren Einsatz von Antibiotika bei Mensch und Tier.

Quelle: Agroscope und VPHI

Auf den ZA-AUI-Betrieben werden bei drei Viertel der Behandlungen Penizilline, Tetrazykline oder Aminoglykoside eingesetzt. Mengenmässig werden nach der Vertriebsstatistik [9] am meisten Sulfonamide eingesetzt. Diese werden meistens als Arzneimittelvormischungen verkauft und somit pro Behandlung in grösseren Mengen bei Schweinen und Kälbern eingesetzt; dies sind Tierkategorien, die in der vorliegenden Stichprobe untervertreten sind.

Die nachfolgenden Resultate aus dem Monitoring beziehen sich hauptsächlich auf Milchkühe und bei diesen auf die Behandlung von Eutererkrankungen, da hier die beste Datengrundlage vorliegt.

Auf Betrieben mit Milchkühen wurden Antibiotika mit Ausnahme des Jahres 2010 bei knapp der Hälfte aller Behandlungen eingesetzt. 2010 war der Anteil an Impfungen mit über 10 % besonders hoch, da in diesem Jahr die Impfung gegen das Blauzungenvirus obligatorisch war. Auf Betrieben mit Schweinen ist der Anteil Impfungen mit rund 20 % aller Behandlungen generell höher als bei Rindern. Antibiotika werden in diesen Betrieben bei ca. 35 % aller Behandlungen eingesetzt.

Anzahl Aufzeichnungen: 2010: 15458, 2011: 13413; 2012: 12146; 2013: 13202

Die Eutergesundheit ist ein zentraler Aspekt in der Milchviehhaltung. In der Schweiz sind die Anforderungen an die Qualität der Milch sehr hoch, auch weil für wichtige Käsesorten Rohmilch verwendet wird. Ein Kriterium ist dabei die Zellzahl, die in der Schweiz verglichen mit dem Ausland tief ist (90 000-135 000 Zellen/ml/Monat) [14; 15]. Gleichzeitig werden in der Schweiz besonders häufig Antibiotika zur Euterbehandlung eingesetzt.

Von den erfassten Behandlungen von Milchkühen mit Antibiotika werden 68 % für Eutererkrankungen eingesetzt. 90 % der beteiligten Betriebe mit Milchvieh wendeten mindestens einmal Antibiotika zu diesem Zweck an. Jede fünfte Kuh erhielt eine Antibiotikabehandlung beim Trockenstellen. Über die Jahre blieb die Häufigkeit dieser Behandlungen gleich.

Die Daten zu Euterbehandlungen der ZA-AUI lassen sich relativ einfach mit den Verkaufsdaten von Antibiotika vergleichen. Es zeigt sich, dass die von den beteiligten Betrieben zur Behandlung von Eutererkrankungen verwendeten Antibiotikaklassen recht gut den Verkaufsdaten entsprechen.

Allerdings behandeln die ZA-AUI-Betriebe im Vergleich zu den nationalen Verkaufsdaten ihre Tiere während der Laktation weniger als halb so oft. Trockensteller wurden auch seltener eingesetzt, als es die Verkaufsdaten erwarten liessen. Jedoch war der Unterschied hier kleiner.

Gründe für diese Unterschiede könnten sein, dass nicht alle verkauften Antibiotika auch verwendet werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Eutergesundheit in den beteiligten Betrieben besser ist als der Schweizer Durchschnitt, oder dass bei einem Teil der Behandlungen der Eintrag vergessen wurde.

In einigen Ländern ausserhalb Europas werden Hormone als Leistungsförderer eingesetzt. In der Schweiz ist dies verboten. Für Milchkühe wurden in den Jahren 2010 bis 2013 insgesamt nur 479 Hormonbehandlungen eingetragen. Dazu kamen 89 Hormonbehandlungen bei Zuchtsauen. Die Art der bei Milchkühen eingesetzten Substanzen ist in der folgenden Abbildung gezeigt. Am häufigsten wurden Kortikosteroide eingesetzt. Kortikosteroide sind Entzündungshemmer, die oft gleichzeitig mit einer Antibiotikabehandlung bei einer akuten Infektion eingesetzt werden.

Gestagene bzw. Progestine werden vor allem zur Brunstsynchronisation und zum Auslösen des Eisprungs eingesetzt. Prostaglandine werden eingesetzt um den Eisprung zu synchronisieren, für die Behandlung von Fruchtbarkeitsstörungen und Gebärmutterentzündungen, sowie für die Einleitung einer Geburt. Oxytocin fördert die Wehentätigkeit während der Geburt und die Rückbildung der Gebärmutter nach der Geburt. Oxytocin wird aber auch bei Milchkühen vor dem Melken eingesetzt, um das Herablassen der Milch zu fördern, bei Wehenschwäche sowie nach Schwergeburten und Kaiserschnitt zur Unterstützung der Rückbildung der Gebärmutter.

Antiparasitika richten sich gegen interne Parasiten wie einzellige Protozoen und Würmer (Helminthen) und gegen externe Parasiten wie Läuse, Flöhe, Milben oder Fliegen. Sie machen etwas über 10 % aller eingetragenen Behandlungen aus. Die meisten Antiparasitika wurden Rindern verabreicht (84 %, davon 71 % Milchvieh).

Die häufigste Wirkstoffgruppe waren die Makrozyklischen Laktone (ML), die vor allem gegen Fadenwürmer und externe Parasiten wirken. Ähnlich wie bei den Antibiotika ist auch hier eine Resistenzproblematik zu beobachten, vor allem bei Fadenwürmern beim Rind. Die Benzimidazole (BI) waren die zweithäufigsten Antiparasitika (61 % Rind, 22 % Schwein). Sie wirken gegen Faden-, Saug- und einige Plattwürmer. Auch hier gibt es Resistenzen, insbesondere beim kleinen Wiederkäuer [16]. Imidazothiazole (IT) sind breit wirkende Wurmmittel, die vor allem gegen Fadenwürmer eingesetzt werden. Am häufigsten wird in der Veterinärmedizin die Substanz Levamisol verabreicht. Gegen Levamisol resistente Parasiten wurden schon in vielen Ländern beschrieben [17].

Pyrethroide (PY) sind ähnliche Substanzen wie die natürlichen Pyrethrine, die aus verschiedenen Chrysanthemum-Arten gewonnen werden können. PY gehören zu den stärksten Insektiziden überhaupt und werden gegen Flöhe, Zecken, Fliegen und andere Ektoparasiten eingesetzt. Hohe Konzentrationen führen zu einer Lähmung bei den Parasiten, aber auch bei anderen, nützlichen Insekten wie Honigbienen.

Ein Monitoring des Einsatzes von Tierarzneimitteln in der Schweizer Landwirtschaft ist wichtig, da den Tieren verabreichte Stoffe über die Gülle und den Mist in die Umwelt gelangen. Dort können sie entweder direkt schädliche Wirkungen haben, wie dies zum Beispiel bei Hormonen und manchen Antiparasitika der Fall ist. Vor allem bei Antibiotika und Antiparasitika ist jedoch auch die indirekte Wirkung sehr wichtig. Diese Substanzen führen bei Bakterien bzw. bei Würmern zu Resistenzen. Die von diesen Erregern verursachten Krankheiten lassen sich dann nicht mehr wirkungsvoll bekämpfen. Dies führt nicht nur zu Auswirkungen für die Behandlung von kranken Tieren, sondern auch für die Behandlung kranker Menschen, die regelmässig Kontakt mit Tieren haben. Während in den letzten Jahren die insgesamt bei Tieren eingesetzte Antibiotikamenge zurückgegangen ist, blieben die Behandlungen gegen Euterentzündungen über die Jahre konstant auf einem hohen Niveau.

Literatur

1. Kools, S. A. E. et al., 2008: A Ranking of European Veterinary Medicines Based on Environmental Risks. Integrated Environmental Assessment and Management. 4, Bde. 4, 399–408

2. Halling-Sorensen B., Nielsen S.N., Lanzky P.F., et al., 1998: Occurence, fate and effects of pharmaceuticals substance in the environment - A review. Chemosphere. 1998;36: 357–393. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0045-6535(97)00354-8

3. Ding C., He J., 2010: Effect of antibiotics in the environment on microbial populations. Appl Microbiol Biotechnol. 2010; 87: 925–41. doi:10.1007/s00253-010-2649-5

4. Stoob K., Singer H., Müller S., Schwarzenbach R.P., Stamm C., 2007: Dissipation and transport of veterinary sulfonamide antibiotics after manure application to grassland in a small catchment. Environ Sci Technol 41 (21):7349–7355

5. Knapp C.W., Dolfing J., Ehlert P.A.I., Graham D.W., 2010: Evidence of increasing antibiotic resistance gene abundances in archived soils since 1940. Environ Sci Technol. 2010;44: 580–587. doi:10.1021/es901221x

6. Whitman W.B., Oxides N., Cook M., Alexander M., Tyson G.W., Delong E.F., et al., 2012: The Shared Antibiotic Resistome of. 2012;337: 1107–1111. doi:10.1126/science.1220761

7. Götz, C., 2012: Mikroverunreinigungen aus Nutztierhaltung. Aqua & Gas 11

8. Zeilinger J., Steger-Hartmann T., Maser E., Goller S., Von k R., Länge R., 2009: Effects of synthetic gestagens on fish reproduction. Environ Toxicol Chem. 2009;28: 2663–2670. doi:10.1897/08-485.1

9. Swissmedic / Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen BLV, 2015: ARCH-Vet Bericht über den Vertrieb von Antibiotika in der Veterinärmedizin und das Antibiotikaresistenzmonitoring bei Nutztieren in der Schweiz 2014

10. European Medicines Agency, European Surveillance of Veterinary Antimicrobial Consumption, 2015: Sales of veterinary antimicrobial agents in 26 EU/EEA countries in 2013. (EMA/387934/2015)

11. Filippini M., Masiero G., Moschetti K., 2006: Socioeconomic determinants of regional differences in outpatient antibiotic consumption : evidence from Switzerland. Health Policy. 2006; 78(1) :77-92

12. Plüss-Suard C., Pannatier A., Kronenberg A., Mühlemann K., Zanetti G., 2011: Hospital antibiotic consumption in Switzerland: comparison of a multicultural country with Europe. J Hosp Infect. 2011 Oct;79(2):166-71

13. Bundesrat, 2015: Strategie Antibiotikaresistenzen Schweiz

14. TSM Treuhand GmbH., 2011 Beilage zur Jahresstatistik Milchmarkt 2010 Mehrjahresvergleich ab 2000

15. Sundrum, A., 2010: Eutergesundheitsstatus auf der Betriebsebene – Stand und Perspektiven aus systemischer Sicht. Berichte über Landwirtschaft 88, 299–321

16. Lumaret J.-P., Errouissi F., Floate K., Römbke J., Wardhaugh K.A., 2012: Review on the Toxicity and Non-Target Effects of Macrocyclic Lactones in Terrestrial and Aquatic Envi-ronments. Curr Pharm Biotechnol. 2012;13: 1004–1060 doi:10.2174/138920112800399257

17. Rose H., Rinaldi L., Bosco F., Mavrot F., de Waal T., Skuce P., Charlier J., Torgerson P. R., Hertzberg H., Hendrickx G., Vercruysse J., Morgan E. R., 2015: Widespread anthelmintic resistance in European farmed ruminants: a systematic review. Veterinary Record 2015 176: 546

Ioannis Magouras, Veterinary Public Health Institute VPHI und Ruth Badertscher, BLW, Fachbereich Agrarumweltsysteme und Nährstoffe, ruth.badertscher@blw.admin.ch