Bioaerosoles fúngicos en una avenida de la ciudad de Santo Domingo

Introducción

El aire constituye un ambiente natural para la proliferación de muchas esporas de hongos. Estos organismos, a pesar de tener un reducido tamaño, ejercen una gran presión en las condiciones de la salud humana (Jędryczka, 2014). Se considera que los géneros más comunes en la atmósfera son: Alternaria Nees, Aspergillus P. Micheli, Cladosporium Link y Penicillium Link. Actualmente, el monitoreo aerobiológico es una herramienta rutinaria usada en epidemiología y en la alergología de enfermedades humanas y en fitopatología (Jędryczka, 2014).

Las esporas aeronavegantes constituyen los elementos más abundantes de los bioaerosoles, su distribución, biogeografía y su variación en tiempo y espacio están influenciadas por múltiples factores biológicos, orográficos y abióticos. Los factores abióticos como temperatura, precipitación, variación de la humedad relativa, velocidad y dirección variante del viento son los principales agentes que inciden en la dinámica del proceso de diseminación de las esporas en los gases de la atmósfera (Stępalska & Wolek, 2005; Abdel Hameed et al., 2012; Grinn-Gofroń & Bosiacka, 2015). Las investigaciones micológicas nos ofrecen tener una idea para el análisis de la aglutinación de las esporas suspendidas en los gases de la atmósfera y ofrecer una proyección del vínculo entre las variables meteorológicas y sus concentraciones (Grinn-Gofroń & Bosiacka, 2015).

La proliferación de las esporas es más frecuente en las estaciones de verano y otoño (Oliveira et al., 2009). La temperatura, presión atmosférica, velocidad del viento, humedad e índice UV son las principales causas que intervienen en la germinación, producción, establecimiento y dispersión de las esporas de los hongos filamentosos (Sabariego et al., 2000; Sakiyan & Inceoglu, 2003; Kumari et al., 2011).

En la República Dominicana no encontramos mucha bibliografía sobre la acción que tienen los factores meteorológicos en la dinámica de la distribución de las esporas en la atmósfera en el Distrito Nacional, en la ciudad de Santo Domingo. Sin dudas los transeúntes que se movilizan diariamente, los acuíferos contaminados, la flora y vegetación tropical característica, y las políticas del manejo de los desechos sólidos (basura) son factores que pueden favorecer la proliferación de hongos aeronavegantes. Sobre estudios en aerobiología se han realizado en el país solo dos investigaciones sobre esporas de hongos aeronavegantes, la primera corresponde a Incháustegui y Herrera (1975), quienes estudiaron la presencia de esporas y pólenes en Santo Domingo. Posteriormente, la segunda, a Binet Álvarez y Peira (2020), quienes analizaron los niveles de partículas en suspensión en tres parques urbanos del Distrito Nacional.

Actualmente, podemos observar que el cambio climático es un fenómeno multifactorial y transversal en las actividades humanas, afectando todos los ciclos biológicos y biogeoquímicos, y, como consecuencia de este cambio, los microorganismos también pueden modificar sus estrategias de reproducción. Se afirma que el efecto del cambio climático es aún más notable en los microbios, a los que pequeñas variaciones en la temperatura, humedad, radiación solar, y otros factores, alteran positiva o negativamente su desarrollo y, por ende, aumenta o disminuye la amenaza que estos pudieran tener para otras especies, incluyendo, por supuesto, al ser humano (Zuta, 2001).

Se reconocen diversos síntomas reportados en los habitantes de grandes urbes en varios países que están asociados a los contaminantes atmosféricos. Entre estos síntomas podemos encontrar: un incremento en la frecuencia de afecciones respiratorias agudas y crónicas; el aumento de fallecimientos por la contaminación ambiental; la intensificación de padecimientos cardíacos; asma; y el crecimiento en la continuidad de neoplasias del sistema respiratorio (Catalán-Vázquez, 2006; Garibay et al., 2007).

La información sobre bioaerosoles es casi nula en la República Dominicana; con base en esta información, el objetivo primordial de este estudio se enfocó en determinar los géneros y especies de hongos aeronavegantes en siete puntos claves de la ciudad de Santo Domingo.

Materiales y métodos

Ubicación del área de estudio

Santo Domingo se encuentra localizada en la coordenada 18º23’35’’N 69º53’36’’O y 14 m.s.n.m., en el estuario del río Ozama, en la costa sur del país, con una superficie total de 48.442 km². Se eligieron siete puntos de muestreo a lo largo de la avda. Bolívar y sus principales intersecciones: Parque Independencia, Dr. Báez, Máximo Gómez, avda. Alma Mater, avda. Abraham Lincoln, avda. Núñez de Cáceres y avda. Luperón.

Muestreo del aire

Se utilizó el método microbiológico pasivo con base en la técnica de la placa expuesta (Bueno et al., 2003), donde ocurre la sedimentación de las partículas del aire, mediante la exposición al ambiente con placas de Petri desechables de plástico de 90 mm de diámetro, con Agar Sabouraud (© Bio-Rad) con cloranfenicol como antibacteriano, durante 20 minutos en las distintas zonas a muestrear de los puntos seleccionados a lo largo de la avda. Bolívar en la ciudad de Santo Domingo. Cada placa de Petri en cada punto de muestreo fue colocada a una altura de 24 pulgadas del suelo, utilizando un cilindro de tubo PVC (policloruro de vinilo). Este método se denomina no volumétrico, ya que no se evalúa un volumen fijo de aire (Bueno et al., 2003). Los muestreos se realizaron cada dos meses desde el mes de enero del 2021 hasta enero del 2022, entre las 9 y 12 horas.

Incubación e identificación de hongos filamentosos

Después de realizar el muestreo, se procedió al proceso de incubación de las placas de Petri durante un período de 5 a 7 días, a una temperatura de 25 °C. Posterior al crecimiento micológico, se realizaron los cultivos puros para tener aisladas las especies. La identificación de los hongos fue con base en macroscópica y microscópica de las estructuras reproductivas (hifas, conidios, etc.). Además, para su identificación morfológica se utilizaron montajes de placas y tinciones de las estructuras fúngicas, utilizando azul de lactofenol. Para el reconocimiento de los géneros y especies nos auxiliamos del Atlas of Airborne Fungal Spores in Europe (1993) y del libro de Samson et al. (2004), y nos apoyamos de un Microscopio marca Motic. De acuerdo con los procedimientos de Ellis, (1971; 1976); Ainsworth et al. (1995); Barnett y Hunter (1998), se procedió a cultivar las colonias que presentaron problemas durante el proceso de identificación en una cámara húmeda, con la finalidad de una futura documentación.

Parámetros meteorológicos

Los parámetros meteorológicos fueron facilitados por la Oficina Nacional de Meteorología (ONAMET). Además, se midieron durante el estudio en cada punto muestreo la temperatura y humedad relativa.

Resultados

Se identificaron los siguientes géneros y especies de hongos filamentosos: Acremonium, Alternaria alternata, Aspergillus niger, Bipolaris, Cladosporium, Curvularia, Cylindrocarpon, Fusarium, Mucor, Penicillium, Sclerotinia, Ulocladium y Rhizopus. De ellos, los géneros: Alternaria, Aspergillus, Cladosporium y Penicillium fueron aislados con más frecuencia en los diferentes puntos de muestreo (véase Tabla 1).

Quintero et al. (2010); Almaguer et al. (2013); Almaguer et al. (2015) y Guarín et al. (2015) afirman que en los meses de julio a noviembre se observa más frecuencia de géneros de hongos filamentosos, posiblemente debido a que son los meses de mayor precipitación en la ciudad. De acuerdo con lo expuesto, nuestro estudio se correlaciona con esta aseveración, ya que pudimos observar el crecimiento de los hongos en el proceso de incubación y la marcada influencia con la periodicidad estacional y las condiciones meteorológicas. Los autores Ho et al., 2005; Fang et al., 2005; Kumari et al., 2011, afirman que las variaciones de la humedad relativa, la velocidad del viento, precipitación, presión atmosférica, temperatura, horas de luz solar, entre otras, afectan la disponibilidad y la concentración de bioaerosoles en el aire. En nuestro estudio los promedios de la temperatura máxima y mínima fueron de 31.9 °C a 23. 7 °C, la humedad relativa promedio fue de 78.93 %, la velocidad del viento de 8.01 km/h (2.22 m/s) y una precipitación promedio de 107.90 mm; se asume que todos estos factores afectaron los patrones de la concentración y disponibilidad de esporas. De acuerdo con Adams (1964); McCartney (1994); y Kasprzyk (2008), en nuestros resultados es observable que factores como la temperatura del aire y la variación de la velocidad del viento constituyen los principales agentes meteorológicos que influyen en la aglomeración de esporas en la atmósfera.

Mallaiah y Rao (1982) analizaron que la dinámica del viento es el principal causante de la dispersión y del desprendimiento de las esporas en la atmósfera; cualquier aerodinámica del aire puede facilitar el proceso de diseminar pocas esporas, pero indican que si la velocidad del viento excede el 0.5 m/s el número de esporas liberadas, se incrementa aceleradamente y este comportamiento puede mantenerse si la velocidad del viento es de 3–5 m/s. Con base en esto, la velocidad promedio del viento en nuestro estudio fue de 2.22 m/s, la cual pudo influir en el proceso de liberación y transporte de esporas.

Quintero et al. (2010) comunican que la concentración y disponibilidad de esporas presentan durante el año una constante estacional que puede estar influenciada por la precipitación en regiones tropicales, como por ejemplo en la ciudad de San Juan (Puerto Rico).

Los resultados indican que las esporas más predominantes en la atmósfera en nuestro estudio fueron Aspergillus, Cladosporium y Penicillium. Estos géneros de hongos filamentosos son considerados como los más rigurosos en los procesos de estimular alergias (Lin & Li, 2000; Green et al. 2006; Quintero et al., 2010). Sin embargo, la República Dominicana no dispone de ninguna investigación relacionada con la estimulación de alergias por Aspergillus, Cladosporium y Penicillium, por lo que se aconseja desarrollar investigaciones sobre estos hongos causantes de afecciones.

En el estudio realizado por Binet y Peira (2020) se reportan 10 géneros, siendo los más predominantes Alternaria, Aspergillus, Cladosporium y Penicillium. Estos resultados se correlacionan mucho con nuestra investigación, donde tenemos géneros comunes como: Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Fusarium, Penicillium, Rhizopus, y Ulocladium. Es importante señalar que en los meses de abril, junio, agosto y octubre se notó la más alta concentración de esporas y los géneros Alternaria, Aspergillus, Cladosporium y Penicillium siempre se mantuvieron presentes durante todos los meses del estudio, siendo estos los más comunes.

Conclusiones

Los géneros de hongos reportados en nuestro estudio se caracterizan por ser cosmopolitas. La existencia de esporas en la atmósfera de la ciudad de Santo Domingo está firmemente determinada por las condiciones climáticas. Se necesitan más estudios en diferentes localidades de la ciudad de Santo Domingo para poder determinar el patrón estacional y su relación con la precipitación. Actualmente, es de gran importancia identificar los organismos presentes en el aire y el peligro potencial que puede ofrecer a la sanidad como indicadores en los estudios de salud pública y calidad de vida, y poder enmarcarnos dentro de una ciudad verde con bajos niveles de contaminación, con fines de reestructurar las formas de vida y el bienestar colectivo de la población urbana.

Agradecimientos

A la Universidad Autónoma de Santo Domingo por otorgarme el año sabático para la realización de esta investigación y el apoyo del señor decano de la Facultad de Ciencias, Maestro José Ferreira Capellán. A la bióloga Lourdes Rojas y al Dr. Vladimir Hernández por las facilidades en los laboratorios de biología de la Universidad Nacional “Pedro Henríquez Ureña”, a Queiroz Portorreal por la elaboración del mapa y a la Sociedad Dominicana de Micología por la logística durante el muestreo y la identificación de los géneros.