Epidemielogía del botulismo aviar en las Tablas de Daimiel y otros humedales de Castilla-La Mancha

Resumen

El agua es un recurso escaso en gran parte de España. Ante el actual estado de sobreexplotación del acuífero del alto Guadiana que alimenta el Parque Nacional de las Tablas de Daimiel se ha propuesto el uso de aguas residuales tratadas de los núcleos de población cercanos como una forma eventual de paliar la crónica falta de agua en este humedal reconocido como reserva de la Biosfera por la UNESCO. El uso de aguas residuales conlleva muchos problemas ambientales por la contaminación que se puede aportar de tipo químico (exceso de nutrientes) y biológico (enterobacterias). Por otra parte, existen ejemplos en Alcázar de San Juan, Pedro Muñoz o incluso Daimiel (Laguna de Navaseca), en donde el uso de las aguas tratadas para abastecer lagunas ha permitido mantener una interesante población de aves acuáticas, incluidas especies en peligro como la malvasía cabeciblanca (Oxyura leucocephala). Uno de los problemas para la conservación de las aves que se producen anualmente en estos humedales son las mortalidades masivas de aves acuáticas intoxicadas por botulismo. En esta tesis hemos estudiado diversos aspectos de la aparición de estos brotes de botulismo en las Tablas de Daimiel y otros humedales de su entorno y también hemos aislado y caracterizado las cepas de C. botulinum tipo C/D productoras de dichos brotes. Los objetivos principales de esta tesis fueron (1) aislar cepas de C. botulinum productoras de botulismo aviar (2) tener una visión global del problema del botulismo aviar en la región (3) valorar el riesgo que puede conllevar el uso de aguas residuales tratadas como factor de riesgo de los brotes (4) profundizar en el conocimiento del ciclo de transmisión de Clostridium botulinum entre las aves acuáticas y el papel jugado por las formas adultas de califóridos que hacen la puesta en los cadáveres y (5) profundizar en el papel de la aves como portadoras del patógeno. Contenidos de la investigación: En el primer capítulo realizamos el aislamiento y tipificación mediante electroforesis de campo pulsado de cepas de C. botulinum procedentes de brotes ocurridos en Castilla-La Mancha y las comparamos con cepas suecas. Los resultados desvelaron que las cepas manchegas son C. botulinum tipo C/D y que son genéticamente casi idénticas a las suecas, lo que indica un ancestro común. En el segundo capítulo buscamos una visión global del botulismo aviar en humedales manchegos. Para ello recopilamos datos oficiales sobre de los brotes acontecidos entre 1978 y 2008 y buscamos factores ambientales relacionados con la mortalidad ocurrida durante estos. Además, analizamos 207 muestras de sedimentos para conocer la prevalencia de la bacteria en diferentes humedales y analizamos diversos factores físico-químicos que puedan influir en su presencia. De este estudio preliminar observamos que la mortalidad en los brotes es mayor cuando las temperaturas en julio superan los 26ºC, que la mayoría de los brotes se dan en humedales que reciben aguas residuales y que durante estos episodios se han visto afectadas más de 50 especies de aves acuáticas. La prevalencia de la bacteria en sedimentos resultó ser muy baja (5,7%) lo que parece estar relacionado con la hipersalinidad de muchos de las sedimentos manchegos. En el tercer capítulo buscamos relaciones entre la aparición de brotes de botulismo y el abastecimiento de humedales con aguas residuales, partiendo de la hipótesis de que en estos abundan otras bacterias patógenas para las aves que pueden causar mortalidades primarias que desencadenen posteriores brotes de botulismo. Así, muestreamos en siete ocasiones (entre el año 2010 y 2011) 24 puntos repartidos en tres humedales: Navaseca y Alcázar, que reciben aguas residuales insuficientemente tratadas y Las Tablas de Daimiel, humedal control que no recibe directamente aguas residuales. En cada punto y muestreo se tomaron muestras de sedimento, agua, invertebrados acuáticos, moscas adultas, heces y se midieron diversos parámetros físico-químicos del agua y el sedimento. Durante el mes de Julio se dio un brote de botulismo en Navaseca y se realizó un muestreo extra sólo en este humedal. Los resultados de este estudio indican que existe una mayor presencia de enteropatógenos aviares en humedales que reciben aguas residuales, por lo que la muerte de aves es más probable en estos. Navaseca, donde se dan más brotes, registró mayores signos de eutrofización, mayores temperaturas y menor potencial redox en agua (factores influyentes en la aparición de brotes). Antes del brote en Navaseca registramos cambios en las características del agua y sedimentos que indicaban que se estaban produciendo condiciones anaerobias en el fondo del humedal permitiendo el desarrollo de bacteria anaerobias como C. botulinum. Así, concluimos que la gran cantidad de nutrientes en humedales abastecidos con aguas residuales y la mayor prevalencia de bacterias patógenas aumentan el riesgo de aparición de brotes. En el cuarto capítulo analizamos el papel de las moscas en la propagación de brotes. Para estudiarlo, entre 2012 y 2013, colocamos cadáveres de aves exentos de C. botulinum en recipientes colgados en la vegetación y sólo accesibles a moscas y escarabajos necrófagos voladores, 38 en humedales con brote y 38 en lugares sin brote. Posteriormente se analizaron tanto moscas atrapadas en los recipientes como las larvas que crecían en los cadáveres. El porcentaje de detección de C. botulinum en larvas y en moscas o escarabajos atrapadas en trampas colocadas en humedales con brote fue significativamente mayor que en la zona control, donde todas fueron negativas. Además, en el laboratorio comprobamos que moscas alimentadas con C. botulinum podían excretar bacteria viable hasta 12 horas después. El quinto capítulo identificamos que especies de aves se ven más afectadas durante los brotes, si existen aves sanas portadoras de la bacteria y cuánto tiempo excretan la bacteria aves enfermas. Para ello se hicieron censos cada 15 días de las diferentes especies acuáticas que se alimentaban en la laguna de Navaseca durante periodos de brotes y se contaron e identificaron las aves que se sacaban muertas a diario en dicha laguna. Los resultados indican que fochas, anades y gaviotas son las más susceptibles mientras que flamencos y zampullines lo son menos. Para el siguiente objetivo capturamos pollas de agua (Gallinulla chloropus) sanas y les tomamos un hisopo cloacal. En total capturamos 91 individuos y todos fueron negativos a la bacteria. Por último, se tomaron muestras de hisopos cloacales seriadas (cada dos días hasta un máximo de dos semanas) de 69 animales enfermos por botulismo que ingresaron en el centro de recuperación de ¿El Chaparrillo¿. En total, 26 aves excretaron la bacteria en algún momento y la mayoría dejo de hacerlo antes del séptimo día. Conclusiones: 1. El botulismo aviar en los humedales manchegos, y probablemente en el resto de España, está producido por el mosaico Clostridium botulinum tipo C/D como ocurre en otros países europeos. 2. Usando la técnica de Electroforesis en Gel de Campo Pulsante (EGCP) se ha comprobado que las aves salvajes y domésticas comparten cepas de C. botulinum tipo C/D. Las cepas de este mosaico son genéticamente muy similares en territorios distantes como España y Suecia, por lo que podrían haber sido dispersadas por aves acuáticas en su ruta migratoria. 3. La temperatura media durante el mes de julio superior a 26 ºC incrementa la mortalidad asociada a brotes de botulismo aviar, por lo que durante los veranos especialmente calurosos deberían aumentarse las labores de vigilancia y retirada de cadáveres en humedales para evitar o minimizar las pérdidas de aves acuáticas. 4. En los humedales en los que se vierten aguas residuales los brotes de botulismo son más frecuentes. Este hecho puede ser debido a que las altas temperaturas del verano junto con el exceso de nutrientes que aportan las aguas residuales producen el sobrecrecimiento y muerte del fitoplancton que finalmente desencadena la producción de condiciones anaerobias en los sedimentos de los humedales y permite la proliferación de C. botulinum tipo C/D en ellos. 5. Otro factor que puede explicar la mayor frecuencia de brotes en los humedales que reciben aguas residuales es que la prevalencia de bacterias patógenas para las aves es mayor en ellos que en humedales naturales. Estas bacterias podrían producir mortalidades entre las aves acuáticas que desencadenasen los brotes de botulismo cuando las condiciones ambientales fuesen favorables. Se deberían mejorar los sistemas de depuración y evitar vertidos de aguas insuficientemente tratadas para garantizar la conservación de las aves acuáticas. 6. Las moscas necrófagas pueden portar un número suficiente de células de C. botulinum tipo C/D entre cadáveres para que el patógeno se multiplique en ellos, aumentando el número de larvas tóxicas y ayudando a la propagación de los brotes. 7. Las aves excretan C. botulinum tipo C/D en función de la prevalencia del microorganismo en el ambiente y lo pueden portar entre humedales. La mayoría de aves afectadas de botulismo ingresadas y tratadas en el centro de recuperación deja de excretar el microorganismo antes del séptimo día. 8. Las aves que se alimentan en superficie y son generalistas, como los ánades azulones, gaviotas reidoras, fochas y ánades frisos, son más sensibles a la intoxicación por botulismo que aves especialistas, como zampullines y flamencos. Algunos patos buceadores, como la globalmente amenazada Malvasía cabeciblanca también se encuentra entre las especies afectadas frecuentemente por esta enfermedad.