Spanish (pdf)
Article in xml format
Article references
Automatic translation
Send this article by e-mail
Cited by SciELO 
Cited by Google 
Similars in
SciELO 
Similars in Google 
Permalink
1. Introducción
Los antibióticos son medicamentos utilizados para el tratamiento de enfermedades infecciosas causadas por bacterias. Además de su uso en humanos, muchos antibióticos son utilizados en el tratamiento de patologías infecciosas de pequeños animales (caninos y felinos) 1, en la industria ganadera como promotores del crecimiento, y en granjas como aditivos alimentarios de peces 2. Cabe mencionar que su uso intensivo ha sido una de las principales causas del desarrollo de bacterias resistentes a los antibióticos. De hecho, la aparición en los últimos años de infecciones causadas por microorganismos, resistentes (algunos de ellos multi-resistentes a varios antibióticos a la vez), advierte sobre la llegada de una era post-antibiótica, donde no exista tratamiento efectivo para combatir las enfermedades infecciosas 3.
De otro lado, en el proceso de eliminación de los antibióticos del organismo, una porción de ellos suele excretarse de forma inalterada a través de la orina y heces fecales 4-6, en concentraciones considerables (hasta del orden de los mg L-1). Estas sustancias llegan a las aguas residuales inmersos en la orina y heces principalmente; sin embargo, los antibióticos también pueden llegar a los sistemas de aguas residuales por medio de una inadecuada disposición final de los medicamentos vencidos o no consumidos completamente durante las terapias 7. En la actualidad, los antibióticos son considerados como contaminantes de preocupación emergente, es decir, compuestos caracterizados por su difícil degradación por métodos convencionales, y para muchos de ellos se desconocen aún todos sus efectos sobre el medioambiente.
Desafortunadamente, los antibióticos no son eliminados en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), donde típicamente se usan sistemas biológicos tales como lodos activados, que son ineficientes para la degradación de antibióticos 8. De hecho, estos sistemas convencionales son considerados en la actualidad como espacios propicios para la proliferación de microorganismos resistentes debido al contacto directo y continuo con antibióticos, junto con la transferencia horizontal de genes de resistencia entre bacterias 9-11. Al final, los efluentes de las PTAR (los cuales contienen antibióticos) son descargados en los ríos, lagos o quebradas, representando un grave peligro para el ambiente y para las poblaciones que se abastecen de estas fuentes hídricas.
Considerando la relevancia de los antibióticos para la salud pública, la llegada al ambiente y efectos sobre la proliferación de la resistencia antimicrobiana, se desarrolló el presente trabajo, el cual comprende una revisión bibliográfica sobre el uso de los antibióticos en Colombia; destacando su consumo, excreción en orina, junto con la presencia en aguas residuales y ambientales. En cuanto al aspecto del consumo de antibióticos de esta revisión, se utilizaron en informes de la OMS, artículos de investigación, y documentos académicos con información sobre el uso de antibióticos en droguerías, Entidades Prestadoras de Salud (EPS), clínicas, hospitales y población en general; obtenidos a través de la búsqueda en las bases de datos SCOPUS, SCIELO y Google Scholar (usando como palabras de búsqueda Antibiotics AND consumption AND Colombia). Para analizar ítem de la excreción, se consultó la eliminación por la vía urinaria (ya que la orina constituye una de las principales rutas de llegada de los antibióticos a las aguas residuales) de los antibióticos de mayor consumo en Colombia, usando la base de datos DrugBank (realizando la búsqueda con el nombre del antibiótico en inglés). Finalmente, en lo concerniente a la presencia de los antibióticos en las aguas residuales y ambientales colombianas tomado como fuentes de información los artículos científicos en revistas nacionales e internacionales obtenidos a través las bases de datos SCOPUS, SCIELO y Google Scholar (con las palabras de búsqueda Antibiotics AND Water AND Colombia).
2. Antibióticos de mayor consumo en Colombia, y su excreción vía orina
Antes de analizar el caso específico de Colombia, es importante dar un contexto sobre el consumo de antibióticos a nivel mundial. Según informes de seguimiento de la OMS entre 2016 y 2018 12, en África, prevalece el consumo de antibióticos betalactámicos como las penicilinas (ej. amoxicilina) y cefalosporinas (ej. ceftriaxona), quinolonas (ej. ciprofloxacina), sulfonamidas (ej. sulfametoxazol) y tetraciclinas (ej. doxiciclina). En el continente asiático, es mayor el consumo de cefalosporinas y quinolonas. En dichos informes también se ha reportado que Europa y América presentan la misma prevalencia que África, pero a esto se les suma el uso de macrólidos y lincosamidas. Es importante considerar que esos datos fueron obtenidos de algunos países por continente, y que la relevancia del uso de cada grupo de antibióticos depende en gran medida, de las particularidades de cada región, país y localidad 12.
En el caso de Colombia, al analizar la información de las fuentes bibliográficas, se destaca que los antibióticos más utilizados son las penicilinas (perteneciente al grupo de los betalactámicos), entre los que prevalece el consumo de la amoxicilina, ya que esta se considera un medicamento de primera elección para combatir infecciones bacterianas. De hecho, la amoxicilina se registra como un antibiótico de grandes ventas en droguerías, por iniciativa de la población (automedicación) o por recomendaciones de la persona encargada de la atención farmacéutica (ver Tabla 1, la cual resume los resultados de la búsqueda sobre los antibióticos de mayor consumo en Colombia) 13-16.
A nivel hospitalario, además de la amoxicilina, suelen utilizarse otras penicilinas como la ampicilina y la dicloxacilina 17,18. En el segundo lugar de consumo se sitúa el uso de cefalosporinas (también del grupo betalactámico) como la cefalexina, ceftriaxona y la cefradina. Seguidamente en ranking de consumo, aparece el grupo de las fluoroquinolonas tales como la ciprofloxacina, y en un menor grado, son consumidas las tetraciclinas (doxiciclina), los macrólidos (azitromicina) y las sulfonamidas (sulfametoxazol solo o asociado con trimetoprima).
Tabla 1 Antibióticos de mayor consumo en Colombia
| Documento (referencia) | Año publicación [año del estudio] | Institución y/o contexto | Antibióticos de mayor consumo |
|---|---|---|---|
| ¿Cómo está Colombia en el uso de los antibióticos? 19 | 2020 [2019] | Hospitales y EPS | *ACCESS: Amoxicilina, cefalexina y doxiciclina. **RESERVE: cefepima, aztreonam y fosfomicina |
| Cualificación y experiencia de los vendedores de droguería para la dispensación de amoxicilina en una comuna de Santiago de Cali, Colombia 20 | 2018 [2017] | Droguerías | Amoxicilina |
| Estudio de utilización de antibióticos en hospitales de mediana y alta complejidad del Departamento del Atlántico-Colombia entre el 2016 y 2017 17 | 2018 [2016 a 2017] | Hospitales | Cefradina, ampicilina y clindamicina |
| Informe final de evento consumo de antibióticos en el ámbito hospitalario, Colombia, 2016 21 | 2016 [2013 a 2016] | Hospitales | Meropenem, piperacilina, tazobactam, vancomicina, ceftriaxona y ciprofloxacina |
| Estudio de utilización de antibióticos en el servicio de consulta externa de un hospital público en Bogotá, D.C. 18 | 2016 [2013] | Hospital | Penicilinas: amoxicilina, dicloxacilina, penicilina benzatínica y ampicilina. cefalosporinas: cefalexina y ceftriaxona. fluoroquinolonas: ciprofloxacina y norfloxacino. tetraciclinas: doxiciclina |
| Consumo de antibióticos a partir de las ventas en droguerías en Santiago de Cali, Colombia 15 | 2016 [2010 a 2013] | Droguerías | Amoxicilina |
| Evaluación del uso de antibióticos en el municipio de Cajicá, Cundinamarca, Colombia 13 | 2015 [no especificado en la referencia] | Droguerías y población | Amoxicilina, ampicilina, dicloxacilina, |
| nitrofurantoína, azitromicina, cefalexina, trimetoprima-sulfametoxazol, polimixina B con neomicina, doxiciclina y eritromicina | |||
| La automedicación de antibióticos: un problema de salud pública 14 | 2013 [no especificado en la referencia] | 20 localidades de Bogotá | Amoxicilina y ampicilina |
| Automedicación con antibióticos en Bogotá, Cali, Zipaquirá, Facatativá y Santander de Quilichao, "una realidad vigente en nuestro país" (16) | 2012 [no especificado en la referencia] | Población (adultos mayores) | Amoxicilina, ampicilina, cefalexina, ciprofloxacina y claritromicina |
| Trends in antibiotic utilization in eight Latin American countries, 1997-2007 22 | 2010 [1997 a 2007] | América Latina (Colombia) | Penicilinas: |
| Tipo J01C (amoxicilina y ampicilina) | |||
| quinolonas: ciprofloxacina, norfloxacino y lomefloxacina. | |||
| Macrólidos y lincosamidas: azitromicina, claritromicina, eritromicina, clindamicina y lincomicina | |||
| Utilización de antibióticos de uso humano en caninos y felinos atendidos en la clínica de pequeños animales de la Universidad Nacional de Colombia 1 | 2010 [no especificado en la referencia] | Clínica veterinaria | Amoxicilina, ampicilina, cefalexina y cefradina |
| Dispensación de antibióticos de uso ambulatorio en una población colombiana 23 | 2009 [2005 a 2006] | EPS | Penicilinas: Amoxicilina y dicloxacilina. cefalosporinas: cefalexina. sulfonamidas: sulfametoxazol (solo o en combinación con trimetoprima) |
Fuente: elaboración propia. *ACCESS: antibióticos de primera elección; **RESERVE: antibióticos de última elección, usados cuando está en riesgo la vida del paciente
Por otro lado, se sabe que la excreción de los fármacos en humanos y animales ocurre a través de la orina, las heces fecales y el sudor, siendo en la mayoría de los casos la ruta urinaria la principal vía 24. Por lo tal razón, para los antibióticos de alto consumo en Colombia, se realizó la búsqueda bibliográfica sobre su excreción en orina (Tabla 2). Aunque el nivel de excreción de cada antibiótico es particular, puede notarse que para la mayoría de los casos presentados en la Tabla 2, porcentajes superiores al 30% son excretados sin cambio a través en orina, y en algunos casos excreciones hasta del 93% son posibles (cefalexina, por ejemplo).
Si bien, hoy por hoy, los compuestos farmacéuticos como los antibióticos son considerados como contaminantes de preocupación emergente, no se puede perder de vista sus metabolitos que también son excretados en la orina y heces. En varios casos, tales metabolitos pueden conservar el núcleo activo 24, sugiriendo esto que dichas sustancias tienen un efecto negativo potencial sobre el ambiente, convirtiéndolas también en contaminantes de preocupación emergente.
Tabla 2 Información sobre excreción por ruta urinaria de los antibióticos de mayor consumo en Colombia.
| Antibiótico | Excreción en orina sin modificaciones (Referencia) |
|---|---|
| Amoxicilina | Hasta 78% 24,25 |
| Ampicilina | 30-64% 25,26 |
| Dicloxacilina | 38-50% 27 |
| Cefalexina | 80-93% 28 |
| Ciprofloxacina | 40-50% 24,29 |
| Doxiciclina | 40-60% 24 |
| Sulfametoxazol | Hasta el 30% 24 |
| Azitromicina | Hasta 6% (24,30) |
Fuente: elaboración propia
3. Presencia de antibióticos en aguas residuales y ambientales en Colombia
Como se indicó en las secciones previas, después del consumo, una porción de los antibióticos (y sus metabolitos) llega a las aguas residuales y ambientales, por lo cual son relevantes los análisis sobre la presencia de los antibióticos de alto consumo en aguas residuales urbanas, aguas residuales hospitalarias, y aguas ambientales. La Tabla 3 resume los aspectos principales de reportes de antibióticos en dichos tipos aguas en Colombia. De la literatura revisada se evidencia que las concentraciones de antibióticos siguen el orden: aguas hospitalarias > aguas residuales municipales > aguas ambientales. En las dos últimas matrices la concentraciones son más bajas debido principalmente al fenómeno de dilución que ocurre en ellas 31-34. Además, los datos en Tabla 3 sugieren que fármacos tales como azitromicina, ciprofloxacino, norfloxacino, sulfametoxazol y trimetoprima, podrían ser utilizados como indicadores de la carga antibiótica en las aguas residuales en Colombia.
Debe mencionarse que las PTAR municipales y/o los sistemas biológicos como lodos activados alcanzan una remoción parcial de los antibióticos, por lo cual hallamos estas sustancias en sus efluentes (Tabla 4). De hecho, ciertos tratamientos biológicos y fisicoquímicos revierten varios metabolitos de los fármacos presentes en las aguas residuales hacia el antibiótico original, haciendo que las PTAR actúen como concentradores de algunas sustancias farmacéuticas 31,32. Por ejemplo, en sistemas de tratamiento biológicos, los dos metabolitos principales del sulfametoxazol (N4-acetil-sulfametoxazol y sulfametoxazol-N1-glucuronido) experimentan la retro-transformación/desconjugación hacia el antibiótico padre, por acción enzimática a través de la escisión de la porción conjugada 35.
Tabla 3 Presencia de antibióticos en aguas residuales y ambientales en Colombia.
| Matriz | Presencia de los antibióticos en las aguas |
|---|---|
| Agua residual municipal | |
| Agua residual de Bogotá 36 | Se reporta la detección de sulfametoxazol y trimetoprima, pero no su cuantificación |
| Afluente de PTAR en Bogotá 36 | Se reporta la detección de sulfametoxazol y trimetoprima, pero no su cuantificación |
| Afluente de PTAR en Bogotá 32 | Azitromicina (6.32 µg L-1), ciprofloxacino (2.29 µg L-1) y norfloxacino (1.37 µg L-1), fueron los antibióticos con mayores concentraciones en el afluente |
| Agua residual de Bogotá 37 | Trimetoprima (1.14 µg L-1) |
| Afluente de PTAR en Medellín 32 | Azitromicina (5.84 µg L-1), ciprofloxacino (0.98 µg L-1), norfloxacino (0.81 µg L-1) y sulfametoxazol (0.29 µg L-1) fueron los antibióticos con mayores concentraciones en el afluente |
| Agua residual municipal de Cali 38 | Sulfametoxazol (0.58 µg L-1), metronidazol (0.51 µg L-1) y claritromicina (0.43 µg L-1) fueron los antibióticos de mayor concentración en el agua analizada |
| Agua residual de Florencia 32 | Esta agua presentó a azitromicina (12.5-20.2 µg L-1), ciprofloxacino (6.54-6.97 µg L-1) y metronidazol (0.37-0.97 µg L-1) como los antibióticos de mayor concentración en el agua residual |
| Agua residual hospitalaria | |
| Agua residual hospitalaria de Tumaco 32 | Azitromicina (6.93-26.1 µg L-1), ciprofloxacino (5.56-20.2 µg L-1), clindamicina (8.34-24.1 µg L-1) y claritromicina (0.11-26.8 µg L-1) fueron los antibióticos de mayor concentración en esta agua residual. |
| Agua residual hospitalaria de Tumaco 31 | Azitromicina (27.9 µg L-1), ciprofloxacino (10.7 µg L-1), clindamicina (25.4 µg L-1) y claritromicina (23.4 µg L-1) fueron los antibióticos de mayor concentración en esta agua residual. |
| Agua ambiental | |
| Agua superficial de Cali 38 | Sulfametoxazol (0.58 µg L-1), metronidazol (0.51 µg L-1) y claritromicina (0.43 µg L-1) fueron encontrados en el agua ambiental. |
| Agua superficial de Bogotá 37 | Trimetoprima (0.79 µg L-1) fue hallado en el agua ambiental. |
Fuente: elaboración propia
Es importante resaltar que, aunque las concentraciones de los antibióticos en una matriz de agua por sí solas no hablan del impacto ambiental, estas son útiles para la determinación del cociente de riesgo (Risk quotient, RQ por sus siglas en inglés), el cual es un indicador de potencial peligro ambiental de las sustancias en el agua. Por ejemplo, en un estudio reciente para efluentes de PTAR en Colombia se demostró que sustancias tales como azitromicina, norfloxacino y trimetoprima salen a concentraciones que tienen un RQ > 0.1, es decir que estos antibióticos tenían un potencial efecto negativo sobre el ambiente al que fueron descargados 39. Aunque el RQ es un primer indicador, son necesarios estudios del impacto real (midiendo in situ el impacto sobre seres vivos) causado por la descarga de antibióticos en las aguas ambientales colombianas.
Cabe mencionar que numerosos estudios a nivel global han detectado cambios en la estructura de comunidades microbianas (específicamente afectaciones a las funciones ecológicas microbianas) por la presencia de antibióticos en el medio acuático 40. Además del impacto en las poblaciones microbianas, los antibióticos también inducen efectos tóxicos sobre micro-invertebrados, y malformaciones en peces y anfibios 41.
De otro lado, los datos de la literatura son reportados para moléculas target (es decir buscadas específicamente), sin embargo, otros antibióticos no considerados en esos estudios pueden estar presentes en las aguas residuales y ambientales, siendo fuente de contaminación. Al mismo tiempo, los trabajos de detección/cuantificación de fármacos en matrices acuosas en Colombia también han reportado la alta presencia de otros fármacos tipo analgésico tales como acetaminofén, diclofenaco y carbamazepina; junto con antihipertensivos como el losartan y valsartan 31,32,42, que igualmente ejercen acción contaminante sobre el medio ambiente.
Tabla 4 Presencia de antibióticos en algunos efluentes de PTAR en Colombia.
| Efluente (referencia) | Presencia de antibióticos a la salida de la PTAR | Eficiencia de remoción en la PTAR |
|---|---|---|
| Efluente de PTAR en Bogotá 36 | Se reporta la detección de sulfametoxazol y trimetoprima, mas no se cuantifican. | No aplica |
| Efluente de PTAR en Bogotá 32 | Azitromicina (3.99 µg L-1) y ciprofloxacino (0.81 µg L-1) fueron los antibióticos de mayor concentración en el efluente. Adicionalmente, las concentraciones de metronidazol, sulfametoxazol y trimetoprima aumentaron después del paso por la PTAR. | Los procesos en la PTAR removieron ~38 y 69% de azitromicina y ciprofloxacino, respectivamente. Mientras que las concentraciones de metronidazol, sulfametoxazol y trimetoprima incrementaron ~75, 63 y 35%, respectivamente. |
| Efluente de PTAR en Bogotá 42 | Ciprofloxacino (0.80 µg L-1), norfloxacino (0.61 µg L-1), sulfametoxazol (0.37 µg L-1) y trimetoprima (0.36 µg L-1) son reportados como los antibióticos de mayor concentración en el efluente. | No es posible determinar con la información reportada en la referencia. Sin embargo, la presencia de los antibióticos en el efluente indica que la eficiencia de remoción es menor del 100%. |
| Efluente de PTAR en Bogotá 39 | Azitromicina, ciprofloxacino, claritromicina, sulfametoxazol y trimetoprima fueron encontrados en concentraciones de 1-10 µg L-1. | No es posible determinar con la información reportada en la referencia. Sin embargo, la presencia de los antibióticos en el efluente indica que la eficiencia de remoción es menor del 100%. |
| Efluente de PTAR en Medellín 32 | Azitromicina (3.88 µg L-1), ciprofloxacino (0.62 µg L-1), norfloxacino (0.48 µg L-1) y sulfametoxazol (0.35 µg L-1) fueron los antibióticos de mayor concentración en el efluente. Las concentraciones de metronidazol, sulfametoxazol y trimetoprima aumentaron después del paso por la PTAR. | Los procesos en la PTAR removieron ~36, 35 y 38% de azitromicina, ciprofloxacino y norfloxacino, respectivamente. Mientras que las concentraciones de metronidazol, sulfametoxazol y trimetoprima incrementaron ~9, 3 y 7%, respectivamente. |
Fuente: elaboración propia
Es importante indicar que la presencia de los antibióticos (y otras sustancias farmacéuticas) en los efluentes de las PTAR y los cuerpos de agua natural no es una problemática exclusiva de Colombia, y esta situación es de orden mundial. Sin embargo, localmente es necesario investigar sobre tratamientos adecuados e implementar soluciones tecnológicas en contexto, que limiten la entrada de estos principios activos al agua natural para evitar los efectos tóxicos sobre los organismos acuáticos. A la par con estos aspectos científicos deben surgir los ajustes a la legislación nacional con directrices claras sobre el monitoreo y control de los antibióticos (y contaminantes de preocupación emergente en general) en las aguas residuales 43.
Finalmente, debemos mencionar que una alternativa para limitar la descarga al ambiente y el impacto negativo de los contaminantes de preocupación emergente como los antibióticos, es la actualización de las PTAR, implementando tratamientos terciarios especializados tales como los procesos de oxidación avanzada que utilizan ozono, radiación UV, o cloración, inclusive sistemas basados en carbón activado. De hecho, la estrategia de actualización de las PTAR ha sido implementada paulatinamente en Suiza desde el año 2016 con el objetivo de reducir la descarga de contaminantes traza y de preocupación emergente (fármacos, pesticidas y sustancias químicas de productos para el cuidado personal) desde las PTAR, y proponiendo una tasa de eliminación promedio mayor al 80% para estos contaminantes, mediante tratamientos especializados y viables económicamente 44,45. La estrategia de Suiza es un ejemplo inspirador, que podría ser adaptado en contexto al caso colombiano.
4. Conclusiones
El desarrollo de esta revisión permitió establecer que, respecto a los antibióticos de mayor consumo en Colombia, el primer lugar lo ocupa el grupo de los betalactámicos (principalmente penicilinas como la amoxicilina, ampicilina y dicloxacilina; y cefalosporinas como la cefalexina, ceftriaxona y cefradina), luego están las fluoroquinolonas (como la ciprofloxacina); seguidas por las tetraciclinas (como la doxiciclina) y los macrólidos (como la azitromicina). En general, estos antibióticos presentan niveles de excreción sin cambios a través de la orina superiores al 30%, y en algunos casos hasta del 93% (como la cefalexina). En cuanto a la presencia de los antibióticos en las diversas matrices de agua, los resultados de la búsqueda bibliográfica indicaron que la azitromicina, el ciprofloxacino, el sulfametoxazol y la trimetoprima, fueron los antibióticos más reportados en aguas residuales municipales y hospitalarias, efluentes de plantas de tratamiento y aguas ambientales (y estas sustancias podrían usarse como indicadores de la contaminación del agua por antibióticos).
Finalmente, es importante mencionar que en la literatura los datos reportados son para moléculas target, sin embargo, otros compuestos farmacéuticos de alto consumo no considerados en los estudios pueden encontrase en la aguas residuales y ambientales, por lo cual se hace necesario el desarrollo de futuros trabajos analíticos sobre detección y cuantificación considerando un abanico más amplio de diversos fármacos y sus metabolitos principales; junto con investigaciones locales sobre el riesgo e impacto ambiental real de estas sustancias.
