सल्फाडिमिडीन बोलुस

सल्फामेथोक्साज़िन फोलेट चयापचय मार्ग को अवरुद्ध करके सीधे बैक्टीरिया डीएनए, आरएनए और प्रोटीन संश्लेषण को रोकता है। शोध से पता चला है कि अवायवीय अमोनिया ऑक्सीकरण प्रणालियों में, छोटे कण आकार के कीचड़ की विनाइट्रीकरण दक्षता (<0.5 mm) significantly decreases, and its nitrate reductase and nitrite reductase activities decrease, leading to a decrease in ammonia nitrogen removal rate. This inhibitory effect is directly related to microbial metabolic activity. Small particle sludge has high mass transfer efficiency and fast proliferation rate, but low microbial diversity makes it more susceptible to sulphadimidine stress.

Sulfamethoxazine induces oxidative stress response in microorganisms, upregulating the expression of glutathione peroxidase genes (gpx), superoxide dismutase genes (SOD1/SOD2), and catalase genes (katE/katG). In the activated sludge system, exposure to sulphadimidine leads to an increase in the secretion of extracellular polymeric substances (EPS) by microorganisms, with a significant increase in protein and polysaccharide content, forming a protective barrier to reduce drug toxicity. However, high concentrations of sulphadimidine (>50 मिलीग्राम/लीटर) कोशिका झिल्ली की अखंडता को नुकसान पहुंचा सकता है, जिससे इंट्रासेल्युलर पदार्थों का रिसाव हो सकता है और कोशिका मृत्यु हो सकती है।

माइक्रोबियल कार्यात्मक जीन की अभिव्यक्ति पर सल्फामेथोक्साज़िन का दोहरा प्रभाव होता है:

बुनियादी चयापचय जीन: बड़े व्यास वाले अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण कीचड़ (1.0-2.0 मिमी) में, ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र में प्रमुख एंजाइम, जैसे साइट्रेट सिंथेज़ और सक्सेनेट डिहाइड्रोजनेज, अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में होते हैं, जो बुनियादी चयापचय गतिविधि को बनाए रखते हुए दवा तनाव के प्रति उनके प्रतिरोध का संकेत देते हैं।
प्रतिरोध जीन: सल्फाडिमिडाइन एसओएस प्रतिक्रिया जीन (आरईसीए, आरईसीएक्स, लेक्सए) की अभिव्यक्ति को प्रेरित करता है, क्षैतिज जीन स्थानांतरण (एचजीटी) को बढ़ावा देता है, और मल्टीड्रग प्रतिरोध जीन (जैसे सीपीएक्सआर, एमईएक्सबी) के संचय को प्रेरित करता है।

अवायवीय अमोनिया ऑक्सीकरण प्रणाली से अलग किए गए सल्फामेथेज़िन प्रतिरोधी बैक्टीरिया (स्यूडोमोनास एशियाटिका एसपी. नोव.) के दो उपभेदों से संकेत मिलता है कि प्लास्मिड मल्टीड्रग प्रतिरोध जीन के हस्तांतरण को चलाने वाले मुख्य वैक्टर हैं। बैक्टीरिया के दोनों उपभेदों के गुणसूत्रों में एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन (एआरजी) का अनुपात 10% से कम है, जबकि प्लास्मिड पर एआरजी का अनुपात 52.0% से 58.3% तक है। उनमें से, प्लास्मिड pKF7158B प्रमुख प्रतिरोध प्लास्मिड है, जो कीचड़ में प्लास्मिड pKF715A से भिन्न है, यह दर्शाता है कि प्रतिरोध जीन प्लास्मिड संयुग्मन हस्तांतरण के माध्यम से विभिन्न सूक्ष्मजीवों के बीच प्रसारित होते हैं।

अवायवीय अमोनियम ऑक्सीकरण कीचड़ के विभिन्न कण आकार विभेदित प्रतिरोध रणनीतियों को प्रदर्शित करते हैं:

छोटे कण आकार का कीचड़: भौतिक अवरोध बनाने के लिए घने ईपीएस पर निर्भर करता है, लेकिन एआरजी और मोबाइल आनुवंशिक तत्व (एमजीई) कम योगदान देते हैं और उनकी प्रतिरोध क्षमता सीमित होती है।
मध्यम आकार का कीचड़ (0.5-1.0 मिमी): बाह्य कोशिकीय प्रोटीन को संश्लेषित करके और फ्लैगेल्ला की संख्या में वृद्धि करके जीन क्षैतिज स्थानांतरण को तेज करता है, जबकि प्रतिरोध जीन के प्रसार को बढ़ावा देने के लिए अधिक एमजीई युक्त होता है।
बड़े कण आकार का कीचड़: कार्यात्मक अतिरेक और स्थानिक संरक्षण विशेषताओं का उपयोग करते हुए, यह ऑक्सीडेटिव तनाव कीनेस गतिविधि, स्राव प्रणाली गतिविधि और पिली गठन को बढ़ाकर सीपीएक्सआर और एमईएक्सबी जैसे मल्टीड्रग प्रतिरोध जीन के संचय को प्रेरित करता है।

सल्फ़ैडिमिडीन तनाव के तहत, सूक्ष्मजीव चयापचय मार्गों का पुनर्गठन करके अपना कार्य बनाए रखते हैं:

नाइट्रोजन चयापचय: ​​बड़े कण कीचड़ में डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया (जैसे थौएरा और ज़ूग्लोइया) की सापेक्ष बहुतायत बढ़ जाती है, जो नाइट्रेट और नाइट्राइट कटौती क्षमताओं को बढ़ाकर अवायवीय अमोनिया ऑक्सीकरण गतिविधि के निषेध की भरपाई करती है।
कार्बन चयापचय: ​​ग्लूकोज-6-फॉस्फेट आइसोमेरेज़ और पाइरूवेट काइनेज जैसे प्रमुख ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है, जिससे ऊर्जा प्रदान करने के लिए कार्बनिक पदार्थों के टूटने को बढ़ावा मिलता है।
थायोमेटाबोलिज्म: सल्फेट को कम करने वाले बैक्टीरिया (जैसे डेसल्फोविब्रियो) सल्फेट को कम करके हाइड्रोजन सल्फाइड उत्पन्न करते हैं, सल्फाडिमिडाइन की ऑक्सीडेटिव क्षति को बेअसर करते हैं।