El incidente Caruaru

Imagen de portada: bloom de Microcystis aeruginosa (playa de São Lourenço do Sul). Fuente: Lemes y col. (2015)

El agua es parte esencial del cuerpo humano

Para ser exactos entre el 50-60% de nuestro peso. De ella y de las sustancias que contiene depende nuestra supervivencia. Como el plasma, parte líquida de la sangre que además de sales, nutrientes, etc., transporta desechos que debemos eliminar.

Y aquí es donde llegamos a los riñones, los órganos vitales que limpian la sangre filtrando unos 180 litros al día.

Su importancia la resume el dicho popular de que algo muy caro (o que necesita mucho esfuerzo) «cuesta un riñón«. La tarea básica de los riñones es la eliminación y regulación de líquidos. Nos libran de compuestos perjudiciales devolviendo a la sangre sustancias vitales (agua, glucosa, sal, etc.) para mantener en equilibrio a nuestro organismo.

En caso de insuficiencia renal (<10% de función renal) no queda más remedio que abordar terapias como diálisis o transplantes. Existen dos tipos de diálisis: hemodiálisis y diálisis peritoneal.

En la hemodiálisis un riñón artificial (dializador) cumple la función de depurar la sangre. Contiene un filtro con dos partes, una para la propia sangre y otra para un líquido de baño o lavado: el dializado.

La sangre y el dializado entran en contacto separados por una membrana. Al inicio del tratamiento se practica una cirugía menor al paciente como vía de acceso para el dializador.

La sangre circula en dirección contraria al dializado, que la limpia por difusión. Normalmente se hacen 3 sesiones de 4 horas de duración por semana.

Los elementos más importantes y de mayor tamaño de la sangre (células sanguíneas, proteínas, etc.) permanecen en la sangre que llega al dializador.

A través de la membrana se difunden productos de desecho como urea, creatinina (e iones como Na y K), que pasan al dializado y se eliminan. El líquido de lavado se puede modificar según las necesidades de cada paciente.

El incidente Caruaru

Caruaru es una ciudad minera en el estado de Pernambuco, en Brasil.

A comienzos de 1996, tras una larga sequía, la ciudad sufrió cortes en el suministro de agua corriente. Esto puso en dificultades a las dos clínicas de diálisis de Caruaru (privadas pero con subvención parcial del gobierno).

Embalse de Tabocas. Fuente: wikimedia commons.

El agua empleada en la diálisis procedía de la red de abastecimiento municipal, tomada del embalse de Tabocas a unos 40 km de distancia.

Tras su depuración previa para el suministro público, las clínicas de diálisis realizaban una purificación adicional pasándola a través de columnas de arena, carbón y resinas de intercambio iónico, antes de atravesar un filtro de microporos. Las columnas se regeneraban cada 3 días.

Pero algo cambió durante la sequía.

Al fallar el suministro público, entre el 13 y 17 de febrero, una de las clínicas recibió el agua desde Tabocas mediante camiones cisterna. El único tratamiento previo fue añadir altas concentraciones de cloro y luego la clínica elaboró el dializado usando el procedimiento habitual.

Esa clínica era el Instituto de Doenças Renais (IDR) y tenía 126 pacientes en su programa de hemodiálisis. En cuanto les practicaron la diálisis con aquella agua desarrollaron síntomas neurológicos (alteración visual, náuseas, vómitos, etc.), evidenciando daños hepáticos en el 89% de los pacientes.

La primera muerte se produjo el 20 de febrero. El 6 de marzo había 10 víctimas y clausuraron la unidad de diálisis trasladando a los pacientes a Recife. Pero el daño ya estaba hecho. El 4 de agosto habían fallecido 55 personas, con un recuento final de 60 víctimas.

Las muertes se produjeron por daños hepáticos o indirectamente por complicaciones como sepsis, sangrado gastrointestinal y problemas cardiovasculares.

¿Cuál fue el motivo? ¿qué tenía aquella agua?

Estructura de las microcistinas. Las abreviaturas indican los aminoácidos que incluyen. A, alanina; L, leucina; R, arginina; Y, triptófano. Fuente: Pérez-Morales y col. (2016).

Los análisis iniciales de suero sanguíneo buscaban contaminantes como metales pesados, pesticidas, cloraminas…y no detectaron nada anormal.

Pero cuando se planteó que pudiesen ser toxinas de cianobacterias, los resultados demostraron la presencia de microcistinas (-YR, -LR y -AR). La microcistina-LR es la más tóxica.

Las microcistinas son heptapéptidos cíclicos. Se conocen más de 200 variantes en la actualidad.

Provocan potentes efectos hepatotóxicos e inhiben proteínas fosfatasas en mamíferos con graves consecuencias (p.ej. daños al ADN y necrosis celular).

También son promotoras de tumores de hígado en animales de laboratorio. Un desastre total, vamos.

Los estudios patológicos en muestras de hígado de los pacientes afectados mostraron alteraciones idénticas a las observadas en animales domésticos y salvajes intoxicados con microcistinas (i.e., ruptura de placas celulares hepáticas y otras deformidades).

Las cianobacterias dominantes en el embalse de Tabocas son tropicales. El examen de las comunidades de fitoplancton en años anteriores demostró que las cianobacterias (Microcystis, Anabaena y Cylindrospermopsis) eran el componente dominante desde 1990. Su proliferación en cuerpos de agua como los embalses se debe a condiciones ambientales favorables (confinamiento, elevadas temperaturas) y un mayor aporte de nutrientes a menudo de origen antropogénico.

Cianobacterias en el embalse de Salto Grande (Brasil). A) Microcystis sp., B,M) Cyanobium sp., C) Calothrix sp., D) Chroococcidiopsis sp., E) Romeria victoriae, F) Microcystis panniformis, G) Synechococcus nidulans, H) S. elongatus, I) Microcystis sp., J) Lyngbya sp., K,L) Leptolyngbya sp. Fuente: Genuário y col. (2016).

En el periodo previo y durante las intoxicaciones en febrero de 1996 no se recogieron muestras. Pero un primer estudio tras la intoxicación mostró poblaciones diversas entre marzo-mayo de 1996 incluyendo Aphanothece, Aphanizomenon, Chroococcidiopsis y Microcystis, entre otros géneros.

Años después se analizaron muestras recogidas a finales de marzo de 1996, demostrando que las cianobacterias representaban el 99% de la comunidad de fitoplancton, con más de 20 millones de células/litro (principalmente Aphanizomenon manguinii y dos especies de Oscillatoria).

Las principales productoras de microcistinas incluyen por supuesto a Microcystis, pero también Planktothrix, Oscillatoria, Anabaena y Aphanizomenon.

Las microcistinas son las únicas cianotoxinas para las que la OMS ha dictado pautas sanitarias, con límites de seguridad establecidos en agua potable de 1 μg/L/día de microcistina-LR (y un nivel medio de alerta de 20 μg/L).

Pues bien. En el suero de los pacientes intoxicados se detectaron hasta 10 μg/L de microcistinas y se estima que el agua en origen contenía hasta 19,5 μg/L.

En el material de las columnas de filtración de agua de la clínica IDR se descubrieron restos intactos y fragmentos de microalgas y cianobacterias, además de otras cianotoxinas (cilindrospermopsinas).

Los tratamientos de hemodiálisis empleaban unos 120 litros de agua por persona, así que ya se imaginarán que la concentración de cianobacterias y cianotoxinas en Tabocas fueron más que suficientes para causar intoxicaciones agudas en los infortunados pacientes del IDR.

El incidente de Caruaru planteó la necesidad de incluir a las cianotoxinas en el control del agua y mejorar las técnicas de tratamiento previas a la diálisis. A raíz de aquel suceso Brasil introdujo -en el año 2000- cambios legislativos incluyendo a cianobacterias y cianotoxinas en el control de calidad del agua para el consumo humano.

Agradecimientos: la historia de hoy surgió de una cita de Luiz Mafra durante su presentación «O que há de novo no outro lado do Atlântico? Estudos recentes sobre Microalgas Nocivas e Toxinas no litoral brasileiro» durante las sesiones online de la XIV Reunión Ibérica de Biotoxinas Marinas y Fitoplancton Nocivo, REDIBAL (29 y 30 de junio 2021).

Referencias:

  • Azevedo SM y col. Human intoxication by microcystins during renal dialysis treatment in Caruaru-Brazil. Toxicology 181-182:441-446 (2002).
  • Drobac D. y col. Effects of cyanotoxins in humans. Arh Hig Rada Toksikol 64:305-316 (2013).
  • Genuário DB y col. Cyanobacterial community and microcystin production in a recreational reservoir with constant Microcystis blooms. Hydrobiologia 779:105–125 (2016).
  • Jochimsen EM y col. Liver failure and death after exposure to microcystins at a hemodialysis center in Brazil. N Engl J Med 338:873-878 (1998).
  • Komárek J. Background of the Caruaru tragedy; a case taxonomic study of toxic cyanobacteria. Alg Studies 103:9-29 (2001).
  • Pérez-Morales A. y col. Estado actual del estudio de cianobacterias dulceacuícolas formadoras de florecimientos en el centro de México. p. 408-421. En: García-Mendoza E. y col. (eds.). Florecimientos Algales Nocivos en México. Ensenada, México. CICESE. 438 pp. (2016).
  • Pouria S. Fatal microcystin intoxication in haemodialysis unit in Caruaru, Brazil. Lancet 352:21–26 (1998).
  • Turner AD y col. Analysis of Microcystins in Cyanobacterial Blooms from Freshwater Bodies in England. Toxins 10:39 (2018).
  • Fuentes Web: National Kidney Foundation. Hemodiálisis, lo que necesita saber (2006).
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