INTRODUCCIÓN

Uno de los retos tecnológicos para las plantas de tratamientos de aguas residuales, es la eliminación total de los antibióticos (contaminantes emergentes); y por ende, el control de su probable ocurrencia en el medio acuático (^{Dixit et al., 2015}, ^{Guo et al., 2017}). El uso inapropiado y excesivo de los antibióticos, es perjudicial a la salud humana y/o la biota acuática (Mondal et al., 2019). En este último caso, la principal preocupación ambiental que se genera, radica en los cambios sobre la estructura genética (incluyéndose fenotipos) de la comunidad microbiana dada la prevalencia de genes de resistencia (^{Singer et al., 2016}; ^{Larsson et al., 2018}; ^{Grenni et al., 2018}) de manera que, la exposición de los antibióticos finalizan comprometiendo el valor de uso del propio recurso acuático debido a su descomposición incompleta (^{Monteiro & Boxall, 2015}, ^{Elgallal et al., 2016}; ^{Danner et al., 2019}).

Aproximadamente, 70 tipos de antibióticos en concentraciones trazas se han hallado en los ecosistemas acuáticos (^{Wang et al., 2016}) donde algunos efectos agudos y crónicos pueden valorarse en órganos blanco de los peces mediante el análisis de biomarcadores como por ejemplo; la glutatión S-transferasas (GST), glutatión reductasa (GRed), estrés oxidativo por la catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GPx), peroxidación lipídica por sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS), índice de daño genético (GDI), anormalidades nucleares eritrocíticas (ENA), neurotransmisión de la acetilcolinesterasa (AChE) y la lactato deshidrogenasa (LDH) (^{Ramesh et al., 2018}; ^{Rodrigues et al., 2018}). Sin embargo, la mayor predicción del daño ocasionado por los antibióticos se realiza mediante el análisis de ocurrencia (concentraciones) del medio acuático o sedimentario (^{Kumar et al., 2019}; Liu et al., 2020) según condiciones controladas por los bioensayos de laboratorio (^{Guidi et al., 2017}; ^{Khadra et al., 2019}) o a nivel de campo (^{Perussolo et al., 2019}). Aunque, la información significativa y disponible sobre la presencia de los antibióticos en el medio acuático está orientada para arroyos y los ríos (^{Peralta et al., 2018}), continua la dificultad de su cuantificación debido, a la susceptibilidad en su ocurrencia por la dependencia de las condiciones ambientales (Greulich et al., 2015) valiéndose mencionar, la necesidad que reviste utilizar metodologías integrales y/o combinadas que indiquen de forma temprana, la aparición de probables daños en la biota acuática ante las propiedades fisico-químicas del ecosistema acuático.

El objetivo del estudio fue describir la ocurrencia ambiental de los antibióticos y el carácter predictivo ecotoxicológico mediante el programa computacional Gecotoxic^®.

MATERIALES Y MÉTODOS

A partir, de las palabras clave de interés se orientó, a la selección no probabilística por conveniencia de un artículo publicado de revisión según diferentes revistas científicas (tabla 1).

Luego se filtró, considerándose solo el año 2019 donde el artículo seleccionado fue:

Antibiotic pollution in surface fresh waters: Occurrence and effects. Science of the Total Environment; 664, 793-804. Doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.01.406

Mediante el método cuantitativo teórico lógico-histórico y los métodos cuantitativos empíricos por observación y medición, además, del uso de la técnica cuantitativa análisis de documento (Ej.: tabla / artículo publicado de selección) se agrupó para este estudio, el número de antibióticos usados por continente: África, América, Asia-Pacífico y Europa.

Asimismo, de la valoración del reporte sobre la concentración efectiva (CE₅₀) de los antibióticos donde su probabilidad de daño está dada bajo las condiciones ambientales de ocurrencia se recomendó, el programa computacional Gecotoxic^® (^{Argota et al., 2019}) por ser una metodología integral entre la caracterización de fuentes contaminantes tributarias, análisis de parámetros físico-químicos, análisis en biomarcadores, determinación del contaminante (antibiótico) en cualquier matriz de interacción y la propia medición del ensayo de toxicidad experimental que se utilizó.

Se utilizó el programa estadístico profesional Epidat 4.2 para el tratamiento de los datos donde los estadígrafos que se midieron fueron el análisis de la varianza (diferenciándose los promedios de grupos, a través de la prueba de contraste múltiple de rango: Tukey HSD) y el porcentaje. Los resultados se consideraron significativos al 95% de nivel de confianza.

RESULTADOS

La tabla 2 muestra, el uso de antibióticos desde uno hasta cuatro continentes donde existió, diferencias estadísticamente significativas (F = 64,75; p = 0,00).

La tabla 3 muestra, la representación de los antibióticos donde se encontró, diferencias estadísticamente significativas (F = 26,00; p = 0,0002) pudiendo observarse, falta de homogeneidad entre los continentes (tabla 4).

La tabla 5 muestra, el rango de concentración efectiva media para los cinco antibióticos representados (12,82%) en los cuatro continentes.

DISCUSIÓN

Se observó que, la aparición y el número de antibióticos no fueron repetitivo, además, de la tendencia a disminuir entre los continentes donde su orden según el porcentaje correspondió a: Europa > América > Asia-Pacífico > África. Solo cinco antibióticos estuvieron representados en los continentes donde su rango de concentración se consideró muy amplio.

Ante la variedad de los antibióticos hallados, puede que algunos ecosistemas acuáticos presenten concentraciones significativas (incluyendo sus metabolitos) que pudieran incluso, ser más elevadas pero, al no ser objeto de investigación, la probabilidad de daño por exposición es desconocida.

Por ejemplo, el resultado de 479 artículos de revisión entre el año 1996 y 2020 muestra la identificación y cuantificación en sentido general, sobre las concentraciones de antibióticos haciéndose un posible análisis solamente de la discusión para su ocurrencia ambiental y probables daños a la salud (Figura 1).

Figura 1 Búsqueda de información / ScienceDirect / antibióticos. 

Sin embargo, un determinante clave para controlar el desarrollo de resistencia a los antibióticos, es registrar su entorno ambiental; y luego, modificar si es necesario, las configuraciones (requerimiento de análisis) donde resulta probable la ocurrencia de selección de resistencia (^{Bengtsson et al., 2018}). A medida que se incorporan otros descriptores para la búsqueda relacionadas con los probables daños de los antibióticos, disminuye de forma considerable la información disponible (Figura 2) lo que demuestra, la necesidad de integrar los hallazgos de los antibióticos y sus metabolitos con parámetros físico-químicos y microbiológicos, medición de biomarcadores en organismos indicadores, determinación de exposición en cualquier matriz de interacción y la propia medición del ensayo de toxicidad experimental.

Figura 2 Disminución de registros-artículos científicos / descriptores / revistas indexadas. 

Finalmente, puede considerarse de forma inicial, la realización de un muestreo básico antes de establecerse un monitoreo histórico (vigilancia) donde quede registrado la codificación de variables mediante descriptores de medición real antes de tributarse los antibióticos al medio acuático (Figura 3a) y luego, en la matriz receptora (Figura 3b).

Figura 3a Análisis del residual (conteniendo probables concentraciones de antibióticos) mediante el programa computacional Gecotoxic^®. 

Figura 1b Efecto ambiental (conteniendo probables concentraciones de antibióticos) mediante el programa computacional Gecotoxic^®. 

Se concluye que, la ocurrencia ambiental de los antibióticos y su probable aberración en el medio acuático, es predecible de forma ecotoxicológica mediante el programa computacional Gecotoxic^®, el cual considera incluso, la propia prueba de bioensayo de toxicidad media que se analizó en el artículo.