Las cianobacterias en cuerpos de agua dulce y sus impactos sociales

Las cianobacterias son organismos unicelulares similares a las microalgas, pero con características fisiológicas que se asemejan más a las bacterias, es común encontrarlas en diversos ecosistemas, en agua dulce han provocado muchos problemas. En cuerpos de agua naturales o artificiales en México con poco o nulo movimiento generan capas de espuma densas y natas espesas en la superficie de sus aguas, esto se debe a eventos recurrentes de multiplicación acelerada y acumulación de células que ocasionan un incremento significativo de sus abundancias. Los florecimientos de cianobacterias están constituidos por agregaciones unicelulares, colonias o filamentos con millones de células por litro, la permanencia de estos eventos en los cuerpos de agua dulce puede fluctuar en períodos de horas a días o ser permanentes si las condiciones del ambiente son favorables (EPA, 2016).

La formación constante de florecimientos recurrentes o permanentes se debe a factores diversos: (1) procesos de eutrofización (principalmente nitrógeno y fósforo) asociados al vertimiento directo o indirecto de aguas residuales domésticas o industriales con tratamiento parcial o nulo, escurrimientos por agricultura (fertilizantes), ganadería (desechos orgánicos) y por aporte directo de excretas de fauna circundante (perros, gatos, aves diversas, etc.); (2) poca profundidad y elevado tiempo de residencia del agua debido a flujos reducidos o nulos de entrada y salida de agua; (3) condiciones físicas favorables del ambiente, como incremento en la temperatura del agua, alta irradiación solar y turbulencia baja o nula; y (4) altos valores de pH y bajos niveles de bióxido de carbono (CO₂) disuelto en el agua.

Diversas especies de cianobacterias tienen la capacidad de sintetizar metabolitos bioactivos que provocan intoxicaciones en muchos de los organismos del ecosistema acuático, impactando también animales domésticos y silvestres, aves migratorias, animales de granja y seres humanos. Según su mecanismo de acción, estas cianotoxinas se clasifican en hepatotóxicas, neurotóxicas, citotóxicas, dermotóxicas y pueden ser bioacumulables (Cuadro 1). Los síntomas conocidos por intoxicación en humanos incluyen: fiebre, desórdenes gastrointestinales, irritaciones de la piel y reacciones alérgicas afectando oídos, ojos, garganta y tracto respiratorio; en algunos casos, la intoxicación por cianobacterias ha provocado la muerte (EPA, 2016).

Cianotoxinas	DL50 (en ratón i.p.) de toxina pura μg/kg	Taxas productoras de cianotoxinas	Mecanismos de toxicidad
Péptidos cíclicos
Microcistinas (>240 análogos conocidos) Microcistina-LR Microcistina-YR Microcistina-RR Nodularinas	40 – >1,000 60 (25 – 125) 70 300 – 600 30 – 50	Microcystis, Anabaena, Anabaenopsis, Fischerella, Gloeotrichia, Hapalosiphon, Nodularia, Nostoc, Oscillatoria y Planktothrix. Nodularia.	Hepatotóxicas / Bloqueadores de proteínas fosfatasas por enlace covalente, causan hemorragias en el hígado; citotóxicas.
Alcaloides
Anatoxina-a	250	Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermum, Oscillatoria y Planktothrix.	Neurotóxicas / Bloqueadores de la depolarización post-sináptica.
Anatoxina-a(s)	40	Anabaena.	Neurotóxicas / Bloqueadora de la enzima acetilcolinesterasa.
Cilindrospermopsinas	2,100 / 1 día 200 / 5-6 días	Anabaena, Aphanizomenon, Cylindrospermopsis, Lyngbya, Rhaphidiopsis y Umezakia.	Hepatotóxicas / Bloqueadores de síntesis de proteínas; toxinas bioacumulables
Lyngbyatoxina-a	–	Lyngbya.	Piel, tracto gastrointestinal.
Saxitoxinas	10-30	Aphanizomenon, Anabaena, Cylindrospermopsis y Lyngbya.	Neurotóxicas / Bloqueadores de los canales de sodio.
Lipopolisacáridos	–	Todos.	Irritante potencial, afecta a cualquier tejido expuesto.

Microcystis es una de las cianobacterias más comunes en muchas partes del mundo. En América tropical, Microcystis causa el 35% de los florecimientos, su principal toxina son las microcistinas (MC) que son una familia de más de 240 congéneres reportados, de estos la MC-LR (variante de las microcistinas cuyas literales LR corresponden al contenido de los aminoácidos leucina y arginina en su estructura es la más estudiado y comúnmente reportada (Figura 1).

Además de los impactos negativos por las cianotoxinas, estos florecimientos modifican las características físicas y químicas los cuerpos de agua donde se desarrollan, perjudicando severamente a la biota residente: fitoplancton, zooplancton, peces, crustáceos, moluscos, aves, reptiles y plantas superiores (Pérez-Morales et al., 2016). Lamentablemente la mayoría de los cuerpos de agua dulce de México se encuentran eutrofizados, lo cual ha favorecido la formación de florecimientos de cianobacterias nocivas (Figura 2), mermando la calidad del agua para consumo humano, uso deportivo, recreativo o riego agrícola.

Dado lo anterior, se requiere poner especial atención en disminuir los factores que promueven los florecimientos de cianobacterias, principalmente reduciendo los procesos de eutrofización, además se requiere establecer métodos eficientes para eliminar y remover cianotoxinas durante los procesos de tratamiento de agua potable (cloración, carbón activado, ozonización, oxidación avanzada, entre otros). Por último, es importante resaltar que en México aún no se contempla el establecimiento de concentraciones límite de cianotoxinas como medida regulatoria para agua de consumo, riego agrícola y uso recreativo, tal como ya se han implementado en otros países con problemas severos por florecimientos de cianobacterias.

Referencias

• Environmental Protection Agency (EPA). 2016. Drinking water contaminant human health effects information. Recuperado de https://www.epa.gov/dwstandardsregulations/drinking-water-contaminant-human-health-effects-information
• Pérez-Morales, A., Olivos-Ortiz, A., Quijano-Scheggia, S. I., Espinosa-Rodríguez, C. A., & Jiménez-Santos, M. A. 2016. Estado actual del estudio de cianobacterias dulceacuícolas formadoras de florecimientos en el centro de México. In: García-Mendoza, E., S. I. Quijano-Scheggia, A. Olivos-Ortiz y E. J. Núñez-Vázquez (Eds.). Florecimientos Algales Nocivos en México (pp. 408−421). CICESE, Ensenada, México.
• World Health Organization (WHO). 2003. Guidelines for safe recreational water environments. Vol. 1 Coastal and fresh waters. Genova, Italia: World Health Organization.

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