Microorganismos del aire de la ciudad de Monterrey, N.L. México

1. Resumen
3. Materiales y
   métodos
4. Resultados y
   Discusión
5. Conclusión
6. Referencias

RESUMEN

La atmósfera contiene partículas en
suspensión, las que a su vez transportan microorganismos,
algunos de los cuales son potencialmente patógenos para
humanos. El objetivo de
esta investigación fue determinar la
concentración y tipo de microorganismos cultivables
suspendidos en la atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.
L. México,
por análisis microbiológico de nueve
sitios de la ciudad a dos horas diferentes del día (9 am y
14 pm).

Para ello se realizaron conteos microbianos de: bacterias
mesofílicas aerobias (BMA), coliformes, hongos, cocos
Gram Positivos: Staphylococcus aureus y un bacilo
Gram Negativo: Pseudomona aeruginosa. Además de la
exposición al ambiente de
diferentes medios de
cultivo específicos selectivos para microorganismos
patógenos potenciales. Los resultados muestran un valor promedio
de densidad
microbiana/m3 de aire: de 1 UFC X
106 de BMA; de 7 UFC propágulos X102
de hongos y de 3 a 95 de NMP de coliformes.

De las bacterias Gram Positivas la dominante fue el
género
esporulado Bacillus con sus especies: B.circulans,
B. coagulans, y B. licheniformis. De las bacterias
Gram Negativas el género Enterobacter agglomerans y
sus especies E. aerogenes, E cloacae, además de
Proteus spp, lo que supone fecalismo al aire libre. De los
hongos, los géneros comunes fueron: Penicillium sp
y Aspergillus spp. Se concluye que las partículas
de polvo suspendidas en el aire de la ciudad de Monterrey, son un
vehículo de transporte
microbiano de patógenos potenciales oportunistas para
el
hombre.

Palabras clave: Polvo, alergia, enfermedades respiratorias y
gastrointestinales.

Summary

Microorgamisms suspended in the atmosphere city of
Monterrey, N.L. México.

Air contains dust in suspended which carry on
microorganisms some of them are potencially human pathogens. The
atmosphere of this research was to determine the microorganisms
suspended in the air of the Monterrey City, N.L. Microbiological
analysis were made in nine sites of the city at 9 am and 14 pm.
Microbial counting were done of mesophilic aerobic bacteria
(BMA), coliform, fungi, Gram Positive coccus: Staphylococcus
aureus also a Gram Negative rod Pseudomona aeruginosa.
Including the environmental exposition of selective culture media
to isolate potential pathogen microorganisms. Results show an
average microbial density/ m3 of air: 1 CFUx
106 of BMA; 7 UFG propagules x 103 fungi;
3-95 NMP of coliforms. The Gram Positive dominant bacterium was
the spore genus Bacillus and its species: B.
circulans, B.coagulans and B. licheniformis.
The Gram Negative dominant was the enteric genus
Enterobacter agglomerans and its species: E.
aerogenes, E. cloacae, including Proteus spp
which means free fecalism. The fungi genus found were
Penicillium and Aspergillus. It´s concluded
that dust suspended in air of Monterrey, N.L. is transporting
opportunistic pathogens microorganisms for humans. Key word: dust,
allergy, respiratory and enteric disease.

Introducción

Las bacterias se dispersan en las partículas de
polvo en la atmósfera, al igual que los propágulos
de hongos. Como es de suponer se incluyen las enterobacterias que
causan enfermedades gastrointestinales (De Lima y Gadelha, 1983)
por el fecalismo al aire libre de animales
domésticos y humanos en zonas marginadas (Irving et
al., 1997). Los microorganismos del aire en general se
dispersan con relativa facilidad, tal como los patógenos
verdaderos y los oportunistas del tipo Staphylococcus
aureus y Streptococcus pyogenes, comunes en la
nasofaringe humana que se expulsan al aire por gotas de saliva,
mucus, al toser, estornudar, hablar, escupir o reír y que
son responsables de la transmisión de enfermedades comunes
del aparato
respiratorio (McDonald et al., 2000; Chang et
al., 1985).

El polvo transporta una carga variable microbiana que
contamina agua y
alimentos no
protegidos (Rahme et al., 1995; Geller 1983; Burge et
al., 1977). El aire se considera una fuente de contaminación microbiana que contribuye a
la incidencia de enfermedades respiratorias y gastrointestinales
humanas y animales que ambos inhalan partículas de entre
0.3 y 10 µ de diámetro y de 0.40 a 2.75 µ de
longitud. Esto representa un riesgo constante
y parcialmente moderado para la salud de humanos y animales
en función
de las condiciones ambientales en un determinado sitio
geográfico (Chang et al., 1985), en especial en
ciudades de tipo industrial como Monterrey, N.L, que
además combinan zonas de intenso tráfico vehicular,
áreas verdes, sitios de producción agrícola y de pobreza
extrema.

Los objetivos de
este trabajo fueron
determinar I) la densidad de los microorganismos suspendidos en
la atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.L. y II)
identificar la biota bacteriana y fúngica suspendida en
esa atmósfera.

Materiales y métodos

Para el análisis de la microbiota en la
atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.L. se
colectó de la atmósfera en nueve sitios
seleccionados con base en la intensidad de la actividad humana,
tráfico vehicular y dirección del viento, humedad relativa,
temperatura
los sitios escogidos y sus características generales se
presentan en el cuadro 1.

El muestreo en cada
sitio se realizó a dos horas diferentes durante el
día: 9:00 am, con una temperatura promedio de: 19.0°C
+ 2; 70%, humedad relativa (HR) y 14:00 pm, temperatura
34.0°C +3 y 30% HR; dirección y velocidad del
viento durante la mañana 15 Km/ h norte y durante la tarde
10 Km/h norte.

Cuadro 1. Características de los sitios de
muestreo de la atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.L.
México.

Muestreo del aire. Se usó una bomba de
vacío para burbujear 900 litros de aire a velocidad de 10
L/minuto en 200 mL de una solución amortiguadora de
fosfatos pH 7.2,
preparada de la siguiente forma: Solución A, g/L:
NaH2PO4 H2O:27, solución
B: Na2HPO4 28.39. Se tomaron 140 mL
solución de A y 360 mL solución de B, aforados a
1000 mL con agua destilada, en un matraz Erlenmeyer de 500 mL.
Con esta solución amortiguadora se realizó la
determinación de la densidad microbiana de: BMA,
coliformes y hongos, S. aureus y Pseudomona
aeruginosa (Sutton et al., 1998; Jones y Cookson,
1983; Marcher y First, 1983).

I.- Determinación de la densidad microbiana en la
atmósfera de la Monterrey, N.L.

1). Bacterias mesofílicas aerobias (BMA). Se
realizó con la técnica de difusión en placa
en agar para cuenta estándar (ACS), de la solución
inicial en el matraz donde se burbujeó el aire, se
realizaron las diluciones: 10-1, 10-2,
10-3, 10-4, 10-5 y
10-6 ; de cada una se transfirió un
mililitro a placas Petri con ACS, las cajas se incubaron a
35oC/48 h, posteriormente se efectuó el conteo
de colonias con un contador Québec (Irving et al.,
1997).

El criterio para determinar el número de colonias
fue el recomendado por la Asociación Americana de Salud
Pública (AAPH). Se realizó observación microscópica de los
tipos de colonias, las cuales se aislaron en agar soya tripticasa
(Difco) y posteriormente su identificación bioquímica
con el criterio del Manual de Bergey
(Holt et al., 1994) y otros autores (Blom et al.,
1984).

2). Bacterias coliformes. Se utilizó la
técnica del número más probable (NMP). De la
suspensión en la que se burbujeó aire se
transfirieron 10,1.0 y 0.1 mL a series de tres tubos con campana
de fermentación.

En la primera serie de cada tubo contenía 20 mL
de caldo lactosado (CL) con el doble de la concentración
normal recomendada; la segunda y tercera serie de tres tubos con
cada 9 mL de CL a la concentración normal usada. Los tubos
se incubaron a 35oC/24-48h. Posteriormente de los
tubos con gas en la campana
de fermentación se registró como positiva la prueba
presuntiva; se transfirieron tres asadas de estos a tubos con 5
mL de caldo bilis verde brillante (CBVB) selectivo para
coliformes, estos se incubaron por 24h/37ºC.

Luego que se detectó gas en la campana de
fermentación, se registró como positiva la prueba
confirmatoria. Los tubos se incubaron a 35ºC/24-48h; el
número de tubos que desprendieron gas, se agrupó
para determinar el NMP de coliformes en el aire según la
tabla Mac Brady. Para aislar E. coli de los tubos
positivos de la prueba confirmatoria se sembraron por
estría en agar eosina azul de metileno (EMB), las placas
se incubaron a 24h/37ºC; a las colonias típicas de
E. coli en la superficie de EMB, se les realizó la
tinción Gram y las pruebas
bioquímicas específicas para su
identificación (Holt et al., 1994).

3). Hongos. Se empleó el método de
difusión en placa con agar papa dextrosa (APD); de la
suspensión amortiguadora del matraz en que se
burbujeó el aire de las zonas escogidas se transfirieron 2
mL a placas de Petri, se mezclaron y solidificaron con
APD.

Las cajas se incubaron a temperatura ambiental
22-25°C/5 días, se realizó el conteo de los
propágulos de hongos. Estos se conservaron en tubos con 5
mL de APD como microcultivos para su identificación con
las claves de Barnett (St. Germain y Summerbell,
1996).

4). Staphylococcus aureus. Se usó la
técnica de extensión en superficie, se tomaron
alícuotas de 1.0 mL directamente de la suspensión
del matraz de donde se burbujeó el aire para placas con
agar Baird Parker para S. aureus; estas placas se
incubaron a 35oC/24-48h, las colonias típicas
sospechosas de este género se aislaron e identificaron de
acuerdo al Manual de Bergey (Holt et al.,
1994).

5). Pseudomona aeruginosa. Se usó la
técnica de extensión en superficie de la
suspensión del matraz de burbujeo de la atmósfera,
se tomaron alícuotas de 1.0 mL en agar citrimida (AC),
selectivo para este género Gram Negativo. Las cajas se
incubaron a 35oC/24-48h, para contar sus colonias
típicas y se seleccionaron aquellas para realizar pruebas
bioquímicas correspondientes para su identificación
(Holt et al., 1994).

II.- Exposición de los medios de cultivo
enriquecidos a la atmósfera de la ciudad de Monterrey,
N.L.

Paralelamente al muestreo del aire por burbujeo en la
solución amortiguadora en cada sitio, se expusieron al
ambiente/30 min cajas Petri con agar sangre, incubada
a 35oC/48 h y APD a temperatura ambiente
(25-30oC)/5 días, las colonias dominantes
observadas se aislaron, observaron al microscopio por
Gram y tiñeron para hongos según el caso, se
resembraron para su identificación bioquímica por
los criterios previamente señalados.

Resultados y Discusión

El cuadro 2 muestra la
frecuencia de los géneros bacterianos y fúngicos
dominantes detectado en la atmósfera de las distintas
zonas de la ciudad de Monterrey. N.L. En caso de las bacterias el
más frecuente fue Bacillus con sus especies: B.
coagulans y B. licheniformis; está
última así como, B. subtilis y B.
cereus, se consideran especies patógenas oportunistas,
implicadas en infecciones de piel, de ojos,
de heridas y eventualmente en intoxicaciones
alimenticias (Riesenman y Nicholson, 2000), su dominancia se
atribuye parcialmente a la tolerancia de sus
esporas a la radiación
de luz ultravioleta
(UV) (Nicholson et al., 2000; Sundin y Jacobs, 1999;
Setlow, 1998). Además de que soportan la desecación
y la elevada temperatura que puede suceder en el aire, lo que
elimina bacterias no esporuladas (Rahme et al., 1995;
Nicholson et al., 1991).

Contrario a lo esperado, la frecuencia de la familia
Enterobacteriaceae, fue baja representada por
Proteus y Enterobacter sp, además no se
detectó E. coli ni ningún otro coliforme en
el polvo del aire de la zona marginada o en los asentamientos
irregulares que tienen el problema de drenaje abierto y donde es
común el agua
estancada, debido a la falta de pavimento (sitio 4); una posible
explicación a la ausencia de esta bacteria indicadora de
contaminación fecal, es que en esas zonas existe
contaminación química en la
atmósfera, aunada a la sensibilidad de las enterobacterias
a la luz UV; esto redujo al mínimo su densidad (Paul et
al., 1997; Setlow, 1988; Mitscherlich y Marth,
1984).

Con respecto a la densidad de hongos, se observó
una alta frecuencia de los géneros Penicillium y
Aspergillus, lo que coincidió con lo reportado en
el aire de algunas ciudades industriales del Brasil y que se
cree contribuyen a la elevada incidencia de alergias en ciertas
épocas del año (Setlow, 1992,1994). La
supervivencia de los propágulos de los hongos en el polvo
del aire se atribuyó a que estos poseen esporas y
eficientes mecanismos de reparación de daño
provocados por la luz UV, lo que les permite tolerar este efecto
biocida y por tanto pululan por largos períodos de tiempos
en la atmosfera de la
ciudad, ello favorece el incremento de casos de alergia tipo
asmática en la población en general, como se reporta en la
literatura en
otras ciudades industriales (Marthi et al., 1990; Blom
et al., 1984; Burge et al., 1977).

En el cuadro 3 se muestra la estadística
descriptiva de la densidad microbiana suspendida en el polvo
de la atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.L., por el
método de exposición (ME). En este cuadro se
observó que en algunas de esas zonas de la ciudad fue
detectada una mínima densidad microbiana, lo que sugiere
un efecto biocida de la radiación UV y una posible
acción
germicida de otros agentes químicos en la atmósfera
como el dióxido de azufre que se produce en
fábricas cercanas a los sitios del análisis y que
causaron la reducción de la densidad de la
población microbiana en suspensión, en
específico en la zona de intenso tráfico vehicular,
con un valor de BMA de 840,000 UFC/m3 y un
máximo de 2 X 106 UFC/m3 y una
desviación estándar de 330,000 UFC/m3
(Slieman y Nicholson, 2000; Setlow, 1994).

En ciertos sitios no se detectaron microorganismos en el
polvo de la atmósfera de la ciudad, pero en otros se
encontró hasta una máxima de 6 X 102
UFC/m3 de BMA con una desviación
estándar de 490,000 UFC/m3, lo que apoya un
posible efecto bactericida acumulativo de la UV más
intenso a las 14 pm que las 9 am tal y como se reporta por Sundin
y Jacobs (1999), Sun et al., (1994), Tovar-Rojo y Setlow
(1991) en investigación sobre la calidad
microbiana de ciudades en EUA y Europa. En este
cuadro se observó que no obstante aplicar los métodos de
exposición y de dilución, el valor de la densidad
de las bacterias en suspensión en la atmósfera de
cada sitio fue similar aunque el valor de coeficiente de
variación en cada zona analizada fue diferente, se cree
que esta mínima diferencia detectada en densidad de los
hongos fue menor por su fuerte tolerancia a la luz ó
radiación UV (Fairhead et al., 1993; Fairhead y
Setlow, 1992).

En contraste con la máxima densidad bacteriana en
la atmósfera de algunos sitios de la ciudad, como en la
zona de intenso tráfico vehicular, resultado semejante se
reportó en algunas ciudades de Suecia y otras (Warriner
et al., 2000; Blom et al., 1984).

En general los resultados sobre la densidad microbiana
en los sitios de análisis de la atmósfera se
asociaron estrechamente con la actividad laboral, el
número de habitantes y la condición sanitaria,
etc., de cada sitio (Tovar-Rojo y Setlow, 1991).

La densidad microbiana/m3 fue similar a la
reportada en la ciudad de México, en donde no se
reportó el dominio de
ninguna bacteria patógena verdadera en el polvo en
suspensión en específico de ciertas áreas
verdes e incluso con intenso tráfico vehicular (Mac Vean
et al., 1986), lo que se atribuyó a la
composición química del aire existente entre ambas
ciudades.

En la de México se reportó un alto
índice de contaminación química con posible
efecto bactericida señalado, influido además por la
altura a nivel del mar, que no excede 2435 snm; se cree que este
efecto biocida fue menor, aunque la temperatura promedio en el
verano en Monterrey tiene una variación entre 38-42°C
+ 2°C, en contraste con la ciudad de México que
es de 22-26°C. Existen reportes de que estos factores
influyen sobre la densidad de la población microbiana
viable en suspensión adherida a las partículas de
polvo al reducirse por una típica actividad biocida de los
contaminantes del aire (Chang et al., 1985; Mac Vean et
al., 1986).

En el cuadro 4 se presenta la estadística del NMP/m3 para
coliformes detectados especialmente en la atmósfera en los
sitios 3 y 5, donde se registró un valor máximo de
5,300 NMP/m3 y una desviación estándar
de 2,300 y 2, 500 respectivamente. En los sitios 4,6 por el
efecto bactericida de la radiación UV (Marthi et
al., 1990). En general la densidad de los coliformes por la
mañana a las 9 am fue menor que por la tarde a las 14 pm,
con excepción de los sitios 3 y 5 en donde se
registró la máxima densidad de coliformes
independientemente de la hora, con una diferencia en el valor de
la densidad inferior entre una hora y otra; en los sitios 2 y 7,
donde la densidad de coliformes en suspensión fue mayor
por la mañana que por la tarde, lo cual sugiere que por el
tiempo en que
los coliformes se expusieron a la radiación UV y por la
relativa elevada humedad de la mañana, se redujo la
densidad de coliformes en comparación con la tarde
(Stewart et al., 1995).

El cuadro 5 presenta el análisis de varianza de
la microbiota suspendida en el polvo en la atmósfera de la
ciudad de Monterrey, en donde los valores
del muestreo del aire a las 9 am arrojaron valores
diferentes en comparación con lo encontrado a las 14 pm,
lo que hace suponer que como se señaló, la
intensidad de la radiación visible UV e incluso la humedad
relativa fueron determinantes sobre la densidad
microbiana.

En este cuadro se observó además que los
valores de la F calculada para la densidad microbiana fueron
menores, que para la densidad de la F esperada con un 5% de
significancia (error). Mientras que los valores de la densidad de
la población microbiana en el polvo en suspensión
en algunas zonas de la ciudad de Monterrey se registró lo
contrario con un error mínimo de (<1.04), la clave
sobre el valor de la densidad y de la variedad de los
microorganismos detectados (Heidelberg et al., 1997;
Seller, 1983).

Cuadro 2. Frecuencia de géneros de bacterias y
hongos detectados en la atmósfera de la ciudad de
Monterrey, N.L. México.

a Todos los valores de la
frecuencia son el promedio de cuatro repeticiones.

Cuadro 3. Análisis estadístico de los
métodos utilizados en la investigación del
análisis de la población bacteriana mesofila de la
atmósfera de la ciudad de Monterrey, N.L.
México.

ND= No determinada ME= Método Exposición
MD= Método Dilución

Cuadro 4. Análisis estadístico * de la
densidad de bacterias coliformes en la atmósfera de la
ciudad de Monterrey, N.L. México.

* Todos los valores son el promedio de cuatro
repeticiones.

Cuadro 5. Análisis estadístico de la
relación entre la densidad microbiana y el sitio de
muestreo de la atmósfera en la ciudad de Monterrey, N.L.
México.

F. Cal.= F. calculada; F=F. esperada; am= mañana,
pm= tarde.

Conclusión

La densidad de los microorganismos suspendidos en el
polvo de la atmósfera de la ciudad de Monterrey fue
variable en los sitios de muestreo. Esta densidad no
mostró en todos los casos una relación directa con
la actividad humana de cada zona, pero sí sus
características ambientales como ubicación, grado
de urbanización, nivel de vida de sus habitantes,
temperatura y humedad relativa. Dominó la máxima
densidad microbiana en las zonas urbanas con intenso
tráfico vehicular.

En algunos sitios el análisis de varianza
indicó que no hubo diferencia significativa (P<0.05) en
la forma de la distribución de los microorganismos en el
polvo en suspensión en la atmósfera de la ciudad.
Se confirmó por los métodos dilución y
exposición empleados la ausencia de microorganismos
patógenos verdaderos para humanos y animales, lo que
sugiere que la flora microbiana en el aire de las zonas
muestreadas tiene un riesgo moderado para la salud de sus
habitantes. Se recomienda que para prevenir problemas de
salud relacionados con enfermedades respiratorias,
gastrointestinales y de tipo alérgico, se realice de
manera rutinaria un análisis de la calidad
microbiológica la atmósfera.

Agradecimientos:

Al proyecto 2.7
CIC-UMSNH (2005-2006) por las facilidades para su
publicación

A la FCB-UANL por el apoyo logístico para esta
investigación. A Beatriz Noriega-Gamboa, Siloé
Gutiérrez Gaxiola y Olga Lidia Hernández
Vázquez, por su paciencia en la escritura. QFB
Juan Carlos Carrillo Amezcua por la revisión de la
ortografía.

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31.- Tovar-Rojo, F., and Setlow, P. 1991. Effects of
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32.- Warriner, K., Russtad, G., Murden, A., Rumsby, P.,
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subtilis spores on packaging surfaces bye U.V. excimer
laser
irradiation J. Appl. Microbiol. 88: 678-685.

1Aida Nava Palacios

+Hilda García S.

*Libertad
Leal-Lozano

3Juan Manuel
Sánchez-Yáñez

1Microbiología Industrial y del
Suelo,

+M. Alimentos,

*Educación
ambiental,

Facultad de Ciencias
Biológicas. Universidad
Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los
Garza., N.L. Apdo. Postal 414, México.
3Microbiología Ambiental. Instituto de Investigaciones
Químico Biológicas. Ed. B1. Universidad Michoacana
de San Nicolás de Hidalgo

autor correspondiente,

,

Morelia, Mich. 58030. México.