ARTÍCULOS
Recepción: 11 Noviembre 2022
Aprobación: 23 Enero 2023
Autor de correspondencia: fdandueza@uce.edu.ec
Cómo citar: Andueza Leal, F. D., Araque Rangel, J., González Escudero, M., Sacoto, D., León Leal, A., Gutiérrez, M.G., Flores, S., Escobar Arrieta, S., & Medina Ramírez, G. (2023). Biodiversidad bacteriana en aguas de balnearios mineromedicinales de Ecuador y Venezuela. FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 15(1), 56–77. https://doi.org/10.29166/revfig.v15i1.4368
Resumen: Las aguas mineromedicinales en Ecuador y Venezuela se utilizan desde hace siglos como medicamentos por la población de estos países. Sin embargo, la biodiversidad bacteriana es poco conocida. Por ello, el objetivo del trabajo fue conocer la biodiversidad bacteriana en el agua de balnearios mineromedicinales de Ecuador y Venezuela. Se tomaron muestras de agua en diversos puntos de cada balneario. Los estudios microbiológicos se realizaron siguiendo los esquemas propuestos por MacFaddin, complementadas con las pruebas bioquímicas de las galerías API y Microgen. En las aguas de los balnearios de Ecuador se identificaron un total de 284 colonias de los géneros Acidovorax, Acinetobacter, Actinomyces, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Brevundimonas, Budvicia, Burkholderia, Citrobacter, Corynebacterium, Edwardsiella, Ewingella, Flavobacterium, Kurthia, Micrococcus, Moraxella, Proteus, Pseudomonas, Psychrobacter, Ralstonia, Staphylococcus, Vibrio, Yersinia, Yokonella y Xenorhabdus. En las aguas de los balnearios de Venezuela, se logró identificar 158 colonias de los géneros Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Brevundimonas, Burkolderia, Chromobacterium, Citrobacter, Comamonas, Edwardsiella, Enterobacter, Klebsiella, Kluyvera, Moraxella, Plesiomonas, Proteus, Pseudomonas, Ralstonia, Shewanella, Staphylococcus, Weeksella y Vibrio. Se observó un claro predominio de las bacterias Gram negativas de la clase Gama proteobacterias en los balnearios mineromedicinales de ambos países.
Palabras clave: aguas mineromedicinales, balnearios, biodiversidad bacteriana, Ecuador, Venezuela.
Abstract: The medicinal mineral waters in Ecuador and Venezuela have been used for centuries as medicines by the population of these countries. However, bacterial biodiversity is poorly understood. Therefore, the objective of the work was to know the bacterial biodiversity in the medicinal mineral water’s spas in Ecuador and Venezuela. Water samples were taken at various points in each spa. The microbiological studies were carried out following the schemes proposed by MacFaddin, complemented with the biochemical tests of the API and Microgen gallery. In the waters of the spas of Ecuador, 284 colonies of the genera Acidovorax, Acinetobacter, Actinomyces, Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacterium, Brevundimonas, Budvicia, Burkholderia, Citrobacter, Corynebacterium, Edwardsiella, Ewingella, Flavobacterium, Kurthia, Micrococcus, Moraxella were identified. Proteus, Pseudomonas, Psychrobacter, Ralstonia, Staphylococcus, Vibrio, Yersinia, Yokonella and Xenorhabdus. In the waters of the Venezuelan spas, it was possible to identify 158 colonies of the genera Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Brevundimonas, Burkolderia, Chromobacterium, Citrobacter, Comamonas, Edwardsiella, Enterobacter, Klebsiella, Kluyvera, Moraxella, Plesiomonas, Proteus, Pseudomonas, Ralstonia, Shewanella, Staphylococcus, Weeksella and Vibrio. A clear predominance of Gram-negative bacteria of the Gamma proteobacteria class was observed.
Keywords: medicinal mineral waters, spas, bacterial biodiversity, Ecuador, Venezuela .
INTRODUCCIÓN
El agua se ha venido utilizando como medicamento en el mundo desde épocas prehistóricas. Diferentes culturas y religiones le han dado poderes curativos a este recurso natural y así se ha utilizado a través de la historia (Blázquez, 1977; Domínguez, 1985; George, 2001; Pérez Fernández & Novoa Castro, 2002; Gianfaldoni et al., 2017). Sin embargo, podemos ubicar el origen de la cultura del agua mineromedicinal en las fuentes hidro minerales griegas, en donde el médico griego Hipócrates (375 A. C.) comenzó a utilizar las aguas minerales naturales para tratar condiciones clínicas específicas, destacando las diferencias entre los efectos terapéuticos de cada tipo de fuente hidrotermal, señalando que las diferentes propiedades curativas estaban relacionadas con diferentes contenidos minerales (Naranjo Ravelli et al., 2020).
Posteriormente, durante el Imperio Romano, se propició una filosofía termal, denominada Doctrina Romana. Esta ideología consideraba al agua como un producto natural, específico de cada manantial y que debía observar normas relativas a la estabilidad y constancia de su composición química, sus características fisicoquímicas y la conservación de su pureza original, a fin de ejercer su influencia benéfica y medicinal sobre el organismo del ser humano (Schadewalt, 1989; Melillo, 1995; Gianfaldoni et al., 2017).
Paralelamente al pensamiento Romano, surgió la Doctrina Germánica, la cual establece unos mínimos en contenido mineral por los cuales es reconocida la calidad mineral de un agua y su acción terapéutica (Armijo Valenzuela, 1968; Porter, 1990; Titzmann & Balda, 1996; Lamoreaux & Tanner, 2001; Pérez Fernández & Novoa Castro, 2002; Van Tubergen & Van Der Linden, 2002).
La primera publicación sobre el agua mineromedicinal la podemos ubicar en el año 1498, fecha en la cual Savoranola, profesor de la Universidad de Ferrara y médico de la corte del marqués Leonello de Este en Italia, publica la obra “De Balneis et Thermis”, considerado el primer tratado sobre las aguas mineromedicinales. Años más tardes se publicaron los estudios de Adria (1536), Fallopio (1546) y Andrea Bacius (1571) (Sánchez Granjel, 1981; Rodríguez, 1995).
En España, D. Julián Gutiérrez de Toledo, médico de los Reyes Católicos publica en 1498 “Cura de la piedra y dolor de la fijada y cólica-renal” en la que se trata de la aplicación medicinal de algunas de las fuentes como Ledesma y Alhama (De la Rosa & Mosso, 2004).
En 1697 se publica la obra de D. Alfonso Limón Montero, catedrático de la Universidad de Alcalá de Henares, “Espejo cristalino de las aguas minerales de España”. En ella se describen más de cien fuentes y 36 balnearios (Limon Montero, 1697).
En su obra, Limon Montero define al agua mineromedicinal como aquella que recibe “extrañas virtudes de los minerales que la conforman y es utilizada como medicamento” (Limon Montero, 1697).
En los años siguientes se destacan las obras realizadas por Rodrigo y Andueza (1713), médico colegial de Pamplona, “Libro de los prodigiosos baños de Thyermas” (Rodrigo y Andueza, 1713), la de D. Pedro Gómez de Bedoya, catedrático de la Universidad de Santiago, “Historia universal de las fuentes minerales de España” (1764-65) donde se describen 40 balnearios y 275 fuentes minerales (Gómez de Bedoya, 1764). También es de destacar la obra de D. Juan de Dios García (1793) “Examen de las aguas medicinales de más nombre que hay en las Andalucía” en la que se estudian un gran número de manantiales y sus propiedades curativas (Martínez Reguera, 1896; Málaga, 1969; San Martin, 1994).
Posteriormente, cuando ya la hidrología medica había sido reconocida como una ciencia, el catedrático de la Universidad Complutense de Madrid, Dr. Manuel Armijo, las define como aquellas “aguas que brotan de una fuente y pueden ser utilizadas directamente en terapias dado a que son reconocidas por los entes nacionales de salud como verdaderos medicamentos” (Armijo Valenzuela, 1968).
Hasta la fecha, en España y Europa se conoce bastante bien las características fisicoquímicas, microbiológicas, terapéutica y químicas de este tipo de agua y se emplean en balnearios bajo las orientaciones de un médicos hidrólogos para tratar diferentes tipos de dolencias, tales como artritis reumatoide, fatiga muscular, gota, problemas dermatológicos, trastornos circulatorios, digestivos, respiratorios y otras afecciones de la salud, todo ello de acuerdo a la composición química y microbiológica de las mismas (European Union, 1980; Armijo & San Martin, 1994; San Martin, 1997; De la Rosa & Mosso, 2004; Maraver & Armijo, 2010; Maraver et al., 2020).
Las aguas mineromedicinales se distinguen por su composición química específica, en donde prevalecen las concentraciones de iones como sulfatos, fosfatos, nitratos, carbonatos, bicarbonatos, entre otras sustancias químicas, seleccionando de esta manera la existencia de especies microbianas capaces de sobrevivir en condiciones extremas de concentración de sal, pH y en algunos casos de temperaturas, lo que las hace particularmente atractivas en el estudio de microorganismos extremófilos con posibles aplicaciones biotecnológicas de interés para las industrias farmacéutica, alimenticia, química e incluso con aplicaciones en la biorremediación de compuestos nocivos para el medio ambiente (Bredholt et al., 1999; Ramírez et al., 2006; Viviano et al., 2011; Medina Ramírez et al., 2016; Oliart Ríos et al., 2016; Maraver et al., 2020).
Dentro de las características que menos se han estudiado de las aguas mineromedicinales a nivel mundial, está la composición, diversidad, funciones, tamaño de la población bacteriana y los perfiles de resistencia a los antibióticos de estas.
En España, gracias al trabajo que ha venido desarrollando la comisión de aguas minerales y mineromedicinales de la Real Academia Nacional de Farmacia por varias décadas, así como los estudio realizados por investigadores de varias universidades españolas, se tiene un excelente panorama de la biodiversidad microbiana en los principales balnearios de aguas mineromedicinales españoles (Ramos Cormenzana et al., 1980; Mosso et al., 1981; Quevedo Sarmiento et al., 1986; De la Rosa et al., 1987; Mosso et al., 1994; De la Rosa et al., 1999; De la Rosa & Mosso, 2000; Urmeneta et al., 2000; De la Rosa et al., 2004; Mosso et al., 2006; De la Rosa et al., 2009; Mosso & De la Rosa, 2011; De la Rosa et al., 2015; De la Rosa et al., 2017; De la Rosa et al., 2018; Maraver et al., 2020).
El estudio de las aguas mineromedicinales en los países de latinoamericanos, a pesar de que las culturas ancestrales, como la de los aztecas, incas y mayas, hacían uso de ellas como medicamentos para curar sus dolencias (Domínguez, 1985; Villar, 1999; Monasterio, 2008), ha estado un poco rezagado, desconociéndose en la mayoría de los balnearios existentes, las características microbiológicas de estas y en muchos casos, sus propiedades terapéuticas.
En Ecuador, se puede indicar que existe una gran cantidad de conocimiento ancestral en el uso de aguas mineromedicinales como una terapia alternativa para curar varios tipos de enfermedades. La presencia de aguas termales asociadas con la presencia de volcanes ha sido utilizada como medicamentos desde la antigüedad por personas de diferentes grupos étnicos que habitan en estas áreas y que acuden a ellos para aliviar diversas dolencias (Muñoz, 1949, 1959, 1968, 1975). En los últimos años los balnearios térnales se han convertido en una floreciente industria de turismo de salud (Fresco, 2003; Maldonado Erazo et al., 2017; Rivas Tello et al., 2020). Sin embargo, aún se desconoce cuál es la biodiversidad de la microbiota asociada con la mayoría de estos entornos, así como las posibles actividades biológicas presentes, las cuales pueden tener importancia ambiental, biológicas, ecológicas, farmacológicas, sanitaria y terapéutica.
Los primeros estudios que se han realizado en Ecuador sobre la microbiología de las aguas mineromedicinales, han sido llevados a cabo gracias al trabajo de cooperación universitaria entre el grupo de investigación en microbiología y biotecnología ambiental de la carrera de Ingeniería Ambiental de la FIGEMPA de la Universidad Central del Ecuador (UCE), el grupo de investigación en microbiología de la carrera de Bioquímica y Farmacia de la Escuela Superior Politécnica del Chimborazo (ESPOCH) y la carrera de Medicina de la Universidad Regional Autónoma de los Andes (UNIANDES) en colaboración con el grupo de investigación en microbiología del agua de la Facultad de Farmacia y Bioanálisis de la Universidad de los Andes de Venezuela (Cabrera, 2015; Soria, 2015; Veintimilla, 2015; Andueza et al., 2015, 2018, 2018b, 2019, 2020;Andueza Leal et al., 2020; Medina Ramírez et al., 2016; Andueza, 2019; Talavera et al., 2019; Sacoto Acaro & Andueza Leal, 2020; González et al., 2021).
En el caso de Venezuela, el uso de agua mineromedicinal ha tenido una historia similar a la de Ecuador, aunque el en el territorio de este país no se dispone de la abundancia y diversidad de fuentes de manantiales como es el caso de Ecuador. Los principales estudios que se han documentados sobre este tipo de agua han sido de naturaleza geológica y química, muchos de los cuales se desarrollaron a finales del siglo XIX y durante el siglo XX (Boussingault & De Rivero, 1823; Boussingault, 1833, 1849; Karsten, 1850; Arvelo, 1875; Marcano, 1877; Ernst, 1891; Álamo, 1893; Alvarado, 1911; Febres, 1920; Villegas, 1925; Sivoli, 1935; Otero et al., 1939, 1958; Martínez, 1970; Burguera et al., 1981).
En relación con los estudios sobre biodiversidad microbiana de las aguas mineromedicinales, en Venezuela son pocas las investigaciones que se han realizado sobre este aspecto, destacando aquellas llevadas a cabo por el laboratorio de microbiología del agua de la Facultad de Farmacia y Bioanálisis de la Universidad de los Andes (ULA), con el financiamiento del Consejo de Desarrollo Científico, Humanístico, Tecnológico y Artístico (CDCHTA) de esa Universidad. De manera específica, se han realizado estos estudios en los principales manantiales de aguas termales del estado Mérida (Flores, 2012; Rondón et al., 2012; Niño & Peña, 2014; Álvarez, 2015; Gutiérrez et al., 2018).
Tanto en Ecuador como en Venezuela, las investigaciones que se han venido realizando en los últimos años han tenido como objetivo conocer la biodiversidad y las principales características biológicas de la microbiota de las aguas mineromedicinales, entre ellas los perfiles de resistencia y multiresistencia a los antibióticos, de manera de establecer indicadores de calidad sanitaria y prevenir posibles problemas de salud pública, entendiendo que es importante considerar a la salud desde un punto de vista más holístico, tal y como lo sugiere las aproximaciones denominadas “Una Salud “(One Health) propiciada por la Organización Mundial de la Salud (Trinh et al., 2018; Gutiérrez, 2019; Mackenzie & Jeggo, 2019).
Es indudable que el estudio de la microbiología de cada manantial tiene un interés sanitario, ya que una contaminación microbiana y/o la presencia de resistomas ambientales puede representar un riesgo para la salud de los agüistas, y en este sentido se han realizados las investigaciones que se exponen en el presente trabajo.
MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES
Muestras
Se recolectaron muestras de agua mineromedicinal en los puntos de emergencia y piscinas termales de seis balnearios ubicados en la Provincia de Pichincha Ecuador (Balnearios Cununyacu, El Cachaco, El Tingo, Ilalo, La Merced y Urauco) y en cinco balnearios ubicados en el Estado Mérida, Venezuela (Campo Mio, La Mitisus, La Musuy, Santa María y Santa Polonia).
El balneario de aguas mineromedicinales de Cununyacu (Figura 1) se encuentra ubicado en las faldas noroccidentales del cerro Ilaló, a orillas del rio Tumbaco, a una distancia de 16 km de la ciudad de Quito, a una altura de 2300 m.s.n.m, con una temperatura de 17,7 ˚C (GAD Tumbaco, 2015).
Los manantiales de aguas mineromedicinales del El Cachaco (Figura 2) se ubican en la Parroquia de Calacalí, provincia de Pichincha, en el Distrito Metropolitano de Quito, a una altitud de 2839 m.s.n.m. (GAD Calacalí, 2012).
Las fuentes mineromedicinales del balneario “El Tingo” (Figura 3) se encuentran en la parroquia Alangasí zona del Valle de Los Chillos, cantón Quito, Provincia de Pichincha Ecuador, a 2500 m.s.n.m. (Burbano et al., 2013; Carrera & Guevara, 2016).
El balneario Ilaló (Figura 4) es un complejo turístico localizado en el barrio Guantugloma de la Parroquia la Merced perteneciente al Distrito Metropolitano de Quito, Provincia de Pichincha Ecuador, a una altura 2598 m.s.n.m. (GADP La Merced, 2012).
El balneario de manantiales mineromedicinal de La Merced (Figura 5) se ubica en la parroquia Alangasí zona del Valle de Los Chillos, cantón Quito, Provincia de Pichincha Ecuador, a 2500 m.s.n.m. (Burbano et al., 2013; Carrera & Guevara, 2016).
Las aguas mineromedicinales del Balneario Urauco (Figura 6) se encuentran en la Parroquia Lloa, perteneciente a la Ciudad de Quito, Provincia de Pichincha a una altitud de 2773 m.s.n.m en las faldas del volcán Guagua Pichincha, a 30 minutos de la parroquia Lloa, la misma que pertenece a la ciudad de Quito, Provincia de Pichincha, Ecuador (Burbano et al., 2013; Carrera & Guevara, 2016).
Los balnearios de aguas mineromedicinales de Campo Mio y Santa María (Figura 7 y Figura 8) se ubican en el del sector Aguas Calientes de la población de Tabay, Municipio Autónomo Santos Marquina del estado Mérida Venezuela, a 15 kilómetros de la Ciudad de Mérida, a una altitud de 1710 m.s.n.m y con una temperatura media de 17.2 ºC (Rondón & Villafranca, 2012).
La fuente mineromedicinal de La Mitisus (Figura 9) está ubicada en el Municipio Cardenal Quintero, Parroquia Las Piedras, estado Mérida Venezuela, a 50 metros de la represa José Antonio Páez, en dirección a La Mitisús. El manantial se encuentra aproximadamente a una altitud de 1625 m.s.n.m. (Schubert, 1980).
El manantial mineromedicinal de La Musuy (Figura 10) se localiza al oeste del poblado de Mucuchies, municipio Rangel del estado Mérida Venezuela, específicamente en el lado norte de la carretera Trasandina, a una altitud de 3308 m.s.n.m y con una temperatura media de 18.2 ºC (Trinh et al., 2018).
Las aguas mineromedicinales de Santa Polonia se sitúan al norte de la población de Santa Apolonia, municipio Tulio Febres Cordero del estado Mérida Venezuela, a 760 m.s.n.m y con una temperatura promedio anual de 23 °C, próxima a la población de Caja Seca, a orillas del río San Pedro (Burguera et al., 1981).
Se realizaron 2 muestreos en cada uno de los sitios antes señalados durante un periodo de un año. En Ecuador las investigaciones se realizaron entre los años 2015 y 2021, en el caso de Venezuela los estudios se llevaron a cabo entre los años 2012 y 2019. En cada ocasión y en cada unió de los sitios de muestreo, se tomaron de manera aséptica 3 muestras de agua de 1 litro, recogidas en recipientes estériles, los cuales se trasladaron a temperatura ambiente y en la oscuridad al laboratorio, realizándose los análisis microbiológicos antes de las 48 horas.
Medios de cultivo y reactivos
Los medios de cultivo utilizados se prepararon a partir de las formas deshidratadas suministradas por las casas comerciales o mezclando los constituyentes del medio, de acuerdo con la formula correspondiente. Se reconstituyeron con agua destilada y posteriormente se esterilizaron en autoclave 120 °C durante 20 minutos a 15 PSI de presión. Todos los reactivos utilizados fueron de grado analítico.
MÉTODOS
Siembra y aislamiento de bacterias heterótrofas viables
La siembra y aislamiento de bacterias heterótrofas viables se realizó tanto, por la técnica de filtración por membrana de 0,45 µm de poro y 0,45 mm de diámetro, así como por la técnica de dilución en placa. Se utilizaron los medios, agar almidón ampicilina, agar Baird Parker, agar Cetrimide, agar eosina azul de metileno, agar R2A, placas de Petrifilm y placas Compact Dry, incubando en todos los casos a 30 °C durante 2 a 5 días.
El volumen de muestra de agua filtrada fue de 100 mL y el volumen utilizado en el caso de la dilución en placa fue de 1 mL. Los resultados se expresaron como medias aritméticas de las unidades formadoras de colonias por mililitro (ufc/mL). Las colonias más representativas y con morfología diferente se aislaron en agar soya tripticasa (AST) para su posterior identificación (Andueza, 2007).
Identificación de bacterias heterótrofas viables
Las colonias aisladas de bacterias se identificaron por características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas (Andueza, 2007). Las pruebas se realizaron según lo indicado por Barrow & Feltham (2003) y MacFaddin (2004), complementadas con las pruebas bioquímicas contenidas en los kits de identificación bacteriana de las galerías API y Microgen.
Entre las pruebas realizadas estuvieron: Tinción de Gram, morfología de la colonia y producción de pigmento, producción de oxidasa, producción de la catalasa, oxidación-fermentación de la glucosa, observación de la movilidad, crecimiento en medio Kligler, producción de indol, producción de acetil-metil carbinol (Voges-Proskauer; prueba del rojo de metilo, utilización del citrato, producción de ureasa, desaminación de la fenilalanina, reducción de nitratos, producción de gas de la lactosa, hidrólisis de la esculina, crecimiento en agar MacConkey, producción de pigmentos, crecimiento a 42° C, observación de la morfología y posición de la espora, hidrólisis del almidón, hidrólisis de la gelatina y crecimiento en agar sangre (Barrow & Feltham, 2003; MacFaddin, 2004).
Criterios de clasificación
Las cepas bacterianas aisladas se clasificaron siguiendo los criterios taxonómicos del Manual de Bergey (Garrity et al., 2005, 2006; Brenner et al., 2007; Logan et al., 2007; De Vos et al., 2011) y la nomenclatura del Comité Internacional de Sistemática Bacteriana (ICSB) y publicadas en el Internacional Journal of Systematic Bacteriology.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se han analizado muestras de aguas mineromedicinales de diferentes Balnearios de la Provincia de Pichincha Ecuador desde el punto de vista microbiológico mediante métodos estandarizados, utilizando cultivo, cuantificación, aislamiento e identificación taxonómica de microorganismos. Los resultados obtenidos en la identificación de las bacterias presentes en las aguas estudiadas se resumen en la Tabla 1.
En las aguas termales del balneario “Cununyacu”, se logró aislar e identificar 61 cepas bacterianas de los géneros Aeromonas, Alcaligenes, Bacillus, Brevundimonas, Burkholderia, Micrococcus, Moraxella, Pasteurella y Staphylococcus (Tabla 1).
Para los manantiales mineromedicinales de “El Cachaco” se pudo identificar un total de 53 cepas de bacterias de los géneros Aeromonas, Alcaligenes, Campylobacter, Citrobacter, Corynebacterium. Enterococcus, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus y Yersinia (Tabla 1).
En el balneario “El Tingo” se pudo aislar e identificar 41 colonias de las bacterias de los géneros Aeromonas, Bacillus, Budvicia, Citrobacter, Pseudomonas y Staphylococcus (Tabla 1).
En el caso del agua del balneario “Ilaló” se identificaron 48 cepas de los géneros Acinetobacter, Actinomyces, Bacillus, Brevibacterium, Corynebacterium, Enterobacter, Kurthia, Moraxella, Pseudomonas, Staphylococcus y Vibrio (Tabla 1).
En el estudio realizado en el balneario “Termas La Merced” se logró aislar e identificar 17 cepas bacterianas. Los géneros encontrados fueron Acinetobacter, Aeromonas, Bacillus, Brevibacterium, Brevundimonas, Budvicia, Citrobacter, Pseudomonas y Xenorhabdus (Tabla 1).
En las aguas del balneario Urauco se logros aislar e identificar 64 colonias bacterianas de las especies Acidovorax, Aeromonas, Bacillus, Brevundimonas, Budvicia, Citrobacter, Corynebacterium, Edwardsiella, Enterococcus, Ewingella, Flavobacterium, Kurthia, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Psychrobacter, Ralstonia, Staphylococcus, Vibrio y Yokonella (Tabla 1).
Del análisis de los resultados que se detallan en la Tabla 1, se puede señalar que existe una gran diversidad de especies bacterianas en los balnearios investigados, además se observa que el agua mineromedicinal de cada balneario presente una microbiota bacteriana específica, aunque hay géneros que se encuentran presentes en la mayoría de las aguas de los balnearios, tal como es el caso de las especies de Aeromonas, Bacillus, Pseudomonas y Staphylococcus.
En estudios realizados sobre la población microbiana de las aguas mineromedicinales, se ha encontrado que las bacterias Gram negativas representan un alto porcentaje dentro de la microbiota de estos ecosistemas (De la Rosa & Mosso, 2000; De la Rosa et al., 2004; Baker et al., 2001; Jain et al., 1997; Leclerc, 1994), resultado que difiere con lo obtenido en el presente trabajo, donde la población de bacterias Gram negativas aisladas es similar en número al de las bacterias Gram positivas. Es por ello, que los resultados obtenidos son diferentes, en relación con el número, tipos de géneros y especies encontradas por otros autores en aguas termales del Ecuador y otras partes del mundo (Medina Ramírez et al., 2016; Baker et al., 2001; Cruz, 2015; Ocaña, 2015).
Las especies del género Aeromonas se han aislado en la mayoría de las aguas mineromedicinales de los diferentes balnearios de la Provincia Pichincha de Ecuador analizados de forma mayoritaria. Varios autores han aislado esta bacteria del agua mineromedicinal, ya que se ha indicado pueden vivir en ecosistemas con bajas concentraciones de substratos (Cruz, 2015; Ocaña, 2015; Macas, 2015; Ramos, 2015; Figueira et al., 2011; Di Bari et al., 2007). De igual forma, en trabajos realizados en aguas mineromedicinales de España se ha puesto en evidencia la presencia de especies de Aeromonas en los manantiales de aguas mineromedicinales (Mosso et al., 1994, 2006; De la Rosa et al., 2004, 2015). En este sentido, los resultados del presente trabajo son similares respecto a la presencia de especies de este género en las aguas estudiadas, aunque se difiere en el aspecto de las especies identificadas y sus porcentajes de aislamientos.
Recientemente se ha señalado que las especies del género Aeromonas se encuentra en la interfaz de lo que se ha denominado “One Health”, concepto que integra la salud ambiental, animal y humana bajo una misma premisa y representa una prueba solida de este enfoque sanitario. Los miembros del género Aeromonas no solo son bacterias ambientales ubicuas, capaces de colonizar rápidamente y causar infecciones oportunistas en humanos y animales, sino que también son capaces de promover intercambios de genes de resistencia a los antibióticos en los ambientes naturales, tales como los ecosistemas acuáticos (Lamy et al., 2022).
Otros de los géneros que se pudo identificar en mayor proporción en el agua de los balnearios de Ecuador, como en las aguas de balnearios de Venezuela, fue el género Pseudomonas (Tabla 1 y Tabla 2).
La presencia de cepas de la especie Pseudomonas en las aguas minerales naturales, como lo son las aguas mineromedicinales, es un fenómeno que se ha estado observando desde hace años, donde esta especie bacteriana, gracias a su amplia capacidad metabólica y enzimática, puede sobrevivir y desarrollarse, así como cumplir diversas funciones ecológicas en estos ecosistemas (De la Rosa et al., 2004; Zemskaya et al., 2020; Bravakos et al., 2021; Manna et al., 2021).
Los resultados obtenidos en cuanto a la presencia de especies de Pseudomonas son similares a los resultados obtenidos por otros autores en diferentes partes del mundo (Urmeneta et al., 2000; De la Rosa et al., 2004; Kumar et al., 2020; Santana Ramos et al., 2020; Nassri et al., 2021).
Algunos investigadores han referido el aislamiento de cepas de Pseudomonas fluorescens en muestras de aguas minerales naturales, entre ellas, las aguas mineromedicinales, lo cual coincide con los resultados obtenidos en el presente trabajo (De la Rosa et al., 2004; Kittinger et al., 2016).
Las especies de Pseudomonas incluyen bacterias quimiorganotrofas y oligotróficas que pueden vivir en ambientes como las aguas mineromedicinales termales y las aguas de lagos cratéricos volcánicos con altos contenidos de sales. Por otra parte, estas bacterias requieren muy poca cantidad de carbono por lo que pueden crecer a bajas concentraciones de carbono orgánico por litro. Los requerimientos de nitrógeno también son mínimos, siendo por ello oligonitrofílicas y además pueden utilizar hidrógeno o CO2 como fuente de energía (Ramos, 2004).
En lo que respecta a los resultados obtenidos en las aguas mineromedicinales de Venezuela, los resultados se resumen en la Tabla 2.
Al observar la Tabla 2 se puede señalar que se pudo aislar de las aguas mineromedicinales de “Campo Mio” y “Santa María” en la región de Aguas Calientes de la población de Tabay estado Mérida Venezuela, 53 cepas de bacterias perteneciente a los géneros Aeromonas, Bacillus, Chromobacterium, Citrobacter, Edwardsiella Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella, Kluyvera, Moraxella, Plesiomonas, Pseudomonas y Staphylococcus (Tabla 2).
Para las aguas del manantial de la “La Mitsus” en el Municipio Cardenal Quintero del estado Mérida, se logró identificar 20 cepas de los géneros Bacillus, Comamonas, Pseudomonas, Ralstonia, Shewanella y Staphylococcus (Tabla 2).
En las aguas mineromedicinales del balneario “La Musuy” localizada en el municipio Rangel del estado Mérida, donde se pudo aislar un total de 47 cepas bacterianas de los géneros Aeromonas, Alcaligenes, Brevundimonas, Burkholderia, Comamonas, Pseudomonas, Ralstonia, Shewanella, Staphylococcus, Vibrio y Weeksella (Tabla 2).
Otro de los balnearios estudiados fue el de Santa Polonia, ubicado en el Municipio del estado Mérida, en sus aguas se pudo aislar e identificar 38 colonas de bacterias pertenecientes a los géneros Bacillus, Burkholderia, Pseudomonas y Staphylococcus (Tabla 2).
Un primer análisis de la microbiota bacteriana identificada en las aguas mineromedicinales de Mérida Venezuela, y que se puede observar en la Tabla 2, indica que la biodiversidad bacteriana es baja, así como el número de cepas detectadas al compararlas con la microbiota aislada e identificada en las aguas mineromedicinales de la Provincia de Pichincha en Ecuador (Tabla 1).
De La Rosa y Mosso (2000) señalan que los manantiales mineromedicinales poseen una gran diversidad microbiana que es específica de cada uno de ellos y que está relacionada con las características fisicoquímicas, tales como pH, temperatura, salinidad y radiactividad.
La mayoría de las bacterias aisladas e identificadas en las aguas mineromedicinales de los balnearios ubicados en el estado Mérida Venezuela, son ubicuas, algunos forman parte de la población autóctona y otras son alóctonas que se encuentran en el suelo y aguas superficiales, y desde allí pueden llegar a los acuíferos de los manantiales mineromedicinales.
Entre los estudios realizados en Venezuela, en relación con el aislamiento e identificación de bacterias heterótrofas en aguas termales, se encuentra el trabajo de investigación realizado por Alarcón y Correa (2009) quienes analizaron la microbiota de los manantiales termales de Aguas Calientes en el estado Táchira, encontrando que la microbiota bacteriana presente en dicho ecosistema corresponde en su mayoría a bacilos Gram negativos, lo que difiere de los resultados obtenidos en el presente estudio donde prevalecen las cepas Gram positivas.
Como se mencionó anteriormente, en la mayoría de ecosistemas acuáticos predominan las bacterias Gran negativas, mientras que las especies de Gran positivas constituyen una pequeña proporción (alrededor del 6-20%) en relación con el total (Cabral, 2010). Este comportamiento puede estar asociada a las características fisicoquímicas y químicas de las aguas estudiadas, sobre todo el pH que en algunos estudios se ha indicado es ligeramente básico (Rondón & Villafranca, 2012).
En relación con los principales de géneros detectados en las aguas mineromedicinales, destacan las especies Gram positivas de Bacillus y Staphylococcus, así como las especies Gram negativas de Pseudomonas. Estos géneros de bacterias se caracterizan por presentar una amplia diversidad enzimática que les permite vivir en ambientes con bajo contenido de nutrientes como las aguas mineromedicinales y han sido identificadas en aguas mineromedicinales de diversas regiones en el mundo (Ramos Cormenzana et al., 1980; Mosso et al., 1994; Urmeneta et al., 2000; De la Rosa et al., 2004, 2018; Álvarez, 2015; Naranjo Ravelli et al., 2020).
Muchas de las especies que fueron detectadas en las aguas mineromedicinales del estado Mérida (Tabla 2) diferentes a los géneros Bacillus, Pseudomonas y Staphylococcus, también han sido detectadas en aguas mineromedicinales de otras partes del mundo como es el caso de las especies Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas alcaligenes, Pseudomonas stutzeri, Brevundimonas vesicularis, Burkholderia cepacia, Chryseomonas luteola, Comamonas testosteroni, Acinetobacter, Alcaligenes y Flavobacterium (Schwaller & Schmidt Lorenz, 1980; De la Rosa et al., 2004, 2009, 2015, 2017, 2018; Loy et al., 2005; Mosso et al., 2006; Mosso & De la Rosa, 2011).
Los manantiales de aguas mineromedicinales son ecosistemas acuáticos con unas condiciones ambientales determinadas, en relación con la composición química y temperatura de emergencia y constituyen nichos ecológicos que favorecen el desarrollo de determinadas especies. El conocimiento de este microhábitat nos puede ayudar a establecer la biología y la ecología de estos.
En Venezuela, existen pocos estudios acerca de la biodiversidad de las especies microbianas presentes en los distintos manantiales mineromedicinales del país. La mayoría de los trabajos reportados en la literatura corresponden al análisis de la composición fisicoquímica de las aguas y búsqueda de metabolitos bioactivos, concediendo poca importancia a la caracterización de la población microbiana autóctona de cada fuente de agua estudiada, razón por la que se considera que la identificación de las especies bacterianas de las aguas mineromedicinales puede constituir un precedente para futuras investigaciones, sobre en estudios que permitan conocer los perfiles de resistencia a los antibióticos, ya que se ha señalado que en estos ambientes , las bacterias desarrollan estos mecanismos de resistencia para poder competir con los microorganismos productores de antimicrobianos (González et al., 2021).
CONCLUSIONES
Los estudios microbiológicos de aguas termales o mineromedicinales en Ecuador y Venezuela dan razón de que se tienen unos ecosistemas acuáticos mineromedicinales con una gran diversidad bacteriana, aunque escasa en número, principalmente de bacterias Gram negativas, que necesitan ser estudiadas y caracterizadas, de manera de poder entender su papel en estos ecosistemas, así como su posible uso en la fuente de metabolitos de interés farmacéutico e industrial. Por otra parte, conocer que estas aguas también albergan resistomas ambientales que no han sido bien explorado y deben ser monitoreados adecuadamente, a fin de prevenir futuros problemas de salud pública.
CONFLICTO DE INTERESES
Los autores dejan constancia que en el presente trabajo no existe ningún conflicto de intereses con respecto a la investigación los resultados y conclusiones obtenidas.
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Notas de autor
fdandueza@uce.edu.ec
Información adicional
Cómo citar: Andueza Leal, F.
D., Araque Rangel, J., González Escudero, M., Sacoto, D., León Leal, A., Gutiérrez,
M.G., Flores, S., Escobar Arrieta, S., & Medina Ramírez, G. (2023).
Biodiversidad bacteriana en aguas de balnearios mineromedicinales de Ecuador
y Venezuela. FIGEMPA: Investigación y
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