Vulnerabilidad de los suelos a la contaminación de antibióticos de uso mayoritario en avicultura en la UE

Como medida para paliar este problema, la Agencia Europea del Medicamento (EMEA) exige, hoy en día, realizar una Evaluación de Riesgo Ambiental como requisito obligatorio para conseguir la autorización de comercialización de los productos farmacéuticos veterinarios. Esta exigencia supone un importante esfuerzo tanto para el sector farmaceútico como para las administraciones responsables. Ello se debe a que la información científica disponible sobre el tema es muy escasa y no permite enfocar los esfuerzos de gestión necesarios para priorizar las actuaciones para abordar y orientar estas evaluaciones.

Además, hemos de tener en cuenta que a pesar de la alerta sanitaria y ambiental que supone la aparición de resistencias bacterianas en suelos abonados con excretas y lodos (Jones et al., 2008), este hecho no está siendo contemplado ni en las Evaluaciones de Riesgo Ambiental (ERA) ni en los programas de farmacovigilancia actuales. La función del medio ambiente no es sólo actuar como un reservorio de genes de resistencia bacteriana, sino también como un medio para la propagación y la evolución de dichos genes y de sus vectores. Es necesario, por tanto, el desarrollo de iniciativas orientadas a la creación de un sistema de farmacovigilancia ambiental, complementario a las redes de farmacovigilancia tradicionales, que aporte información sobre los niveles de residuos y resistencias bacterianas en el medio ambiente.

El objetivo de este trabajo es generar un mapa europeo de vulnerabilidad de los suelos a la acumulación de antibióticos de uso mayoritario en la producción aviar, basado en las características ambientales de los compuestos y las propiedades edáficas y ambientales de los suelos agrícolas. Hay que tener en cuenta que España ocupa el tercer puesto en avicultura de puesta dentro de la UE. Por ello, el desarrollo de esta herramienta pretende ser de utilidad tanto para la priorización de esfuerzos en la orientación de las ERA, como para el desarrollo de Planes de Farmacovigilancia Ambiental.

Se ha desarrollado un modelo de riesgo cualitativo sobre contaminación de antibióticos de uso mayoritario en avicultura en suelos europeos. Este modelo ha permitido generar un mapa de vulnerabilidad, utilizando un método de evaluación de multicriteria mediante adición ponderada de capas shapefile (ArcGIS 9.3). Dicho mapa se proyectó en formato raster con una definición aproximada de 1x1 km², representándose las diferentes categorías de riesgo en rangos cloropléticos que permiten su rápida visualización.

Los diferentes estratos o capas adicionadas representan información sobre el potencial de adsorción y persistencia de los principales grupos de antimicrobianos utilizados en avicultura y las principales características demográficas, edáficas y climatológicas en suelos agrícolas para favorecer un comportamiento ambiental acumulativo:

• Densidad ganadera aviar (FAO, 2005): capa raster (5x5 km²).
• Suelos de uso agrícola (FAO, 2009): capa vectorial.
• Persistencia de antibióticos empleados en avicultura: se ha estimado el riesgo de persistencia de la sustancia (en base a su vida media en suelos (DT₅₀) (Thiele-Bruhn, 2003)) y el potencial de degradación en cada zona (basándose en la temperatura media anual) (WordClime v. 1.4. global land areas): capa raster (1x1 km²)). El cálculo de dicha estimación se ha realizado en base a la norma ISO 15175.
• Acumulación de antibióticos empleados en avicultura: se ha estimado considerando el riesgo de adsorción de la sustancia (en base a su K_oc (Thiele-Bruhn, 2003)) y el potencial de acumulación del suelo (en base al % de carbono orgánico) (GISCO Reference database, Jones, 2004, 2005): capa raster (1x1 km²)). El cálculo de dicha estimación se ha realizado en base a la norma ISO 15175.

Figura 2: Mapa de la UE de vulnerabilidad a la contaminación por antibióticos de uso mayoritario en avicultura.

Para la estimación del riesgo de persistencia y de adsorción de la sustancia se han seleccionado antibióticos de uso mayoritario en avicultura: enrofloxacina, como ejemplo representativo de las fluoroquinolonas; eritromicina y tirosina, como ejemplos representativos de los macrólidos; y la amoxicilina, como ejemplo representativo de los β lactámicos.

Para la generación de cada una de las capas se han tratado los datos mediante técnicas de análisis espacial que comprenden la recategorización de las capas originales conforme a criterios estandarizados de riesgo vigentes en Europa (norma ISO 15175).

Finalmente, se realizó un análisis estadístico espacial, utilizando ArcGIS 9.3, y un análisis de autocorrelación espacial, mediante el test Moran en ArcGIS 9.3, con el fin de identificar y priorizar las áreas de mayor vulnerabilidad.

Figura 3: Vulnerabilidad a la contaminación por antibióticos de uso mayoritario en avicultura por país.

Los resultados muestran que las zonas con mayor riesgo de acumulación se sitúan en el norte de Europa, asociado a la presencia de suelos con mayor contenido de carbono orgánico y temperaturas anuales más bajas y, por tanto, mayor capacidad de acumulación (figura 1). Los antibióticos con un mayor riesgo potencial, entre los diferentes grupos estudiados, son los macrólidos, seguidos por las fluoroquinolonas y en último lugar, los β lactámicos.

Estos resultados muestran que el valor medio de vulnerabilidad fue de 1,80 (1,14-2,55). Los países con valores más elevados fueron Holanda (2,55±0,60), Bélgica (2,37±0,55) y Reino Unido (2,03±0,35) (figura 3). Los países con valores más bajos fueron Portugal (1,14±0,38), Grecia (1,25±0,44) y España (1,29±0,47). Dentro de España (con un valor medio de riesgo = 1,29±0,47), las provincias con valores de riesgo superiores fueron Vizcaya (2±0,74), Guipúzcoa (2±0) y Burgos (1,97±0,17), siendo Huelva, Córdoba y Badajoz las de menor valor con un riesgo igual a 1.

La evidencia de autocorrelación espacial fue altamente significativa (Moran I=0,14; p valor=0,00). La representación de estos resultados en forma de mapa muestra la presencia de las agrupaciones (clústeres) estadísticamente significativos (nivel de significancia = 0,05) con alto y bajo valor de riesgo (en color rojo y azul respectivamente) (figura 4).

FAO, 2005 Mapa de densidad de ganadería avícola. Global Poultry Density.

FAO, 2009 Mapa del uso de la tierra. Land Use Systems of the World - Western Europe (Beta version).

Jones, R.J.A., Hiederer, R., Rusco, E., Loveland, P.J. and Montanarella, L. (2004). The map of organic carbon in topsoils in Europe, Version 1.2, September 2003: Explanation of Special Publication Ispra 2004 No.72 (S.P.I.04.72). European Soil Bureau Research Report No.17, EUR 21209 EN, 26pp. and 1 map in ISO B1 format. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg.

Jones, R.J.A, R. Hiederer, E. Rusco, P.J. Loveland and L. Montanarella (2005). Estimating organic carbon in the soils of Europe for policy support. European Journal of Soil Science, October 2005, 56, p.655-671.

Jones K. E., Patel N. G., Levy M.A., Storeygard A., Balk D., Gittleman J.L., Daszak P. (2008). Global trends in emerging infectious diseases. Nature 451(7181): 990-3.

Thiele-Bruhn, S., 2003. Pharmaceutical antibiotic compounds in soils- a review. J. Plant Nutr. Soil. Sci., 166:145-167.

Este trabajo ha sido financiado por el proyecto de investigación RTA2010-00066-C02-01 y por el proyecto S2009/AGR-1489 (programa de I+D de la CCAA de Madrid).