Enfermedades infecciosas, la historia de la humanidad y los actuales cambios climático y global E-Book

Santiago Mas Coma

• Herausgeber: Publicacions de la Universitat de València
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch
• Veröffentlichungsjahr: 2018

Seitenzahl: 122

Beschreibung

Lección magistral leída en el solemne acto de apertura del curso 2017-2018. Santiago Mas-Coma, director de la Unidad de Parasitología Sanitaria (Centro Colaborador de la OMS) y catedrático del Departamento de Farmacia, Tecnología Farmacéutica y Parasitología de la Facultad de Farmacia de la Universitat de València, ha sido el encargado de la lección magistral leída en el solemne acto de apertura del curso 2017-2018 bajo el título «Enfermedades infecciosas, la historia de la humanidad y los actuales cambios climático y global», que ahora se recoge en este volumen. El objetivo de esta exposición es recordar las principales enfermedades infecciosas y centrarse en las emergentes: "Las enfermedades infecciosas emergentes han causado estragos de pérdidas de muchos billones de dólares en los últimos 20 años y los costes no paran de crecer".

Leseprobe

Esta publicación no puede ser reproducida, ni total ni parcialmente, ni registrada en, o transmitida por, un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, ya sea fotomecánico, fotoquímico, electrónico, por fotocopia o por cualquier otro, sin el permiso previo de la editorial.

© Del texto: Santiago Mas-Coma, 2017

© De esta edición: Universitat de València, 2017

Maquetación: Publicacions de la Universitat de València

ISBN: 978-84-9134-207-6

Índice

INTRODUCCIÓN

EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SUS EFECTOS

EL CAMBIO GLOBAL Y SUS EFECTOS

EL PROBLEMA DE LA SUPERPOSICIÓN DE LOS CAMBIOS CLIMÁTICO Y GLOBAL

LAS ENFERMEDADES DESATENDIDAS

ENFERMEDADES EMERGENTES Y RE-EMERGENTES AFECTADAS POR LOS CAMBIOS CLIMÁTICO Y GLOBAL

LAFASCIOLAPARÁSITA VIAJERA Y LA HISTORIA DE LA HUMANIDAD

UNA ENFERMEDAD CON ENDEMIAS HUMANAS DE DISTRIBUCIÓN DESCONCERTANTE

NUEVOS MÉTODOS Y TÉCNICAS PARA ESCLARECER LA DISTRIBUCIÓN

EL ORIGEN DEFASCIOLAEN ÉPOCAS GEOLÓGICAS PASADAS

EXPANSIÓN DEFASCIOLAY SUS VECTORES CON LA DOMESTICACIÓN DEL GANADO

LOS PRIMEROS PASOS EN Y A PARTIR DEL CRECIENTE FÉRTIL

EL ANTIGUO EGIPTO

EL M EDITERRÁNEO: FENICIOS, GRIEGOS, ROMANOS Y ÁRABES

ÁFRICA ORIENTAL: LA ANTIGUA NUBIA, LOS CUCHITAS Y LOS PROTO-KHOISANS

ASIA: LA RUTA DE LA SEDA

AMÉRICA: EL INTERCAMBIO COLOMBINO

CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS DE FUTURO

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Excmo. y Magfco. Sr. Rector de la Universitat de València,

Excmas. y dignísimas autoridades,

Compañeros y amigos de la Universitat de València:

INTRODUCCIÓN

Los agentes causales de las enfermedades infecciosas se agrupan tradicionalmente en, por un lado, organismos procariotas microscópicos como los virus, bacterias y rickettsias, y, por otro lado, organismos eucariotas que incluyen los protozoos unicelulares microscópicos y los helmintos y artrópodos metazoos en su inmensa mayoría macroscópicos. Hay ciertos hongos parásitos que también causan enfermedades en humanos y animales, pero se diferencian pronunciadamente por ser organismos de características vegetales.

Todos los agentes infecciosos antes enumerados se caracterizan además por ser organismos de índole claramente «r» dentro del continuo «r/K» que analiza y permite comparar las estrategias eto-ecológicas de los diferentes organismos. Propuesto por Cole en 1954 [1] y recogido por MacArthur y Wilson en 1967 [2], el modelo de selección r y K marcó en su día una innovación trascendental para la comprensión de las estrategias adaptativas y de los mecanismos de regulación de las poblaciones, entendiéndose por estrategia el conjunto de acciones llevadas a cabo por una población como respuesta a las características del hábitat, esto es, a un conjunto de factores de un medio más o menos estable o variable. El modelo r-K ha pasado por un sinfín de vicisitudes, desde su ensalzamiento y hasta su rechazo, tal y como aluden Mas-Coma et al. (1987) [3] en su revisión del concepto de selección r y K, los parámetros r y K, el modelo teórico, la dicotomía r/K, el continuo r-K, y sus aplicaciones al parasitismo. De un modo general cabe concluir que hoy en día el modelo r-K parece admitirse si bien únicamente con connotaciones meramente demográficas [4].

De acuerdo con dicha dicotomía, cabe resumir los aspectos extremos en el continuo r-K del siguiente modo [3,5,6]:

– Selección r: Medio: variable y/o impredecible, incierto, heterogéneo, contrastado, apremiante. Fecundidad instantánea: elevada. Desarrollo: rápido. Esperanza de vida a la edad de la primera reproducción: baja, a menudo un año o menos. Número de reproducciones: generalmente una sola (semelparidad), siendo la reproducción precoz. Mortalidad en el estado adulto: grave. Duración de vida: baja. Talla: generalmente pequeña. Competencia: baja. Renovación de las poblaciones: rápida. Densidad: variable, inferior a K, recolonización necesaria. Fluctuaciones de las poblaciones: fuertes. Regulación de las poblaciones: independiente de la densidad, de tipo catastrófico. Tipo de selección: normalizante, barreras poco eficaces (bajo politipismo). Modo de dispersión: variable, especies móviles, vagabundas. Utilización de la energía: productividad pero despilfarro de energía.

– Selección K: Medio: estable o estacionario, más bien constante, más seguro, previsible. Fecundidad instantánea: baja, pero con desarrollo del sentido parental (en vertebrados superiores). Desarrollo: lento. Esperanza de vida a la edad de la primera reproducción: elevada, hasta varios decenios. Número de reproducciones: varias (iteroparidad), reproducción diferida. Mortalidad en estado adulto: baja. Duración de vida: larga a muy larga. Talla: habitualmente grande. Competencia: potencialmente fuerte pero codificada. Renovación de las poblaciones: lenta. Densidad: constante, próxima a K. Fluctuaciones de las poblaciones: bajas. Regulación de las poblaciones: dependiente de la densidad. Tipo de selección: diversificante, barreras eficaces (fuerte politipismo). Modo de dispersión: estabilidad en el espacio, especies sedentarias. Utilización de la energía: eficacia y estabilidad.

Consideradas estas características como definitorias de los extremos de un continuo r-K, ello permite catalogar toda especie o grupo de especies comparativamente a otra especie o grupo de especies sencillamente como más o menos r o más o menos K. Así considerado, este modelo se ha mostrado muy útil para catalogar comparativamente tanto animales unos con otros, como vegetales unos con otros, disponiéndose de una muy amplia literatura sobre el tema. En este sentido, el análisis r/K también es aplicable a los organismos infecciosos, tanto los procariotas microscópicos [7] como los parásitos protozoos y helmintos [3,8].

Al analizar las estrategias etoecológicas de los organismos infecciosos desde el punto de vista de r/K, sobresale inmediatamente su tendencia hacia r, ubicándose los microorganismos procariotas de manera muy próxima a r y los protozoos acercándose a ellos. Así, virus y bacterias son buenos representantes del extremo r, de modo semejante a como elefantes y humanos lo son típicamente del extremo K. Por lo que respecta a los helmintos, éstos manifiestan su clara tendencia r si bien a cierta distancia de los microscópicos antes citados, evidenciando así que son bastante menos r. A su vez, dentro de los helmintos, los trematodos son los que se muestran más r, seguidos por los nematodos y finalmente por los cestodos.

Esta catalogación de los organismos infecciosos según r/K explica perfectamente los motivos por los cuales las enfermedades causadas por virus, bacterias y protozoos fueron rápidamente destacadas como susceptibles de mostrar modificaciones en prevalencias, intensidades y distribución geográfica, y dar lugar a emergencias, re-emergencias o epidemias, como consecuencia de los impactos del cambio climático. Se explica así también el que las enfermedades causadas por helmintos se excluyeran inicialmente de tener esta capacidad de respuesta a las modificaciones de los factores climáticos [7]. No iba a ser sino hasta algo más tarde cuando se iba a evidenciar [9] que también las helmintiasis eran capaces de responder al cambio climático, demostrándose que la anterior falta de respuesta por parte de estas enfermedades no era sino debida a la mayor tardanza de las mismas en evidenciar sus modificaciones después de un cambio climático, fruto ello de sus ciclos biológicos más largos que los de virus, bacterias y protozoos. Simplemente, se había pasado por alto que modificaciones en las helmintiasis podían haber sido consecuencias de eventos climáticos acaecidos bastante tiempo antes, meses o varios años antes. Hoy en día se cuenta ya con varios casos demostrados de impactos del cambio climático sobre trematodiasis, cestodiasis y nematodiasis varias.

La finalidad de este escrito es no solamente aludir a los impactos de las modificaciones del medio, incluidos los actuales cambios climático y global, sobre las enfermedades infecciosas, sino también analizar como modificaciones acaecidas en el pasado a lo largo de la historia de la humanidad han venido a marcar las características de estas enfermedades en el presente, tanto en lo referente a distribución geográfica como en su epidemiología. Las modernas técnicas de caracterización molecular nos están permitiendo hoy en día desentrañar pieza a pieza el rompecabezas mundial resultante de las modificaciones introducidas a lo largo de la historia humana y su subsiguiente enmarañamiento a raíz de la evolución acelerada del ser humano en las últimas décadas y de la superposición del cambio climático con el cambio global en los últimos años. En la dilucidación de los muy numerosos entresijos está destacando una enfermedad concreta, la fascioliasis, muy susceptible a los cambios climático y global, hasta el punto que el seguimiento del helminto trematodo parásito causal de la misma y de sus caracoles vectores específicos se ha convertido en un marcador inesperado pero increíblemente eficiente para dicha labor. Y lo es hasta tal punto que bien podríamos definir este escrito como «La historia de la humanidad a través de un parásito».

Antes de adentrarse en tema procede llevar a cabo una breve síntesis de algunos conceptos, para establecer y definir el marco en que esta temática se desenvuelve.

EL CAMBIO CLIMÁTICO Y SUS EFECTOS

Dentro de la diversidad de efectos del cambio climático, sus consecuencias sobre la salud son uno de los mayores problemas, incluyendo modificaciones de distribución y rango de las enfermedades infecciosas, y magnitud y frecuencia de brotes epidémicos. Los efectos del cambio climático sobre los organismos se dan sobre: (i) fisiología, metabolismo y tasas de desarrollo; (ii) distribución; (iii) temporalidad del ciclo biológico o sus fases; y (iv) adaptación, especialmente en organismos «estrategas r» [10].

Variables climáticas que afectan la transmisión y diseminación de las enfermedades infecciosas

No se pueden hacer generalizaciones sobre efectos del cambio climático en las enfermedades infecciosas. La heterogeneidad de ciclos en los agentes patógenos incluye estrategias completamente antagonistas. Determinados cambios climáticas pueden originar modificaciones en enfermedades infecciosas con direcciones opuestas incluso en una misma área, aumentando la transmisión y distribución geográfica de un agente infeccioso pero reduciendo las de otro. Además, la modificación de un factor climático puede inducir un incremento de transmisión a determinado nivel pero lo opuesto a otro nivel del ciclo del patógeno, de modo que efectos contrapuestos pueden dar lugar a ningún o casi ningún cambio en la transmisión [9,11,12].

Los cambios climáticos no se muestran uniformes espacialmente. Así, el cambio climático puede influenciar una misma enfermedad en diferentes direcciones o grados dependiendo del área geográfica. Cabe destacar que las áreas más afectables son aquellas próximas a los extremos de la distribución geográfica de una enfermedad (zonas de borde, áreas de altitud) [9,11,12].

La temperatura incrementa la tasa de desarrollo de los parásitos. Niveles de infección y dinámicas de los sistemas parasitarios están sujetos a incrementos de temperatura. Desde la perspectiva del hospedador, si florecen antes y por más tiempo debido a temperaturas mayores a largo plazo, ello resultará en la producción de más individuos jóvenes susceptibles y conducirá a un aumento de la transmisión. Desde la perspectiva del patógeno, un incremento en duración y media de temperatura llevará a la ampliación de la ventana de transmisión y tasa de desarrollo de los estadios infectantes, aumentando la transmisión. Como consecuencia, el calentamiento global originará mayores niveles de enfermedad [12].

Modificaciones de precipitación y pluviometría pueden dar lugar a condiciones locales más húmedas o secas, influenciando el rango de supervivencia, estacionalidad y viabilidad de muchos estadios de vida libre de los patógenos, pero también de aquellos dentro de caracoles e insectos vectores e incluso pequeños vertebrados, tanto exotermos como endotermos. La nubosidad y la polución aérea interactúan con la radiación solar, más o menos dañina para los estadios exógenos de los agentes infecciosos, pero que puede jugar un papel opuesto en vectores como sucede en el caso de caracoles vectores como Planórbidos y Lymnaéidos, que se alimentan preferentemente de algas dulceacuícolas [11].

Además, las influencias de cada una de estas variables climáticas en las enfermedades infecciosas no puede ser analizada independientemente, debido a efectos de interacción. Las interacciones entre temperatura y variables climáticas relacionadas con el agua dará lugar a cambios en los ciclos de glaciación-deshielo, modificaciones de las colecciones de agua, o cambios de la velocidad del agua, de manera que las sequías e inundaciones aumentarán en frecuencia. Cada vez se detectan más efectos climáticos en cascada.

Temperatura y calentamiento global

El hecho de que las anomalías en la temperatura global media se hayan incrementado en los últimos 80 años con un aumento consistente y más rápido a lo largo de los últimos 25 años es ya una evidencia irrefutable [13]. La superficie de la tierra es un lugar más cálido con temperaturas máximas de verano más altas, estaciones estivales más largas y un menor número de días fríos. Un patrón observado comúnmente en los records de temperatura a largo plazo [14] lo constituye el gradual incremento de las temperaturas medias a lo largo de los últimos 40 años, si bien con un más marcado aumento en primavera desde 1989 y en invierno desde 1988 [15].

Los modelos climáticos actualmente disponibles predicen que las temperaturas de la atmosfera y de la superficie del mar van a subir unos pocos grados a lo largo de las próximas décadas, a un nivel global desde el Ártico hasta el Antártico [16,17]. Una característica importante del calentamiento global es su ostensible heterogeneidad tanto en el espacio como en el tiempo. Como una regla general, las temperaturas son mayores, en promedio, y menos variables temporalmente, tanto diariamente como estacionalmente, en latitudes bajas que en latitudes altas. La magnitud del incremento de temperatura variará de una región geográfica a la otra, y en determinadas áreas no habrá ningún cambio o incluso podrá darse un descenso. Por ejemplo, los incrementos de temperatura en regiones continentales de elevada latitud son mayores que los que se dan en regiones costeras y tropicales. Algunas áreas muestran que fueron más frías durante partes del último siglo, mientras que otras se hicieron más calurosas a velocidades mayores que las medias, en latitudes tan diferentes como en África [18] y la Antártida [19]. Mientras tanto, la temperatura invernal mundial se predice que va a aumentar más pronunciadamente que la del verano [20,21].

Los cambios climáticos estacionales afectan a un amplio abanico de sistemas biológicos, incrementando la duración de la reproducción estacional, de manera que muchos organismos se reproducen antes y durante más tiempo que lo que lo hacían antes en un mismo lugar [22]. Las estaciones veraniegas más calurosas son equivalentes a un desplazamiento de las condiciones climáticas medias a latitudes superiores y a altitudes mayores. Así, cabe esperar que observemos como los organismos expanden su distribución quizás con un retroceso en latitudes y altitudes menores. Algunos meta-análisis de los datos disponibles confirman un desplazamiento en el rango distribucional de especies relacionado con la temperatura [23].

El calentamiento global puede afectar a los biota mundiales y al funcionamiento de los ecosistemas en varios modos indirectos. Evidencias recientes indican que unas condiciones más calurosas pueden alterar la distribución geográfica de las enfermedades infecciosas y de sus vectores e incluir la emergencia de patógenos previamente considerados sin importancia [24-28], con consecuencias drásticas para sus hospedadores. A escala local, unas temperaturas más elevadas pueden también impactar sobre las tasas de desarrollo y el éxito de transmisión de los agentes patógenos, conduciendo a mayores abundancias locales de los mismos [29,30]. En lo que se refiere a la relación entre los parásitos y el clima, por ejemplo, la temperatura se ha mostrado siempre como un factor crucial y así ha sido tradicionalmente el foco de un gran número de estudios.

En el caso de los helmintos, por ejemplo, la tasa de desarrollo aumenta con la temperatura y si bien los estudios de laboratorio indican que esto es lineal, algunos estudios recientes sugieren que puede no serlo y tener un importante impacto sobre la tasa de reproducción básica del parásito R0. Los niveles de parasitismo y la dinámica de los sistemas helmintianos están sujetos al impacto de las condiciones ambientales de manera que incrementos de temperatura a largo plazo aumentarán la fuerza de la infección y la R0