کارشناسان بر تأثیرات غیرقابل پیش‌بینی افزایش گرما، آلودگی، بارندگی و موارد دیگر تأکید می‌کنند.
تصمیم فیفا برای میزبانی جام جهانی فوتبال مردان سال ۲۰۲۲ در قطر با مقاومت روبرو شد – از دنیای فوتبال و فراتر از آن.
یکی از منابع این مقاومت به آب و هوای این کشور مربوط می‌شود.
از اولین دوره مسابقات در سال ۱۹۳۰، جام جهانی فوتبال مردان در تابستان نیمکره شمالی برگزار شده است. اما مسابقات سال ۲۰۲۲ به نوامبر و دسامبر منتقل شد تا از گرمای تابستان قطر که دما به طور مرتب از ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) فراتر می‌رود، جلوگیری شود.
این بدان معناست که بازی‌ها احتمالاً در دمای روزانه ۲۵ تا ۳۰ درجه سانتیگراد (۷۷ تا ۸۶ درجه فارنهایت) برگزار می‌شدند.
تأثیر ماندگار
جام جهانی ۲۰۲۲ احتمالاً آخرین باری نخواهد بود که آب و هوا تأثیر عمده‌ای بر جام‌های جهانی مردان و زنان داشته باشد.
از تغییرات الگوهای آب و هوایی که منجر به خشکسالی، طوفان‌های شدید و موج‌های گرمای شدید می‌شود، تا کاهش کیفیت هوایی که تنفس می‌کنیم، تغییرات آب و هوایی تأثیر عمده‌ای بر جامعه دارد. و ورزش نیز از این قاعده مستثنی نیست.
در این مقاله، چهار نفر از برجسته‌ترین محققان جهان، راه‌هایی را که تغییرات آب و هوایی می‌تواند بر آینده جام جهانی فیفا، فوتبال و سایر رویدادهای ورزشی بزرگ تأثیر بگذارد، برجسته می‌کنند.
"فیفا و انجمن‌های ملی باید به انعطاف‌پذیری خود در زمان‌بندی جام‌های جهانی آینده ادامه دهند..."
دکتر دنیل اسکات:
تغییرات آب و هوایی دو چالش اصلی برای فیفا و جام‌های جهانی آینده ایجاد می‌کند:
۱. خطر آسیب به شهرت
اولین مورد، خطر آسیب به شهرت ناشی از انتشار بالای گازهای گلخانه‌ای مرتبط با جام جهانی و هر رویداد ورزشی بزرگ بین‌المللی است.
ما شاهد بازی نقش تغییرات آب و هوایی و حقوق بشر در رسانه‌ها از زمان انتخاب قطر برای میزبانی جام جهانی ۲۰۲۲ بوده‌ایم.
گروه‌های آب و هوایی و سیاستمداران به درستی نسبت به ادعاهای خالص صفر سازمان‌دهندگان تردید دارند، زمانی که انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از ساخت و سازهای بزرگ، استادیوم‌های دارای تهویه مطبوع، آب شیرین‌شده برای زمین‌های بازی و نیاز به پرواز تماشاگران از کشورهای همسایه به دلیل محدودیت اقامتگاه‌ها، شدت کربن آن را بالاتر از سایر میزبانان افزایش می‌دهد. و هیچ ممیزی شخص ثالثی از جبران کربن عظیم مورد نیاز برای دستیابی به این تعهد وجود ندارد.
تصویر انتشار عظیم گازهای گلخانه‌ای مرتبط با این جام جهانی درست زمانی که جهان در حال اتمام دور دیگری از مذاکرات آب و هوایی بسیار دشوار در COP27 در شرم الشیخ، مصر است، برای بازی زیبای جهان مثبت نیست. این امر به ویژه با توجه به این است که عدالت آب و هوایی و نابرابری ذاتی تغییرات آب و هوایی، و همچنین تقویت پاسخگویی در تبدیل تعهدات جاه‌طلبانه کاهش انتشار به پیشرفت‌های قابل اندازه‌گیری، در شرم الشیخ برجسته خواهد بود.
فیفا باید فراتر از تعهد به بازی‌های خنثی کربن که عمدتاً از طریق جبران، اغلب با کیفیت و اثربخشی آب و هوایی نامشخص، به دست می‌آید، عمل کند.
فیفا باید تعهدات قراردادی برای جام‌های جهانی کم کربن تعیین کند که شامل الزامات خرید سوخت‌های پایدار هوایی گواهی شده یا جبران‌های استاندارد طلایی برای سفر، ساخت و ساز امکانات و عملیات فیفا/تیم‌ها/مقامات و نیاز به ممیزی شخص ثالث حسابداری انتشار باشد.
فقط از طریق چنین شفافیت و پاسخگویی است که جهان و طرفداران بدانند که هر تلاشی برای به حداقل رساندن تأثیر آب و هوایی جام‌های جهانی آینده انجام شده است.
فیفا و سازمان‌دهندگان جام جهانی باید انتشار دامنه ۳ مرتبط با سفر طرفداران به بازی‌ها را ارزیابی و مسئولیت آن را بپذیرند.
سازمان‌دهندگان در مورد مزایای اقتصادی جام جهانی، از جمله سفر و گردشگری مرتبط با آن، تبلیغ می‌کنند. با این مزایای اقتصادی، مسئولیت هرگونه تأثیرات منفی مرتبط نیز به همراه دارد.
۲. خطر فیزیکی آب و هوا
دومین مورد، خطر فیزیکی آب و هوا، به ویژه گرمای شدید، برای ورزشکاران، مقامات و تماشاگران است.
جام جهانی قطر نشان‌دهنده نیاز به درک و سازگاری با خطرات فیزیکی آب و هوا است.
انتقال نهایی جام جهانی از برنامه معمول ژوئن-ژوئیه به نوامبر برای جلوگیری از گرمای تابستانی خطرناک، نشانه‌ای از آن چیزی است که باید برای جام‌های جهانی آینده در نظر گرفته شود.
گرمای خطرناک محدود به مکان‌های قطری نیست. موج‌های گرمای غیرمنتظره‌ای در سال‌های اخیر باعث شده است که دما در ژوئن-ژوئیه از ۴۰ درجه سانتیگراد (۱۰۴ درجه فارنهایت) در مسکو، لندن و سیاتل فراتر رود. میانگین دمای ماه ژوئیه در دالاس بیش از ۳۶ درجه سانتیگراد (۹۷ درجه فارنهایت) است.
این دماها آب و هوای خرد استادیوم‌ها را منعکس نمی‌کند - که ما اطلاعات کمی در مورد آن داریم - و اینکه استراتژی‌های کاهش گرما برای ورزشکاران و تماشاگران چقدر مؤثر است.
فیفا و انجمن‌های ملی باید به انعطاف‌پذیری خود در زمان‌بندی جام‌های جهانی آینده ادامه دهند. فیفا باید به تحلیل‌های آب و هوایی دقیق در سطح استادیوم و طرح‌های اضطراری گرمایی برای هر مکان به عنوان بخشی از هر پیشنهاد جام جهانی آینده برای محافظت از ایمنی ورزشکاران، نیاز داشته باشد.
دکتر دنیل اسکات رئیس کرسی تحقیقات دانشگاه و مدیر برنامه‌های تغییرات آب و هوا در دانشگاه واترلو است. تحقیقات او بر ابعاد انسانی تغییرات زیست محیطی جهانی، آب و هوا و جامعه و گردشگری پایدار متمرکز است. او به طور مرتب تحقیقات خود را در مجلاتی از جمله مجله گردشگری پایدار، تحقیقات تفریحی و گردشگری و مجله تحقیقات اوقات فراغت منتشر می‌کند.
"ورزشکاران ممکن است نفس کشیدن برایشان سخت‌تر شود..."
دکتر لیزا ام. دچانو-کوک:
تغییرات آب و هوایی می‌تواند بر آینده جام‌های جهانی مردان و زنان فیفا به طرق مختلف تأثیر بگذارد.
تأثیر گرما بر شرکت‌کنندگان و توپ
بسته به محل برگزاری جام جهانی، خطر خستگی ناشی از گرما و گرمازدگی برای ورزشکاران، داوران و تماشاگران افزایش می‌یابد. هرچه محل برگزاری گرم‌تر و مرطوب‌تر باشد، خطر بیشتر می‌شود.
افزایش دما ممکن است بر خود توپ فوتبال نیز تأثیر بگذارد.
با افزایش دما، دمای داخل توپ نیز افزایش می‌یابد و اثر پرباد شدن آن را ایجاد می‌کند. این امر به نوبه خود بر مسافت و سرعت توپ هنگام شوت زدن تأثیر می‌گذارد، که بازیکنان باید آن را در نظر بگیرند اگر سعی در پاس دادن به هم‌تیمی یا جلوگیری از یک گل احتمالی دارند.
کیفیت هوا
اگر زمین‌های جام جهانی فیفا در یا نزدیک شهرهای بزرگ جهانی یا مکان‌های مستعد آتش‌سوزی قرار داشته باشند، کیفیت هوا ممکن است با تغییرات آب و هوایی بیشتر شود.
ورزشکاران ممکن است به دلیل آلاینده‌های موجود در هوای گرم، نفس کشیدن برایشان سخت‌تر شود که باعث کاهش عملکرد ریه و کاهش جریان خون می‌شود.
تأثیر بارندگی
برخی از مکان‌های جام جهانی فیفا ممکن است شاهد افزایش قابل توجه بارندگی باشند.
اگر این اتفاق بیفتد، سیل ممکن است برای برخی از استادیوم‌ها مشکل‌ساز شود. تخلیه این آب اضافی کار آسانی نیست و خشک کردن زمین‌ها برای مسابقه زمان‌بر است.
باران‌های شدید در طول بازی می‌تواند منجر به شرایط لغزنده و پتانسیل آسیب دیدگی ورزشکاران شود. بازیکنان همچنین با مشکل گرم نگه داشتن خود مواجه خواهند شد، به خصوص اگر در زمین در حال حرکت نباشند (مانند نیمه وقت یا در کنار زمین).
افزایش طوفان‌ها می‌تواند منجر به افزایش خطر برخورد صاعقه شود. گاهی اوقات این طوفان‌ها به سرعت وارد یک منطقه می‌شوند. و از آنجایی که صاعقه می‌تواند از فاصله دور (تا ۱۶ کیلومتر) برخورد کند، بازیکنان و تماشاگران ممکن است حتی ندانند که در محدوده خطر صاعقه قرار دارند.
افزایش سطح دریا
افزایش سطح دریا (RSL) ممکن است تأثیری باشد که مکان‌های جام جهانی باید با آن مقابله کنند.
هر استادیوم یا شهری که در یا درست بالاتر از سطح دریا قرار دارد، باید با مشکلات سیل مقابله کند. RSL همچنین بر بازیکنان کشورهای جزیره‌ای تأثیر می‌گذارد زیرا این بازیکنان مجبور به نقل مکان و یافتن تیم‌های جدید برای بازی خواهند شد. این تیم‌ها ممکن است در حال حاضر بخشی از رویدادهای جام جهانی فیفا نباشند، اما قطعاً هیچ شانسی برای گنجاندن نخواهند داشت اگر جزیره آنها کاملاً زیر آب برود.
تأثیر بر مکان میزبانی
علاوه بر این، شهرهایی که در گذشته میزبان جام جهانی فیفا بوده‌اند، ممکن است به دلیل تغییرات آب و هوایی دیگر مکان‌های مناسبی در آینده نباشند.
با این حال، شهرهایی که ممکن است به عنوان شهرهای میزبان خوب در نظر گرفته نمی‌شدند، ممکن است جذاب‌تر شوند زیرا دما و بارندگی به شدت شدید نیست.
بهبود شهرت
چند نکته روشن دیگر نیز وجود دارد که تغییرات آب و هوایی می‌تواند به مسابقات جام جهانی فیفا بیاورد.
به عنوان مثال، این رویدادها می‌توانند اصلاحات و سازگاری‌های خود با تغییرات آب و هوایی را برجسته کنند تا به تماشاگران نشان دهند که ورزش آنها چه کاری برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی انجام می‌دهد.
تیم‌های شرکت‌کننده در رویدادهای جام جهانی می‌توانند برجسته کنند که در مقیاس منطقه‌ای یا محلی چه کاری انجام داده‌اند، که ممکن است مردم را در محلی‌تر برای اقدام پایدارتر تحت تأثیر قرار دهد.
دکتر لیزا دچانو-کوک استاد بخش جغرافیا، محیط زیست و گردشگری در دانشگاه وسترن میشیگان است. او محقق جغرافیا و ورزش محیط زیستی است و تحقیقات خود را در مجلاتی از جمله جغرافیا فیزیکی و تحقیقات بین‌المللی در آموزش جغرافیا و محیط زیست منتشر کرده است.
...می‌توانیم انتظار شرایط چالش‌برانگیزتری را برای بازیکنان، داوران و طرفداران داشته باشیم...
دکتر گرگ دینگل:
تغییرات آب و هوایی چگونه می‌تواند بر آینده جام‌های جهانی فیفا، هم برای مردان و هم برای زنان، تأثیر بگذارد؟
پاسخ دادن به این سوال با هرگونه دقت دشوار است. این به این دلیل است که تغییرات آب و هوایی یک پدیده پیچیده، زمین فیزیکی، غیرخطی و چند دهه‌ای است. این دارای محرک‌های پیچیده‌ای است که با عدم قطعیت قابل توجهی در مقیاس محلی مشخص می‌شود.
در حالی که اجماع علمی گسترده‌ای وجود دارد که تغییرات آب و هوایی در مقیاس جهانی است و عمدتاً توسط انتشار گازهای گلخانه‌ای تولید شده توسط انسان از حدود سال ۱۷۵۰ هدایت می‌شود، در سطح محلی، عدم قطعیت قابل توجهی در مورد آنچه که ورزش به طور کلی و فوتبال به طور خاص می‌تواند انتظار داشته باشد، وجود دارد.
برای نشان دادن این نکته، در حالی که سیاره زمین به طور غیرقابل انکاری در حال گرم شدن است، این گرما یکنواخت نیست. بالاترین افزایش در دمای متوسط در مناطق قطبی رخ داده است، در حالی که افزایش دما برای مناطق استوایی به اندازه آن نیست.
و اینجاست که یک مشکل کلیدی وجود دارد. همه ورزش‌ها، از جمله فوتبال، در سطح محلی انجام می‌شوند. حتی رویدادهای شاخص فیفا، جام جهانی فوتبال مردان و جام جهانی فوتبال زنان، در مکان‌های خاص در زمان‌های خاص برگزار می‌شوند. در حالی که دامنه فوتبال جهانی است، تعامل آن با الگوهای آب و هوایی همیشه توسط مردم - بازیکنان، مقامات و طرفداران - در سطح محلی تجربه می‌شود. و پیش‌بینی تأثیرات آب و هوایی آینده در زمان و مکان خاص برای دانشمندان آب و هوا دشوار است.
عدم قطعیت حاکم است.
بنابراین چه می‌توانیم در مورد آینده جام‌های جهانی فیفا در دوران تغییرات آب و هوایی بگوییم؟
شرایط چالش‌برانگیز
در سیاره‌ای در حال گرم شدن، می‌توانیم انتظار شرایط چالش‌برانگیزتری را برای بازیکنان، داوران و طرفداران داشته باشیم، به خصوص اگر جام‌های جهانی به برگزاری در ماه‌های گرم‌تر ادامه دهند.
در طول تاریخ، نسخه مردان جام جهانی در تابستان نیمکره شمالی برنامه‌ریزی شده است. از ایتالیا در سال ۱۹۳۴ (۲۷ مه - ۱۰ ژوئن) تا سوئد در سال ۱۹۵۸ (۸ ژوئن - ۲۹ ژوئن) تا روسیه در سال ۲۰۱۸ (۱۴ ژوئن - ۱۵ ژوئیه)، این مسابقات اساساً یک رویداد ژوئن-ژوئیه بوده است تا اختلال در مسابقات فوتبال اروپا به حداقل برسد.
در دهه‌های آینده، جام‌های جهانی ژوئن-ژوئیه احتمالاً کمتر مشکل‌ساز خواهند بود... اگر محدود به نیمکره جنوبی باشند!
برنامه‌ریزی جام‌های جهانی آینده برای اوج تابستان احتمالاً منجر به افزایش بروز استرس حرارتی و بیماری‌های ناشی از گرما برای بازیکنان و داوران می‌شود. تصمیم فیفا برای تغییر برنامه جام جهانی قطر ۲۰۲۲ از چارچوب زمانی پیشنهادی ژوئن-ژوئیه به دوره نوامبر-دسامبر کمتر خطرناک، اما هنوز مشکل‌ساز، نشان‌دهنده امکان تغییر برنامه مسابقات آینده است.
برنامه‌ریزی جام جهانی زنان فیفا ۲۰۲۳ برای زمستان استرالیا و نیوزیلند (ژوئیه-آگوست) انتخاب عاقلانه‌ای برای سلامتی بازیکنان و داوران است.
اختلال و هزینه‌های اقتصادی
یک ملاحظات دیگر برای جام‌های جهانی فیفا آینده، احتمال اختلال و هزینه‌های اقتصادی مرتبط است.
یکی از موضوعات تحقیقات اخیر در مورد ورزش و آب و هوا، هزینه‌های بالاتر تحمیل شده به ورزش‌ها توسط رویدادهای آب و هوایی مخرب است.
در حالی که بارندگی و سیل ناشی از طوفان هاگیبیس در جام جهانی راگبی ۲۰۱۹ ژاپن نسبتاً جزئی بود، ورزش به طور فزاینده‌ای با خطرات آب و هوایی - گرمای شدید و خشکسالی و بارندگی و سیل شدید - به چالش کشیده می‌شود.
و در حالی که استادیوم‌های ورزشی بزرگ به طور کلی برای کاهش موثر سیل طراحی شده‌اند، استادیوم فوتبال ۵۰ هزار نفره بریزبن دو بار (در سال ۲۰۱۱ و ۲۰۲۲) توسط آب سیل به زیر آب رفته است. خطرات آب و هوایی می‌تواند منجر به تأخیر و تغییر برنامه شود که به معنای از دست دادن درآمد و افزایش هزینه‌های عملیاتی است.
سازگاری با تغییرات آب و هوایی
در حالی که آینده جام‌های جهانی مردان و زنان فیفا احتمالاً چالش‌برانگیزتر خواهد بود، انسان‌ها ظرفیت سازگاری قابل توجهی دارند.
همانطور که محقق ورزش و آب و هوا، دکتر مادلین اور، استدلال کرده است، سازمان‌های ورزشی می‌توانند ظرفیت سازگاری با تغییرات را با حداقل اختلال و هزینه ایجاد کنند.
استراتژی آب و هوایی که اخیراً توسط فیفا اعلام شده است، نمونه‌ای از این است و گامی منطقی در جهت توسعه ظرفیت فوتبال برای سازگاری با چالش‌هایی است که احتمالاً در پیش است.
دکتر گرگ دینگل، محقق مدیریت ورزشی در مرکز تأثیر اجتماعی و ورزشی، دانشگاه لاتروب، ملبورن، استرالیا و ویراستار همکار ورزش و پایداری محیط زیست است. او متخصص در خطرات، تأثیرات و سازگاری آب و هوایی برای تجارت ورزش است.
"پیامدهای عدم اقدام ممکن است برای رویدادهای بزرگ و فوتبال معمولی در سطح جهانی فاجعه‌بار باشد..."
دکتر واکر جی. راس:
تغییرات آب و هوایی تأثیرات گسترده‌ای بر آینده همه ورزش‌ها خواهد داشت، اما به طور برجسته در رویدادهای بزرگ ورزشی مانند جام‌های جهانی فیفا به نمایش گذاشته می‌شود.
چنین رویدادهای جهانی که با هر تکرار جدید رویداد از مکانی به مکان دیگر نقل مکان می‌کنند، خود را در معرض برخی از تأثیرات تغییرات آب و هوایی قرار می‌دهند.
من و همکارم دکتر مادلین اور مقاله‌ای منتشر کرده‌ایم که از بهترین داده‌های آب و هوایی موجود و گزارش‌های تغییرات آب و هوایی برای پیش‌بینی تأثیرات آب و هوایی بر چند دور آینده رویدادهای جام جهانی مردان و زنان فیفا استفاده کرده‌ایم.
برای درک این پدیده‌ها، چند زمینه نگرانی زیست محیطی وجود دارد که باید دنبال شود:
۱. دما
افزایش دمای جهانی یکی از نگرانی‌های اصلی تغییرات آب و هوایی است. شرایط گرم‌تر بر توانایی‌های بازی و ایمنی ورزشکاران و همچنین ایمنی کلی تماشاگران، مقامات و سایر افراد حاضر در رویدادهای جام جهانی تأثیر می‌گذارد. آنها به طور متوسط در آینده گرم‌تر خواهند بود.
این احتمال وجود دارد که شاهد تغییر تقویم رویدادهای جام جهانی فیفا از چارچوب زمانی معمول ژوئیه-آگوست به زمان‌های دیگری از سال باشیم که دمای خنک‌تری دارند (مشابه تصمیمی که برای جام جهانی مردان در قطر گرفته شد).
در غیر این صورت، استراحت‌های آبی ممکن است از یک عمل گاه به گاه به یک هنجار در فوتبال تبدیل شود.
۲. بارش
تغییرات آب و هوایی منجر به تغییرات در الگوهای بارش هم به سمت شرایط خشک‌تر و هم مرطوب‌تر می‌شود.
شرایط خشک‌تر می‌تواند برای شرکت غیرایمن باشد و ممکن است برای رشد چمن مناسب نباشد که در این صورت نیاز به آبیاری بیشتری دارد.
شرایط مرطوب‌تر می‌تواند زمین‌ها را سیل بزند و غیرقابل بازی کند.
شرایط گرم‌تر آب در اقیانوس‌ها منجر به رویدادهای آب و هوایی گرمسیری قوی‌تر و مکررتر می‌شود. برای جوامع ساحلی میزبان، این یک نگرانی خواهد بود.
۳. کیفیت هوا
دشمن اصلی در کیفیت هوا از دیرباز آلودگی بوده است، اما نگرانی مکررتر دیگر برای کیفیت هوا، دود ناشی از آتش‌سوزی‌ها خواهد بود.
شرایط گرم‌تر و خشک‌تر جنگل‌ها را به مواد قابل اشتعال تبدیل می‌کند که به سرعت مناطق بزرگی را می‌سوزاند و واکنش به آتش را تحت فشار قرار می‌دهد.
ما قبلاً شاهد تأثیر دود آتش‌سوزی‌ها بر ورزش در سراسر جهان بوده‌ایم. این ممکن است بیشتر شود و نیاز به بررسی دقیق زمان‌بندی رویدادها و همچنین مکان جغرافیایی جوامع میزبان داشته باشد.
۴. کاربری زمین
این مربوط به محل برگزاری این رویدادها است - به طور خاص محل قرارگیری استادیوم‌ها و سایر امکانات.
افزایش سطح دریا ممکن است به طور متناوب زیرساخت‌های ضعیف قرار گرفته را به زیر آب ببرد یا شرایط ناایمن برای ساخت مکان‌ها ایجاد کند.
فیفا در حال پاسخگویی است
موضوع اصلی در همه اینها این است که دماهای گرم‌تر شرایط نامطلوبی را برای رقابت و تماشاگران ایمن ایجاد می‌کند. همه سازمان‌دهندگان رویدادهای جام جهانی آینده باید حداقل این تأثیرات را به عنوان بخشی از برنامه‌ریزی رویدادهای خود در نظر بگیرند.
در پاسخ، فیفا شروع به الزام شهرهای میزبان کاندیدا به پرداختن به محیط زیست در پیشنهادات کرده است و میزبان‌های کاندیدا در حال افزایش ابتکارات خود در زمینه پایداری و آب و هوا هستند.
۲۰۲۶ و فراتر از آن
چالش برای رویدادهای جام جهانی آینده این است که پیش‌بینی تأثیرات آب و هوایی در آینده هرچه دورتر باشد، دشوارتر می‌شود. راه حل‌های امروز ممکن است برای مشکلات آینده کافی نباشد.
به اندازه کافی در مورد رویداد جام جهانی قطر از منظر آب و هوایی گفته شده است و ما چند نگرانی آب و هوایی برای جام جهانی زنان آینده در استرالیا و نیوزیلند داشتیم.
با این حال، جام جهانی مردان آمریکای شمالی در سال ۲۰۲۶ جالب خواهد بود. این در سراسر یک قاره پخش شده است. نگرانی‌های آب و هوایی برای مکزیکوسیتی با نگرانی‌های دالاس یا تورنتو بسیار متفاوت خواهد بود. زمینه‌های نگرانی فوری شامل کیفیت هوا از آتش‌سوزی‌ها (به ویژه در سیاتل و ونکوور)، گرما در همه شهرها و همچنین آب و هوای گرمسیری در میامی و هیوستون است.
علاوه بر تغییر فصل بازی یا معرفی اقدامات ایمنی مانند استراحت‌های آبی، ممکن است شاهد سازگاری‌های بیشتری با آب و هوا به شکل محیط‌های کنترل شده مصنوعی برای رقابت (یعنی استادیوم‌های سرپوشیده) باشیم. پنج تا از مکان‌های انتخاب شده برای جام جهانی ۲۰۲۶ در حال حاضر استادیوم‌های سرپوشیده هستند.
فیفا در حال گسترش اندازه رویدادهای جام جهانی در آینده با دعوت از کشورهای بیشتر است. این همچنین قرار گرفتن در معرض آب و هوا را افزایش می‌دهد، زیرا افراد بیشتری را در معرض خطر قرار می‌دهد، نیاز به زیرساخت‌ها و منابع بیشتری برای رویدادها دارد و فشار بیشتری را بر جوامع میزبان وارد می‌کند.
به طور کلی، رویدادهای جام جهانی ممکن است نیاز به اتخاذ اقدامات پیشگیرانه داشته باشند تا اطمینان حاصل شود که همان رویدادی که همه ما می‌شناسیم و از آن لذت می‌بریم، بتواند به آینده ادامه دهد. پیامدهای عدم اقدام ممکن است برای رویدادهای بزرگ و فوتبال معمولی در سطح جهانی فاجعه‌بار باشد.
دکتر واکر جی. راس مدرس مدیریت ورزشی در دانشگاه ادینبورگ است. تحقیقات او بر بوم‌شناسی و پایداری ورزش با تأکید بر رویکرد سازمانی و مدیریتی به مدیریت محیط زیست در ورزش متمرکز است. او برای مجلاتی از جمله Sport in Society، Managing Sport and Leisure، Journal of Global Sport Management و International Review for the Sociology of Sport نوشته است.
چهار بار تأثیر آب و هوا بر رویدادهای ورزشی بزرگ
مطالعه بیشتر:
مجله‌ها:
فصل‌های کتاب:
تغییرات آب و هوایی و آینده رویدادهای بین‌المللی: مطالعه موردی بازی‌های المپیک و پارالمپیک اثر لیزا ام. دچانو-کوک، فردریک ام. شلی در کتاب راهنمای راتلج ورزش و محیط زیست ویرایش شده توسط برایان پی. مک کالاگ و تیموتی بی. کلیسون
محیط زیست و پایداری در جام‌های جهانی فیفا اثر مادلین اور و همکاران. در کسب و کار جام جهانی فیفا ویرایش شده توسط سایمون چادویچ و همکاران.
ورزش تابستانی و تغییرات آب و هوایی اثر پل جوربالا و شریل مالن در ورزش و پایداری محیط زیست:
تحقیقات و مدیریت استراتژیک ویرایش شده توسط گرگ دینگل و شریل مالن

شاید شما هم دوست داشته باشید:
عدالت اجتماعی و پایداری
درباره محتوایی که منتشر می‌کنیم، تعهداتی که انجام داده‌ایم و ابتکاراتی که از عدالت اجتماعی و پایداری حمایت می‌کنیم، بیاموزید:


تمبر در موسیقی چیست؟ تمبر (به تلفظ تم-بور) کیفیت منحصربه‌فرد صدایی است که یک ساز موسیقی تولید می‌کند. وقتی دو ساز مختلف یک نت یکسان را بنوازند، باز هم می‌توانند صداهای بسیار متفاوتی داشته باشند. برای مثال، تصور کنید نت دو میانی را روی پیانو و سپس دقیقاً همان نت را روی ترومپت بنوازید. تشخیص تفاوت بین پیانو و ترومپت، حتی با وجود نواختن یک نت یکسان، برایتان دشوار نخواهد بود. این همان چیزی است که تمبر به آن مربوط می‌شود.

تمبر با نام‌های کیفیت صدا، رنگ صدا یا لحن نیز شناخته می‌شود. بسیاری از کلماتی که برای توصیف تمبر سازها استفاده می‌شوند عبارتند از غنی، درخشان، لطیف، تیره، وزوزدار و گرم. تمبر همچنین شامل نحوه تغییر صدا در طول زمان است. برای مثال، سازهای کوبه‌ای بیشتر صدای خود را در ابتدای یک نت ایجاد می‌کنند و سپس صدا به سرعت محو می‌شود. این پدیده به عنوان حمله و محو شناخته می‌شود. سازهای ماندگاری مانند فلوت، بوق یا ویولن صدا را تولید می‌کنند و آن را حفظ می‌کنند و به آن‌ها امکان می‌دهند موسیقی روان‌تر و سیال‌تری ایجاد کنند.

چه چیزی تمبر سازها را ایجاد می‌کند؟

صدا از ارتعاشات کوچکی در هوا تشکیل شده است که توسط گوش‌های ما دریافت شده و به مغز منتقل می‌شود، جایی که این ارتعاشات به عنوان صدا تفسیر می‌شوند. اگر ارتعاشات سریع‌تر یا با فرکانس بالاتری رخ دهند، گوش ما صدای زیرتری می‌شنود. وقتی ارتعاشات کندتر یا با فرکانس پایین‌تری رخ دهند، صدا زیر به نظر می‌رسد.

وقتی یک ساز موسیقی یک نت را می‌نوازد، آنچه گوش ما به عنوان یک نت تفسیر می‌کند، در واقع از ارتعاشات مختلفی تشکیل شده است که با فرکانس‌های مختلف رخ می‌دهند. پایین‌ترین فرکانس به عنوان فرکانس اصلی شناخته می‌شود و اغلب فرکانسی است که صدای اصلی را ایجاد می‌کند. فرکانس‌های بالاتر دیگر به عنوان هارمونیک یا اورتون شناخته می‌شوند. بخشی از تمبر یک ساز، قدرت هارمونیک‌های مختلفی است که ساز تولید می‌کند.

هارمونیک‌ها تحت تأثیر اندازه، شکل و جنس ساز قرار می‌گیرند. آن‌ها همچنین به نحوه تولید صدا بستگی دارند، خواه با دمیدن هوا از طریق یک دهانه مانند نواختن فلوت یا ارگ، کشیدن کمان روی سیم مانند ویولن، ضربه زدن به یک شیء مانند درام یا زنگ، یا وزوز دادن نی مانند ابوا یا کلارینت. همه این عوامل در کنار هم تمبر یک ساز را ایجاد می‌کنند.

چگونه تمبر پیانو را توصیف می‌کنیم؟

همانطور که هر صدای انسانی منحصربه‌فرد است، هر پیانوی آکوستیک نیز تمبر منحصربه‌فردی خواهد داشت. وقتی کلیدی را روی پیانو فشار می‌دهید، یک چکش داخل ساز به سیم‌های فلزی برخورد می‌کند (یک سیم اگر نت پایین باشد، یا تا سه سیم اگر نت بالا باشد). هنگامی که سیم‌ها ارتعاش می‌کنند، فرکانس اصلی و تمام هارمونیک‌های دیگر ناشی از ارتعاش از طریق هوا منتقل می‌شوند. سایر قسمت‌های پیانو نیز ارتعاش می‌کنند و فرکانس‌های خاصی را تقویت می‌کنند. همه این عوامل با هم کار می‌کنند تا تمبر پیانو را ایجاد کنند.

پیانویی که بیشتر هارمونیک‌های پایین را تولید می‌کند، تمبری تیره، نرم و گرم خواهد داشت، در حالی که پیانویی که هارمونیک‌های بالایی زیادی دارد، تمبری روشن تولید می‌کند. اگر تمبر بیش از حد روشن باشد، پیانو می‌تواند خشن و فلزی به نظر برسد. تمبری که بیش از حد تیره باشد، بی‌روح و مرده به نظر می‌رسد. در حالی که همه سلیقه خود را در مورد نحوه صدای پیانو دارند، اکثر مردم تعادلی بین تمبر روشن و تیره در پیانو را ترجیح می‌دهند که صدایی غنی و پر جنب و جوش ایجاد کند.

آیا می‌خواهید تمبر پیانو را در عمل ببینید؟ Spectrogram کروم میوزیک لب را روی تلفن، تبلت یا لپ‌تاپ باز کنید و پیانو را پیدا کنید. روی نماد میکروفون در spectrogram ضربه بزنید، سپس کلیدی را روی پیانو فشار دهید و نگه دارید. Spectrogram به شما نشان می‌دهد که چه مقدار صدا در هر فرکانس تولید می‌شود. شما قادر خواهید بود فرکانس نتی را که نواخته‌اید، به علاوه فرکانس‌های هارمونیک‌ها را ببینید. توجه داشته باشید که وقتی برای اولین بار کلیدی را روی پیانو فشار می‌دهید، صدای زیادی در طیف وسیعی از هارمونیک‌ها ایجاد می‌شود، اما بیشتر هارمونیک‌ها محو می‌شوند و فقط چند مورد همچنان به صدا در می‌آیند. این همان حمله و محو صدای پیانو است.

وقتی کلیدهای پایین‌تر را روی پیانو می‌نوازید چه اتفاقی می‌افتد؟ در مورد کلیدهای بالاتر چطور؟ برای سرگرمی، سعی کنید همان نتی را که روی پیانو نواخته‌اید بخوانید و ببینید چه اتفاقی می‌افتد. چه تفاوت‌هایی را در spectrogram بین پیانو و صدای خودتان مشاهده می‌کنید؟

می‌خواهید یاد بگیرید پیانو بنوازید؟ همین حالا یک حساب کاربری رایگان ایجاد کنید.

تمبر سایر سازها چیست؟

هر ساز تمبر خاص خود را دارد. سعی کنید این موومان از کنسرتو پیانو شماره 1 اثر چایکوفسکی را گوش دهید. آیا می‌توانید تشخیص دهید که موسیقی از پیانو می‌آید یا از سازهای دیگر؟ آیا صدای ویولن می‌شنوید؟ فلوت؟ بوق؟ درام؟ به نحوه ایجاد تنوع شگفت‌انگیزی از صداها و بافت‌ها توسط ترکیب‌های مختلف سازها در طول قطعه گوش دهید. تمبر منحصربه‌فرد هر ساز است که به گوش شما امکان می‌دهد تفاوت بین هر ساز را تشخیص دهید و سازها را قادر می‌سازد تا با هم کار کنند و تنوع شگفت‌انگیزی از صداها ایجاد کنند.

شما می‌توانید به دو روش به تمبر سازها نزدیک شوید. می‌توانید صداهای سازها را با استفاده از spectrogram تجزیه و تحلیل کنید و در مورد فرکانس‌های مختلف ایجاد شده و قدرت نسبی آن‌ها صحبت کنید. یا می‌توانید از کلمات توصیفی برای مقایسه صداها استفاده کنید. برای مثال، هنگام مقایسه فلوت با ابوا، فلوت دارای صدایی نرم و خالص خواهد بود، در حالی که صدای ابوا خشن‌تر و وزوزدارتر است. هنگام مقایسه ویولن با ویولنسل، ویولنسل دارای تمبری گرم، غنی و تیره خواهد بود، در حالی که تمبر ویولن روشن‌تر و نازک‌تر است. یک نوازنده حتی می‌تواند با نواختن به روش‌های مختلف، تمبرهای مختلفی را روی یک ساز ایجاد کند. ویولن می‌تواند صدایی صاف و شیرین یا تیز و خشن ایجاد کند، بسته به اینکه ویولنیست با چه قدرت و سرعتی کمان را روی سیم‌ها می‌کشد.

تمبر در آواز چیست؟

هر صدای انسانی دارای یک تمبر طبیعی منحصربه‌فرد است. برای مثال، اگر با دوستی تماس تلفنی برقرار کنید، معمولاً می‌توانید بلافاصله پس از گفتن "سلام" تشخیص دهید که اوست. این به این دلیل است که شما تمبر صدای او را تشخیص می‌دهید.

علاوه بر داشتن تمبری طبیعی که به صدای فردی آن‌ها تعلق دارد، افراد می‌توانند تمبر صدای خود را برای آواز خواندن یا صحبت کردن با سبک‌های مختلف تغییر دهند. شما می‌توانید این کار را با تغییر موقعیت دهان، گلو، لب‌ها، قفسه سینه، سر و ستون فقرات خود انجام دهید. در واقع، همه چیز در بدن شما می‌تواند بر نحوه صدای شما تأثیر بگذارد زیرا شما خود ساز هستید.

بسیاری از خوانندگان حرفه‌ای سال‌ها صرف مطالعه و تمرین می‌کنند تا زمانی که بتوانند تمبر صدای خود را به درجه‌ای شگفت‌انگیز کنترل کنند. آن‌ها می‌توانند صدای خود را نرم و نفس‌گیر، خشن و تیز یا بزرگ و قدرتمند کنند، بسته به صدایی که می‌خواهند منتقل کنند و احساساتی که می‌خواهند منتقل کنند. برای مثال عالی، به این اجرا از کریستن چنوث که آهنگ "Popular" از موزیکال Wicked را می‌خواند گوش دهید. به نحوه تغییر او از تمبری تنگ و بینی به صدایی بازتر، به خصوص زمانی که شخصیت او صادق‌تر است، توجه کنید.

تمبر را با گوش دادن به موسیقی در اطراف خود تجربه کنید

اکنون که در مورد تمبر در موسیقی می‌دانید، هنگام گوش دادن به موسیقی، آواز و گفتار به آن توجه کنید. نحوه صدای تمبرهای مختلف سازها را بشنوید و یاد بگیرید که آن‌ها را شناسایی کنید. با تمبر صدای خودتان آزمایش کنید. از غنایی که تنوع تمبر به موسیقی که هر روز می‌شنویم می‌آورد لذت ببرید.

گوش دادن مبارک!


آخرین به‌روزرسانی
۱۷ دسامبر ۲۰۱۹
ذخیره به صورت PDF

اهداف یادگیری
تا پایان این بخش، شما قادر خواهید بود:

تعریف زیر و بم (پیچ).
توصیف رابطه بین سرعت صوت، فرکانس و طول موج آن.
توصیف اثرات بر سرعت صوت هنگام عبور از محیط‌های مختلف.
توصیف اثرات دما بر سرعت صوت.

صوت، مانند همه امواج، با سرعت معینی حرکت می‌کند و دارای ویژگی‌های فرکانس و طول موج است. شما می‌توانید شواهد مستقیمی از سرعت صوت را هنگام تماشای نمایش آتش‌بازی مشاهده کنید. درخشش یک انفجار قبل از شنیدن صدای آن دیده می‌شود، که نشان می‌دهد صوت با سرعت محدودی حرکت می‌کند و بسیار کندتر از نور است. شما همچنین می‌توانید به طور مستقیم فرکانس یک صدا را درک کنید. درک فرکانس به عنوان زیر و بم (پیچ) شناخته می‌شود. طول موج صوت به طور مستقیم درک نمی‌شود، اما شواهد غیرمستقیم در ارتباط بین اندازه ابزارهای موسیقی و زیر و بم آن‌ها یافت می‌شود. سازهای کوچک، مانند پیکولو، معمولاً صداهای زیر تولید می‌کنند، در حالی که سازهای بزرگ، مانند توبا، معمولاً صداهای بم تولید می‌کنند. زیر و بم بالا به معنای طول موج کوچک است، و اندازه یک ساز موسیقی به طور مستقیم با طول موج صداهایی که تولید می‌کند مرتبط است. بنابراین یک ساز کوچک صداهای با طول موج کوتاه ایجاد می‌کند. استدلال‌های مشابه نشان می‌دهند که یک ساز بزرگ صداهای با طول موج بلند ایجاد می‌کند.
 شکل ۹.۴.۱: هنگامی که یک آتش‌بازی منفجر می‌شود، انرژی نور قبل از انرژی صوت درک می‌شود. صوت کندتر از نور حرکت می‌کند. (اعتبار: دومینیک آلوز، فلیکر) رابطه بین سرعت صوت، فرکانس و طول موج آن همانند همه امواج است:
vw\=fλ،
که در آن vw سرعت صوت، f فرکانس آن و λ طول موج آن است. طول موج یک صدا، فاصله بین قسمت‌های یکسان مجاور یک موج است - به عنوان مثال، بین فشردگی‌های مجاور همانطور که در شکل ۹.۴.۲ نشان داده شده است. فرکانس همان فرکانس منبع است و تعداد امواجی است که در واحد زمان از یک نقطه عبور می‌کنند.
 شکل ۹.۴.۲: یک موج صوتی از منبعی که با فرکانسی f ارتعاش می‌کند، ساطع می‌شود، با vw منتشر می‌شود و طول موجی λ دارد. جدول ۹.۴.۱ نشان می‌دهد که سرعت صوت در محیط‌های مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. سرعت صوت در یک محیط توسط ترکیبی از سختی (یا قابلیت فشرده‌سازی در گازها) و چگالی محیط تعیین می‌شود. هرچه محیط سفت‌تر (یا کمتر قابل فشرده‌سازی) باشد، سرعت صوت بیشتر است. برای موادی که سختی مشابهی دارند، صوت از طریق ماده‌ای با چگالی کمتر سریع‌تر حرکت می‌کند زیرا انرژی صوت به راحتی‌تر از ذره‌ای به ذره دیگر منتقل می‌شود. سرعت صوت در هوا پایین است، زیرا هوا قابل فشرده‌سازی است. از آنجایی که مایعات و جامدات نسبتاً سفت هستند و فشرده‌سازی آن‌ها بسیار دشوار است، سرعت صوت در چنین محیط‌هایی به طور کلی بیشتر از گازها است.
| محیط | vw(m/s) |
| --- | --- | جدول ۹.۴.۱: سرعت صوت در محیط‌های مختلف
| گازها در ۰oC |
| هوا | ۳۳۱ |
| دی‌اکسید کربن | ۲۵۹ |
| اکسیژن | ۳۱۶ |
| هلیوم | ۹۶۵ |
| هیدروژن | ۱۲۹۰ |
| مایعات در ۲۰oC |
| اتانول | ۱۱۶۰ |
| جیوه | ۱۴۵۰ |
| آب شیرین | ۱۴۸۰ |
| آب دریا | ۱۵۴۰ |
| بافت انسانی | ۱۵۴۰ |
| جامدات (طول‌رونده یا حجمی) |
| لاستیک ولکانیزه | ۵۴ |
| پلی‌اتیلن | ۹۲۰ |
| مرمر | ۳۸۱۰ |
| شیشه پیرکس | ۵۶۴۰ |
| سرب | ۱۹۶۰ |
| آلومینیوم | ۵۱۲۰ |
| فولاد | ۵۹۶۰ |
زلزله‌ها، اساساً امواج صوتی در پوسته زمین، نمونه جالبی از نحوه وابستگی سرعت صوت به سختی محیط هستند. زلزله‌ها دارای اجزای طولی و عرضی هستند و این‌ها با سرعت‌های مختلف حرکت می‌کنند. مدول حجمی گرانیت بیشتر از مدول برشی آن است. به همین دلیل، سرعت امواج طولی یا فشاری (P-waves) در زلزله‌ها در گرانیت به طور قابل توجهی بیشتر از سرعت امواج عرضی یا برشی (S-waves) است. هر دو جزء زلزله در مواد کمتر سفت، مانند رسوبات، کندتر حرکت می‌کنند. امواج P سرعت‌هایی بین ۴ تا ۷ کیلومتر بر ثانیه دارند و امواج S به ترتیب در سرعت بین ۲ تا ۵ کیلومتر بر ثانیه متغیر هستند، هر دو در مواد سفت‌تر سریع‌تر هستند. موج P به تدریج از موج S جلوتر می‌رود زیرا از طریق پوسته زمین حرکت می‌کنند. فاصله زمانی بین امواج P و S به طور معمول برای تعیین فاصله تا منبع آن‌ها، مرکز زلزله استفاده می‌شود.
سرعت صوت تحت تأثیر دما در یک محیط معین قرار می‌گیرد. برای هوا در سطح دریا، سرعت صوت به صورت زیر داده می‌شود:
vw\=(۳۳۱m/s)√T273K،
که در آن دما (با T نشان داده می‌شود) بر حسب کلوین است. سرعت صوت در گازها به سرعت متوسط ذرات در گاز، vrms، مرتبط است و:
vrms\=√3kTm،
که در آن k ثابت بولتزمن (۱.۳۸×۱۰−۲۳J/K) و m جرم هر ذره (یکسان) در گاز است. بنابراین، منطقی است که سرعت صوت در هوا و سایر گازها به ریشه دوم دما بستگی داشته باشد. اگرچه قابل توجه نیست، اما این وابستگی قوی نیست. در ۰oC، سرعت صوت ۳۳۱ متر بر ثانیه است، در حالی که در ۲۰oC برابر با ۳۴۳ متر بر ثانیه است، که کمتر از ۴ درصد افزایش است. شکل ۹.۴.۳ نشان می‌دهد که یک خفاش از سرعت صوت برای حس کردن فاصله‌ها استفاده می‌کند. پژواک‌ها همچنین در تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شوند.
 شکل ۹.۴.۳: یک خفاش از پژواک صدا برای یافتن راه خود و شکار طعمه استفاده می‌کند. زمان بازگشت پژواک مستقیماً با فاصله متناسب است. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های صوت این است که سرعت آن تقریباً مستقل از فرکانس است. این استقلال قطعاً در هوای آزاد برای صداهای محدوده شنوایی ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز صادق است. اگر این استقلال درست نبود، مطمئناً آن را برای موسیقی نواخته شده توسط یک گروه موسیقی در یک استادیوم فوتبال متوجه می‌شدید. فرض کنید صداهای با فرکانس بالا سریع‌تر حرکت کنند - سپس هرچه از گروه دورتر باشید، صدای سازهای بم بیشتر از سازهای زیر عقب می‌ماند. اما موسیقی از همه سازها با ریتمی مستقل از فاصله می‌رسد، بنابراین همه فرکانس‌ها باید تقریباً با سرعت یکسانی حرکت کنند. به یاد داشته باشید که
vw\=fλ.
در یک محیط معین تحت شرایط ثابت، vw ثابت است، بنابراین رابطه‌ای بین f و λ وجود دارد. هرچه فرکانس بالاتر باشد، طول موج کوچکتر است. شکل ۹.۴.۴ را ببینید و مثال زیر را در نظر بگیرید.
 شکل ۹.۴.۴: از آنجایی که با سرعت یکسانی در یک محیط معین حرکت می‌کنند، صداهای با فرکانس پایین باید طول موج بزرگتری نسبت به صداهای با فرکانس بالا داشته باشند. در اینجا، صداهای با فرکانس پایین توسط بلندگوی بزرگ به نام ووفر ساطع می‌شوند، در حالی که صداهای با فرکانس بالا توسط بلندگوی کوچک به نام توییتر ساطع می‌شوند.
مثال ۹.۴.۱: محاسبه طول موج‌ها: طول موج‌های صداهای قابل شنیدن چقدر است؟
طول موج صداها را در انتهای محدوده شنوایی، ۲۰ و ۲۰۰۰۰ هرتز، در هوای ۳۰.۰ درجه سانتیگراد محاسبه کنید. (فرض کنید مقادیر فرکانس تا دو رقم معنی‌دار دقیق هستند.)
استراتژی
برای یافتن طول موج از فرکانس، می‌توانیم از vw\=fλ استفاده کنیم.
راه حل

شناسایی مقادیر معلوم. مقدار vw با vw\=(۳۳۱m/s)√T273K داده می‌شود.
دما را به کلوین تبدیل کنید و سپس دما را در معادله vw\=(۳۳۱m/s)√۳۰۳K273K\=۳۴۸.۷m/s وارد کنید.
رابطه بین سرعت و طول موج را برای λ حل کنید: λ\=vwf.
سرعت و حداقل فرکانس را وارد کنید تا حداکثر طول موج به دست آید: λmax\=۳۴۸.۷m/s20Hz\=۱۷m.
سرعت و حداکثر فرکانس را وارد کنید تا حداقل طول موج به دست آید: λmin\=۳۴۸.۷m/s20,000Hz\=۰.۰۱۷m\=۱.۷cm.

بحث
از آنجایی که حاصل ضرب f در λ برابر با یک ثابت است، هرچه f کوچکتر باشد، λ باید بزرگتر باشد و بالعکس.
سرعت صوت می‌تواند هنگام عبور صوت از یک محیط به محیط دیگر تغییر کند. با این حال، فرکانس معمولاً یکسان باقی می‌ماند زیرا مانند یک نوسان اجباری است و فرکانس منبع اصلی را دارد. اگر vw تغییر کند و f یکسان بماند، طول موج λ باید تغییر کند. یعنی، از آنجایی که vw\=fλ، هرچه سرعت صوت بیشتر باشد، طول موج آن برای یک فرکانس معین بیشتر است.
ارتباطات ایجاد کنید: تحقیق در خانه - صدا به عنوان یک موج صوتی
یک ورق کاغذ را آویزان کنید به طوری که لبه بالایی کاغذ ثابت باشد و لبه پایینی آزادانه حرکت کند. می‌توانید لبه بالایی کاغذ را به لبه یک میز بچسبانید. به آرامی در نزدیکی لبه پایین ورق بدمید و نحوه حرکت ورق را یادداشت کنید. به آرامی و سپس با صدای بلند صحبت کنید تا صداها به لبه پایین کاغذ برخورد کنند و نحوه حرکت ورق را یادداشت کنید. اثرات را توضیح دهید.
تمرین ۹.۴.۱الف
تصور کنید دو آتش‌بازی را منفجر شدن مشاهده می‌کنید. صدای انفجار یکی را به محض دیدن آن می‌شنوید. با این حال، قبل از شنیدن انفجار، دیگری را برای چند میلی ثانیه می‌بینید. توضیح دهید که چرا این اتفاق می‌افتد.
پاسخ
صوت و نور هر دو با سرعت معینی حرکت می‌کنند. سرعت صوت کمتر از سرعت نور است. آتش‌بازی اول احتمالاً بسیار نزدیک است، بنابراین تفاوت سرعت قابل توجه نیست. آتش‌بازی دوم دورتر است، بنابراین نور زودتر به چشمان شما می‌رسد تا موج صوتی به گوش‌های شما.
تمرین ۹.۴.۱ب
دو ساز موسیقی را مشاهده می‌کنید که نمی‌توانید آن‌ها را شناسایی کنید. یکی صداهای زیر و دیگری صداهای بم تولید می‌کند. چگونه می‌توانید بدون شنیدن صدای آن‌ها کدام یک است را تعیین کنید؟
پاسخ
اندازه آن‌ها را مقایسه کنید. سازهای زیر معمولاً کوچکتر از سازهای بم هستند زیرا طول موج کوچکتری تولید می‌کنند.
خلاصه

رابطه بین سرعت صوت vw، فرکانس آن f و طول موج آن λ توسط vw\=fλ داده می‌شود که همان رابطه برای همه امواج است.
در هوا، سرعت صوت با دمای هوا T توسط vw\=(۳۳۱m/s)√T273K مرتبط است. vw برای همه فرکانس‌ها و طول موج‌ها یکسان است.

واژه‌نامه
زیر و بم (پیچ)
درک فرکانس یک صدا


ارتفاع صدا به معنای "فرکانس درک شده" است. خوب. اما وقتی ارتفاع صدا را در OpenAL خیلی پایین می‌آورم، صدا برای مدت زمان خیلی طولانی‌تری پخش می‌شود. اگر آن را خیلی بالا ببرم، صدا خیلی کوتاه و با فرکانس بالا پخش می‌شود. از نظر منطقی، نتیجه‌ی کند یا سریع کردن صدا باید همین باشد.
یا ارتفاع صدا با سرعت یکسان نیست؟

skaffman
402k96 نشان طلایی822 نشان نقره‌ای774 نشان برنزی
پرسیده شده در 5 مه 2010 ساعت 17:43

2
پال آر پاسخ نسبتاً خوبی دارد، اما می‌خواهم آن را کمی گسترش دهم. اگر صدا را مجموعه‌ای از پالس‌ها در نظر بگیرید (و تا حدودی همین‌طور است)، آنگاه ارتفاع صدای بالاتر، پالس‌های بیشتری در هر ثانیه (فرکانس بالاتر) خواهد داشت و ارتفاع صدای پایین‌تر، پالس‌های کمتری (فرکانس پایین‌تر) خواهد داشت. برای کاهش ارتفاع صدای یک صدای موجود، باید آن پالس‌ها را پخش کنید (فاصله‌ی بین آن‌ها را بیشتر کنید). در نتیجه، مدت زمان صدا افزایش می‌یابد زیرا تعداد پالس‌ها را کاهش نداده‌اید، فقط فاصله‌ی بین آن‌ها را بیشتر کرده‌اید (پالس‌های کمتری در هر ثانیه). اتفاق معکوس هنگام تلاش برای افزایش ارتفاع صدا می‌افتد: پالس‌ها به هم نزدیک‌تر هستند، در نتیجه مدت زمان صدا کوتاه‌تر می‌شود.
اگر می‌خواهید مدت زمان صدا صرف نظر از تغییرات در ارتفاع صدای ضبط شده ثابت بماند، باید اطلاعات را دور بریزید (ارتفاع صدای پایین‌تر) یا اطلاعات را تولید کنید (ارتفاع صدای بالاتر). اینجاست که پردازش پیشرفته وارد عمل می‌شود. چه چیزی را می‌توان با خیال راحت دور انداخت؟ چه چیزی را می‌توان با خیال راحت تکرار یا ساخت؟
پاسخ داده شده در 5 مه 2010 ساعت 18:38

4
تغییر ارتفاع صدا و سرعت با هم نسبتاً آسان است، زیرا تنها کاری که باید انجام دهید این است که سرعت پخش نمونه‌ها را تغییر دهید. اگر نمونه‌ها را با نصف سرعت مورد نظر خود پخش کنید، ارتفاع صدا نصف می‌شود و صدا با نصف سرعت پخش می‌شود (به یک دستگاه ضبط نوار که با سرعت اشتباه کار می‌کند فکر کنید). برعکس، پخش نمونه‌ها با سرعت بیشتر از حد معمول، ارتفاع صدا را افزایش می‌دهد و همه چیز را سریع‌تر می‌کند.
می‌توانید ارتفاع صدا و سرعت را به طور مستقل تغییر دهید، اما انجام این کار به پردازش بیشتری نیاز دارد، معمولاً با استفاده از نوعی الگوریتم تجزیه و تحلیل و بازسازی (به عنوان مثال PSOLA برای گفتار).

Pavan
18.2k9 نشان طلایی60 نشان نقره‌ای100 نشان برنزی
پاسخ داده شده در 5 مه 2010 ساعت 17:54

Paul RPaul R
211k37 نشان طلایی398 نشان نقره‌ای567 نشان برنزی
2
با استفاده از الگوریتمی که در OpenAL توصیف می‌کنید، ارتفاع صدا = f(سرعت) و سرعت = f'(ارتفاع صدا).
با استفاده از الگوریتم متفاوت، می‌توان این پارامترها را تا حدی به طور مستقل تغییر داد. الگوریتم‌های مختلفی برای انجام این کار وجود دارد.
این الگوریتم‌ها می‌توانند در حوزه‌ی فرکانس (vocoder، convolution در حوزه‌ی فرکانس) یا در حوزه‌ی زمان (PSOLA، WSOLA، extended WSOLA) یا در هر دو به طور همزمان وجود داشته باشند (مدل‌های ترکیبی که از روش‌های حوزه‌ی زمان برای بخش‌های گذرا و روش‌های vocoder برای بخش‌های آهنگین استفاده می‌کنند).
پاسخ داده شده در 20 سپتامبر 2015 ساعت 19:32

johnwbyrdjohnwbyrd
3,6002 نشان طلایی30 نشان نقره‌ای25 نشان برنزی


فرکانس یک موج صوتی به طور مستقیم با زیر و بمی صدا مرتبط است. زیر و بم، ویژگی‌ای از صدا است که به ما امکان می‌دهد صداها را در مقیاسی از پایین به بالا مرتب کنیم. به طور کلی، زیر و بم یک صدا توسط فرکانس موج صوتی تعیین می‌شود: هرچه فرکانس بالاتر باشد، زیر و بم نیز بالاتر است و هرچه فرکانس پایین‌تر باشد، زیر و بم نیز پایین‌تر است.
به طور خاص، فرکانس معیاری است برای تعداد چرخه‌های یک موج که در یک واحد زمان رخ می‌دهد. برای امواج صوتی، فرکانس بر حسب هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود، که 1 هرتز معادل یک چرخه در ثانیه است. امواج صوتی با فرکانس بالاتر، چرخه‌های بیشتری در ثانیه دارند و به عنوان صداهای زیرتر درک می‌شوند، در حالی که امواج صوتی با فرکانس پایین‌تر، چرخه‌های کمتری در ثانیه دارند و به عنوان صداهای بم‌تر درک می‌شوند.
بنابراین، می‌توان رابطه بین فرکانس یک موج صوتی و زیر و بم صدا را به این صورت خلاصه کرد: با افزایش فرکانس یک موج صوتی، زیر و بم صدا نیز افزایش می‌یابد و با کاهش فرکانس، زیر و بم نیز کاهش می‌یابد.


اهداف یادگیری
در پایان این بخش، شما قادر خواهید بود:

تعریف زیر و بم صدا (pitch) را ارائه دهید.
ارتباط بین سرعت صدا، فرکانس و طول موج آن را شرح دهید.
تأثیرات سرعت صدا را هنگام عبور از محیط‌های مختلف شرح دهید.
تأثیرات دما را بر سرعت صدا شرح دهید.

شکل 1. هنگامی که یک آتش‌بازی منفجر می‌شود، انرژی نور قبل از انرژی صدا درک می‌شود. صدا کندتر از نور حرکت می‌کند. (اعتبار: دومینیک آلوز، فلیکر)
صدا، مانند همه امواج، با سرعت معینی حرکت می‌کند و دارای خواص فرکانس و طول موج است. شما می‌توانید شواهد مستقیمی از سرعت صدا را هنگام تماشای نمایش آتش‌بازی مشاهده کنید. درخشش یک انفجار قبل از شنیدن صدای آن دیده می‌شود، که نشان می‌دهد صدا با سرعت محدودی حرکت می‌کند و بسیار کندتر از نور است. شما همچنین می‌توانید مستقیماً فرکانس یک صدا را درک کنید. درک فرکانس به عنوان زیر و بم صدا (pitch) شناخته می‌شود. طول موج صدا به طور مستقیم حس نمی‌شود، اما شواهد غیرمستقیم در ارتباط بین اندازه ابزارهای موسیقی و زیر و بم صدای آن‌ها یافت می‌شود. سازهای کوچک، مانند پیکولو، معمولاً صداهای زیر تولید می‌کنند، در حالی که سازهای بزرگ، مانند توبا، معمولاً صداهای بم تولید می‌کنند. زیر و بم صدای بالا به معنای طول موج کوچک است، و اندازه یک ساز موسیقی به طور مستقیم با طول موج صداهایی که تولید می‌کند مرتبط است. بنابراین یک ساز کوچک صداهای با طول موج کوتاه ایجاد می‌کند. استدلال‌های مشابهی وجود دارد که یک ساز بزرگ صداهای با طول موج بلند ایجاد می‌کند.
ارتباط بین سرعت صدا، فرکانس و طول موج آن همانند همه امواج است: vw = fλ، که در آن vw سرعت صدا، f فرکانس آن و λ طول موج آن است. طول موج صدا، فاصله بین قسمت‌های یکسان مجاور یک موج است - به عنوان مثال، بین فشردگی‌های مجاور همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. فرکانس همان فرکانس منبع است و تعداد امواجی است که در واحد زمان از یک نقطه عبور می‌کنند.

شکل 2. یک موج صوتی از منبعی که با فرکانسی f در حال ارتعاش است، ساطع می‌شود، با سرعت Vw منتشر می‌شود و طول موج λ دارد.
جدول 1 نشان می‌دهد که سرعت صدا در محیط‌های مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. سرعت صدا در یک محیط توسط ترکیبی از سختی (یا قابلیت فشرده‌سازی در گازها) و چگالی محیط تعیین می‌شود. هرچه محیط سفت‌تر (یا کمتر قابل فشرده‌سازی) باشد، سرعت صدا بیشتر است. این مشاهده مشابه این واقعیت است که فرکانس یک حرکت هارمونیک ساده مستقیماً با سفتی جسم نوسان‌کننده متناسب است. هرچه چگالی یک محیط بیشتر باشد، سرعت صدا کمتر است. این مشاهده مشابه این واقعیت است که فرکانس یک حرکت هارمونیک ساده به طور معکوس با جرم جسم نوسان‌کننده متناسب است. سرعت صدا در هوا کم است، زیرا هوا قابل فشرده‌سازی است. از آنجایی که مایعات و جامدات نسبتاً سفت هستند و فشرده‌سازی آن‌ها بسیار دشوار است، سرعت صدا در چنین محیط‌هایی به طور کلی بیشتر از گازها است.

| جدول 1. سرعت صدا در محیط‌های مختلف |
| --- |
| محیط | vw(m/s) |
| گازها در 0ºC |
| هوا | 331 |
| دی‌اکسید کربن | 259 |
| اکسیژن | 316 |
| هلیوم | 965 |
| هیدروژن | 1290 |
| مایعات در 20ºC |
| اتانول | 1160 |
| جیوه | 1450 |
| آب شیرین | 1480 |
| آب دریا | 1540 |
| بافت انسان | 1540 |
| جامدات (طول‌رونده یا حجمی) |
| لاستیک ولکانیزه | 54 |
| پلی‌اتیلن | 920 |
| مرمر | 3810 |
| شیشه، پیرکس | 5640 |
| سرب | 1960 |
| آلومینیوم | 5120 |
| فولاد | 5960 |

زلزله‌ها، اساساً امواج صوتی در پوسته زمین، نمونه جالبی از نحوه وابستگی سرعت صدا به سختی محیط هستند. زلزله‌ها دارای اجزای طولی و عرضی هستند و اینها با سرعت‌های مختلف حرکت می‌کنند. مدول حجمی گرانیت بیشتر از مدول برشی آن است. به همین دلیل، سرعت امواج طولی یا فشاری (P-waves) در زلزله‌ها در گرانیت به طور قابل توجهی بیشتر از سرعت امواج عرضی یا برشی (S-waves) است. هر دو جزء زلزله در مواد کمتر سفت، مانند رسوبات، کندتر حرکت می‌کنند. امواج P با سرعت 4 تا 7 کیلومتر بر ثانیه و امواج S به ترتیب با سرعت 2 تا 5 کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، هر دو در مواد سفت‌تر سریع‌تر هستند. موج P به تدریج از موج S جلوتر می‌رود زیرا از طریق پوسته زمین حرکت می‌کنند. فاصله زمانی بین امواج P و S به طور معمول برای تعیین فاصله تا منبع آن‌ها، مرکز زلزله استفاده می‌شود.
سرعت صدا تحت تأثیر دما در یک محیط معین قرار می‌گیرد. برای هوای سطح دریا، سرعت صدا به صورت زیر داده می‌شود:
vw=(331 m/s)√T273 K،
که در آن دما (با T نشان داده می‌شود) بر حسب کلوین است. سرعت صدا در گازها به سرعت متوسط ذرات در گاز، vrms، مرتبط است و:
\(v_{\text{rms}}=\sqrt{\frac{3kT}{m}}\)،
که در آن k ثابت بولتزمن (1.38 × 10−23 J/K) و m جرم هر ذره (یکسان) در گاز است. بنابراین، منطقی است که سرعت صدا در هوا و سایر گازها به جذر دما بستگی داشته باشد. اگرچه قابل توجه نیست، اما این وابستگی قوی نیست. در 0ºC، سرعت صدا 331 متر بر ثانیه است، در حالی که در 20.0ºC، 343 متر بر ثانیه است، که کمتر از 4 درصد افزایش است. شکل 3 نشان می‌دهد که یک خفاش از سرعت صدا برای حس کردن فاصله‌ها استفاده می‌کند. پژواک‌ها همچنین در تصویربرداری پزشکی استفاده می‌شوند.

شکل 3. یک خفاش از پژواک صدا برای یافتن راه خود و شکار طعمه استفاده می‌کند. زمان بازگشت پژواک مستقیماً با فاصله متناسب است.
یکی از مهمترین ویژگی‌های صدا این است که سرعت آن تقریباً مستقل از فرکانس است. این استقلال قطعاً در هوای آزاد برای صداهای محدوده شنوایی 20 تا 20000 هرتز صادق است. اگر این استقلال درست نبود، قطعاً آن را برای موسیقی نواخته شده توسط یک گروه موسیقی در یک استادیوم فوتبال متوجه می‌شدید. فرض کنید صداهای با فرکانس بالا سریعتر حرکت کنند - سپس هرچه از گروه دورتر باشید، صدای سازهای با زیر و بم پایین بیشتر از سازهای با فرکانس بالا عقب می‌ماند. اما موسیقی از همه سازها با ریتمی مستقل از فاصله می‌رسد، بنابراین همه فرکانس‌ها باید تقریباً با سرعت یکسانی حرکت کنند. به یاد داشته باشید که
vw = fλ.
در یک محیط معین تحت شرایط ثابت، vw ثابت است، بنابراین رابطه‌ای بین f و λ وجود دارد. هرچه فرکانس بالاتر باشد، طول موج کوچکتر است. شکل 4 را ببینید و مثال زیر را در نظر بگیرید.

شکل 4. از آنجایی که با سرعت یکسانی در یک محیط معین حرکت می‌کنند، صداهای با فرکانس پایین باید طول موج بزرگتری نسبت به صداهای با فرکانس بالا داشته باشند. در اینجا، صداهای با فرکانس پایین توسط بلندگوی بزرگ به نام ووفر ساطع می‌شوند، در حالی که صداهای با فرکانس بالا توسط بلندگوی کوچک به نام توییتر ساطع می‌شوند.
مثال 1. محاسبه طول موج‌ها: طول موج‌های صداهای قابل شنیدن چقدر است؟
طول موج صداها را در انتهای محدوده شنوایی، 20 و 20000 هرتز، در هوای 30.0 درجه سانتیگراد محاسبه کنید. (فرض کنید مقادیر فرکانس تا دو رقم معنی‌دار دقیق هستند.)
استراتژی
برای یافتن طول موج از فرکانس، می‌توانیم از vw = fλ استفاده کنیم.
راه حل
1. مقادیر شناخته شده را شناسایی کنید. مقدار vw به صورت زیر داده شده است:
\(v_{\text{w}}=\left(331\text{ m/s}\right)\sqrt{\frac{T}{273\text{ K}}}\).
2. دما را به کلوین تبدیل کنید و سپس دما را در معادله وارد کنید
\(v_{\text{w}}=\left(331\text{ m/s}\right)\sqrt{\frac{303\text{ K}}{273\text{ K}}}=348.7\text{ m/s}\).
3. رابطه بین سرعت و طول موج را برای λ حل کنید:
\(\lambda=\frac{v_{\text{w}}}{f}\).
4. سرعت و حداقل فرکانس را وارد کنید تا حداکثر طول موج به دست آید:
\(\lambda_{\text{max}}=\frac{348.7\text{ m/s}}{20\text{ Hz}}=17\text{ m}\).
5. سرعت و حداکثر فرکانس را وارد کنید تا حداقل طول موج به دست آید:
\(\lambda_{\text{min}}=\frac{348.7\text{ m/s}}{20,000\text{ Hz}}=0.017\text{ m}=1.7\text{ cm}\).
بحث
از آنجایی که حاصل ضرب f در λ برابر با یک ثابت است، هرچه f کوچکتر باشد، λ باید بزرگتر باشد و بالعکس.
سرعت صدا می‌تواند هنگام عبور صدا از یک محیط به محیط دیگر تغییر کند. با این حال، فرکانس معمولاً ثابت می‌ماند زیرا مانند یک نوسان اجباری است و فرکانس منبع اصلی را دارد. اگر vw تغییر کند و f ثابت بماند، طول موج λ باید تغییر کند. یعنی از آنجایی که vw = fλ، هرچه سرعت صدا بیشتر باشد، طول موج آن برای یک فرکانس معین بیشتر است.
ارتباطات: تحقیق در خانه - صدا به عنوان یک موج صوتی
یک ورق کاغذ را آویزان کنید به طوری که لبه بالایی کاغذ ثابت باشد و لبه پایینی آزادانه حرکت کند. می‌توانید لبه بالایی کاغذ را به لبه یک میز بچسبانید. به آرامی در نزدیکی لبه پایین ورق بدمید و توجه کنید که ورق چگونه حرکت می‌کند. به آرامی صحبت کنید و سپس با صدای بلند به طوری که صداها به لبه پایین کاغذ برخورد کنند و توجه کنید که ورق چگونه حرکت می‌کند. اثرات را توضیح دهید.
درک خود را بررسی کنید
بخش 1
فرض کنید دو آتش‌بازی منفجر می‌شوند را مشاهده می‌کنید. صدای انفجار یکی را به محض دیدن آن می‌شنوید. با این حال، دیگری را چند میلی ثانیه قبل از شنیدن انفجار می‌بینید. چرا این اتفاق می‌افتد؟
راه حل
صدا و نور هر دو با سرعت معینی حرکت می‌کنند. سرعت صدا کمتر از سرعت نور است. آتش‌بازی اول احتمالاً بسیار نزدیک است، بنابراین تفاوت سرعت قابل توجه نیست. آتش‌بازی دوم دورتر است، بنابراین نور زودتر به چشمان شما می‌رسد تا موج صوتی به گوش‌های شما.
بخش 2
دو ساز موسیقی را مشاهده می‌کنید که نمی‌توانید آن‌ها را شناسایی کنید. یکی صداهای زیر تولید می‌کند و دیگری صداهای بم. چگونه می‌توانید بدون شنیدن صدای آن‌ها کدام یک است را تعیین کنید؟
راه حل
اندازه‌های آن‌ها را مقایسه کنید. سازهای زیر معمولاً کوچکتر از سازهای بم هستند زیرا طول موج کوچکتری تولید می‌کنند.
خلاصه بخش

ارتباط بین سرعت صدا vw، فرکانس آن f و طول موج λ آن به صورت vw = fλ داده می‌شود که همان رابطه برای همه امواج است.
در هوا، سرعت صدا به دمای هوا T با فرمول \(v_{\text{w}}=\left(\text{331 m/s}\right)\sqrt{\frac{T}{\text{273 K}}}\) مرتبط است. vw برای همه فرکانس‌ها و طول موج‌ها یکسان است.

سوالات مفهومی

ارتعاشات اتمی صدا چگونه با حرکت حرارتی متفاوت است؟
وقتی صدا از یک محیط به محیط دیگر با سرعت انتشار متفاوت منتقل می‌شود، آیا فرکانس یا طول موج آن تغییر می‌کند؟ به طور خلاصه توضیح دهید.

مسائل و تمرین‌ها

هنگامی که یک نیزه یک سوپرانو اپرا را سوراخ می‌کند، او فریادی با فرکانس 1200 هرتز می‌کشد. طول موج آن چقدر است اگر سرعت صدا 345 متر بر ثانیه باشد؟
چه فرکانس صدایی طول موجی برابر با 0.10 متر دارد وقتی سرعت صدا 340 متر بر ثانیه باشد؟
سرعت صدا را در روزی که فرکانس 1500 هرتز طول موجی برابر با 0.221 متر دارد محاسبه کنید.
(الف) سرعت صدا در محیطی که فرکانس 100 کیلوهرتز طول موجی برابر با 5.96 سانتی‌متر تولید می‌کند چقدر است؟ (ب) این احتمالاً چه ماده‌ای در جدول 1 است؟
نشان دهید که سرعت صدا در هوای 20.0 درجه سانتیگراد 343 متر بر ثانیه است، همانطور که در متن ادعا شده است.
دمای هوا در صحرای صحارا می‌تواند به 56.0 درجه سانتیگراد (حدود 134 درجه فارنهایت) برسد. سرعت صدا در هوا در آن دما چقدر است؟
دلفین‌ها صداهایی را در هوا و آب تولید می‌کنند. نسبت طول موج صدا در هوا به طول موج آن در آب دریا چقدر است؟ فرض کنید دمای هوا 20.0 درجه سانتیگراد باشد.
یک پژواک سونار 1.20 ثانیه پس از انتشار به زیردریایی باز می‌گردد. فاصله تا شیئی که پژواک را ایجاد می‌کند چقدر است؟ (فرض کنید زیردریایی در اقیانوس است، نه در آب شیرین.)
(الف) اگر سونار زیردریایی بتواند زمان‌های پژواک را با دقت 0.0100 ثانیه اندازه‌گیری کند، کوچکترین تفاوت در فاصله که می‌تواند تشخیص دهد چقدر است؟ (ب) محدودیت‌هایی که این وضوح زمانی بر توانایی سیستم سونار برای تشخیص اندازه و شکل شیئی که پژواک را ایجاد می‌کند، تحمیل می‌کند را مورد بحث قرار دهید.
یک فیزیکدان در نمایش آتش‌بازی، تأخیر بین دیدن یک انفجار و شنیدن صدای آن را اندازه‌گیری می‌کند و متوجه می‌شود که 0.400 ثانیه است. (الف) انفجار چقدر دور است اگر دمای هوا 24.0 درجه سانتیگراد باشد و زمان رسیدن نور به فیزیکدان را نادیده بگیرید؟ (ب) فاصله تا انفجار را با در نظر گرفتن سرعت نور محاسبه کنید. توجه داشته باشید که این فاصله ناچیز بزرگتر است.
فرض کنید یک خفاش از پژواک صدا برای یافتن طعمه حشره خود، 3.00 متر دور استفاده می‌کند. (به شکل 3 مراجعه کنید.) (الف) زمان‌های پژواک را در دماهای 5.00 درجه سانتیگراد و 35.0 درجه سانتیگراد محاسبه کنید. (ب) این باعث ایجاد چند درصد عدم قطعیت می‌شود که خفاش در یافتن حشره دارد؟ (ج) اهمیت این عدم قطعیت را مورد بحث قرار دهید و اینکه آیا می‌تواند برای خفاش مشکلاتی ایجاد کند یا خیر. (در عمل، خفاش به استفاده از صدا در حالی که به طعمه خود نزدیک می‌شود ادامه می‌دهد و بیشتر مشکلات ناشی از این و سایر اثرات را از بین می‌برد، مانند حرکت طعمه.)

واژه‌نامه
زیر و بم صدا (pitch): درک فرکانس یک صدا

راه‌حل‌های منتخب برای مسائل و تمرین‌ها
1. 0.288 m
3. 332 m/s
5. \(v_{\text{w}} = (331 \text{ m/s})\sqrt{\frac{293 K}{273 K}} = 343 \text{ m/s}\)
7. 0.223
9. (الف) 7.70 m; (ب) این بدان معناست که سونار برای یافتن و تعیین موقعیت اشیاء بزرگ خوب است، اما نمی‌تواند اشیاء کوچکتر را حل کند یا شکل دقیق اشیاء را تشخیص دهد. اشیاء مانند کشتی‌ها یا قطعات بزرگ هواپیما را می‌توان با سونار یافت، در حالی که قطعات کوچکتر باید با روش‌های دیگر یافت شوند.
11. (الف) 18.0 ms، 17.1 ms; (ب) 5.00%; (ج) این عدم قطعیت می‌تواند قطعاً برای خفاش مشکلاتی ایجاد کند، اگر به استفاده از صدا در حالی که به طعمه خود نزدیک می‌شود ادامه ندهد. عدم قطعیت 5 درصدی می‌تواند تفاوت بین گرفتن طعمه در اطراف گردن یا اطراف سینه باشد، به این معنی که ممکن است نتواند طعمه خود را بگیرد.


فهرست مجلات
Front Public Health
PMC4165128

چکیده
بحران مقاومت ضدمیکروبی (AMR) افزایش رویداد جهانی بیماری‌های عفونی است که جمعیت انسانی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و با هیچ عامل ضدمیکروبی شناخته شده‌ای قابل درمان نیست. این بحران هزینه‌های ویرانگری بر جامعه بشری خواهد داشت، زیرا بیماری‌های ناتوان‌کننده و مرگبار در فراوانی و گستره افزایش می‌یابند. سه عامل اصلی این بحران را تعیین می‌کنند: (1) افزایش فراوانی فنوتایپ‌های AMR در بین میکروارگانیسم‌ها، پاسخی تکاملی به استفاده گسترده از عوامل ضدمیکروبی است؛ (2) جمعیت انسانی بزرگ و به‌هم‌پیوسته در سطح جهانی، امکان دسترسی عوامل بیماری‌زا در هر محیطی را به تمام بشریت فراهم می‌کند؛ و (3) استفاده گسترده و اغلب غیرضروری از عوامل ضدمیکروبی توسط بشر، فشار انتخابی قوی را فراهم می‌کند که پاسخ تکاملی را در دنیای میکروبی هدایت می‌کند. از این عوامل، اندازه جمعیت انسانی کمترین قابلیت را برای تغییر سریع دارد. در مقابل، دو عامل باقیمانده ممکن است تحت تاثیر قرار گیرند و بنابراین راهی برای مدیریت بحران ارائه دهند: سرعت تکامل AMR و همچنین عوامل بیماری‌زایی در دنیای میکروبی ممکن است با کاهش فشار انتخابی اعمال شده کاهش یابد. این امر ممکن است با کاهش چشمگیر استفاده جهانی از عوامل ضدمیکروبی فعلی و آتی حاصل شود. اقدامات مدیریتی فعلی برای قانون‌گذاری استفاده از عوامل ضدمیکروبی و آموزش دنیای مراقبت‌های بهداشتی در مورد مسائل مربوطه، در حالی که مفید هستند، به طور کامل مشکل دستیابی به کاهش کلی در استفاده از عوامل ضدمیکروبی توسط انسان را حل نکرده‌اند. ما پیشنهاد می‌کنیم که علاوه بر اقدامات فعلی و تحقیقات بیشتر در مورد عوامل ضدمیکروبی و تشخیص‌های جدید، یک برنامه آموزشی جامع برای تغییر پارادایم عمومی استفاده از عوامل ضدمیکروبی از درمان خط اول به آخرین راه حل در صورت شکست همه گزینه‌های درمانی دیگر مورد نیاز است.
کلمات کلیدی: آنتی‌بیوتیک، مقاومت ضدمیکروبی، بحران جهانی، انتقال ژن افقی، ادراک عمومی
مقدمه
دنیای میکروبی، مجموعه‌ای از تمام موجوداتی است که برای چشم انسان قابل تشخیص نیستند، متنوع، فراوان و همه‌جا حاضر است. این دنیا نه تنها شامل باکتری‌ها و ویروس‌ها، بلکه تعداد زیادی از انواع مختلف موجودات چندسلولی (1، 2) است و همچنین اساس اکولوژی جهانی است. این موجودات به ظاهر نامرئی در تمام جایگاه‌های اکولوژیکی روی این سیاره، از جمله هر سطحی، حفره‌ای و محیط سلولی هر انسانی ساکن هستند. اکثریت این "مسافران" میکروبی تا حد زیادی بی‌ضرر یا حتی برای میزبان‌های انسانی خود از طریق تعاملاتشان با اکولوژی گسترده‌تر مفید هستند. با این حال، تعداد کمی از آن‌ها شکارچیان فعالی هستند که باعث آسیب، بیماری و حتی نتایج مرگبار می‌شوند. اثر ناخالص این عوامل بیماری‌زا بیماری عفونی است. در حالی که سهم کوچکی از تنوع میکروبی کلی، عوامل بیماری‌زا با این وجود متعدد و متنوع هستند و راه‌های زیادی را برای رسیدن و سپس بهره‌برداری از منبع بیولوژیکی که طعمه انسانی آن‌ها نشان می‌دهد، تکامل یافته‌اند.
به منظور مبارزه با بیماری‌های عفونی، مجموعه‌ای از مواد شیمیایی به نام عوامل ضدمیکروبی که در محدود کردن، جلوگیری یا از بین بردن رشد شکارچیان میکروبی موثر هستند، توسعه یافته‌اند. بیشتر این عوامل ضدمیکروبی از محصولات طبیعی منشا گرفته‌اند که در ابتدا توسط ارگانیسم‌های مختلف برای دفاع در برابر حمله میکروبی استفاده می‌شدند (3، 4). پس از جداسازی و شناسایی، بسیاری از این محصولات "طبیعی" توسط بشر برای ایجاد فعالیت ضدمیکروبی اضافی یا تقویت شده اصلاح شده‌اند (3). اثرات بسیاری از این عوامل ضدمیکروبی خاص انواع خاصی از عوامل بیماری‌زا هستند، در حالی که برخی دیگر ممکن است طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها را تحت تاثیر قرار دهند. این عوامل ضدمیکروبی شامل ضدعفونی‌کننده‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، ضدقارچ‌ها و ضد کرم‌ها و همچنین بسیاری دیگر که علیه انواع خاصی از عوامل بیماری‌زا هدف قرار گرفته‌اند، می‌باشند.
تجویز عوامل ضدمیکروبی در درمان و پیشگیری از بیماری‌های عفونی، پاسخی تکاملی را در بین میکروارگانیسم‌ها با تولید مقاومت در برابر عامل ضدمیکروبی اعمال شده (5) ایجاد کرده است. نمونه‌ای گویا از این امر، تکامل گسترده مقاومت آنتی‌بیوتیکی از زمان معرفی عمومی پنی‌سیلین در طول جنگ جهانی دوم است. در حالی که در ابتدا در برابر طیف وسیعی از بیماری‌های باکتریایی موثر بود، امروزه، کمتر از 70 سال بعد، تعداد فزاینده‌ای از عوامل بیماری‌زا وجود دارند که نه تنها در برابر پنی‌سیلین و مشتقات آن، بلکه در برابر تمام آنتی‌بیوتیک‌های موجود مقاوم هستند (6). به طور مشابه، بسیاری از عوامل بیماری‌زای غیرباکتریایی مانند عامل بیماری‌زای مالاریا، Plasmodium spp، نیز اکنون در برابر تمام درمان‌های ضد مالاریا شناخته شده مقاوم می‌شوند (7). این تکامل مقاومت در دنیای میکروبی پاسخی تکاملی به استفاده گسترده و بی‌رویه از عوامل ضدمیکروبی است. همراه با جمعیت انسانی بزرگ و به‌هم‌پیوسته در سطح جهانی، مقاومت ضدمیکروبی (AMR) در حال ظهور، نه تنها بیماری‌های ناتوان‌کننده، بلکه اپیدمی‌های بالقوه مرگبار را نیز به همراه خواهد داشت که هیچ درمان موثری برای آن‌ها وجود ندارد. چنین اپیدمی‌هایی ممکن است در گستره جهانی و در طول زمان مداوم باشند و بنابراین پیامدهای فوری بحران فعلی AMR (8) را نشان می‌دهند.
در این مطالعه، علل بحران AMR و اقدامات فعلی و در حال توسعه برای رسیدگی به آن را بررسی خواهیم کرد. ما همچنین به احتمال اینکه هیچ راه حل قطعی برای این بحران وجود نداشته باشد و مدیریت مداوم این مسئله در سراسر جامعه بشری مورد نیاز خواهد بود، می‌پردازیم. در نهایت، اقداماتی را علاوه بر اقدامات در حال انجام و تحقیقات بیشتر در مورد عوامل ضدمیکروبی و تشخیص‌های جدید پیشنهاد خواهیم کرد تا به رسیدگی و مدیریت این بحران کمک کند.
پیامدهای بحران AMR برای جامعه بشری
در سال 2013، مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها (CDC) در ایالات متحده اعلام کرد که نژاد بشر اکنون در عصر "پس از آنتی‌بیوتیک" قرار دارد (9). در ماه مه 2014، سازمان بهداشت جهانی (WHO) اعلام کرد که بحران AMR در حال وخیم‌تر شدن است (8). ظهور AMR در جامعه بشری فعلی به این معنی خواهد بود که در سطح فردی، استفاده فزاینده‌ای از تکنیک‌های قدیمی و کم‌اثر برای کنترل عفونت‌ها مورد نیاز خواهد بود. چنین تکنیک‌هایی، از جمله دبریدمان، ضدعفونی، قطع عضو و جداسازی، به این معنی است که روند درمان عفونت‌ها طولانی‌تر، تهاجمی‌تر و کم‌موفق‌تر خواهد بود. در حالی که احتمال همه‌گیری‌های جهانی مانند آنفولانزای اسپانیایی در سال 1918 با پیامدهای وحشتناک مرگ و میر آن بعید نیست، بیماری‌های غیرمرگبار نیز به افراد بیشتری، بیشتر و طولانی‌تر گسترش می‌یابند. این افزایش بروز بیماری‌های ناتوان‌کننده و مرگبار تأثیر قابل توجهی بر جامعه بشری خواهد داشت.
در حالی که بیماری همیشه ویژگی جامعه بشری بوده است، تأثیر احتمالی آن در آینده بر جمعیت انسانی بزرگ و رو به رشد بدون مزایای عوامل ضدمیکروبی موثر متنوع و قابل توجه است. تأثیر اقتصادی افزایش تعداد بیماری‌های عفونی غیرقابل درمان قابل توجه خواهد بود، زیرا تعداد بیشتری از افراد مولد برای دوره‌های طولانی‌تری از نیروی کار خارج می‌شوند (10، 11). علاوه بر این، بار فزاینده مراقبت از افراد رنج‌کشیده، بار اضافی را بر خانواده‌ها و جامعه و همچنین سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی گسترده‌تر تحمیل می‌کند. اثرات پی‌درپی این از دست دادن نیروی کار و افزایش بار بر خدمات بهداشتی، خروجی‌های ملی اکثر کشورها را در مقایسه با سطوح فعلی کاهش می‌دهد و تأثیرات فرهنگی و اجتماعی گسترده‌ای خواهد داشت. علاوه بر این اثرات تجمعی ناشی از افزایش بیماری، تأثیرات بالقوه همه‌گیری‌های غیرقابل درمان، ویرولنت و مرگبار حداقل با تأثیر همه‌گیری آنفولانزای اسپانیایی جهانی در سال 1918 که حداقل 50 میلیون نفر جان خود را از دست دادند، برابر خواهد بود (12).
چرا اکنون بحران AMR وجود دارد؟
بیماری عفونی نمونه‌ای از شکار میکروارگانیسم‌ها توسط موجودات ماکروسکوپی است و برای قرن‌ها بخشی از اکولوژی سیاره بوده است. همه‌گیری‌هایی مانند طاعون بوبونیک، آنفولانزا و بسیاری دیگر در طول تاریخ وجود داشته‌اند، با این حال وضعیت فعلی ما بحرانی است که سلامت مداوم بشریت را تهدید می‌کند و از هر تهدید قبلی توسط بیماری‌های عفونی فراتر می‌رود. اینکه این بحران اکنون به نقطه عطف رسیده است، همزمانی اجتناب‌ناپذیر تعدادی از عوامل در اکولوژی سیاره و جایگاه بشریت در آن است.
علل میکروبی
دنیای میکروبی شامل ارگانیسم‌هایی است که اجداد مستقیم آن‌ها در آغاز حیات بر روی این سیاره تقریباً 3.5 میلیارد سال پیش وجود داشته‌اند. علاوه بر داشتن میراث طولانی بقا در زمین، میکروارگانیسم‌ها امروزه فراوان و متنوع هستند، با بیش از 10 میلیارد (10e7) فرد، معمولاً از هزاران نوع مختلف، در یک گرم معمولی خاک وجود دارند (1، 2). موفقیت زندگی میکروبی و در نتیجه زندگی بزرگتر در این سیاره را می‌توان مستقیماً به توانایی میکروارگانیسم‌ها در سازگاری سریع و موثر با تغییرات محیطی (13، 14) نسبت داد. به طور فزاینده‌ای، ما از مکانیسم‌های متنوع و پایدار که این انعطاف‌پذیری میکروبی را تسهیل می‌کنند، آگاه می‌شویم.
به دلیل اندازه کوچک خود، میکروارگانیسم‌ها در مقایسه با ارگانیسم‌های چندسلولی بزرگ مانند انسان، ساده هستند. این سادگی در مجموعه نسبتاً کوچک مواد ژنتیکی (ژنوم) آن‌ها منعکس می‌شود. این ژنوم‌های کوچک و میکروارگانیسم‌های فردی که آن‌ها را حمل می‌کنند، نمی‌توانند حاوی طیف گسترده‌ای از ژن‌های کمکی باشند که ممکن است برای مقابله با چالش‌های محیطی متغیر مورد نیاز باشند. بنابراین، میکروارگانیسم‌ها به عنوان افراد در توانایی خود برای مقابله با چالش‌های محیطی محدود هستند. با این حال، هنگامی که به عنوان جوامع در نظر گرفته می‌شوند، جمعیت‌های میکروبی به طرز چشمگیری در توانایی خود برای سازگاری سریع و موثر قابل توجه هستند. کلید این قدرت سازگاری در تعداد زیاد میکروارگانیسم‌های فردی موجود در حجم‌های کوچک و زمان تولید سریع آن‌ها نهفته است که ممکن است تا 20 دقیقه در باکتری روده رایج Escherichia coli باشد. بنابراین، در حالی که تغییر تصادفی در یک ژنوم واحد ممکن است نادر باشد، تعداد زیاد میکروارگانیسم‌های موجود در هر محیط تضمین می‌کند که تغییرات در جمعیت‌ها اغلب و به صورت محلی رخ می‌دهد. به طور مشابه، زمان تولید سریع بیشتر میکروارگانیسم‌ها تضمین می‌کند که تغییرات مطلوب به سرعت در جامعه میکروبی در حال رشد و تکامل غالب می‌شوند.
یکی از منابع تنوع ژنتیکی جهش است. جهش تغییر تصادفی در توالی ژنتیکی یک ارگانیسم است و به طور کلی هیچ تاثیری بر ارگانیسم ندارد یا مضر است. با این حال، هنگامی که تعداد زیادی ارگانیسم درگیر هستند، شانس یک تغییر مطلوب نادر اجتناب‌ناپذیر می‌شود. در حالی که جهش به پاسخ‌های جدیدی به چالش‌های سازگاری منجر می‌شود، "راه‌حل‌های" میکروبی برای چالش‌های سازگاری گذشته نیز از بین نرفته‌اند. منبع دوم تنوع میکروبی در مخازن بزرگ ژن‌های سازگار موجود است که ممکن است در داخل و بین گونه‌های میکروبی "تحرک" یابند (13، 15، 16). این ژن‌های سازگار قابل تحرک از طریق مکانیسم‌های مختلف انتقال ژن افقی (HGT) در دسترس کل جوامع میکروبی هستند. در میان این ژن‌های قابل تحرک که تا به امروز شناسایی شده‌اند، بسیاری نشان داده‌اند که "راه‌حل‌هایی" را برای چالش‌های سازگاری مختلف مانند مقاومت در برابر فلزات سنگین، استرس اکسیداتیو، نور UV و مقاومت آنتی‌بیوتیکی و همچنین عوامل بیماری‌زایی ارائه می‌دهند. این ژن‌های سازگار ممکن است هم در داخل و هم بین "گونه‌ها" در جوامع میکروبی تحت فشار تحرک یابند و مهم‌تر از آن، نشان داده شده است که مکانیسم‌های تحرک مختلف خود به استرس پاسخ می‌دهند و ژن‌ها را بیشتر در جمعیت‌های تحت فشار تحرک می‌بخشند (17). توانایی میکروارگانیسم‌ها در ایجاد فنوتایپ‌های جدید و انتقال فنوتایپ‌های جدید و ژن‌های سازگار موجود بین افراد مختلف، به سرعت مکمل ژنتیکی و در نتیجه توانایی سازگاری نه تنها افراد بلکه کل جوامع میکروبی را تغییر می‌دهد.
عوامل ضدمیکروبی برای محدود کردن یا جلوگیری از رشد میکروارگانیسم‌ها طراحی شده‌اند و در نتیجه فشار انتخابی را بر جوامع میکروبی ایجاد می‌کنند. تحت درمان ضدمیکروبی، تنها میکروارگانیسم‌هایی که قادر به زنده ماندن و تکثیر هستند در جامعه میکروبی غالب می‌شوند و باعث می‌شوند "مزیت" آن‌ها رایج شود. استفاده تهاجمی‌تر و مداوم از عوامل ضدمیکروبی فشار انتخابی را بر جامعه میکروبی که به آن اعمال می‌شود، افزایش می‌دهد و راه‌حل‌های سازگارانه سریع‌تری را برای استرس اعمال شده ایجاد می‌کند. استفاده گسترده و شدید از عوامل ضدمیکروبی توسط انسان فشار انتخابی قوی را فراهم می‌کند که به طور مداوم پاسخ سازگارانه قوی را در دنیای میکروبی تحریک می‌کند.
عمق تاریخ میکروبی، همراه با توانایی اثبات شده دنیای میکروبی برای سازگاری با حتی بسیاری از ترکیبات مصنوعی، نشان می‌دهد که مقاومت در برابر استراتژی‌های ضدمیکروبی آینده نیز محتمل است. در نتیجه، احتمالاً بحران فعلی AMR با یک محصول یا درمان واحد حل نخواهد شد. با این حال، از آنجایی که سرعت تکامل AMR ممکن است به قدرت فشار انتخابی اعمال شده مربوط باشد، عمر مفید درمان‌های موجود و آتی ممکن است با کاهش فشار انتخابی اعمال شده افزایش یابد (18). بر این اساس، سرعت وقوع سازگاری میکروبی به عوامل ضدمیکروبی قابل تعدیل است.
علل انسانی
جمعیت انسانی
طبق صندوق جمعیت سازمان ملل متحد (19)، در حال حاضر تقریباً هفت میلیارد نفر در زمین و فضای اطراف آن وجود دارد. جمعیت انسانی در سال 1999 از شش میلیارد نفر فراتر رفت و انتظار می‌رود در چند سال آینده به هشت میلیارد نفر برسد، مگر اینکه مانع قابل توجهی در رشد ما وجود داشته باشد. چنین افزایش‌هایی که در طول زمان ترسیم شده‌اند، رشد نمایی را نشان می‌دهند که در هر ارگانیسمی که در یک محیط نسبتاً سازگار با منابع فراوان زندگی می‌کند، دیده می‌شود. به طور کلاسیک در کشت‌های باکتریایی دیده می‌شود، چنین رشدی تا زمانی ادامه می‌یابد که منابع تمام شوند و گرسنگی گسترده رخ دهد یا جمعیت توسط عوامل دیگر محدود شود.
علاوه بر تعداد فزاینده انسان‌ها، ما همچنین تمایل قابل توجهی به رفتار گروهی داریم و در گروه‌های نزدیک به هم از ده‌ها نفر تا میلیون‌ها نفر زندگی می‌کنیم. شهرنشینی جمعیت انسانی فرآیندی پویا بوده است که در اوایل قرن بیست و یکم نقطه عطف مهمی در تاریخ بشر را پشت سر گذاشته است. در سال 2007، برای اولین بار بیش از نیمی از جمعیت جهان در مراکز شهری زندگی می‌کردند (20). چنین تعداد زیادی از مردم که در مجاورت نزدیک زندگی می‌کنند، فرصت قابل توجهی را برای تکثیر سریع بیماری‌های عفونی فراهم می‌کند. حمایت از چنین گروه‌هایی از مردم مستلزم آن است که سیستم‌های کشاورزی هم بزرگ و هم فشرده باشند و اغلب در مجاورت مراکز جمعیت قرار گیرند و بنابراین ارتباطات نزدیک بین گروه‌های بزرگ انسان و زیست‌کره گسترده‌تر را تضمین کنند.
علاوه بر افزایش شهرنشینی و افزایش کل جمعیت، بشریت جهانی اکنون به عنوان یک جمعیت بیولوژیکی واحد است. افراد ممکن است در عرض 1 تا 2 روز به بیشتر نقاط سیاره سفر کنند و به طور واقع‌بینانه می‌توانند به هر جمعیت انسانی دیگر و در واقع به هر محیطی در سیاره در عرض یک هفته دسترسی داشته باشند. این بدان معناست که اولاً، همراه با توانایی حمل و نقل سریع انسان‌ها، میکروارگانیسم‌ها و عوامل بیماری‌زای آن‌ها نیز می‌توانند به سرعت در سراسر سیاره سفر کنند بدون هیچ مانع قابل توجهی. چنین سفر سریعی می‌تواند افراد آلوده را در سراسر سیاره چندین بار قبل از ظهور حتی اولین علائم عفونت منتقل کند و به عوامل بیماری‌زا اجازه دهد به طور جهانی توزیع شوند.
دومین پیامد جمعیت بزرگ و به‌هم‌پیوسته بشریت این است که کل جمعیت انسانی اکنون در معرض عوامل بیماری‌زای بالقوه و موجود از تمام محیط‌هایی که بشریت با آن در تماس است، قرار دارد. این بدان معناست که نه تنها طیف وسیع‌تری از شکارچیان میکروبی به جمعیت‌های انسانی دسترسی دارند، بلکه آن شکارچیان موفق نیز منبع بیولوژیکی بزرگ‌تری برای بهره‌برداری خواهند داشت. به طور خلاصه، بشریت اکنون یک هدف بزرگ و در دسترس را برای شکارچیان میکروبی در سراسر سیاره ارائه می‌دهد (8).
استفاده بیش از حد از عوامل ضدمیکروبی
هنگامی که معرفی شد، عوامل ضدمیکروبی یک "گلوله نقره‌ای" بودند که قادر به درمان سریع و خاص بیماری‌های عفونی بدون عوارض جانبی مضر برای بیمار بودند. این اثربخشی قابل توجه منجر به استفاده گسترده از آن‌ها و اعتقاد مداوم در بین عموم مردم شد که عوامل ضدمیکروبی به طور جهانی موثر هستند و بنابراین باید در اولین نمونه برای تقریباً تمام بیماری‌ها اعمال شوند. اعتقاد به کاربرد جهانی عوامل ضدمیکروبی منجر به استفاده بی‌رویه از آن‌ها و در نتیجه اعمال فشار انتخابی قوی بر دنیای میکروبی شده است. این منجر به افزایش نرخ AMR مشاهده شده در حال حاضر (21-25) شده است. برخی از شیوه‌های اجتماعی که این استفاده اسراف‌گونه از عوامل ضدمیکروبی را نشان می‌دهند، در اینجا مورد بحث قرار گرفته‌اند.
استفاده بالینی
تجویز بیش از حد
اولین منبع استفاده بیش از حد در عمل بالینی، استفاده تجربی از عوامل ضدمیکروبی توسط پزشکان است. این کاربرد تصادفی از عوامل ضدمیکروبی تا حد زیادی به کمبودهای عملی در تشخیص سریع و دقیق بیماری‌های عفونی، عامل بیماری‌زا و شاید مهم‌تر از همه، حساسیت عامل بیماری‌زا به یک درمان خاص ناشی می‌شود. چنین تشخیص دقیقی در حال حاضر به چندین آزمایش مبتنی بر آزمایشگاه نیاز دارد که اغلب ممکن است روزها یا حتی هفته‌ها طول بکشد تا تکمیل شود. درک می‌شود که ارائه یک بیمار با علائم تهدیدکننده زندگی نیاز به اقدام فوری دارد. اغلب، این عمل به صورت تجویز همزمان عوامل ضدمیکروبی مختلف به این امید است که یکی از آن‌ها در کنترل عامل بیماری‌زا ناشناخته مفید باشد. این استفاده بیش از حد از عوامل ضدمیکروبی معمولاً در موارد شدید در بیماران بستری در بیمارستان رخ می‌دهد و بنابراین نسبتاً کنترل شده است، اگرچه توسعه و اجرای تشخیص‌های سریع و دقیق این مشکل را کاهش می‌دهد (26).
بسیار گسترده‌تر از درمان تجربی بیماران به شدت بیمار، کاربرد سریال عوامل ضدمیکروبی توسط پزشکان عمومی است (27). این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که بیمار با بیماری که احتمالاً ناشی از یک عامل بیماری‌زا به پزشک مراجعه می‌کند. به جای آزمایش همیشه برای عامل بیماری‌زا و حساسیت ضدمیکروبی، پزشک اغلب یک درمان ضدمیکروبی را بر اساس تجربه گذشته و اپیدمیولوژی محلی تجویز می‌کند. این ممکن است در کاهش زمان بهبودی از ارائه اولیه موثر باشد، با توجه به طول زمانی که برای انجام آزمایش‌های تشخیصی لازم است. با این حال، اغلب عامل ضدمیکروبی تجویز شده مناسب نیست و بنابراین نیاز به بازدیدهای مکرر و دوره‌های متوالی از عوامل ضدمیکروبی مختلف تا زمانی که یک درمان موثر پیدا شود، دارد. این فرآیند نه تنها درمان سریع را به تأخیر می‌اندازد، بلکه میکروبیوتای بیمار را در معرض فشار انتخابی شدید و مکرر قرار می‌دهد که مقاومت را در بین ارگانیسم‌های در حال حاضر غیربیماری‌زا تشویق و حفظ می‌کند. این مقاومت سپس می‌تواند از طریق HGT در بسیاری از جوامع میکروبی منتقل شود و مهم‌تر از آن، به ارگانیسم‌های بیماری‌زای حساس قبلی منتقل شود.
اغلب، کاربرد سریال عوامل ضدمیکروبی توسط تقاضای بیمار برای حل فوری بیماری خود هدایت می‌شود (28). این می‌تواند به شکل بیماران پرخاشگر که خواستار عوامل ضدمیکروبی هستند در یک سر و تجویز بیش از حد توسط پزشکان برای جلب رضایت بیماران و در نتیجه کسب تجارت تکراری در سر دیگر باشد. با کاهش تقاضا برای کاربرد فوری عوامل ضدمیکروبی در بیماران غیرحاد، استفاده از تشخیص‌های مناسب تسهیل می‌شود و تجویز موثر و مناسب عوامل ضدمیکروبی بیشتر اتفاق می‌افتد.
روش‌های تثبیت شده
عوامل ضدمیکروبی تجویز شده به طور کلی در یک رژیم ثابت تجویز می‌شوند که دوز، نرخ و دوره را تعیین می‌کند. به طور معمول، چنین رژیم‌هایی 5-7 روز طول می‌کشد، اگرچه بسیاری از آن‌ها اکنون به 14 روز یا بیشتر گسترش یافته‌اند. فرض اساسی پشت چنین رژیم‌های طولانی این است که دوزهای بالا در طول دوره‌های طولانی باعث ریشه‌کن کردن عامل بیماری‌زا از بدن می‌شود. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که میزان عود در بیمارانی که رژیم درمانی آن‌ها با کاهش علائم متوقف می‌شود، به طور قابل توجهی بالاتر نیست، در مقایسه با بیمارانی که دوره کامل درمان را طی می‌کنند (29، 30). با محدود کردن دوره‌های درمان به حداقل دوز و دوره مورد نیاز برای دستیابی به اثر بالینی مطلوب، فشار انتخابی بر ارگانیسم‌های "غیرمبارز" در داخل بیمار و محیط گسترده‌تر محدود می‌شود و در نتیجه سرعت پاسخ سازگارانه میکروبی کلی کاهش می‌یابد.
درک عمومی و رفتار
درک عمومی از عوامل ضدمیکروبی به عنوان یک پادزهر سریع و موثر برای اکثر بیماری‌ها، رفتارهایی را ایجاد کرده است که به طور موثر کنترل تجویز را دور می‌زند (31).
ذخیره‌سازی
عدم تکمیل دوره‌های تجویز شده از عوامل ضدمیکروبی ممکن است تأثیر مادی بر نتیجه بالینی فوری بیمار نداشته باشد. با این حال، در جایی که تعادل دوره "ذخیره" می‌شود تا نیاز احتمالی آینده، پتانسیل استفاده نادرست از درمان ضدمیکروبی برای ارگانیسم‌های غیرحساس به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
خرید بدون نسخه
دسترسی کنترل شده به عوامل ضدمیکروبی جهانی نیست. در بسیاری از کشورها، تولید و فروش عوامل ضدمیکروبی نسبی یا کاملاً تنظیم نشده است. این منجر به تولید مواد درمانی با کیفیت بسیار متغیر می‌شود که به صورت ارزان و در مقادیر زیاد در دسترس عموم قرار می‌گیرد. قبل از ظهور اینترنت، دسترسی به چنین تأمین عوامل ضدمیکروبی به کشورهای پیشرفته محدود به مسافران بازگشتی بود. با این حال، خرید آنلاین دسترسی گسترده به حتی آنتی‌بیوتیک‌های ممنوعه مانند ریفامپین و سیپروفلوکساسین را فراهم کرده است (31).
کاربردهای کشاورزی
با درمان همزمان دام و محصولات، سلامت کلی دام و محصولات بهبود می‌یابد و در نتیجه عملکرد کشاورزی کلی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. توجیه تجاری چنین اقداماتی در تولید محصولات بیشتر و با کیفیت بالاتر به سرعت واضح است و می‌تواند بیشتر توجیه شود زمانی که بخش‌های بزرگی از جمعیت انسانی همچنان با ناامنی غذایی و قحطی مواجه هستند. با این حال، تأثیر این فشار انتخابی مداوم اعمال شده بر محیط زیست از طریق کاربرد گسترده عوامل ضدمیکروبی نیز واضح است. شواهد افزایش فراوانی و تنوع ژن‌های AMR در محیط‌های شهری، کشاورزی و ظاهراً بکر نشان می‌دهد که این فعالیت‌ها همراه با استفاده از عوامل ضدمیکروبی خانگی و بالینی، تأثیرات عمیقی بر اکولوژی میکروبی داشته‌اند (22-25).
فشارهای تجاری
علاوه بر فشار تجاری تشویق به استفاده از عوامل ضدمیکروبی در کشاورزی، یک کمپین هماهنگ‌تر به عموم مردم هدایت شده است. فرض این کمپین این است که انسان‌ها برای حفظ سلامت و خوشبختی خود باید کاملاً و به طور دائم از تمام میکروارگانیسم‌ها هم در داخل و هم در محیط اطراف خود "پاک" شوند. این منجر به توسعه طیف گسترده‌ای از محصولات حاوی عوامل ضدمیکروبی شده است که به طور معمول در جامعه استفاده می‌شوند. تنوع این محصولات در استفاده عمومی در تضاد شدید با روش‌های ضدعفونی نسبتاً کمی است که به طور معمول در محیط‌های بالینی استفاده می‌شوند، جایی که تکیه بر سفید کننده، الکل، اتوکلاو و چند ضدعفونی‌کننده قوی دیگر برای تمیز کردن سطوح کافی بوده است، حتی برای کاربردهای بسیار سختگیرانه.
بی‌میلی به واکسیناسیون
واکسیناسیون فرآیندی است که در آن سیستم ایمنی انسان در معرض آنتی‌ژنی مرتبط با یک عامل بیماری‌زای شناخته شده قرار می‌گیرد، بدون عفونت واقعی توسط عامل بیماری‌زا. این فرآیند سلول‌های ایمنی را در بیمار تولید می‌کند که در صورت قرار گرفتن بعدی بیمار در معرض آن، عامل بیماری‌زا را شناسایی می‌کنند و بنابراین پاسخ ایمنی سریع را فراهم می‌کنند. برنامه‌های واکسیناسیون در محدود کردن بروز بیماری‌های عفونی موثر بوده‌اند. بیماری‌هایی مانند آبله و فلج اطفال تقریباً از بسیاری از جمعیت‌های انسانی و در مورد آبله، از محیط نیز ریشه‌کن شده‌اند (34). با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که واکسیناسیون فقط برای فرد واکسینه شده محافظت می‌کند. بر این اساس، در جوامعی که میزان واکسیناسیون کاهش می‌یابد، افراد واکسینه نشده در معرض افزایش خطر بازگشت بیماری‌هایی قرار می‌گیرند که قبلاً در سطح پایین نگه داشته شده‌اند (35). چنین بازگشتی منجر به افزایش تعداد عوامل بیماری‌زا در جمعیت می‌شود که ممکن است سپس به افراد واکسینه نشده مانند کودکان کوچک یا کسانی که از نظر ایمنی ضعیف هستند، منتقل شود. در حال حاضر، تعداد فزاینده‌ای از مردم از واکسیناسیون برای خود و فرزندان خود امتناع می‌کنند، اغلب به دلایل بی‌اساس (36). با انجام این کار، نه تنها خود و فرزندان خود را در معرض خطر قرار می‌دهند، بلکه مخازن بیشتری از عوامل بیماری‌زا را در جامعه ایجاد می‌کنند که ممکن است بعداً مقاوم به عوامل ضدمیکروبی شوند.
خلاصه
توانایی دنیای میکروبی برای سازگاری با تمام درمان‌های ضدمیکروبی موجود و احتمالاً آینده، نشان می‌دهد که هیچ راه حل پایداری برای بحران AMR وجود نخواهد داشت. به طور مشابه، جمعیت انسانی بزرگ و رو به رشد نشان می‌دهد که تعداد فزاینده‌ای از عفونت‌های غیرقابل درمان تأثیر فزاینده‌ای بر افراد و جامعه خواهد داشت. ماهیت مداوم بحران AMR مستلزم تغییر اساسی در درک عمومی از عوامل ضدمیکروبی و استفاده از آن‌ها در تمام سطوح جامعه است تا اثربخشی درمان‌های فعلی و آتی حفظ و تا حد امکان گسترش یابد. علاوه بر این، تلاش‌های فعلی برای تحقیق و توسعه مواد، درمان‌ها و تشخیص‌های ضدمیکروبی جدید باید پشتیبانی و گسترش یابد تا اطمینان حاصل شود که راه‌حل‌های جدید قبل از بی‌اثر شدن درمان‌های قدیمی در دسترس هستند.
به منظور گسترش اثربخشی عوامل ضدمیکروبی فعلی در جمعیت انسانی، استفاده از آن‌ها باید در هر کجا که ممکن است محدود شود. این بدان معناست که عوامل ضدمیکروبی فقط باید در صورت حساسیت عامل بیماری‌زا به آن‌ها، در حداقل مقدار و برای حداقل دوره مورد نیاز برای دستیابی به اثر بالینی مطلوب استفاده شوند. علاوه بر این، محصولات حاصل از استفاده از عوامل ضدمیکروبی باید تا حد امکان از ورود به محیط گسترده‌تر جلوگیری شود. برای دستیابی به این هدف، ادامه کنترل قانونی و حرفه‌ای قطعاً مورد نیاز است. علاوه بر این، آموزش دنیای شرکت‌ها و عموم مردم برای کاهش تقاضا برای عوامل ضدمیکروبی از جامعه مورد نیاز است (37). این ممکن است از طریق مشاوره و همکاری با ذینفعان مربوطه مانند متخصصان بهداشتی، عموم مردم، کسب و کارهای کشاورزی، شرکت‌های دارویی، رسانه‌ها، کارشناسان و نهادهای قانون‌گذاری تسهیل شود.
چگونه بحران در حال حاضر مدیریت می‌شود؟
وجود بحران مقاومت ضدمیکروبی و اهمیت آن برای آینده نژاد بشر به طور گسترده توسط سازمان‌های اصلی مراقبت‌های بهداشتی مانند CDC و WHO (8، 9) شناخته شده است. همراه با اذعان به این مشکل، این سازمان‌ها توصیه‌هایی را ارائه می‌دهند که به اقداماتی با هدف مدیریت بحران کمک کرده است. این توصیه‌ها منجر به مجموعه‌ای از فعالیت‌ها و برنامه‌هایی شده است که برای رسیدگی به بحران AMR طراحی شده‌اند. این فعالیت‌ها در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند: آن‌هایی که از پیشگیری از بیماری برای محدود کردن نیاز به عوامل ضدمیکروبی جلوگیری می‌کنند و آن‌هایی که درمان‌های جدید یا کارآمدتر را برای تقویت یا جایگزینی درمان‌های ضدمیکروبی موجود ارائه می‌دهند. به طور خلاصه، این اقدامات شامل پیشگیری از بیماری از طریق کنترل بردار، واکسیناسیون، آموزش عمومی، آموزش بالینی و اقدام قانونی است. مدیریت سریع و موثر بیماری از طریق استفاده از تشخیص برای شناسایی میکروبی، آزمایش حساسیت میکروبی به عوامل ضدمیکروبی موجود برای تعیین درمان‌های مناسب نیز توصیه می‌شود (8).
همه این ابتکارات در بهبود سلامت جمعیت هدف خود مفید بوده‌اند. با این حال، بروز فزاینده عفونت‌های مقاوم به درمان ضدمیکروبی نشان می‌دهد که این اقدامات باید گسترش یابد و اقدامات اضافی برای مهار مقاومت ضدمیکروبی انجام شود.
بحث
عوامل کمک کننده به منشأ بحران AMR سه گانه هستند. این‌ها جمعیت انسانی بزرگ و به‌هم‌پیوسته، توانایی بی‌نظیر دنیای میکروبی برای سازگاری با چالش‌ها و استفاده بی‌رویه از عوامل ضدمیکروبی توسط جامعه بشری هستند. ما فرض می‌کنیم که با اصلاح هر یک از این عوامل، بحران ممکن است کاهش یابد.
اندازه، گستردگی و ارتباط جمعیت انسانی به راحتی قابل تأثیر نیست. این بدان معناست که اولاً، بشریت همچنان در معرض تمام عوامل بیماری‌زای موجود و احتمالاً آینده خواهد بود. ثانیاً، کل اکوسیستم میکروبی در معرض عوامل ضدمیکروبی مورد استفاده توسط جامعه بشری قرار دارد. در نتیجه، عوامل بیماری‌زای جدید، ناشی از زئونوزها و از طریق سایر وسایل، در معرض استفاده جهانی از عوامل ضدمیکروبی قرار می‌گیرند و بنابراین مقاومت در این عوامل بیماری‌زای جدید نیز افزایش می‌یابد (38).
مهم است که توانایی اثبات شده دنیای میکروبی برای ارائه "راه‌حل‌های" موثر برای تمام چالش‌های محیطی نشان می‌دهد که مقاومت در برابر استراتژی‌های ضدمیکروبی فعلی تا زمانی که فشار انتخابی قوی بر جمعیت‌های میکروبی اعمال شود، ادامه خواهد داشت. علاوه بر این، توانایی سازگاری میکروبی برای بهره‌برداری از حتی مواد مصنوعی نشان می‌دهد که مقاومت در برابر استراتژی‌های ضدمیکروبی آینده نیز ایجاد خواهد شد. بنابراین، احتمالاً هیچ راه حل دائمی برای مشکل بیماری عفونی مقاوم وجود نخواهد داشت.
توانایی سازگاری میکروبی اساس فرآیند تکاملی است. دنیای میکروبی بخشی جدایی‌ناپذیر از اکولوژی جهانی است و بنابراین توانایی سازگاری آن در نهایت به نفع اکولوژی جهانی، از جمله بشریت است. به همین دلیل، تلاش برای مهار مستقیم طیف گسترده‌ای از مکانیسم‌های سازگاری که انعطاف‌پذیری میکروبی را فعال می‌کنند، باید اجتناب شود. با این حال، این بدان معنا نیست که پاسخ میکروبی خاص به استفاده از عوامل ضدمیکروبی را نمی‌توان به طور غیرمستقیم تعدیل کرد.
نشان داده شده است که بسیاری از فرآیندهای سازگاری میکروبی خود به شدت پاسخگو به چالش انتخابی هستند (17، 18). در نتیجه، با کاهش قرار گرفتن دنیای میکروبی در معرض عوامل ضدمیکروبی، فشار انتخابی مربوطه کاهش می‌یابد و در نتیجه سرعت ظهور و انتشار AMR کاهش می‌یابد. بنابراین، با توجه به ماهیت مداوم بحران AMR، ما پیشنهاد می‌کنیم که مدیریت این بحران به یک رویکرد دوگانه نیاز دارد. اولاً، جستجو برای مواد، درمان‌ها و تشخیص‌های ضدمیکروبی جدید باید ادامه یابد و در آینده گسترش یابد. ثانیاً، اقداماتی برای محدود کردن قرار گرفتن جامعه میکروبی جهانی در معرض عوامل ضدمیکروبی باید انجام شود تا اثربخشی درمان‌های فعلی حفظ شود. هر دو استراتژی را می‌توان به دست آورد.
سومین عامل ایجاد کننده بحران AMR و رفتار انسانی که باعث استفاده گسترده از عوامل ضدمیکروبی می‌شود نیز قابل تغییر است. در حال حاضر، کمپین‌های آموزشی در مورد AMR در بین پزشکان و سازمان‌های حاکمه آن‌ها انجام شده است. این کمپین‌ها در افزایش آگاهی متخصصان مراقبت‌های بهداشتی از تهدید AMR موثر بوده‌اند. این کمپین‌ها منجر به تغییراتی در شیوه‌های تجویز و همچنین برنامه‌های سرپرستی در بسیاری از کشورها برای محدود کردن استفاده از برخی از عوامل ضدمیکروبی به عنوان درمان خط آخر در بیماران خاص شده است (39، 40).
در حالی که این اقدامات نشان دهنده حکمرانی خوب هستند و در آگاه‌سازی گروه‌های حرفه‌ای و محدود کردن استفاده از مواد شیمیایی خاص در برخی مناطق موثر بوده‌اند، اما به طور کامل استفاده کلی از عوامل ضدمیکروبی را کاهش نداده‌اند. بیشتر عوامل ضدمیکروبی هنوز کنترل نشده‌اند و استفاده از آن‌ها اغلب با توجه به بحران مقاومت فعلی توصیه نمی‌شود. ما پیشنهاد می‌کنیم که اقدامات اضافی برای کاهش استفاده بیش از حد از عوامل ضدمیکروبی توسط انسان مورد نیاز است.
استفاده فعلی از عوامل ضدمیکروبی توسط درک عمومی از ارزش آن‌ها هدایت می‌شود. تمایل به یک زندگی سالم به طور تنگاتنگی با عدم وجود تمام میکروارگانیسم‌ها هم در فرد و هم در محیط اطراف آن در ذهن عمومی مرتبط شده است. این تمایل ریشه در کمپین‌های بهداشت عمومی گسترده دارد که خود مسئول افزایش سطح بهداشت و در نتیجه کاهش میزان عفونت در جامعه بوده‌اند. متأسفانه، این شیوه‌های بهداشتی معقول به استفاده بیش از حد از عوامل ضدمیکروبی گسترش یافته است. این استفاده بیش از حد فشار انتخابی قوی را بر دنیای میکروبی ایجاد کرده است. این منجر به افزایش نرخ AMR مشاهده شده در حال حاضر (21-25) شده است. برخی از شیوه‌های اجتماعی که این استفاده بی‌رویه از عوامل ضدمیکروبی را نشان می‌دهند، در اینجا مورد بحث قرار گرفته‌اند.
استفاده بالینی
تجویز بیش از حد
اولین منبع استفاده بیش از حد در عمل بالینی، استفاده تجربی از عوامل ضدمیکروبی توسط پزشکان است. این کاربرد تصادفی از عوامل ضدمیکروبی تا حد زیادی به کمبودهای عملی در تشخیص سریع و دقیق بیماری‌های عفونی، عامل بیماری‌زا و شاید مهم‌تر از همه، حساسیت عامل بیماری‌زا به یک درمان خاص ناشی می‌شود. چنین تشخیص دقیقی در حال حاضر به چندین آزمایش مبتنی بر آزمایشگاه نیاز دارد که اغلب ممکن است روزها یا حتی هفته‌ها طول بکشد تا تکمیل شود. درک می‌شود که ارائه یک بیمار با علائم تهدیدکننده زندگی نیاز به اقدام فوری دارد. اغلب، این عمل به صورت تجویز همزمان عوامل ضدمیکروبی مختلف به این امید است که یکی از آن‌ها در کنترل عامل بیماری‌زا ناشناخته مفید باشد. این استفاده بیش از حد از عوامل ضدمیکروبی معمولاً در موارد شدید در بیماران بستری در بیمارستان رخ می‌دهد و بنابراین نسبتاً کنترل شده است، اگرچه توسعه و اجرای تشخیص‌های سریع و دقیق این مشکل را کاهش می‌دهد (26).
بسیار گسترده‌تر از درمان تجربی بیماران به شدت بیمار، کاربرد سریال عوامل ضدمیکروبی توسط پزشکان عمومی است (27). این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که بیمار با بیماری که احتمالاً ناشی از یک عامل بیماری‌زا به پزشک مراجعه می‌کند. به جای آزمایش همیشه برای عامل بیماری‌زا و حساسیت ضدمیکروبی، پزشک اغلب یک درمان ضدمیکروبی را بر اساس تجربه گذشته و اپیدمیولوژی محلی تجویز می‌کند. این ممکن است در کاهش زمان بهبودی از ارائه اولیه موثر باشد، با توجه به طول زمانی که برای انجام آزمایش‌های تشخیصی لازم است. با این حال، اغلب عامل ضدمیکروبی تجویز شده مناسب نیست و بنابراین نیاز به بازدیدهای مکرر و دوره‌های متوالی از عوامل ضدمیکروبی مختلف تا زمانی که یک درمان موثر پیدا شود، دارد. این فرآیند نه تنها درمان سریع را به تأخیر می‌اندازد، بلکه میکروبیوتای بیمار را در معرض فشار انتخابی شدید و مکرر قرار می‌دهد که مقاومت را در بین ارگانیسم‌های در حال حاضر غیربیماری‌زا تشویق و حفظ می‌کند. این مقاومت سپس می‌تواند از طریق HGT در بسیاری از جوامع میکروبی منتقل شود و مهم‌تر از آن، به ارگانیسم‌های بیماری‌زای حساس قبلی منتقل شود.
اغلب، کاربرد سریال عوامل ضدمیکروبی توسط تقاضای بیمار برای حل فوری بیماری خود هدایت می‌شود (28). این می‌تواند به شکل بیماران پرخاشگر که خواستار عوامل ضدمیکروبی هستند در یک سر و تجویز بیش از حد توسط پزشکان برای جلب رضایت بیماران و در نتیجه کسب تجارت تکراری در سر دیگر باشد. با کاهش تقاضا برای کاربرد فوری عوامل ضدمیکروبی در بیماران غیرحاد، استفاده از تشخیص‌های مناسب تسهیل می‌شود و تجویز موثر و مناسب عوامل ضدمیکروبی بیشتر اتفاق می‌افتد.
روش‌های تثبیت شده
عوامل ضدمیکروبی تجویز شده به طور کلی در یک رژیم ثابت تجویز می‌شوند که دوز، نرخ و دوره را تعیین می‌کند. به طور معمول، چنین رژیم‌هایی 5-7 روز طول می‌کشد، اگرچه بسیاری از آن‌ها اکنون به 14 روز یا بیشتر گسترش یافته‌اند. فرض اساسی پشت چنین رژیم‌های طولانی این است که دوزهای بالا در طول دوره‌های طولانی باعث ریشه‌کن کردن عامل بیماری‌زا از بدن می‌شود. با این حال، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که میزان عود در بیمارانی که رژیم درمانی آن‌ها با کاهش علائم متوقف می‌شود، به طور قابل توجهی بالاتر نیست، در مقایسه با بیمارانی که دوره کامل درمان را طی می‌کنند (29، 30). با محدود کردن دوره‌های درمان به حداقل دوز و دوره مورد نیاز برای دستیابی به اثر بالینی مطلوب، فشار انتخابی بر ارگانیسم‌های "غیرمبارز" در داخل بیمار و محیط گسترده‌تر محدود می‌شود و در نتیجه سرعت پاسخ سازگارانه میکروبی کلی کاهش می‌یابد.
درک عمومی و رفتار
درک عمومی از عوامل ضدمیکروبی به عنوان یک پادزهر سریع و موثر برای اکثر بیماری‌ها، رفتارهایی را ایجاد کرده است که به طور موثر کنترل تجویز را دور می‌زند (31).
ذخیره‌سازی
عدم تکمیل دوره‌های تجویز شده از عوامل ضدمیکروبی ممکن است تأثیر مادی بر نتیجه بالینی فوری بیمار نداشته باشد. با این حال، در جایی که تعادل دوره "ذخیره" می‌شود تا نیاز احتمالی آینده، پتانسیل استفاده نادرست از درمان ضدمیکروبی برای ارگانیسم‌های غیرحساس به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.
خرید بدون نسخه
دسترسی کنترل شده به عوامل ضدمیکروبی جهانی نیست. در بسیاری از کشورها، تولید و فروش عوامل ضدمیکروبی نسبی یا کاملاً تنظیم نشده است. این منجر به تولید مواد درمانی با کیفیت بسیار متغیر می‌شود که به صورت ارزان و در مقادیر زیاد در دسترس عموم قرار می‌گیرد. قبل از ظهور اینترنت، دسترسی به چنین تأمین عوامل ضدمیکروبی به کشورهای پیشرفته محدود به مسافران بازگشتی بود. با این حال، خرید آنلاین دسترسی گسترده به حتی آنتی‌بیوتیک‌های ممنوعه مانند ریفامپین و سیپروفلوکساسین را فراهم کرده است (31).
کاربردهای کشاورزی
با درمان همزمان دام و محصولات، سلامت کلی دام و محصولات بهبود می‌یابد و در نتیجه عملکرد کشاورزی کلی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. توجیه تجاری چنین اقداماتی در تولید محصولات بیشتر و با کیفیت بالاتر به سرعت واضح است و می‌تواند بیشتر توجیه شود زمانی که بخش‌های بزرگی از جمعیت انسانی همچنان با ناامنی غذایی و قحطی مواجه هستند. با این حال، تأثیر این فشار انتخابی مداوم اعمال شده بر محیط زیست از طریق کاربرد گسترده عوامل ضدمیکروبی نیز واضح است. شواهد افزایش فراوانی و تنوع ژن‌های AMR در محیط‌های شهری، کشاورزی و ظاهراً بکر نشان می‌دهد که این فعالیت‌ها همراه با استفاده از عوامل ضدمیکروبی خانگی و بالینی، تأثیرات عمیقی بر اکولوژی میکروبی داشته‌اند (22-25).
فشارهای تجاری
علاوه بر فشار تجاری تشویق به استفاده از عوامل ضدمیکروبی در کشاورزی، یک کمپین هماهنگ‌تر به عموم مردم هدایت شده است. فرض این کمپین این است که انسان‌ها برای حفظ سلامت و خوشبختی خود باید کاملاً و به طور دائم از تمام میکروارگانیسم‌ها هم در داخل و هم در محیط اطراف خود "پاک" شوند. این منجر به توسعه طیف گسترده‌ای از محصولات حاوی عوامل ضدمیکروبی شده است که به طور معمول در جامعه استفاده می‌شوند. تنوع این محصولات در استفاده عمومی در تضاد شدید با روش‌های ضدعفونی نسبتاً کمی است که به طور معمول در محیط‌های بالینی استفاده می‌شوند، جایی که تکیه بر سفید کننده، الکل، اتوکلاو و چند ضدعفونی‌کننده قوی دیگر برای تمیز کردن سطوح کافی بوده است، حتی برای کاربردهای بسیار سختگیرانه.
بی‌میلی به واکسیناسیون
واکسیناسیون فرآیندی است که در آن سیستم ایمنی انسان در معرض آنتی‌ژنی مرتبط با یک عامل بیماری‌زای شناخته شده قرار می‌گیرد، بدون عفونت واقعی توسط عامل بیماری‌زا. این فرآیند سلول‌های ایمنی را در بیمار تولید می‌کند که در صورت قرار گرفتن بعدی بیمار در معرض آن، عامل بیماری‌زا را شناسایی می‌کنند و بنابراین پاسخ ایمنی سریع را فراهم می‌کنند. برنامه‌های واکسیناسیون در محدود کردن بروز بیماری‌های عفونی موثر بوده‌اند. بیماری‌هایی مانند آبله و فلج اطفال تقریباً از بسیاری از جمعیت‌های انسانی و در مورد آبله، از محیط نیز ریشه‌کن شده‌اند (34). با این حال، مهم است که توجه داشته باشید که واکسیناسیون فقط برای فرد واکسینه شده محافظت می‌کند. بر این اساس، در جوامعی که میزان واکسیناسیون کاهش می‌یابد، افراد واکسینه نشده در معرض افزایش خطر بازگشت بیماری‌هایی قرار می‌گیرند که قبلاً در سطح پایین نگه داشته شده‌اند (35). چنین بازگشتی منجر به افزایش تعداد عوامل بیماری‌زا در جمعیت می‌شود که ممکن است سپس به افراد واکسینه نشده مانند کودکان کوچک یا کسانی که از نظر ایمنی ضعیف هستند، منتقل شود. در حال حاضر، تعداد فزاینده‌ای از مردم از واکسیناسیون برای خود و فرزندان خود امتناع می‌کنند، اغلب به دلایل بی‌اساس (36). با انجام این کار، نه تنها خود و فرزندان خود را در معرض خطر قرار می‌دهند، بلکه مخازن بیشتری از عوامل بیماری‌زا را در جامعه ایجاد می‌کنند که ممکن است بعداً مقاوم به عوامل ضدمیکروبی شوند.
خلاصه
بحران فعلی AMR احتمالاً یک ویژگی دائمی جامعه بشری خواهد بود که باعث افزایش رنج انسان و هزینه‌های اجتماعی همراه می‌شود. مدیریت این بحران به منظور محدود کردن تأثیر آن بر بشریت مستلزم تغییر اساسی در درک عمومی از استفاده از عوامل ضدمیکروبی است. ما معتقدیم که چنین تغییری قطعاً امکان‌پذیر است و اولین گام‌ها برای دستیابی به آن باید در اسرع وقت برداشته شود.
بیانیه تعارض منافع
نویسندگان اعلام می‌کنند که این کار بدون هیچ رابطه تجاری یا مالی انجام شده است که بتوان آن را به عنوان یک تعارض منافع بالقوه تفسیر کرد.
مراجع
1. Green JL, Holmes AJ, Westoby M, Oliver I, Briscoe DA, Dangerfield M. Spatial scaling of microbial eukaryote diversity. Nature (2004) 432:747–50 10.1038/nature03034 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
2. Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ. Prokaryotes: the unseen majority. Proc Natl Acad Sci U S A (1998) 95:6578–83 10.1073/pnas.95.12.6578 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
3. D’Costa VM, King CE, Kalan L, Morar M, Sung WW, Schwarz C, et al. Antibiotic resistance is ancient. Nature (2011) 477:457–61 10.1038/nature10388 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
4. Moellering RC. Discovering new antimicrobial agents. Int J Antimicrob Agents (2011) 37:2–9 10.1016/j.ijantimicag.2010.08.018 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Sykes R. The 2009 Garrod Lecture: the evolution of antimicrobial resistance: a Darwinian perspective. J Antimicrob Chemother (2010) 65:1842–52 10.1093/jac/dkq217 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
6. Mazel D. Integrons and the origin of antibiotic resistance gene cassettes. ASM News (2004) 70(11):520–5 [Google Scholar]
7. Dondorp AM, Fairhurst RM, Slutsker L, MacArthur JR, Breman JG, Guerin PJ, et al. The threat of artemisinin-resistant malaria. N Engl J Med (2011) 365(12):1073–1075 10.1056/NEJMp1108322 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
10. Smith RD, Keogh-Brown MR, Barnett A. Social estimating the economic impact of pandemic influenza: an application of the computable general equilibrium model to the problem. Soc Sci Med (2011) 73:235–44 10.1016/j.socscimed.2011.05.025 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
11. Moore-Gillon J. Multidrug-resistant tuberculosis: this is the cost. Ann N Y Acad Sci (2001) 953:233–40 [PubMed] [Google Scholar]
12. Trilla A, Trilla G, Daer C. The 1918 “Spanish flu” in Spain. Clin Infect Dis (2008) 47:668–73 10.1086/590567 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
13. Gogarten JP, Doolittle WF, Lawrence JG. Prokaryote evolution in light of gene transfer. Mol Biol Evol (2002) 19(12):2226–38 10.1093/oxfordjournals.molbev.a004046 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
16. Michael CA, Gillings MR, Holmes AJ, Hughes L, Andrew NR, Holley MP, et al. Mobile gene cassettes: a fundamental resource for bacterial evolution. Am Nat (2004) 164(7):1–12 10.1086/421733 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
17. Baharoglu Z, Garriss G, Mazel D. Multiple pathways of genome plasticity leading to development of antibiotic resistance. Antibiotics (2013) 2:288–315 10.3390/antibiotics2020288 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
18. Cambray G, Sanchez-Alberola N, Campoy S, Guerin E, Da Re S, González-Zorn B, et al. Prevalence of SOS-mediated control of integron integrase expression as an adaptive trait of chromosomal and mobile integrons. Mob DNA (2014) 2011(2):6. 10.1186/1759-8753-2-6 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
20. United Nations Humans Settlement Program. State of the World’s Cities (2012/2013). London: UN-HABITAT Earthscan; (2013). 207 p. [Google Scholar]
21. Lipsitch M, Samore MH. Antimicrobial use and antimicrobial resistance: a population perspective. Emerg Infect Dis (2002) 8:4. 10.3201/eid0804.010312 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
22. Wright GD. Antibiotic resistance in the environment: a link to the clinic? Curr Opin Microbiol (2010) 13:589. 10.1016/j.mib.2010.08.005 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
23. Baquero F, Martínez J, Cantón R. Antibiotics and antibiotic resistance in water environments. Curr Opin Biotechnol (2008) 19:260. 10.1016/j.copbio.2008.05.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
24. Nesme J, Cecillon S, Delmont TO, Monier J-M, Vogel TM, Simonet P. Large-scale metagenomic-based study of antibiotic resistance in the environment. Curr Biol (2014) 24:1. 10.1016/j.cub.2014.03.036 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
25. Zhu Y-G, Johnson TA, Su J-Q, Qiao M, Guo G-X, Stedtfeld RD, et al. Diverse and abundant antibiotic resistance genes in Chinese swine farms. Proc Natl Acad Sci U S A (2013) 110(9):3435–40 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
26. Kuehn BM. Excessive antibiotic prescribing for sore throat and acute bronchitis remains common. J Am Med Assoc (2013) 310(20):2135–6 10.1001/jama.2013.281452 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
27. Kuehn BM. IDSA: better, faster diagnostics for infectious diseases needed to curb overtreatment, antibiotic resistance. JAMA (2013) 310(22):2385–2386 10.1001/jama.2013.283828 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
28. Cliodna AM, McNulty P, Boyle P, Nichols T, Clappison P, Davey P. The public’s attitudes to and compliance with antibiotics. J Antimicrob Chemother (2007) 60(Suppl 1):i63–8 10.1093/jac/dkm161 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
29. Tellier G, Niederman MS, Nusrat R, Patel M, Lavin B. Clinical and bacteriological efficacy and safety of 5 and 7 day regimens of telithromycin once daily compared with a 10 day regimen of clarithromycin twice daily in patients with mild to moderate community-acquired pneumonia. J Antimicrob Chemother (2004) 54:515–23 10.1093/jac/dkh356 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
30. ISCAP Study Group. Three day versus five-day treatment with amoxicillin for non-severe pneumonia in young children: a multicentre randomised controlled trial. Br Med J (2004) 328:791–796 10.1136/bmj.38049.490255.DE [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
31. Van Duong D, Binns CW, Van Le T. Availability of antibiotics as over the-counter drugs in pharmacies: a threat to public health in Vietnam. Trop Med Int Health (1997) 2(12):1133–9 10.1046/j.1365-3156.1997.d01-213.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
32. Maslowski KM, Mackay CR. Diet, gut microbiota and immune response. Nat Immunol (2011) 12:5–9 10.1038/ni0111-5 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
33. Round JL, O’Connell RM, Mazmanian SK. Coordination of tolerogenic immune responses by the commensal microbiota. J Autoimmun (2010) 34(3):J220–5 10.1016/j.jaut.2009.11.007 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
34. Pless R. Vaccination benefits, risks and safety: the need for a complete picture. Bull World Health Organ (2000) 78(2):219–21 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
35. Muhsen K, Abed El-Hai R, Amit-Aharon A, Nehama H, Gondia M, Davidovitch N, et al. Risk factors of underutilization of childhood immunizations in ultraorthodox Jewish communities in Israel despite high access to health care services. Vaccine (2012) 30:2109–15 10.1016/j.vaccine.2012.01.044 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
36. Harmsen IA, Mollema L, Ruiter RAC, Paulussen TGW, de Melker HE, Kok G. Why parents refuse childhood vaccination: a qualitative study using online focus groups. BMC Public Health (2013) 13:1183. 10.1186/1471-2458-13-1183 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
38. Morse SS, Mazet JAK, Woolhouse M, Parrish CR, Carroll D, Karesh WB, et al. Prediction and prevention of the next pandemic zoonosis. Lancet (2012) 380:1956–65 10.1016/S0140-6736(12)61684-5 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
39. Goossens H, Guillemot D, Ferech M, Schlemmer B, Costers M, van Breda M, et al. National campaigns to improve antibiotic use. Eur J Clin Pharmacol (2006) 62:373–9 10.1007/s00228-005-0094-7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
40. Jones KE, Patel NG, Levy MA, Storeygar A, Balk D, Gittleman JL, et al. Global trends in emerging infectious diseases. Nature (2008) 451(21):990–3 10.1038/nature06536 [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
42. Wise R. Antimicrobial resistance: priorities for action. J Antimicrob Chemother (2002) 49:585–6 10.1093/jac/49.4.585 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
43. Freudenberg WR. Perceived risk, real risk: social science and the art of probabilistic risk assessment. Science (1988) 242:44–9 10.1126/science.3175635 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
44. Freudenberg WR. Public responses to technological risk: towards a sociological perspective. Soc Sci Q (2005) 33(3):389–412 10.1111/j.1533-8525.1992.tb00381.x [CrossRef] [Google Scholar]
46. Grigoryan L, Johannes GM, Burgerhof JGM, Degener JE, Deschepper R, Lundborg C. Attitudes, beliefs and knowledge concerning antibiotic use and self-medication: a comparative European study. Pharmacoepidemiol Drug Saf (2007) 16:1234–43 10.1002/pds.1479 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
47. Slovic P. The Perception of Risk. London: Earthscan; (2000). 473 p. [Google Scholar]
48. Kasperson J, Kasperson R, editors. The Social Contours of Risk. Vol 1: Publics, Risk Communication and the Social Amplification of Risk. 1st ed London: Earthscan; (2005). 356 p. [Google Scholar]
49. Bird D, Gisladottir G, Dominey-Howes D. Different communities, different perspectives: issues affecting residents’ response to a volcanic eruption in southern Iceland. Bull Volcanol (2011) 73:1209–27 10.1007/s00445-011-0464-1 [CrossRef] [Google Scholar]
50. Gero A, Méheux K, Dominey-Howes D. Integrating disaster risk reduction and climate change adaptation in the Pacific. Clim Dev (2011) 3(4):310–27 10.1080/17565529.2011.624791 [CrossRef] [Google Scholar]

مقالات از Frontiers in Public Health با مجوز Frontiers Media SA ارائه شده‌اند.


ضدمیکروب‌ها – آنتی‌بیوتیک‌ها، ضد ویروس‌ها، ضد قارچ‌ها و ضد انگل‌ها – موادی هستند که به طور گسترده برای پیشگیری و درمان عفونت‌ها در انسان، آبزی‌پروری، دام و تولید محصولات کشاورزی استفاده می‌شوند. اثربخشی آن‌ها اکنون در معرض خطر است، زیرا تعدادی از درمان‌های ضدمیکروبی که زمانی موثر بودند، دیگر کارایی ندارند، زیرا میکروارگانیسم‌ها در برابر آن‌ها مقاوم شده‌اند. میکروارگانیسم‌هایی که مقاومت به ضدمیکروب‌های رایج ایجاد می‌کنند، به‌عنوان «سوپر باگ‌ها» شناخته می‌شوند. برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) در سال ۲۰۲۳ گزارش اصلی خود با عنوان «آمادگی برای سوپر باگ‌ها: تقویت اقدام زیست‌محیطی در پاسخ یکپارچه بهداشتی به مقاومت ضدمیکروبی» را منتشر کرد.

مقاومت ضدمیکروبی (AMR) چیست؟

AMR زمانی رخ می‌دهد که میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها، انگل‌ها یا قارچ‌ها در برابر درمان‌های ضدمیکروبی که قبلاً در برابر آن‌ها حساس بودند، مقاوم شوند.

افزایش استفاده و سوء استفاده از ضدمیکروب‌ها و سایر عوامل استرس‌زای میکروبی، مانند آلودگی، شرایط مساعدی را برای توسعه مقاومت در میکروارگانیسم‌ها هم در انسان و هم در محیط زیست ایجاد می‌کند. باکتری‌های موجود در آب، خاک و هوا، برای مثال، می‌توانند پس از تماس با میکروارگانیسم‌های مقاوم، مقاومت به دست آورند. قرار گرفتن انسان در معرض AMR در محیط زیست می‌تواند از طریق تماس با آب‌های آلوده، غذای آلوده، استنشاق اسپورهای قارچی و سایر مسیرهایی که حاوی میکروارگانیسم‌های مقاوم به ضدمیکروب هستند، رخ دهد.

تاثیر AMR چیست؟

سازمان بهداشت جهانی (WHO) AMR را در میان ۱۰ تهدید برتر برای سلامت جهانی فهرست کرده است.

مقاومت ضدمیکروبی سلامت و رفاه انسان و حیوانات، محیط زیست، امنیت غذایی و تغذیه، توسعه اقتصادی و برابری در جوامع را تهدید می‌کند.

بر اساس برآوردهای اخیر، در سال ۲۰۱۹، ۱.۲۷ میلیون مرگ به طور مستقیم به عفونت‌های مقاوم به دارو در سراسر جهان نسبت داده شد. تا سال ۲۰۵۰، سالانه تا ۱۰ میلیون مرگ ممکن است رخ دهد.

اگر کنترل نشود، AMR می‌تواند سالانه ۳.۴ تریلیون دلار از تولید ناخالص داخلی کم کند و ۲۴ میلیون نفر دیگر را در دهه آینده به فقر شدید سوق دهد.

مقاومت ضدمیکروبی در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، انگل‌های مالاریا، ویروس‌ها و HIV به واقعیتی تبدیل می‌شود که می‌تواند رنج انسان را افزایش دهد. همچنین می‌تواند به دلیل کاهش بهره‌وری، افزایش هزینه‌های مراقبت‌های بهداشتی و افزایش فقر، ضربه بزرگی به اقتصاد جهانی وارد کند. حتی اگر یک بحران جهانی است، فقر، عدم بهداشت و بهداشت ضعیف AMR را بدتر می‌کند. همچنین، AMR به طور نامتناسبی بر کشورهای با درآمد پایین و کشورهای با درآمد متوسط پایین تأثیر می‌گذارد. بنابراین، AMR یک مسئله برابری نیز هست.

مدیریت و پاسخ به AMR

محیط زیست نقش کلیدی در توسعه، انتقال و گسترش AMR ایفا می‌کند. بنابراین، پاسخ باید بر اساس رویکرد یکپارچه بهداشتی باشد که به این نکته اذعان دارد که انسان‌ها، حیوانات، گیاهان و محیط زیست به هم مرتبط و جدایی‌ناپذیر هستند، در سطوح جهانی، منطقه‌ای و محلی، از همه بخش‌ها، ذینفعان و نهادها. پیشگیری در هسته اقداماتی است که برای متوقف کردن ظهور AMR مورد نیاز است و محیط زیست بخش کلیدی از راه حل است.

تعریف یکپارچه بهداشتی که توسط پانل کارشناسان سطح بالا یکپارچه بهداشتی (WHO 2021b) توسعه یافته است

«چالش‌های AMR را نمی‌توان جدا از بحران سیاره‌ای سه‌گانه – بحران تغییرات آب و هوایی، بحران از دست دادن طبیعت و تنوع زیستی و بحران آلودگی و پسماند درک کرد یا به آن‌ها پرداخت، که همگی ناشی از الگوهای مصرف و تولید ناپایدار هستند»، این سخنان اینگر اندرسن، مدیر اجرایی UNEP است.

سه زنجیره ارزش بخش اقتصادی به طور عمیقی بر توسعه و گسترش AMR تأثیر می‌گذارند:

نوع منابع آلودگی زیست‌محیطی AMR

تولید مواد دارویی و سایر مواد شیمیایی.
کشاورزی و غذا از جمله تولید حیوانات زمینی، آبزی‌پروری، محصولات غذایی.
ارائه مراقبت‌های بهداشتی در بیمارستان‌ها، مراکز پزشکی، مراکز مراقبت‌های بهداشتی جامعه و در داروخانه‌ها که طیف وسیعی از مواد شیمیایی و ضدعفونی‌کننده‌ها در آن‌ها استفاده می‌شود.

علاوه بر این، بهداشت ضعیف، فاضلاب و پساب‌های مرتبط با پسماندهای انسانی و حیوانی، مانند فاضلاب شهری، منبع مهمی از AMR است.

گزینه‌های مدیریت برای رسیدگی به انتشار، پساب و پسماند، مانند:

تولید مواد دارویی:

اطمینان از مهار و تصفیه مناسب پسماند و فاضلاب و گنجاندن مدیریت پسماند در رویه‌های عملیاتی استاندارد مورد استفاده در تولید ضدمیکروب‌ها با رویکرد چرخه عمر.
ترویج سیستم‌های خرید و بازپرداخت پایدار برای تولیدکنندگان.

غذا و کشاورزی:

محدود کردن استفاده و کاهش تخلیه برای محافظت از منابع آب در برابر آلاینده‌ها، میکروارگانیسم‌های مقاوم و آلودگی باقیمانده ضدمیکروبی.
اعمال اقدامات کنترل و پیشگیری از عفونت.

پیچیدگی‌های زیست‌محیطی در انتقال و گسترش AMR

مراقبت‌های بهداشتی:

نصب سیستم‌های تصفیه فاضلاب خاص بیمارستان، به ویژه در مکان‌هایی که فاقد تصفیه فاضلاب مدرن شهری هستند.
بهره‌گیری از برنامه‌های مدیریت بیمارستان و کنترل پیشگیری از عفونت برای محدود کردن آلودگی محیط زیست توسط آلاینده‌های AMR.

شهرداری‌ها:

افزایش مهار پسماند و بهینه‌سازی فرآیندهای تصفیه فاضلاب و مدیریت لجن.
نوآوری و انطباق گزینه‌های تصفیه فاضلاب، از جمله فناوری‌های مناسب برای تنظیمات منابع مختلف.

برای حفظ پیشرفت به سمت اهداف توسعه پایدار، مقابله با ابعاد زیست‌محیطی AMR ضروری است.

تولید و مصرف پایدار ضدمیکروب‌ها می‌تواند بر بسیاری از اهداف توسعه پایدار دیگر تأثیر بگذارد

همکاری برای تسریع مبارزه با AMR

چهار سازمان پیشرو که در سیستم چندجانبه در زمینه سلامت انسان، حیوانات، گیاهان و محیط زیست فعالیت می‌کنند، برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP)، سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد (FAO)، سازمان بهداشت جهانی (WHO) و سازمان جهانی بهداشت حیوانات (WOAH) برای پیشبرد همکاری بین‌المللی در جهت پاسخ یکپارچه بهداشتی به AMR متحد شده‌اند.

این چهار سازمان یک چارچوب استراتژیک مشترک برای همکاری در زمینه AMR و یک برنامه کاری مشترک ایجاد کرده‌اند که نحوه همکاری سازمان‌ها برای تحقق چشم‌انداز چارچوب را مشخص می‌کند و جریان‌های کاری را که توسط چهار سازمان به طور مشترک در سال‌های آینده اجرا می‌شوند، تعریف می‌کند.

در سال ۲۰۲۲، آن‌ها توافقی را برای تقویت همکاری خود و ادغام کامل ملاحظات زیست‌محیطی در تلاش‌های یکپارچه بهداشتی، از جمله آن‌هایی که مربوط به AMR هستند، امضا کردند. آن‌ها همچنین طرح اقدام مشترک یکپارچه بهداشتی را با AMR به‌عنوان یکی از شش مسیر اقدام توسعه دادند. چهارجانبه دبیرخانه مشترک خود را برای هدایت و هماهنگی تلاش‌های جهانی در سراسر طیف یکپارچه بهداشتی با ادغام همکاری‌ها، تحکیم کردند.

همکاری جهانی

پلتفرم مشارکت چند ذینفعی AMR که در نوامبر ۲۰۲۲ راه‌اندازی شد، یک محل فراگیر، بین‌المللی و چند ذینفعی است که طیف متنوعی از بازیگران را در همه سطوح در سراسر طیف یکپارچه بهداشتی گرد هم می‌آورد. این یک مکانیسم هماهنگی داوطلبانه و مشارکتی است که توسط چهارجانبه برای ایجاد یک جنبش جهانی برای اقدام علیه AMR و کمک به اجرای طرح اقدام جهانی در زمینه AMR و طرح‌های اقدام ملی کشورها ایجاد شده است.

اندازه‌گیری پیشرفت

کشورها توافق کرده‌اند که طرح‌های اقدام ملی مقاومت ضدمیکروبی (NAP) سازگار با طرح اقدام جهانی داشته باشند و سیاست‌ها و برنامه‌های مربوطه را برای پیشگیری، کنترل و نظارت بر AMR اجرا کنند. تا نوامبر ۲۰۲۲، ۱۷۰ کشور طرح‌های اقدام ملی خود را نهایی کرده‌اند. نظرسنجی خودارزیابی سالانه کشورها در زمینه مقاومت ضدمیکروبی (TrACSS) که به طور مشترک توسط FAO، UNEP، WHO و WOAH اداره می‌شود، پیشرفت کشورها در اجرای طرح‌های اقدام ملی خود را نظارت می‌کند. نتایج فعلی و شش ارزیابی قبلی را در amrcountryprogress.org مشاهده کنید.

حمایت در بالاترین سطح

گروه رهبران جهانی در زمینه مقاومت ضدمیکروبی متشکل از رهبران و کارشناسان جهانی از بخش‌های مختلف است که با هم برای تسریع اقدام سیاسی در زمینه مقاومت ضدمیکروبی همکاری می‌کنند. این گروه نقش مشاوره‌ای و حمایتی جهانی مستقلی را ایفا می‌کند. GLG به طور جهانی با دولت‌ها، آژانس‌ها، جامعه مدنی و بخش خصوصی برای اولویت‌بندی اقدامات سیاسی برای کاهش عفونت‌های مقاوم به دارو از طریق دسترسی و استفاده مسئولانه و پایدار از ضدمیکروب‌ها همکاری می‌کند.

تأمین مالی اقدام

صندوق امانی چند شرکتی AMR (AMR MPTF) از کشورها در اجرای طرح‌های اقدام ملی AMR از طریق رویکرد یکپارچه بهداشتی حمایت می‌کند. این صندوق مشاوره‌های سیاستی کاتالیزور، کمک‌های فنی و برنامه‌های تقویت ظرفیت را تأمین مالی می‌کند.

اقدام سیاسی

در ۲۵ نوامبر ۲۰۲۲، سومین کنفرانس جهانی سطح بالا وزیران در زمینه مقاومت ضدمیکروبی، بیانیه مانتوک را تصویب کرد. سه هدف جهانی توافق شده کلیدی برای محافظت از اثربخشی ضدمیکروب‌ها و مهار توسعه AMR در سراسر جهان و همچنین کاهش آلودگی محیط زیست، که به نوبه خود گسترش AMR را کاهش می‌دهد، خواهند بود.