SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE N 124 Cuarto trimestre 201132

Medio ambiente

BACTERIASEstudio sobre su fortaleza en aguas residuales

resistentes a antibiticos

Por ELOY BCARES MANTECN, JAVIER MARTN VILLACORTA, MARA HIJOSA VALSERO, RICARDOSIDRACH-CARDONA MARTNEZ. rea de Ecologa, Facultad de CC Biolgicas y Ambientales,Universidad de Len, 24071 Len.

El incremento de la resistencia bacteriana a los antibiticos provocanumerosos problemas sanitarios, aumentando las tasas de

morbilidad y mortalidad de la poblacin. Los mecanismos parareducir este aumento de resistencias implican tanto el uso racionalde los antibiticos como la eliminacin de las bacterias resistentes,

que se excretan a travs de las aguas residuales. Los objetivos de esteproyecto son: 1- Caracterizar la abundancia de bacterias fecalesresistentes a antibiticos en medios acuticos que reciben aguasresiduales de una industria productora de antibiticos y de unadepuradora de aguas residuales. 2- Estudiar la capacidad de las

depuradoras de aguas residuales para eliminar o potenciar laresistencia a antibiticos. 3- Estudiar las tasas de variacin de la

resistencia a antibiticos a lo largo del ro. El estudio demuestra quelos vertidos de las depuradoras de aguas residuales tienen un efectosignificativo sobre el aumento de bacterias resistentes. Los vertidos

de las plantas de tratamiento de aguas residuales presentanmayores porcentajes de bacterias resistentes a antibiticos que las

aguas de entrada. En este estudio no se hallaron diferenciassignificativas en el incremento de resistencias cuando se comparan

sistemas convencionales (fangos activados) con sistemas de bajocoste (humedales construidos). Las diferencias en el diseo de loshumedales tampoco supusieron una diferencia significativa en la

variacin de bacterias resistentes presentes en sus efluentes.

en medios acuticos

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cuente incremento de bacterias resis-

tentes conllevan un aumento en la ex-

crecin al medio ambiente, tanto de bac-

terias resistentes como de antibiticos,

a travs fundamentalmente de las aguas

residuales. La emisin de bacterias al

medio acutico favorece tambin el in-

tercambio gentico con poblaciones pre-

viamente no resistentes, lo que aumen-

ta la dispersin de esta capacidad resis-

tente en las bacterias del medio ambiente

(Davison 1999).

Supervivencia de lasbacterias resistentes aantibiticos en mediosacuticos

La bacterias resistentes llegan a los r-

os a travs de las aguas residuales. Uno

de los aspectos de inters es conocer la

capacidad de estas bacterias para so-

brevivir en condiciones naturales as co-

mo para intercambiar material genti-

co en dichos ambientes. Aunque la mor-

talidad natural de las bacterias patgenas

o sus indicadores es muy elevada en los

medios extraenterales, su gran abun-

dancia (valores de 105-1010 UFC/ml en

aguas residuales) (McFeters et al., 1990)

y las condiciones ambientales (turbidez,

temperatura, etc.) pueden mantener via-

bles a estas poblaciones durante mucho

tiempo (Davies-Colley et al., 1999).

En el presente trabajo se pretende es-

tudiar la viabilidad de estas bacterias re-

sistentes a antibiticos a lo largo de un

ro que recibe dos vertidos de diferente

naturaleza. Por un lado, el vertido de las

aguas residuales domsticas ya tratadas,

y por otro, el vertido de las aguas resi-

duales de una industria productora de

INTRODUCCIN

La resistencia aantibiticos comoestrategia adaptativa delas bacterias

La resistencia a antibiticos es uno de

los aspectos de creciente inters en la sa-

nidad humana. El rpido y constatado

aumento de infecciones causadas por

bacterias patgenas resistentes a anti-

biticos est produciendo una carrera

de armamento, evolutivamente ha-

blando (Van Valen 1973), en la que el de-

sarrollo de nuevas armas por el hombre

(antibiticos) se encuentra por detrs de

la capacidad de los microorganismos pa-

ra evitar su efecto (aumento de resis-

tencias).

La causa de la resistencia a antibiti-

cos es natural, es decir, las propias bac-

terias han desarrollado mecanismos pa-

ra inactivar las sustancias antibiticas

producidas como elemento de defensa

o estrategia competitiva con otros mi-

croorganismos (Martnez, 2009). Pero

esta resistencia, o estrategia adaptativa

de las bacterias, est potenciada por la

actividad humana con el uso de anti-

biticos para el tratamiento de enfer-

medades humanas y animales. En este

caso, el mecanismo selectivo impuesto

por el hombre al aumentar la probabili-

dad de contacto de los antibiticos con

las bacterias ha provocado una rpida

seleccin de las poblaciones bacteria-

nas, favoreciendo aquellas resistentes

(Alonso et al., 2001). Aunque la resis-

tencia a antibiticos puede aparecer en

ausencia de antibitico por mutacin

gentica (Henriques et al., 2006), ha si-

do el uso excesivo de antibiticos lo que

ha provocado un incremento alarman-

te de resistencias que incluso ha llevado

a adoptar medidas legales restringien-

do su libre adquisicin (Kmmerer, 2004).

Este uso de antibiticos y el conse-

penicilinas y cefalosporinas. El objetivo

ser conocer las tasas a las que los prin-

cipales grupos de bacterias fecales (co-

liformes totales, E. coli, enterobacterias

y clostridios sulfito reductores) desapa-

recen con la distancia, y comparar si es-

ta tasa de desaparicin es paralela a la

tasa de desaparicin de la resistencia a

antibiticos en las bacterias supervi-

vientes. A travs de pruebas cruzadas

con diferentes antibiticos se estudiar

adems la variacin en la multirresis-

tencia, una prueba de la existencia de in-

tercambio gentico dentro de las mis-

mas poblaciones de bacterias fecales del

ro, tanto las suspendidas en el agua co-

mo las retenidas en los sedimentos. Los

estudios de resistencias irn acompa-

ados del anlisis qumico de los anti-

biticos potencialmente presentes, tan-

to en las aguas residuales brutas como

en el ro.

Eliminacin de bacteriasresistentes a antibiticos.Papel de las depuradorasde aguas residuales

Uno de los mtodos para destruir bac-

terias patgenas, o sus grupos indicado-

res, de las aguas residuales es su trata-

miento en plantas depuradoras. Las de-

puradoras presentan condiciones hostiles

para la supervivencia de dichas bacterias

debido a su temperatura ambiente, las

condiciones fsico-qumicas de los reac-

tores y la gran abundancia de depreda-

dores (organismos bactervoros y virus).

En general, las depuradoras reducen en

1-3 logaritmos la abundancia de bacte-

rias del agua de entrada (Hirata et al.,

2003). Sin embargo, esta reduccin en la

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Medio ambiente

EL ESTUDIO COMPARA LOS DISEOS MS UTILIZADOS DEHUMEDALES CONSTRUIDOS PARA ESTUDIAR SI ALGUNO DE

ELLOS PUEDE AFECTAR A LA ELIMINACIN DE ANTIBITICOS

abundancia de bacterias no va acompa-

ada de una reduccin de bacterias re-

sistentes, sino al contrario. Las depura-

doras convencionales de tratamiento de

aguas residuales (fangos activados) tien-

den a aumentar el porcentaje de bacte-

rias resistentes en su efluente como con-

secuencia de la gran abundancia de bac-

terias en el reactor biolgico y del tiempo

de contacto entre ellas, lo que incrementa

las tasas de intercambio gentico (con-

jugacin, transformacin y transduc-

cin), y por tanto, el porcentaje de bac-

terias resistentes a antibiticos (Da Cos-

ta et al., 2006).

Debido a su excesivo coste, los siste-

mas de fangos activados son sustituidos

en zonas rurales por sistemas de bajo

coste como filtros percoladores o siste-

mas extensivos, como lagunajes o hu-

medales construidos.

Otro de los objetivos del estudio es

comparar los sistemas convencionales

de fangos activados con sistemas de ba-

jo coste como los humedales construi-

dos. Ambos sistemas se diferencian en

los tiempos de retencin celular, densi-

dad de bacterias dentro de los reactores

y exposicin a condiciones ambientales

(Ferrer et al., 2007).

En este estudio se pretende estudiar si

los sistemas naturales de tratamiento

de aguas residuales tienen la misma ca-

pacidad de incrementar las tasas de re-

sistencia que los sistemas convenciona-

les, y cul es el papel de los diferentes

elementos de diseo (tipo de planta uti-

lizada, flujo hidrulico empleado) sobre

dicho aspecto. Est demostrado que los

sistemas naturales son ms eficaces que

los convencionales en la eliminacin de

bacterias indicadoras de contaminacin

fecal y patgenas (Garca y Bcares, 1997),

pero no existen evidencias que cuanti-

fiquen la capacidad para intercambiar

genes resistentes a antibiticos dentro

de dichos procesos.

Por otro lado, aunque la capacidad de

los procesos convencionales para la eli-

minacin de compuestos farmacuticos

como los antibiticos es ya bastante co-

nocida (ej., Hijosa-Valsero et al., en pren-

sa), las evidencias sobre el papel de los

sistemas de bajo coste para eliminar an-