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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA "PRESENCIA Y DISTRIBUCIÓN DE GIMNAMEBAS EN EL SISTEMA DE CANALES DE RIEGO DEL VALLE DE MEXICALI, BAJA CALIFORNIA" TES 1 S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE BIOLOGO PRESENTA: JOSÉ DE JESÚS MARTÍNEZ GARCÍA DIRECTOR DE TESIS BIOL ARTURO CALDERÓN VEGA LOS REYES IZT ACALA, ESTADO DE MÉXICO 2005 IZTACALA N-1 \l-t5G UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. CONTENIDO 1. RESUMEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. ... .. . ..... .......... ........ ... ... .... ... ......... 1 2. INTRODUCCIÓN ... .. .. ... ......... ........ .......... ........ .... ........... ...... ....... .. .. ... .. .. .... .. .. .... .... 2 2.1 TAXONOMÍA ........... ........... . ....... ........... ......... ..... . . . .. . .. . .. ... .. ... 2 2 2 CICLOS DE VIDA E IMPORTANCIA MÉDICA DE LOS PRINCIPALES GÉNEROS DE AVL . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2.1 Acanthamoeba . . . ....... ... .... . .. ... .... ... . . ......... 4 2.2.2 Naegleria . . .. . .. . .. .. ... .... ... .. .. .. . .. . . ..... . . ........ . 5 2.3 Ecología de las amebas de vida libre .... .... . ... .. ... . .... ... .. .... .. .. .. .. .... ..... .... .. .. ... 7 2.4 Relación entre AVL y otros organismos ...... .. ... . .. .. ... . ..... 8 3. ANTECEDENTES .. ...... .... ........ ...... ... ....... . ..... 11 4. JUSTIFICACIÓN . . . ... . . . . . . . .. . . . . . . . . .. .. . ....... .. . . . . .. ..... .. . . ..... 13 5 OBJETIVOS ............ . . ...... ..... ......... ... .......... ........ ... . .. .. 14 6. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ...... ........ 15 7 MATERIALES Y MÉTODOS ................ .......... ......... ..... ... ........ .... ... .. ......... .... ...... ....... 19 7.1 MUESTREO DE CAMPO ......... .. .. ..... .. .. ..... ... .. ... ...... .. .... .. .. ... ..... ... ... . .... 19 7 1.1 Recolecta de las muestras .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .19 7.2 PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS ..... 19 7 2.1 Temperatura ambiental. . ... .. .. . .... 20 7.2.2 Temperatura del agua .. .... .. . ..... ..... ...... ...... . . .. 20 7.2.3 pH .... .. .... ....... . ...... .. .... ... .. .. ..... ... ... ... ...... ................ .... .... .. .. .. ... .. ..... ... ... ... ...... 21 7.2.4 Conductividad ......... ..... ..... .. ...... .. ... .... ..... ... ... .... ... .... ... .... ... ....... .......... ... .... ... ... .... ... 21 7.2.5 Oxigeno disuelto .... . ..... .. ..... ....... ....... ... ..... .... ..... ... .. ... .. .... .. ... .... .... .. ...... ... ... ..... ... 21 7.3 ANÁLISIS BIOLÓGICOS ... .... ..... ............ ... ........ ... ....... ....... ... .... ...... .. .... ..... ..... .... .. ... 22 7 3.1 Bacterias. .... ... .. . .......... ... ... .... .... .... .... .... ... .... ... ...... ..... ... ..... .. ... .... ......... ... 22 7 3.2 Amibas de vida libre....... . ... .... .. .. .. ... .. ........ ........ .. ... .... .. ....... ..... .... . .. 22 7 3 2.1 Aislamiento y cultivo amebas de vida libre .. ..... ............ . . .. 22 7.3.2.2 Axenización .. .... . ....... . .. 23 7 3 2.3 Identificación de los aislados por microscopia de luz .. . .. 23 7 3 2.4 Prueba de transformación ameboflagelar ..... ...... ......... ... .... ... .... ......... . ... 24 7.3.2.5 Prueba de tolerancia a la temperatura ........ .. ... ..... .... .... .... ... .. ...... .. ..... .. ... .... ...... 24 7.3.2.6 Pruebas de patogenicidad en ratones ........ .... ...... .............. ...... .... .......... .... ... ..... 25 7.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO ...... ....... ....... ......... ... .... .. .. ......... .. .... ... . 25 8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... ..... ............... ..... .. .. .......... ....... ... 27 9. CONCLUSIONES .... ....... ..... .. ...... ... ..... ..... ................ .... ... ... ... . . .. 49 10. LITERATURA CITADA ..... . .......... .. ......... ......... ........... ... .. .. .. ... .. . ..... 51 ANEXO 1 MEDIOS DE CULTIVO TINCIONES Y CEPAS DE REFERENCIA ....... ... ...... 58 ANEXO 2 ANÁLISIS MORFOMÉTRICO Y PRUEBAS BIOLÓGICAS DE LOS AISLADOS AMEBIANOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 ANEXO 3 CATÁLOGO DE ORGANISMOS AISLADOS ...... ... .. .. 68 "n, '<!terer es una gran cosa, porque {a activiáaá y e[ tra6ajo son consecuencia genera[mente áe {a vofuntaá, y casi siempre e[ tra6ajo va acompaíiaáo áe[ éX]to 11 Luis pasteur }1 <;¡<RJ1 <IYECI'M FE'NTOS rt <IYE/D 1 C}1'I0<Rj}1 Con mi más sincero respeto, adJniraáón y profunda gratitud: A mi director de tesis Biol. Arturo Calderón Vega y a la Dra. Elvia Manuela Gallegos Neyra por todo el tiempo de atención y dedicación brindado para la realización de esta tesis , por su valiosa amistad , apoyo y confianza brindada durante mi estancia en el laboratorio, de antemano "mil gracias". A mis revisores de tesis : Dr. Alfonso Lugo Vázquez Dr. Jorge Campos Contreras M. en C. Dolores Hernández Martínez Gracias por su dedicada atención a la rev1s1on de esta tesis , por sus observaciones y acertadas sugerencias que contribuyeron a mejorar la calidad de este trabajo. "Muchísimas gracias" Al M. en C. Rafael Chávez López quien tan amablemente me brindo su valiosa ayuda y por las propuestas dadas para la realización de los métodos estadísticos que se llevaron a cabo en este trabajo. Gracias por su amistad y apoyo brindado. A los excelentes profesores que durante mi estancia en la carrera contribuyeron en mi formación académica y personal , y en especial a todos los que de alguna forma me brindaron su amistad motivándome a seguir adelante. A mí amada Universidad Nacional Autónoma de México. A mí querida Facultad de Estudios Superiores. Debo gratitud a la DGAPA (Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM) por el apoyo brindado para llevar a cabo este trabajo de investigación . <Dedicada especia{me nte: Con cariño a mis queridos padres que gracias a todo su apoyo y confianza que me han brindado durante toda mi vida, fue posible realizar uno más de mis grandes anhelos en la vida . Por permitirme entrar en sus vidas , mil gracias por su paciencia , por los sacrificios realizados , por las palabras de aliento y ayuda brindada en los tiempos difíciles. No me queda mas que agradecerles por toda su entrega , por impulsarme a seguir siempre adelante y enseñarme que si se quiere se puede ser, merecen el más calido agradecimiento. Este logro alcanzado también es suyo. A mis hermanos Arturo, Juan, Mariana y Martha por compartir mucho mas que los buenos y difíciles momentos en nuestras vidas. A mis pequeños y queridos sobrinos: Aline , Arturito, Giovanni y Jean, ojala que su futuro se presente lleno de promesas. <Dedicada afectuosamente a: A ti Yareli por tu invaluable amistad y cariño , por tu apoyo y motivación , por ser una persona sincera conmigo en quien pueda confiar. Gracias por todo. A Ruben , Araceli y David por su valiosa amistad , por los consejos brindados y palabras de motivación que siempre escuche de ellos. A mis compañeros y amigos de mi segunda casa , la FES lztacala: Antonio , Nancy, Alejandro , Ricardo, Marielena, Alejandra , Fernando, Samuel , Isaac, Coca, Ray, Bruno, Leopoldo, Sandra y Mariopor compartir conmigo esas grandiosas experiencias que solamente se viven siendo estudiante de la carrera de biología , fue agradable. A mis amigas Ana, Claudia, Julia y Prisi por su confianza brindada y esa grandiosa amistad que poseemos. Las aprecio y quiero mucho. A mis compañeros del Laboratorio de biología molecular de la UllCSE: Antonio , Guillermo, Claudia, Braulio, Osear y Silvia, gracias por sus consejos y muestras de amistad brindada . l. RESUMEN Las gimnamebas, conocidas también como amebas de vida libre (AVL) , forman un grupo de protozoos de importancia médica y ecológica. Ahí se incluyen los géneros Naegleria, Acanthamoeba, Balamuthia y Hartmannella . Algunas especies de estos géneros son responsables de causar infecciones cerebrales como la meningoencefalitis amebiana primaria (MEAP) que ocasiona la muerte en un lapso de tres a siete días, o la encefalitis amebiana granulomatosa (EAG) , una enfermedad crónica pero también mortal , algunas de estas amebas también tienen la capacidad para producir infecciones en el sistema nervioso central (SNC) , los ojos, oídos, pulmón y piel. Su distribución en el ambiente es muy amplia encontrándoseles en el suelo, el agua y la atmósfera. El hábitat tan amplio de AVL se debe a su capacidad de colonizar diversos ambientes y sobrevivir bajo condiciones adversas. Su amplia distribución en la naturaleza induce a los humanos a tener contacto con estas amebas. El Valle de Mexicali es una extensa región agrícola que cuenta con una compleja red de canales artificiales para su riego que son empleados para uso recreativo por los pobladores y casualmente se han reportados casos de MEAP en la región en personas con antecedentes de haber tenido actividad en los canales de riego . De agosto de 2001 a octubre de 2003 se realizaron cuatro muestreos para recolectar muestras de agua de 16 canales de riego de la región agrícola del Valle y de la ciudad de Mexicali , en Baja California. Se determinaron "in situ" los parámetros fisicoquímicos de temperatura ambiental y del agua, pH, oxígeno disuelto conductividad y coliformes totales. La diversidad de gimnamebas estuvo representada por 12 géneros distribuidos ampliamente por todo el Valle de Mexicali , siendo los más frecuentes aquellos correspondientes a Acanthamoeba y Naegleria que en conjunto representaron más de la mitad de todos los organismos aislados (52%), 1 O géneros constituyeron el restante 48% del total descrito en este estudio, entre los que se mencionan a los géneros Vahlkampfia , Rosculus , Hartmannella, Vanella, Mayare/la, Willaertia . De estos géneros se identificaron algunas especies que resultaron patógenas en pruebas con animales de laboratorio, y que también han sido reportadas en literatura especializada como responsables de infecciones en humanos, incluyendo a Acanthamoeba castellanii, A. polyphaga, A. cu/bertsoni, y Naegleria fow/eri, este hallazgo apoya la hipótesis de que la aspiración de estos patógenos por personas que nadaron durante los brotes de MEAP en Mexicali durante 1989 y 1990 probablemente fueron la causa de la infección . Estadísticamente se obtuvo una correlación significativa entre el número de amebas presentes en el agua de los canales de riego del Valle de Mexicali con la concentración de coliformes totales en el agua. Las condiciones fisicoquímicas y bacteriológicas del agua de los canales muestreados presentan condiciones favorables para el desarrollo de estos microorganismos, de manera que los canales de riego representan un riesgo potencial para la salud de los que utilizan el agua para nadar, bañarse o consumirla . 2 2. INTRODUCCIÓN Las amebas de vida libre (AVL) , conocidas también con el nombre de amebas "limax" (con forma de babosa) forman un grupo de protozoos de importancia médica y ecológica, algunas son parásitos facultativos del hombre y de otros organismos de casi todos los grupos zoológicos (John , 1993). Algunas especies de AVL 's tienen la capacidad para producir infecciones en el sistema nervioso central (SNC), los ojos, oídos, pulmón y piel que pueden llegar a ser muy severas (Kilvington et al., 1991 ; Page, 1974,1976). Su distribución en el ambiente es muy amplia encontrándoseles en el suelo , el agua y la atmósfera (Rivera et al., 1987). A las AVL también se les conoce como gimnamebas o amebas "desnudas", debido a que carecen de testa o caparazón (Page, 1988). Una característica importante de algunas AVL, principalmente de las especies reportadas como patógenas, es que la temperatura elevada favorece su proliferación por lo que se encuentran con mayor frecuencia en aguas termales y en aguas contaminadas térmicamente por descargas industriales o naturales (De Jonckheere, 1981 ; Cerva et al. , 1982; Kasprzak et al., 1982; Sykora et al., 1983), se les ha aislado de cuerpos de agua, como estanques, ríos, arroyos, lagos, piscinas, sistemas de tratamiento de agua residual , corrientes de agua subterráneas, entubada y embotellada . En los sistemas acuáticos las amebas viven sobre la superficie , adheridas a partículas flotantes, en la columna de agua y en los sedimentos (Rodríguez, 1994 ). De los grupos de amebas de vida libre conocidos, unos pocos son considerados de importancia médica por provocar infecciones severas en el ser humano. Ahí se incluyen los géneros Naegleria, Acanthamoeba, Balamuthia y Hartmannella (John , 1993; Visvesvara et al., 1993). Algunas especies de estos géneros son capaces de causar infecciones cerebrales como la meningoencefalitis amebiana primaria (MEAP) que ocasiona la muerte en un lapso de tres a siete días, o la encefalitis amebiana granulomatosa (EAG) , una enfermedad crónica pero también mortal causada por Acanthamoeba y Balamuthia que se desarrolla insidiosamente durante un periodo de tiempo prolongado (Schuster y Visvesvara , 2004) . 2.1 Taxonomía Se han propuesto viarias clasificaciones basadas principalmente en los aspectos morfológicos del trofozoíto y del quiste; sin embargo, ya que muchas características son comunes para muchas amibas, en algunos casos se presentan dificultades en la identificación , muchas veces es necesario tomar en cuenta otros criterios como la ultraestructura, pruebas de transformación o de virulencia , movilidad , requerimientos nutricionales, patrón de división celular, tolerancia a la temperatura y formas de crecimiento en cultivo . (Cuadro 1 ). Actualmente se han adaptado nuevas metodologías diagnósticas como las 3 pruebas inmunológicas, patrones de zimodemos de extractos crudos y sondas de DNA (De Jonckheere, 1984, 1987b; Ferrante, 1991 ; Kilvington , 1995). Cuadro1 . Ubicación taxonómica de las principales amibas de vida libre patógenas (Tomadas de Lee et al. , 1985). Reino Subreino Phylum Subphylum Superclase Clase Subclase Orden Suborden Familia Género Suborden Familia Género Orden Familia Género Clase Orden Familia Género Protista - Haeckel , 1866 Protozoa - Goldfuss, 1818; emend. von Siebold , 1846 Sarcomastigophora - Honigberg y Balamuth , 1963 Sarcodina - Schmarda, 1871 Rhizopodea - von Siebold , 1845 Lobosea - Carpenter, 1862 Gymnamoebia - Haeckel, 1862 Amoebida - Kent, 1880 Tubulina - Bovee y Jahn, 1966 Hartmannellidae - Volkonsky, 1931 ; emend. Page, 1974 Hartmannella - Alexeieff, 1912; emend. Page, 1974 Acanthapodina - Page, 1976 Acanthamoebidae - Sawyer y Griffin , 1975 Acanthamoeba -Volkonsky, 1931 ; emend. Page, 1967 Schizopyrenida - Singh, 1952 Vahlkampfiidae - Jollos, 1917; Zulueta , 1917 Naegleria - Alexeieff, 1912; emend. Calkins, 1913 Acarpomyxea - Page, 1976 Leptomyxida - Pussard, 1975 Leptomyxidae - Goodey, 1915 Balamuthia - Visvesvara , 1993 2.2 Ciclos de vida de los géneros de AVL de importancia médica Las AVL son organismos de forma cambiante , mostrando características morfológicas distintas a lo largo de su ciclo biológico, la fase que adopten en su ciclo de vida depende de las condiciones físico-químicasdel ambiente en que se desarrollan . En el ciclo de vida de las AVL se incluyen una etapa de trofozoíto en la que las amebas se alimentan y reproducen , además de ser la fase infectiva y una fase de enquistamiento como forma de resistencia (John, 1993). Algunas 4 amebas de vida libre son consideradas organismos anfizóicos (gr. amphi, que significa de ambos lados) es decir, pueden vivir en forma "exozóica o libre", o en condiciones "endozóicas o facultativamente parasitarias" (Rondanelli , 1987). 2.2.1 Acanthamoeba s e ¡ • I E\1A1 (lGE l'i~A ~· PC S.J Q,L!:: r,1rn n : \.' iA MUCC S.t.. 'JASAL; CUIS n:::; 1' .A \1E9AS DI r.EJ!.'.:JrJ ...... - ··-,· .. .. • ·¡ 1 • •. 1. 1 \ / ·-... .-·-·· '· - · ... _-- '\ ., QL IS1E -4$ AMES ,!. ~. P ~ ::D::tl IW ADIR O TRDS TEJIDCS OJO il 'NASIÓ'J '.Jl li!EC1A 1 Figura 1. Ciclo de vida de Acanthamoeba e infección en humanos (John , 1993) Acanthamoeba es una ameba de vida libre ubicua , su distribución en la naturaleza es muy amplia incluyendo aire, suelo, cuerpos de agua dulce, salobres, marinas y residuales , e incluso ha sido aislada de agua mineral embotellada, destilada y albercas cloradas entre otros (Khan , 2003) . Este organismo existe en la naturaleza como un trofozoíto alimentándose de bacterias en el suelo y el agua, o como un quiste en estado latente (Figura 1 ). El enquistamiento sirve de protección para la desecación , la falta de alimento y cambios químicos (desinfectantes) y agentes físicos (altas temperaturas , congelamiento y radiación ultravioleta) (Aksozek et al., 2002). Su amplia distribución en la naturaleza induce a los humanos a tener contacto con estas amebas. (Schuster y Visvesvara , 2004) . 5 Las infecciones del SNC causadas por Acanthamoeba (EAG), son consideradas como infecciones oportunistas, su aparición se da en pacientes con compromiso de los mecanismos de defensa, individuos crónicamente enfermos, debilitados o con enfermedades malignas (Martínez, 1980). En casos de infección por Acanthamoeba, la invasión al SNC procede fundamentalmente por vía hematógena a partir de los focos primarios localizados en el tracto respiratorio inferior o incluso de lesiones ulcerosas o nodulares en la piel (John , 1993). Acanthamoeba también es causante de queratitis, una severa infección ocular que potencialmente puede ocasionar la perdida de la vista . Esta infección no es considerada como oportunista, ya que afecta a individuos que presentan buena salud , aunque también puede ocurrir en individuos crónicamente enfermos (Kahn , 2003 ; Mathers et al., 2000). Por lo menos ocho especies han sido implicadas en este tipo de infección: A. castellanii, A. culbertsoni, A. polyphaga, A. hatchetti, A. rhysodes, A. lugdunesis, A. quina, y A. griffini (Niederkorn et al., 1999). 2.2.2 Naegleria 1 ' 1 .. rL .ti.GCU..CION .. . ·· ; TRü F C:Z 1~7ü ) ~ ._ C'K.lUISTArií DITC ;JL IS1[ Figura 2. Ciclo de vida de Naegleria fowleri e infección en humanos (John, 1993). Naegleria es un ameboflagelado que se encuentra en el suelo y el agua , pero esta no es ubicua como Acanthamoeba. De manera general , Naegleria es mas sensible a las condiciones ambientales tales como la sequía, cambios extremos 6 en el pH del medio y no pueden sobrevivir en agua marina (De Jonckheere, 2004). El quiste de Naegleria es muy sensible a la cloración del medio en que vive , y la relación de abundancia entre Naegleria y Acanthamoeba favorece a Acanthamoeba (Rodríguez, 1994). El ciclo de vida de N. fowleri (Figura 2) incluye los estadios de trofozoíto y de quiste, así como también una fase temporal en el cual la ameba se desarrolla transformándose en un organismo ameboflagelado cuando es expuesto en agua destilada (John , 1993). Naegleria fowleri es una ameba desnuda capaz de efectuar la transformación ameboflagelar, para convertirse en un flagelado con 2 o 4 flagelos. El ciclo vital de esta especie también incluye la formación de un quiste a través del trofozoíto y viceversa. La forma flagelar constituye una fase transitoria durante la cual la ameba no se alimenta , no forma quiste ni se reproduce , pero puede volver a la forma de trofozoíto la cual es la fase infectante que solamente se divide y es capaz de enquistarse (Rivera et al., 1984). Se cree que la forma flagelar juega un papel importante en la dispersión de la ameba en su hábitat. La flagelación en Naegleria aparentemente ocurre no como una fase obligatoria en su ciclo de vida , sino como una respuesta a los cambios en el ambiente (Schuster y Visvesvara , 2004) . La MEAP es una infección del SNC causada por Naegleria fowleri. El padecimiento es de desenlace rápido y fatal , produciéndose la muerte dentro de 72 horas después de la aparición de los síntomas. Las victimas usualmente son individuos jóvenes saludables que tienen como antecedente la natación en piscinas u otras masas de agua dulce como ríos y lagos o haber tenido alguna otra actividad relacionada con agua. Naegleria fowleri logra entrar por la cavidad nasal durante la inhalación o aspiración de agua contaminada que contenga las amebas (Rivera et al., 1984). Las amebas penetran la mucosa nasal y migran a lo largo del nervio olfatorio, atravesando la placa cribiforme y entra al sistema nervioso central. Una vez en el cerebro N. fowleri causa inflamación , hemorragias y necrosis conduciendo a la muerte en un periodo de 3 a 7 días (John , 1993). La placa cribiforme en niños es más porosa que en adultos, esta es una posible razón de la mayor incidencia de MEAP en jóvenes (Schuster y Visvesvara , 2004). No existe un tratamiento satisfactorio para la MEAP y solo la anfotericina B ha resultado ser la mejor droga amebicida en experimentos "in vitro " para tratar la MEAP causada por Naegleria fowleri cuando es administrada a tiempo (Goswick, 2003; Martínez, 1973; Stevens, 1981 ). Se conocen actualmente pocos casos de pacientes que fueron tratados exitosamente con anfotericina B sola o en combinación con otras drogas (Loschiavo et al., 1993; Poungvarin y Jariya , 1991 ; Seidel , 1982). 7 2.3 Ecología de las amebas de vida libre Las AVL son consideradas como un grupo cosmopolita , estas viven en el suelo, cuerpos de agua dulce, sedimentos, agua marina y en el aire, se les encuentra adheridas a partículas de materia suspendidas en la columna del agua y en la superficie , aunque también son encontradas habitando en las plantas y en animales que se encuentran sumergidos dentro del cuerpo de agua (Rodríguez, 1994). Las AVL viven en un amplio tipo de ambientes, sin embargo su estudio es complicado debido a su tamaño y la escala de los ecosistemas. Incluso una acumulación temporal de agua en el suelo puede ser visto como un océano o por lo menos como un valle completo donde las amebas pueden tener contacto con bacterias y otras fuentes de alimento (Rodríguez, 1994 ). Estos organ ismos no son distinguidos como organismos de ambientes acuáticos o terrestres, puesto que viven en las interfaces que hay entre estos ambientes de tal manera que las AVL viven en las interfaces: agua-suelo, agua-aire, agua- animal , agua-planta , etc., donde estas se alimentan de bacterias, hongos, levaduras, algas y protozoos incluyendo a las amebas (Rodríguez, 1994 ). El amplio hábitat de AVL se debe a su capacidad de colonizar diversos ambientes. Las AVL pueden soportan los cambios ambientales usando principalmente su capacidad para formar quistes. El enquistamiento es la manera en que las amebas responden a cada uno de los cambios ambientales, en esta forma las amebas pueden sobrevivir a la sequía , cambios de pH , falta de oxígeno y escasez de alimento. De esta manera los quistes de estas amebas sirven como forma de resistencia y dispersión. (Rivera et al., 1993: Rodríguez et al., 1993). Las amebas también pueden llegar al agua como trofozoítos , estos organismos son dispersados por el viento y corrientes de agua , una vez en el aireo en el agua el quiste y el trofozoíto actúan como cualquier otra partícula de materia suspendida. Por lo tanto la suspensión, transportación y resuspensión dependen de la dinámica atmosférica más que de sus propios mecanismos de dispersión (Rodríguez, 1994). Una vez en un nuevo hábitat las AVL pueden exquistar y proliferar si hay suficiente cantidad de materia orgánica, bacteria u otras fuentes de nutrientes para poder alimentarse (Rivera et al., 1993). Los factores que afectan la supervivencia y por consiguiente controlan la ecología de las AVL son las variaciones de pH, temperatura , salinidad , concentración de oxígeno y la competencia con otras amebas y hongos. Estos factores tienen una fuerte influencia en la estructura de las comunidades de amebas en ambientes acuáticos (Rodríguez, 1994 ). 8 Las AVL se encuentran distribuidas por todo el mundo, pero la compos1c1on particular de especies y su número determinado en un sitio en particular depende ampliamente de las características del ambiente en que estas se encuentren así como también de su capacidad de estas para colonizar y sobrevivir bajo condiciones adversas, lo cual determina su distribución en el ecosistema. El éxito para el establecimiento de una nueva colonia depende principalmente de factores ambientales tales como la disponibilidad de alimento y la temperatura (Rodríguez, 1994 ). La distribución de algunas especies depende de su capacidad para sobrevivir bajo condiciones adversas. Las amebas de vida libre han desarrollado dos estrategias: formando quiste y produciendo numerosos y pequeños organismos en busca de alimento. Lo anterior puede ser observado en las especies que no forma quiste tales como algunas amebas pertenecientes a los géneros Mayare/la y Amoeba, y permite a las especies tomar ventaja de la acumulación temporal de alimento en medios ambientes irregulares. Sin embargo estos organismos podrían morirse en tiempos relativamente cortos si no encuentran alimento. Las amebas de vida libre que son capaces de formar quistes pueden sobrevivir durante periodos largos de escasez de alimentos, sin embargo estas no pueden tomar ventaja de los medios ambientes irregulares hasta que la acumulación de alimento sea suficiente para revertir los procesos de enquistamiento (Rodríguez, 1994 ). 2.4 Relación entre AVL y otros organismos Las AVL son capaces de establecer relaciones simbióticas con otros microorganismos tales como bacterias, virus y hongos (Rodríguez, 1994 ). Algunas AVL pertenecientes a los géneros Acanthamoeba, Naegleria y Balamuthia causan enfermedades fatales en humanos y son portadoras de otros patógenos como Legionella pneumophila (Schuster y Visvesvara , 2004) . Las AVL juegan un papel importante como predadores de bacterias, consecuentemente las dinámicas de sus poblaciones se encuentran relacionadas . El factor de mayor importancia en la distribución de AVL en el agua y suelo es la presencia de un suministro de alimento bacteriano disponible. Los cuerpos de agua con una alta concentración de materia orgánica producen un incremento en las poblaciones de bacterias que alimentan a las amebas y protozoos en general. Dentro de los cuerpos de agua las amebas necesitan adherirse a partículas de materia que se encuentren suspendidas en la columna de agua para poder alimentarse. Los estratos de materia suspendida en la columna de agua son un elemento importante en el comportamiento de los cuerpos de agua como un nicho ecológico y un recurso para microorganismos ya que en su superficie hay concentración de nutrientes que en su momento aumenta la supervivencia microbiana. La materia orgánica concentrada puede ser empleada por las bacterias las cuales sirven de alimento para las amebas y otros bacterívoros. La mayor parte de la actividad de las amebas sucede sobre la superficie del agua , sedimentos, partículas de materia e incluso en los cuerpos de plantas y animales sumergidos. La actividad de las amebas en la 9 columna de agua depende de la cantidad de partículas de materia suspendida. Esto se debe a que las amebas no son libres nadadoras (con excepción de los ameboflagelados) , de tal manera estas amebas necesitan de una superficie para completar su ciclo de vida (Rodríguez, 1994 ). Los géneros que han sido encontrados frecuentemente en cuerpos de agua dulce son: Vahlkampfia , Naegleria , Hartmannella, Acanthamoeba, y Vanella (Ettinger et al., 2003; Kyle y Noblet, 1986, 1987). Las AVL normalmente toleran temperaturas entre los 1 O y 30 ºC . El agua caliente puede elevar el crecimiento y expansión de las AVL particularmente aquellas especies que son termotolerantes (Schuster y Vis ves vara , 2004 ). Algunas amebas termotolerantes como N. fowleri crecen muy bien por encima de los 37°C y algunas especies de Hartmannella pueden incluso tolerar los 48 ºC Naegleria ha sido aislada principalmente de cuerpos de agua dulce incluyendo lagos, (Kyle y Noblet, 1985, 1987) ríos , (Ettinger et al., 2003) estanques, manantiales, arroyos, albercas y plantas de tratamiento (Tsvetkova et al., 2004). Naegleria fowleri es una ameba termotolerante capaz de sobrevivir a temperaturas arriba de los 45 ºC , debido a esta cualidad que presenta la especie, ha sido aislada principalmente de varios cuerpos de agua caliente (Huizinga y McLaughlin , 1990; Sycora et al., 1983). Sin embargo la termotolerancia no es un factor determinante de la patogenicidad de este género, algunas especies como N. australiensis, N. andersoni y N. lovaniensis son termotolerantes mas no patógenas aunque pueden serlo en modelos con ratones . Solamente Naegleria fowleri es causante de MEAP en humanos (Martínez y Visvesvara , 1991 ). Algunas especies del género Acanthamoeba son muy tolerantes y pueden sobrevivir bajo condiciones extremas (Rodríguez, 1994 ). Acanthamoeba puede desarrollarse en medios ácidos y básicos, se sabe que estas amebas pueden desarrollarse en ámbitos amplios de pH los cuales fluctúan entre valores de 4 a 12, esto sugiere su gran habilidad para colonizar una amplia variedad de nichos. (Kahn , 2003) . Las especies de Acanthamoeba patógenas para los humanos (y otros mamíferos) tienen que ser capaces de sobrevivir a 37 ºC (y un poco mas de la temperatura corporal). Relativamente pocas especies han sido asociadas con infecciones humanas: Acanthamoeba castellanii, A. culbertsoni, A. hatchetii, A. healyi, A. polyphaga, A. rhysodes y A. astronyxis. Otras especies, sin embargo, pueden ser termotolerantes pero no patógenas. De esta manera, la termotolerancia es necesaria, pero no suficiente para la infección de humanos y otros mamíferos (Schuster y Visvesvara , 2004). De manera general , las AVL normalmente viven en la superficie del suelo, agua , materia orgánica, plantas y animales, hasta que los procesos de resuspensión las llevan dentro de la columna de agua. Una vez en los sedimentos solamente algunas amebas resistentes a la anoxia y cambio de condiciones pueden sobrevivir ya sean como quistes o trofozoítos hasta que los procesos de 10 resuspensión las lleven nuevamente a la superficie. Los procesos de resuspensión pueden permitir a las amebas alcanzar desde los sedimentos la interfase agua-aire donde estas tienen mejores condiciones para vivir, incluso si estas condiciones cambian repentinamente . La superficie disponible, los cambios de pH , osmolaridad , temperatura y materia orgánica determinan si las amebas de vida libre consiguen existir dentro de los cuerpos de agua (Rodríguez, 1994). 11 3. ANTECEDENTES Desde que se descubrió que las AVL pueden ser agentes causantes de enfermedades en humanos, se han realizado una amplia variedad de investigaciones con el objetivo principal de aislar del ambiente AVL potencialmente patógenas. El primer aislamiento exitoso de amebas patógenas fue reportado por Butt y colaboradores en 1968 (Kyle y Noblet, 1986). Recientemente se han realizado diversos estudios para determinar la distribuciónde AVL patógenas en diferentes partes del mundo. Las investigaciones han incluido lagos, ríos, albercas (Ettinger et al. , 2003; Kyle y Noblet, 1985,1986, 1987; Tsvetkova et al. , 2004) u otros cuerpos de agua contaminados térmicamente por descargas industriales donde las AVL termotolerantes pueden desarrollarse (Huizinga y Mclaughlin , 1990; Sycora et al., 1993). Solo pocos estudios han considerado la presencia de especies patógenas y no patógenas. En todo el mundo se han registrado mas de 200 casos de infecciones producidas por N. fowleri, los países con mayor incidencia han sido Estados Unidos, Republica Checa, Bélgica y Australia . Diversos trabajos sobre el hábitat de N. fowleri han demostrado que ésta es una ameba termófila , que crece bien a temperaturas que oscilan alrededor de los 45 ºC (Delattre y Oger, 1981 ; Gupta y Das, 1999; Kasprzak , 1982). Por ello los lugares adecuados para aislar a este tipo de amebas son los canales que reciben aguas calentadas por plantas termoeléctricas , estanques naturales de agua termal (Kyle y Noblet, 1986) y casi cualquier cuerpo de agua donde las altas temperaturas permitan la supervivencia y multiplicación de estos organismos. En la mayoría de las áreas geográficas donde se ha aislado a N. fowleri, se ha observado que la incidencia del organismo está determinada por los ciclos estaciónales, y depende de la temperatura , obteniendo mayor abundancia de amebas en el verano y el otoño y bajas concentraciones en el invierno y primavera (De Jonckheere, 1987a). Ettinger y colaboradores (2003) realizaron un estudio sobre la distribución de amebas de vida libre a lo largo del río James en Virginia , Estados Unidos, en el cual lograron aislar de la columna de agua y sedimentos cinco géneros de amebas de vida libre de los cuales se mencionan a los géneros Naegleria , Vanella , Acanthamoeba, Vahlkampfia y Hartmannella , entre estos géneros Naegleria y Vanella fueron los mas comúnmente encontrados a partir de la columna de agua (Ettinger et al. , 2003). En este estudio se analizaron algunos factores fisicoquímicos y biológicos del agua tales como la temperatura , pH , oxígeno disuelto y coliformes fecales y lograron correlacionar la permanencia de las amebas de vida libre con la presencia de coliformes fecales . En México, desde la década de los 80's Rivera y colaboradores han realizado diversos trabajos para conocer la abundancia y distribución de las amebas de vida libre en diferentes ambientes. Ellos aislaron amebas anfizóicas de cuerpos de agua naturales y recreativas (Rivera et al., 1990; 1993), a partir de la 12 atmósfera (Rivera et al. , 1987; 1989a; 1994), y de casos clínicos , tanto de MEAP, EAG como queratitis amebiana (Rivera et al. , 1989b). De estos trabajos se desprende de manera importante el hecho de que la temperatura elevada favorece la abundancia de algunas especies de amebas de vida libre. En Mexicali se reportó un caso de un adolescente de 16 años cuya historia clínica señala que su ingreso al hospital se debió a un intenso dolor de cabeza , y que siete días antes, el paciente había nadado en un canal de riego del valle (Valenzuela et al., 1984). El paciente murió tres días después de haber ingresado al hospital. La observación al microscopio del líquido cefalorraquídeo mostró formas amebianas en movimiento activo. El análisis post mortem reveló una meningoencefalitis con hemorragia severa y amplia destrucción de la fosa posterior de cerebro. La tinción con inmunoperoxidasas para las amebas aisladas del tejido cerebral fue positiva para N. fowleri. En Mexicali B. C., desde 1990 se han reportado brotes anuales de meningoencefalitis (5-13 casos en cada ocasión) . El primer paso tomado por los servicios de salud del estado de Baja California fue el de hacer un estudio intensivo para buscar bacterias en líquido cefalorraquídeo de los pacientes diagnosticados con meningoencefalitis y tipificar la infección como bacteriana , la causa más común de este padecimiento. Sin embargo, las pruebas resultaron negativas y la enfermedad no pudo ser diagnosticada. Casos de muertes por meningoencefalitis aparecieron en varias partes del Valle de Mexicali . De estos casos se ha reportado el aislamiento de amebas pertenecientes al género Naegleria en muestras de líquido cefalorraquídeo de pacientes y también de muestras de agua de los canales de Mexicali en donde las víctimas nadaron antes de adquirir la enfermedad. (Lares et al. , 1993). Los casos se han dado a finales de la estación de verano durante los meses de agosto y septiembre, una época de calor extremo para este estado del país (Ontiveros et al., 1995). Desde hace mas de cuatro años se 1rnc10 un proyecto de investigación en colaboración con la Coordinación Delegacional de Salud Comunitaria del Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS) de Mexicali , Baja California para detectar la presencia de Naegleria fowleri patógena en el agua de los canales de riego del Valle de Mexicali y evaluar el riesgo de adquirir MEAP por nadar en aquellos canales con la presencia de la ameba. Durante este tiempo se han obtenido e identificado consistentemente diversos aislados amebianos diferentes de los géneros Naegleria y Acanthamoeba los cuales no habían sido descritos anteriormente a lo largo del sistema de canales en el Valle de Mexicali . Sin embargo, poco se sabe de la abundancia, distribución y de la variedad de especies que pudieran encontrarse en este sistema de canales de agua de riego . 13 4. JUSTIFICACIÓN Algunas amebas de vida libre han sido hasta ahora ampliamente estudiadas, incluso son reconocidas como agentes causantes de meningoencefalitis amebiana primaria , encefalitis amebiana granulomatosa y queratitis que son las enfermedades más importantes relacionadas con estos organismos. Estos organismos han sido objeto de estudio con relación a su estructura , fisiología , bioquímica y pruebas de biología molecular con el objetivo de mejorar su diagnóstico clínico , pero el estudio de su ecología ha sido escaso. Las AVL se encuentran ampliamente distribuidas y ocupan una gran variedad de regiones y microhábitats. Por esta razón es necesario analizar el papel que juegan en el ambiente y evaluar su importancia ecológica , incluso como organismos patógenos. (Rodríguez, 1994). Este trabajo de investigación plantea aislar e identificar las especies de amebas de vida libre presentes en los canales de riego del valle de Mexicali , describir por primera vez que especies de AVL se presentan, como están distribuidas en el sistema de canales de riego del Valle de Mexicali y evaluar si las condiciones fisicoquímicas (temperatura, pH oxígeno disuelto, conductividad y bacterias) de estos sitios tienen relación directa con la presencia y distribución de los organismos encontrados, así como valorar la importancia medica que representa la presencia de estos organismos en este tipo de hábitat. 14 5. OBJETIVOS General: Establecer la presencia y la distribución de gimnamebas en el sistema de canales de riego del Valle de Mexicali , Baja California. Particulares: Aislar gimnamebas a partir de muestras de agua recolectadas de los canales de riego del Valle de Mexicali . Identificar taxonómicamente por microscopía de luz a los aislados de gimnamebas obtenidos. Describir la variedad de amebas de vida libre presentes en los principales canales de riego del Valle de Mexicali Determinar la distribución espacial y temporal de las gimnamebas en los canales de riego . Determinar la relación entre la presencia de amebas de vida libre y los siguientes parámetros fisicoquímicos del agua: pH , oxígeno disuelto, temperatura ambiental y del agua utilizando análisis estadísticos de correlación . Establecer la importancia médica y ecológica de la presencia de amebas de vida libre en el sistema de canales de riego del Valle de Mexicali , Baja California. 15 6. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO Mexicalies la capital del estado de Baja California y cabecera del municipio del mismo nombre, se ubica al noreste del estado a los 32º 29' de latitud norte y a los 115º 28' de latitud oeste a una altura de 1 O msnm. El clima de la región es muy seco y cálido con lluvias en invierno Bw (h ') hg (x') . La temperatura media anual va de 22 a 23.1 ºC. El mes más cálido del año es julio con una temperatura media de 32.9 ºC, aunque ha habido reportes de hasta 57 ºC en algunos días (INEGI, 2001 ). Los suelos predominantes en el Valle de Mexicali son los yermosoles y los xerosoles , característicos de las zonas áridas y semiáridas, son pobres en materia orgánica pero que con agua de riego y fertilización adecuados son capaces de alcanzar una elevada producción agrícola. La vegetación natural es escasa y esta compuesta por matorral desértico (Enciclopedia de los municipios de México, 2002). El Valle de Mexicali es una extensa región que está muy cerca de Valle Imperial en el sudeste de California (Figura 3) . El Valle de Mexicali es un ambiente desértico donde existe un extenso sistema agrícola. La cantidad de precipitación es insuficiente para el desarrollo de los cultivos , pero en el Valle de Mexicali se desarrolla la actividad agrícola de riego mediante el empleo de una compleja red de canales artificiales (INEGI , 2001 ). Así , el 62% de la superficie del valle es susceptible de explotación agrícola. La principal fuente de abastecimiento es el río Colorado, el cual a través de la presa Morelos y la red hidráulica de canales suministra agua al centro urbano y las áreas agrícolas. (Enciclopedia de los municipios de México, 2002).La agricultura de riego comprende el 82% de las tierras destinadas a estas labores, concentradas principalmente en el distrito de riego del Valle de Mexicali. El Valle de Mexicali , región agrícola más importante del estado, (Figura 3) está rodeada por el desierto y forma parte del distrito de riego No. 14, tiene una superficie bruta de 207,000 hectáreas de tierras fértiles: 80,000 en el municipio de Mexicali , en Baja California y 27,000 en el municipio de San Luis Río Colorado, en Sonora . De aquellas, 136,000 se riegan por gravedad , donde el agua es conducida a través de una extensa red de canales principales que derivan a su vez en un complejo sistema de canales secundarios y drenes destinados a inundar las parcelas en producción y 44,000 por bombeo de pozos de agua. El abastecimiento de agua se realiza a través del canal alimentador Central Reforma el cual proviene del distrito de riego No. 14 mismo que se abastece de la presa Morelos la cual recibe por medio de la CILA (Comisión Internacional de Límites y Agua) mediante un tratado internacional establecido entre Estados Unidos y México, agua proveniente de la presa Hoover siendo entregada a México a través del río Colorado. (COSAE, 2004). / / r _.. 1. Canal ?' ,;:; Jo; P..:"iro¡;.,;.;;,ttv tr.v~tf' . .<ir.ion..;! Geneira! R.odolf<::, Sánch.;:,.z: T, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16 Cuadro 2. Canales muestreados Nombre del Canal Clave Represa Morelos RPM Canal Alimentador del Norte CAN Col. Ladrillera 1 LA1 Col. Ladrillera 11 LA2 Ejido Morelos C Independencia MCI Ejido Morelos Chapoteadero MCH Silva sur 1 SS1 Silva sur 11 SS2 Canal lrapuato IRA Ejido Oaxaca OAX Ejido Nayarit NAY Canal Abasolo ABA C. Islas Agrarias B IAB C Independencia "ley" IND Ej ido Xochimilco XCH Poblado Coronita COR J __ ¡-· j - - Sah L,uis Río 8 l cplorado / / ' / / ¡ ¡ / / I DLSILRTO D E !. A L TA R BM·' 1:.-. i f>1 GOLDWATEP Figura 3. Mapa de la localización de los sitios de muestreo en Mexicali , B. C 17 La presa Morelos se encuentra ubicada en la parte noreste del Valle de Mexicali , colindando con el estado de Arizona , Estados Unidos, misma que sirve como fuente de abastecimiento para la red hidráulica de este inmenso valle agrícola para lo que se utilizan los canales de riego que forman una red hidráulica de 460 Km. en la red principal y 2,432 Km. en la red secundaria y también por 236 pozos particulares y 425 federales , la que abastece de agua a todo el valle y a la ciudad de Mexicali así como a la ciudad de Tijuana. En el Valle de Mexicali , predominan principalmente 2 estaciones; el verano que da inicio a mediados del mes de mayo y termina a principios del mes de octubre y en el que las temperaturas llegan hasta los 50 ºC en el mes de agosto. El invierno que se caracteriza por un frío viento moderado que proviene del norte con precipitaciones pluviales ocasionales. Aunque de manera esporádica se pueden apreciar las otras dos estaciones (primavera y otoño) . (Baja California Norte). La mayoría de los canales por donde se distribuye el agua proveniente del Río Colorado son someros y sus paredes están hechas de concreto, permitiendo que la radiación solar mantenga el agua caliente o templada dependiendo de la fuerza de su corriente , lo cual es un factor favorable para la presencia de algunas amebas de vida libre. La mayoría de los canales distribuidos en el Valle de Mexicali son utilizados por los pobladores de la entidad para nadar y refrescarse del intenso calor que caracteriza al Valle de Mexicali (Figura 4) . El uso del agua de los canales es para el uso agrícola (74%), para uso público (25%) y para uso doméstico e industrial (1 %) . 18 Figura 4. Detalle de algunos de los canales de riego en Mexicali B. C 1) vista aérea del Valle de Mexicali mostrando su compleja red de canales. 2) Canal de riego Nayarit. 3) Canal de riego Islas Agrarias B, se observa la presencia de gran cantidad de hidrilla en el lecho acuático. 4) Canal de riego Oaxaca. 5) Presa Morelos. 6) Chapoteadero perteneciente al canal Independencia. Muchos de estos canales son utilizados por los pobladores para nadar en ellos. 19 7. MATERIALES Y MÉTODOS El trabajo de investigación propuesto comprendió tres fases, que incluyeron: muestreos de campo, análisis fisicoquímicos y análisis microbiológicos. Se realizaron cuatro muestreos en canales de riego del Valle de Mexicali con el propósito de aislar e identificar AVL durante el periodo de agosto de 2001 a octubre de 2003. La selección de los sitios de muestreo se hizo buscando cubrir la mayor área posible que representara el valle de Mexicali , iniciando en el distrito de riego No.14 con origen en la presa Morelos en el noreste de la región , la cual alimenta a la red hidráulica de canales del distrito así como a parte de la ciudad de Mexicali (Ver cuadro 2 y figura 3) . Los muestreos se realizaron incluyendo a las épocas del año con marcados cambios ambientales de temperatura con el fin de valorar si los factores estaciónales en Mexicali tienen influencia sobre la presencia de AVL en los canales . Cuadro 3. Fechas en las cuales se realizaron los muestreos Fechas de los muestreos realizados Muestreo 1 Agosto de 2001 Muestreo 11 Febrero de 2002 Muestreo 111 Septiembre de 2002 Muestreo IV Octubre de 2003 7.1 Muestreo de campo 7.1.1 Recolecta de las muestras La toma de muestras de agua para los análisis de laboratorio se hizo en frascos de polipropileno esterilizados de boca ancha de 1 L, se recolectaron muestras compuestas tomando partes de líquido de la columna de agua y también de un raspado de los sedimentos (cuando los hubo) . En todos lo casos las muestras de agua fueron transportadas a temperatura ambiente en el menor tiempo posible al laboratorio de biología molecular de la Unidad de Investigación lnterdisciplinaria para las Ciencias de la Salud y Educación (UllCSE) de la Facultad de Estudios Superiores lztacala (FESI) UNAM. 7.2 Parámetros fisicoquímicos "in situ" Los parámetros fisicoquímicos tienen gran importancia en la dinámica de los cuerpos de agua, por ello es necesario conocer su comportamiento a lo largo del tiempo para observar su relación con respecto la distribución y el 20 comportamientode las comunidades bióticas (Arredondo y Ponce, 1998). La temperatura del agua, pH , concentración de oxígeno y la disponibilidad de bacterias como fuente de alimento juegan un papel importante en la presencia y abundancia de AVL (Rodríguez, 1994 ). La obtención y el registro de los datos de los parámetros fisicoquímicos "in situ" que se consideraron para el presente estudio son los siguientes: 7.2.1 Temperatura ambiente La temperatura ambiental es un factor que debe ser considerado cuando se buscan AVL en cuerpos de agua expuestos a las condiciones climatológicas en la zona de estudio dado que este factor influye de manera importante sobre la temperatura que pueden tener los cuerpos de agua y por consecuencia en los organismos que viven en ella. En el caso de los canales muestreados la temperatura del agua que presenten cada uno de ellos puede ser determinada por la temperatura ambiental en conjunto con factores como la profundidad y la fuerza de la corriente que presenten estos mismos. El registro de las temperaturas ambientales se hizo con un termómetro digital (Hanna Mod. Hl9041) y los resultados se expresaron en grados centígrados (ºC). 7.2.2 Temperatura del agua . La temperatura del agua es probablemente el factor mas importante en los ecosistemas acuáticos en el estudio de las amibas de vida libre y tiene relación de manera directa o indirecta con los fenómenos limnológicos, así como con la estabilidad de las masas de agua y sobre el metabolismo biótico (Arredondo y Ponce, 1998). La temperatura del agua es un factor de gran importancia en la distribución de AVL, principalmente en especies termotolerantes. Algunas especies de los géneros Acanthamoeba y Naegleria potencialmente patógenas tienen la habilidad de tolerar temperaturas elevadas e incluso pueden desarrollarse y ser más abundantes en cuerpos de agua caliente debido a la disminución o desaparición de especies no patógenas (no termotolerantes) , disminuyendo así la competencia por fuentes de alimento (Gallegos, 1997). El registro de la temperatura del agua de los canales se obtuvo con un termómetro digital (HANNA modelo Hl9040). La sonda del termómetro fue introducida en cada uno de los cuerpos de agua aproximadamente a 20 cm de profundidad , se dejó estabilizar hasta obtener una lectura fija y posteriormente se registraron los datos en grados centígrados (ºC). 21 7.2.3 pH El ámbito de pH tolerado por las AVL potencialmente patógenas "in vitro " es de 4.6 a 9.5 (Kyle y Noblet, 1985), aunque también se ha reportado que algunas especies pertenecientes al género Acanthamoeba son resistentes a condiciones extremas y pueden tolerar pH's que van de 4 a 12. El valor de pH en los cuerpos de agua se determinó por medio de un medidor de pH digital (Oakton Modelo Testr1 ). Para obtener el valor de pH , el electrodo de dicho aparato se expuso al agua por unos segundos hasta obtener un valor estable. 7.2.4 Conductividad La conductividad es una expresión numérica de la capacidad que tiene el agua para conducir una corriente eléctrica. El registro depende de la concentración total de sustancias ionizadas disueltas en el agua y de la temperatura a la que se realiza la medición . La movilidad de cada uno de los iones disueltos, sus valencias y su concentración real y relativa afectan a la conductividad. La estimación de la conductividad permite expresar la cantidad de sólidos totales disueltos, a fin de conocer el efecto de los diversos iones sobre el equilibrio químico, los efectos fisiológicos en las plantas y animales acuáticos. (Arredondo y Ponce, 1998). La medición de la conductividad se hizo con un conductímetro digital (Trans lnstrument modelo Walk Lab). La sonda del conductímetro fue sumergida en el agua y se tomó la lectura del aparato en el momento en que este se estabilizó en un valor, el cual se expreso µS/cm. Las lecturas tomadas en el campo se ajustaron por un factor de corrección a valores equivalentes a 25ºC y el resultado se expreso como K=25ºC. 7.2.5 Oxígeno disuelto Esta variable fisicoquímica es considerada como una de las más críticas , ya que de ello depende la conservación, crecimiento y rendimiento de las poblaciones de diversos organismos incluyendo especies de AVL (Arredondo y Ponce, 1998). Debido a que las AVL son organismos estrictamente aerobios, requieren de oxígeno para sobrevivir, sin embargo, cuando haya escasez de este recurso o las condiciones se vuelven anaerobias, las formas tróficas y flageladas pueden enquistarse para protección de las condiciones adversas del ambiente en que se encuentren . (Gallegos, 1997). La concentración de oxígeno disuelto (00) en los cuerpos de agua se determinó con un oxímetro digital (HANNA modelo Hl9143). Para determinar la concentración de oxígeno disuelto se introdujo la sonda del oxímetro en el agua manteniéndola inmóvil hasta que el aparato se estabilizó en un valor, y se tomó la lectura expresada en valores de porcentaje de saturación y en mg/L de OO. 7.3 Análisis biológicos 22 7.3.1 Coliformes totales Las AVL juegan un papel importante en los ecosistemas como depredadores de bacterias. Consecuentemente la dinámica de sus poblaciones está relacionada entre si , esto supone una relación muy importante para la estabilidad y productividad de comunidades biológicas, puesto que más importante que su abundancia es el índice de producción de nutrientes. Rodríguez (1994) y De Jonckheere (1991 ), sugieren una posible relación entre la disponibilidad de bacterias como fuente de alimento y la presencia de AVL dentro de la columna de agua. Análisis de coliformes en muestras de agua. Se determinó el número de coliformes totales para establecer si existe relación entre la presencia de amebas de vida libre y la densidad de bacterias coliformes en el agua . Esta prueba se realizó con muestreadores Coli-Count MILLIPORE (Bedford , Ma). Se tomó una muestra de agua de los canales de riego del valle de Mexicali con la botella muestreadora llevándolo hasta un volumen de 18 mi , se insertó la paleta del muestreador dentro de la botella con la muestra y se sumergió durante 30 segundos. Posteriormente se desechó el líquido del muestreador y la paleta fue insertada nuevamente en la botella la cual se selló para evitar contaminación . Los muestreadores fueron llevados al laboratorio y se incubaron a 35 ºC durante 24 horas. El crecimiento de las colonias en la superficie del filtro de las paleta muestreadoras fueron contadas como organismos individuales. Para el análisis de muestras de coliformes totales se tomaron en cuenta solo las colonias azules, el resultado de su conteo fue multiplicado por 100 y de esta manera el número de coliformes totales fueron reportados como unidades formadoras de colonias (UFC) por cada100 mi de muestra. 7.3.2 Amebas de vida libre 7.3.2.1 Aislamiento y cultivo amebas de vida libre El aislamiento de las amebas se hizo por concentración de las muestras por centrifugación. Las muestras fueron procesadas de acuerdo al método descrito por De Jonckheere (1977) para aislar amebas de vida libre. Volúmenes de agua de 50 mi se centrifugaron a 1500 x g durante 1 O min ., después de la centrifugación el sedimento se inoculó sobre placas con medio de agar no nutritivo con Enterobacter aerogenes (medio de cultivo NNE). Las placas de Petri con NNE sembradas de esta manera se incubaron a temperatura ambiente por 24 horas. Transcurrido este tiempo las placas fueron observadas con el microscópio invertido (NIKON mod. Eclipse TS100) y se seleccionaron aquellas 23 zonas en las que se presentó buen crecimiento amebiano. Se cortaron trozos de agar de aproximadamente 5 mm2 donde hubiera crecimiento amebiano con organismos de un solo tipo , para separar los diferentes géneros y especies y se re-inocularon en placas de agar NNE nuevas. El proceso se repitió cuantas veces fue necesario para separar cada tipo diferente de amebas y obtener cultivos conuna sola especie. (Ver anexo 1) 7.3 .2.2 Axenización Segmentos de agar de aproximadamente 5 x 1 O mm con organismos amebianos en fase de trofozoíto se transfirieron a tubos de cultivo con medio liquido PBSGM (Phosphate: Bactocasitone: Serum: Glucose Médium) conocido también como medio de Chang . Para evitar una posible contaminación bacteriana, el medio Chang fue preparado con Penicilina G sódica y Kanamicina a una concentración de 20 ~Lg/ml. Los tubos con medio Chang inoculados con los trofozoítos de amebas se mantuvieron inclinados para obtener una superficie de contacto mayor con la pared del tubo manteniéndose a temperatura ambiente con el fin de que las amebas puedan adherirse a la superficie del tubo (De Jonckheere, 1977) (ver anexo 1 ). Al transferir trofozoítos del medio NNE al medio de Chang se buscó eliminar a la bacteria E. aerogenes como fuente de alimento para las amebas y hacer que éstas se alimentaran de los nutrimentos del medio de cultivo de Chang , obteniendo de esta manera un cultivo axénico, es decir con una sola especie creciendo en el medio a partir de uno monoxénico (dos especies o más compartiendo el cultivo ; bacteria-ameba). La importancia de axenizar a los aislados fue para asegurar la obtención de cultivos amebianos puros sin bacteria y así evitar que pudieran producirse errores en los resultados de las pruebas patogenicidad . Otros medios que fueron utilizados para la axenización de las amebas aisladas de los canales de riego de Mexicali fueron : Bactocasitona al 2% y medio PYNFH (Phosphate: Yeast: Nucleic acid : Folie: Hemin) (ver anexo 1 ). 7.3.2.3 Identificación de los aislados por microscopia de luz La identificación de los organismos aislados fue realizada por el examen morfológico de los quistes y trofozoítos amebianos por microscopía de luz en contraste de fases , también se tomaron en cuenta cualidades como transformación ameboflagelar, tolerancia a la temperatura (42 y 45 ºC) y pruebas de patogenicidad en ratones de laboratorio. La identificación taxonómica de los aislados se hizo con la clave dicotómica de Page (1988) para la identificación de gimnamebas. 24 Muestras de los aislados amebianos de placas de agar NNE fueron tomadas haciendo un barrido con solución salina de Page para evitar un choque osmótico (Page, 1988) y fueron colocadas en portaobjetos para ser analizadas en un microscopio invertido (NIKON mod . Eclipse TS100) en contraste de fases. Las muestras se observaron directamente a 40 x y con un micrómetro se tomaron los datos morfométricos de 50 quistes y 50 trofozoítos para calcular promedios y comparar medidas con la clave taxonómica . (Page, 1988) (Ver anexo 2) . 7.3.2.4 Prueba de transformación ameboflagelar El termino ameblofagelado es usado para describir la capacidad de las amebas para transformarse de una fase de trofozoíto, que se alimenta y reproduce a una etapa temporal de flagelación en la que no se alimenta ni se reproduce y solo se puede desplazar mediante un órgano de locomoción , en esta caso un flagelo (John , 1993). Su posible capacidad de transformación ameboflagelar fue inducida agregando agua destilada esterilizada a cultivos de amebas creciendo en forma trófica en placas de Petri. Después de 15 minutos las placas fueron observadas al microscopio invertido a intervalos de 15 minutos para buscar la aparición de formas flageladas. Cuando hubo flagelación de las amebas la prueba se consideró positiva por lo que a esos organismos se les consideró como pertenecientes a la familia Vahlkampfiidae y con la posibilidad de incluirse en el género Naegleria, pues se sabe que cuando Naegleria es colocada en medios que no le son adecuados como el agua destilada o soluciones amortiguadoras, el protozoo se transforma transitoriamente a un ameboflagelado (Cable y John, 1986). La prueba de transformación ameboflagelar se utilizó para diferenciar a los aislados de Naegleria y de Vahlkampfia. Los trofozoítos de Vah/kampfia son similares a los de Naegleria , presentan trofozoíto en forma limax que exhibe seudópodo eruptivo y bifurcación frecuente, sin embargo solo los trofozoítos de Naegleria tienen la habilidad de transformarse en un flagelado (Page 1988). 7.3.2 .5 Prueba de tolerancia a la temperatura Las AVL normalmente toleran temperaturas entre los 1 O y 30 ºC. Existe la premisa de que las amebas patógenas tienen capacidad de tolerar temperaturas elevadas, algunas especies que pertenecen a los géneros Acanthamoeba y Naegleria son termotolerantes y se desarrollan bien a temperaturas superiores a los 37 ºC y algunas especies pueden desarrollarse bien a temperaturas superiores a los 45 ºC. Por el contrario , las amebas que no son patógenas solo se desarrollan a temperaturas de 37 ºC o menores (De Jonckheere, 1981 ). Todas las especies patógenas son termotolerantes, pero no todas las amebas termotolerantes son patógenas, esta característica es importante para poder separar las posibles amebas patógenas para el hombre (De Johckheere, 2002; 25 Griffin , 1972), e incluso es una herramienta importante como criterio en la determinación taxonómica de algunas especies. La prueba de tolerancia a temperatura se hizo de la siguiente manera: las placas de Petri fueron inoculadas por duplicado según el procedimiento descrito anteriormente para el aislamiento de amebas, posteriormente cada placa se incubó por separado a temperaturas de 42 y 45ºC por 48 horas. Transcurrido ese tiempo se revisaron las placas de Petri con el microscopio invertido y se contabilizaron como positivas a 42 o 45 ºC aquellos cultivos en donde hubo presencia de trofozoítos y como negativas aquellas donde solo se observaron quistes. 7.3.2.6 Pruebas de patogenicidad Se determinó la patogenicidad de los aislados amebianos en ratones macho de tres semanas de edad de la cepa CD-1, a los cuales se les inoculó por vía intracerebral y por instilación nasal. Cada una de las pruebas se realizó en grupos de cinco ratones. Se tomaron muestras de los cultivos axénicos amebianos en etapa de crecimiento exponencial hasta haber logrado alcanzar una densidad de 1x106 células/mi. Posteriormente se realizó un concentrado de esas células por centrifugación, se tomó una alícuota y se inyectó con una jeringa insulínica a los ratones por vía intracerebral 20 ~d del concentrado amebiano, esto se realizó a través de los huesos parietales de la articulación interparietal , hacia la línea media del cráneo a la altura de las orejas. La inoculación por instilación nasal, se hizo aplicando dentro de los orificios nasales de los ratones 20 µI del concentrado amebiano. (Gallegos, 1997). Los animales fueron diariamente vigilados con el propósito de determinar su mortalidad. Los ratones inoculados que murieron fueron disectados para extraer sus órganos (cerebro, hígado, pulmón y riñones) esto con el propósito de sembrar trozos de alrededor de 1 cm 3 de sus órganos en medio NNE y ser incubados a 37°C por 24 h para recuperar los trofozoítos de las AVL inoculadas y confirmar su invasión a los órganos. Los ratones que sobrevivieron 21 días fueron sacrificados y se extrajeron sus órganos los cuales también fueron tratados de la misma manera. 7.4 Análisis estadístico Para determinar si una o algunas variables ambientales en combinación , como las características de los sitios de muestreados, se encuentran asociadas de manera directa con la presencia de AVL se determinó el coeficiente de correlación de "Spearman" y el modelo de regresión múltiple "stepwise" respectivamente , los cuales se realizaron utilizando el software Statistica para Windows versión 6. 26 El cálculo del coeficiente de correlación de "Spearman" es una prueba pareada para la cual se utilizaron dos conjuntos de datos: cada uno de los parámetros fisicoquímicos contra el número de especies encontrados, con el fin de obtener el grado de relación o asociación que poseen entre si cada par de estas variables. (Wayne,1997). Se aplico el método de regresión múltiple para poder establecer una relación matemática entre el conjunto de las variables ambientales medidas, con el fin de conocer y explicar los mecanismos de su posible relación con la presencia de AVL. La regresión "stepwise" traducida habitualmente como regresión por pasos, crea un modelo paso a paso, eligiendo primero la variable independiente que mejor explica la variable dependiente, añadiendo después en cada nuevo paso una a una las otras variables independientes, además reconsidera el mantener las que ya se habían añadido previamente, que en conjunto con las demás aporten información (Cooley y Lohnes, 1985; Kleinbauin et al., 1998). 27 8. RESULTADOS Y DISCUSIÓN De agosto de 2001 a octubre de 2003 se recolectaron en cuatro muestreos, 53 muestras de agua de los canales de riego de 16 sitios seleccionados en el Valle de Mexicali. A partir de las 53 muestras de agua se identificaron 75 aislados amebianos pertenecientes a 12 géneros y 8 especies diferentes (Cuadro 4) . Diversidad de amebas En el muestreo 1 se analizaron 14 sitios de los cuales se obtuvieron 15 aislados amebianos pertenecientes a 3 géneros, Acanthamoeba, Rhizamoeba y Vah/kampfia . Del género Acanthamoeba se identificaron dos especies A. castellanii y A. cu/berlsoni. En este muestreo, las amebas de la especie A. castellanii fueron las más frecuentes con 11 aislados obtenidos a partir de 11 de los 14 canales de riego estudiados, mientras que A. cu/berlsoni solo se aisló de los canales LA 1 e IND. Asimismo fue detectada la presencia de amebas pertenecientes a los géneros Vahlkampfia y Rhizamoeba aunque solo fue recolectado un aislado de cada uno en los canales IRA y XCH respectivamente. En el muestreo 11 al analizar el agua de los 16 canales seleccionados se obtuvieron un total 16 aislados pertenecientes a 5 géneros de AVL, en este punto es importante destacar la presencia de tres géneros que no fueron descritos en el primer muestreo, Rosculus, Harlmannella y Naegleria . En el cuadro 4 puede observarse que el género Naegleria fue el que se aisló con mayor frecuencia durante el muestreo y en 3 ocasiones se identificó a la especie Naegleria fowleri , en el agua, la cual es la AVL reportada en la literatura como la de mayor potencial patógeno para el ser humano. Por otra parte los géneros Vahlkampfia y Acanthamoeba continuaron siendo recolectados e identificados al igual que en el muestreo 1, aunque la presencia de Acanthamoeba no fue tan frecuente (con 3 aislados) en comparación con el muestreo anterior, llevado a cabo en el mes de agosto (11 aislados) aunque se identificaron 2 especies representativas para el género Acanthamoeba, que correspondieron a A. polyphaga y A. castellanii, estas especies han sido reportadas como muy virulentas y con capacidad de provocar infecciones en el humano. Al revisar el mismo cuadro 4 es evidente la ausencia del género Rhizamoeba el cual había sido reportado anteriormente. En el tercer muestreo por cuestiones técnicas derivadas del mantenimiento de la Comisión Nacional del Agua (CNA) y por factores de eutrofización y estiaje en la zona, de los 16 canales contemplados para ser estudiados, solo fue posible analizar y recolectar muestras de agua de siete de ellos. Sin embargo, fue posible obtener e identificar a 7 géneros de AVL siendo el más frecuente Acanthamoeba, con dos especies identificadas, A. polyphaga y A. culberlsoni y una Acanthamoeba spp., que no pudo ser determinada a nivel de especie, cabe mencionar que las dos especies del genero Acanthamoeba que fueron aisladas, son reportadas como patógenas en literatura especializada. 28 Cuadro 4. Géneros y especies encontrados por canal durante los cuatro muestreos. Canal Muestreo 1 Muestreo 11 Muestreo 111 Muestreo IV Agosto 2001 Febrero 2002 Septiembre 2002 Octubre 2003 RPM Acanthamaeba Naegleria spp ND Naegleria spp castellanii CAN Acanthamaeba Naegleria fawleri ND Rasculus ithacus castellanii LA1 Acanthamaeba Naegleria fawleri ND Acanthamaeba spp. culbertsani Mayare/la spp LA2 ND Acanthamaeba ND Rasculus ithacus castel/anii Acanthamaeba spp. Acanthamaeba Willaertia magna pa/yphaga Naegleria spp. Vanella spp. MCI Acanthamaeba Rascu/us ithacus ND Thecamaeba spp. castellanii MCH Acanthamaeba Vahlkampfia spp. ND Naegleria spp. castellanii Vahlkampfia aberdanica SS1 ND ND ND Hartmannella vermifarmis Willaertia magna Mayare/la spp. SS2 ND Vahlkampfia spp. ND Hartmannella vermifarmis IRA Acanthamaeba Acanthamaeba spp. Thecamaeba spp. Acanthamaeba spp. castellanii Rasculus ithacus Vahlkampfia spp. Platyamaeba spp. OAX Acanthamaeba Naegleria spp. Acanthamaeba spp Naegleria spp. castellanii NAY Acanthamaeba Naegleria spp. Naegleria spp Naegleria spp. castellanii Vahlkampfia aberdanica ABA Acanthamaeba Rascu/us ithacus Vanella spp. Vahlkampfia spp. castellanii Mayare/la spp. Willaertia magna IAB Acanthamaeba Hartmannel/a spp. Vahlkampfia spp Vanella spp. castellanii Hartmannel/a vermifarmis Acanthamaeba castellanii IND Acanthamaeba Rasculus ithacus Acanthamaeba Rasculus ithacus culbertsani palyphaga Vanella spp. Acanthamaeba culbertsani XCH Acanthamaeba Vahlkampfia spp. ND Acanthamaeba spp castellanii Rhizamaeba spp. COR Acanthamaeba Naegleria fowleri Hartmannella spp. Acanthamaeba spp. castellanii Hartmannella vermifarmis Naeg/eria spp. Vahlkampfia spp. Amaeba spp. ND= No determinado 29 Finalmente en el balance de amebas aisladas a partir del cuarto muestreo en el mes de octubre de 2003 se alcanzó un total 35 aislados amebianos, siendo la etapa con la mayor cantidad de organismos obtenidos en todo el trabajo de investigación . Las amibas de vida libre que fueron identificadas en esta ocasión correspondieron a 11 géneros y 14 especies, e indicó la mayor diversidad de estos protozoos en comparación con cualquiera de los tres muestreos anteriores, aquí los géneros identificados con mayor frecuencia fueron Naegleria y Acanthamoeba. También se describieron 4 géneros que no fueron encontrados en los tres muestreos de campo realizados anteriormente, estos protozoos pertenecen a los géneros Willaertia, Vanella, Platyamoeba y Amoeba. En este punto es significativo hacer referencia a la constante aparición durante los cuatro muestreos de los géneros Vahlkampfia y Acanthamoeba, ya que fue documentada su presencia a lo largo del presente estudio. Géneros de A VL aislados en el Valle de Mexicali El total de los organismos aislados durante las cuatro etapas de muestreo desde el punto de vista taxonómico estuvieron incluidos en 12 géneros (Cuadro 5) , siendo los más frecuentes aquellos correspondientes a Naegleria y Acanthamoeba con un total de 18% y 34% respectivamente y que en conjunto representaron más de la mitad de todos los organismos aislados (52%) , estos valores son importantes si consideramos que en estos dos géneros se incluyen especies que han sido reportadas en la literatura científica como altamente virulentas para el ser humano, aunque con esta aserción no se pretende afirmar que todas las especies de los dos géneros reportados en este trabajo sean especies patógenas para el hombre. Cuadro 5. Géneros amebianos aislados e identificados durante los cuatro muestreos Género MI M 11 M 111 MIV Número de %de amebiano aislados aislados Acanthamoeba 13 3 3 6 25 34 Naegleria 6 1 6 13 18 Vahlkampfia 3 1 4 9 12 Roscu/us 3 4 7 9 Hartmannella 1 4 6 8 Vanella 3 4 5 Mayare/la 2 3 4 Wil/aertia 3 3 4 Thecamoeba 1 2 3 Amoeba 1 1 1 P/atyamoeba 1 1 1 Rhizamoeba 1 1 1 12 15 16 9 35 75 100% 30 Finalmente 1 O géneros representaron el restante 48% del total descrito en este estudio, entre los que se mencionan a los géneros Vahlkampfia representando un 12%, seguido de Roscu/us con el 9% mientras que los menos frecuentes fueron los géneros Amoeba, Rhizamoeba, y Platyamoeba, mismos que solamente fueron aislados en una ocasión. En el cuadro5 también se muestran los géneros aislados en cada uno de los muestreos. Número de especies de AVL De los organismos identificados a nivel de especie (Cuadro 6 y figura 5) , la que representó una mayor frecuencia fue Acanthamoeba castellanii identificándosele en 13 muestras distintas constituyendo en un nivel especifico el 17% del total de los organismos que se aislaron en esta investigación . Cabe destacar nuevamente que las especies de A. castellanii han sido descritas extensamente en la literatura como organismos causantes de diversas patologías en humanos, ponderando su aislamiento en pacientes con queratitis amebiana. En este estudio también pudieron identificarse en los muestreos 1 y 111 tres aislados de la especie Acanthamoeba cu/bertsoni reportados también como causantes de EAG y queratitis amebiana, siete acantamebas no fueron identificadas a nivel de especie. Cuadro 6. Listado de especies de amebas de vida libre aisladas durante los cuatro muestreos realizados en el Valle de Mexicali . Género y especie MI M 11 M 111 MIV Número de % de especies aislados aisladas Acanthamoeba caste/lanii 11 1 1 13 17 Naegleria spp. 3 6 10 13 Acanthamoeba spp 1 5 7 9 Rosculus ithacus 3 4 7 9 Vahlkampfia spp. 3 1 6 8 Hartmannella vermiformis 4 4 5 Vane/la spp 3 4 5 Acanthamoeba culbertsoni 2 3 4 Wi/laertia magna 3 3 4 Mayare/la spp. 2 3 4 Vahlkampfia aberdonica 3 3 4 Naegleria fowleri 3 3 4 Hartmannella spp. 2 3 Acanthamoeba polyphaga 2 3 Thecamoeba spp. 2 3 Amoeba spp. 1 Platyamoeba spp. 1 Rhizamoeba spp. 1 1 SUBTOTAL 15 16 9 35 75 100% Un total de 1 O naeglerias no se identificaron a nivel de especie, sin embargo, fueron de los organismos amebianos más abundantes que aparecieron en este trabajo, aunque solo 3 de los aislados fueron catalogados taxonómicamente 31 como Naegleria fowleri. En este punto es importante destacar la presencia de N. fowleri en este sistema de canales , ya que dicha especie se encuentra implicada en casos de meningoencefalitis amebiana primaria reportados en pacientes tratados por esta infección en hospitales de Mexicali . En la figura 5 puede apreciarse la frecuencia de cada especie aislada y que además de A. castellanii y las naeglerias en su conjunto, Rosculus ithacus, Hartmannella vermiformis, Willaertia magna y Vah/kampfia aberdonica, fueron identificadas con mayor frecuencia en los canales de riego . Acanthamoeba polyphaga y otras formas amebianas aisladas son mostradas en la misma figura pero fueron recolectadas en menor cantidad que las anteriormente descritas. o A cas tellanii o Naegleria spp. • Acanthamoeba spp . El R. ithacus ll!l Vahlkampfia spp. • H. vermiformis o Vanella spp. o A culb ertsoni o W. magna El Mayare/la spp. o V aberdonica El N. fo\Nferi • Hartmannella spp. o A polyphaga o Thecamoeba spp. l!!l Amoeba spp. o Platyamoeba spp. o Rizamoeba spp. < >. ''" @& ••. ihl!l!IWlbX. ¡¡e.e· %ciBY I -==i t=:J o 2 l ·+• ... rn l 1 1 1 1 Número de aislados 4 6 8 10 12 14 Figura 5. Frecuencia del aislamiento de especies de AVL en los canales de riego de Mexicali , Baja California. Los organismos más abundantes correspondieron a los géneros Acanthamoeba, Naeg/eria , Rosculus y Vahlkampfia. Los resultados encontrados en este trabajo, coinciden con los realizados en otros ambientes acuáticos en los que un alto porcentaje de organismos pertenecientes a los géneros Naegleria, Vahlkampfia y Acanthamoeba predominan sobre otros (Kyle y Noblet, 1986; Rivera et al. , 1993 y Sadaka et al., 1994). Es común que las AVL se detecten con baja frecuencia en las etapas tempranas del desarrollo de una sucesión y son muy abundantes entre el vigésimo y quincuagésimo día de la misma (Anderson , 1988). 32 Distribución de amebas de vida libre en el Valle de Mexicali. Las AVL se encuentran distribuidas mundialmente, sin embargo, la composición de especies en un lugar, depende del sitio en particular donde se encuentren , en que momento llegan, en que etapa fisiológica se encuentran , las condiciones fisicoquímicas , la presencia de depredadores y la calidad del alimento (Rodríguez, 1994 ). En los resultados puede apreciarse que existe un incremento en el número de aislamientos a medida que se avanzó en los muestreos, los canales de riego están sujetos a flujo cuando las compuertas son abiertas, evento que provoca el aumento o disminución de las poblaciones de AVL (Kyle y Noblet, 1986). Otro evento importante a considerar es que el Valle de Mexicali es una región agrícola , con suelos desnudos, sujetos a vientos , los cuales transportan suelo hacia los canales de agua; el flujo vehicular también participa en este fenómeno, algunos reportes señalan que las poblaciones de gimnamebas presentes en el suelo también se pueden encontrar en ambientes acuáticos (Banforth, 1982). El sistema de riego en los campos agrícolas del Valle de Mexicali es por inundación o anegamiento y por surcos y las AVL pueden desprenderse del agua en forma de aerosoles, las amebas viven sobre la superficie, adheridas a partículas flotantes en la columna de agua o en los sedimentos, por lo que es un riesgo para los trabajadores. Es común que eventos naturales y artificiales cambien la composición de un cuerpo de agua o suelo. Las actividades del hombre realizadas en el río Colorado en los inicios del siglo XX han impactado de forma negativa en la flora y fauna del Golfo de California. La construcción de presas y obras de irrigación y la utilización del agua en la industria y consumo urbano, influye en las poblaciones amibianas al modificar su comportamiento natural , promoviendo que especies nativas sean desplazadas por otras más resistentes, también afecta el comportamiento de los depredadores que controlan las poblaciones amibianas (Kyle y Noblet 1985; Rivera et al. , 1993, 1994) Durante los cuatro muestreos, el aislamiento de AVL a partir de la columna de agua fue evidente, posiblemente como resultado de la depositación de quistes transportados por el aire, las amebas pueden sobrevivir en la capa superficial o por debajo de ella adheridas a partículas de materia orgánica, puesto que la utilizan como sustrato (Finlay et al., 1988). El aislamiento de Naegleria fowleri de los canales de riego apoya la hipótesis de la aspiración de estos patógenos por personas que nadaron durante los brotes de MEAP en Mexicali durante 1989 y 1990. La temperatura del agua no fue muy alta (máximo 31 .8 ºC) en el canal lrapuato durante el muestreo 111 , sin embargo permitió aislar naeglerias patógenas (N. fowlen) y no patógenas. Este hecho es importante puesto que la temperatura por arriba de los 30 ºC favorece pero no es indispensable para el crecimiento de amebas del género Naegleria (Kadlec et 33 al., 1980). La ausencia de cloro y presencia de materia orgánica son variables que pudieron haber favorecido el crecimiento y proliferación de las naeglerias (Rivera et al. , 1989a, 1990). El aislamiento de N. fowleri durante el muestreo 11 coincide con los reportes de Lares-Villa y colaboradores (1993) quienes aislaron N. fowleri en los canales de riego de Mexicali con temperaturas que oscilaban entre los 28 y 32 ºC, muy similares a las registradas en el presente trabajo. No obstante que los canales son para uso de riego agrícola, la población las utiliza para nadar y mitigar el excesivo calor que prevalece en la región , el aislamiento de AVL potencialmente patógenas de la superficie del agua facilita la inoculación directa de amebas como N. fowleri y Acanthamoeba las cuales entran en contacto con la mucosa nasal o los ojos, siendo estos mismos una posible fuente de contagio . La concentración mínima para desarrollar MEAP asociada con prácticas recreativas como natación o buceo es de 1 a 1 O amebas de N. fowleri por litro según Gabanes et al., (2001 ). En el mapa de la figura 6 se puede apreciar la distribución de AVL en el Valle de Mexicali , en un primer
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