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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-