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Interfaz ecosistema-humano-animal: definiciones y contexto *

Diego Soler-Tovar

Diana Benavides-Arias

Los patógenos multihuésped son los causantes de la mayoría de las enfermedades humanas. El 58 % de los organismos patógenos son clasificados como zoonóticos y el 73 % de los patógenos humanos considerados emergentes son, asimismo, zoonóticos; es decir, son agentes causantes de infecciones o enfermedades transmitidas naturalmente entre animales vertebrados y humanos o viceversa (Bose, 2008; Friend, 2006; Greger, 2007; Lloyd-Smith et al., 2009; Paige et al., 2015).

Dentro de los agentes patógenos se encuentran los microparásitos (priones, virus, bacterias, hongos y protozoarios) y los macroparásitos (metazoarios, insectos y artrópodos) (Hudson et al., 2002; Rabozzi et al., 2012), los cuales se pueden reproducir y mover de huéspedes enfermos (o infectados) a nuevos huéspedes susceptibles (Bose, 2008; Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura [FAO], Organización Mundial de Sanidad Animal [OIE], Organización Mundial de la Salud [OMS], 2010). Los agentes patógenos circulan en las poblaciones animales y humanas; esto puede ser una amenaza para la salud de aquellos y estas. Por ende, los sectores de salud deben tener como responsabilidad su control (FAO, OIE y OMS, 2010; Friend, 2006; Dhama et al., 2013).

Por otro lado, la mayoría de los países o regiones no cuentan con sistemas integrados de control para las enfermedades y sus agentes causales, que articulen los sectores animal, alimentario, humano y ecosistémico. Además, en los sistemas vigentes se tiene un trabajo colaborativo limitado o casi nulo entre sectores (Anderson et al., 2010; FAO, OIE y OMS, 2010; Osofsky et al., 2005; Dhama et al., 2013). Adicionalmente, el manejo de los riesgos asociados a las zoonosis y la respuesta adecuada al posible alto impacto económico, social y en salud de estas enfermedades es complejo; por lo tanto, se requiere la cooperación multisectorial y multiinstitucional (FAO, OIE y OMS, 2010; Rabinowitz et al., 2013).

La evaluación de los componentes e interacciones de las interfaces ecosistema-humano-animal permite prevenir, detectar, controlar, eliminar o manejar los riesgos de las enfermedades de humanos originadas directa o indirectamente de animales domésticos o silvestres (Anderson et al., 2010; FAO, OIE y OMS, 2010; Lloyd-Smith et al., 2009; Osofsky et al., 2005; Asokan, 2015). Este objetivo se puede alcanzar si se fortalecen las estructuras gubernamentales con el fin de establecer sistemas de alerta temprana y desarrollar mecanismos de coordinación y soporte entre países (FAO, OIE y OMS, 2010; Osofsky et al., 2005; Asokan, 2015). Ejemplos de mecanismos de alerta temprana son el Sistema Mundial de Alerta Temprana (Global Early Warning System [GLEWS]), el Marco Global para el Control Progresivo de las Enfermedades Animales Transfronterizas (Global Framework for Progressive Control of Transboundary Animal Diseases [GF-TADs]), el Centro de Gestión de Crisis-Sanidad Animal (Crisis Management Centre-Animal Health [CMC-AH]), el Sistema para la Prevención de Emergencias de las Plagas y Enfermedades Transfronterizas de los Animales y las Plantas (EMPRES), la base de datos del Sistema Mundial de Información Zoosanitaria (World Animal Health Information System and Database [WAHIS]) (FAO, OIE y OMS, 2010; Jebara et al., 2012) y la interfaz de la base de datos del Sistema Mundial de Información Zoosanitaria (WAHID) (OIE, 2016).

Interfaces

El concepto de interfaz no es muy claro en la literatura científica, ya que algunas veces se toma como sinónimo de conexión, interacción, enlace, vínculo, entre otros términos. Incluso puede ser confundido con palabras como interfase, que tiene una aplicación desde el punto de vista físico o forma parte del ciclo celular. De cualquier manera, para este capítulo, la interfaz será definida como la conexión física y funcional entre dos sistemas independientes, y dichos sistemas pueden ser los humanos, los animales (domésticos o silvestres) y el ecosistema. Por su parte, autores como Bengis, Kock y Fischer (2002) lo consideran sinónimo de interfaz la zona de contacto.

Transiciones epidemiológicas

El entendimiento de las interfaces ecosistema-humano-animal debe ser abordado a través del concepto transiciones epidemiológicas. Según Greger (2007), estas consisten en los cambios importantes a través de la evolución humana desde hace seis millones de años y en el efecto de esos cambios en las enfermedades humanas. Esta transición se puede dar por fenómenos como los orígenes domésticos, al igual que por medio de la complacencia y las enfermedades infecciosas emergentes (Reinhard et al., 2013).

La transición epidemiológica, mediante los orígenes domésticos, ocurre con el inicio de la agricultura y la tendencia de mantener animales silvestres con fines de domesticación, lo cual genera “enfermedades de la multitud”, debido al crecimiento de localidades fijas de asentamientos humanos. Este hecho incrementó la exposición a sus propios desechos y, por ende, a enfermedades mantenidas por reservorios como los roedores, por la proximidad permanente del hombre con dichos hábitats (Bose, 2008; Burdon y Thrall, 2008; Friend, 2006; Greger, 2007; Osofsky et al., 2005, Barrett, Charles y Temte, 2015). Ejemplos de esta transición son la expansión, por medio de mosquitos antropofílicos, de Plasmodium falciparum virulento en África; también se da por la domesticación del gato y la transmisión oral eficiente, con la expansión de Toxoplasma gondii (Greger, 2007).

La complacencia comienza hace más de un siglo en los países o regiones que mejoraron su nutrición, las medidas de salud pública y las intervenciones médicas. Esto condujo a la declinación de enfermedades infecciosas; se consideró que la batalla contra los microorganismos se había ganado (gracias a la erradicación de la viruela, el desarrollo de vacunas y la disponibilidad de antibióticos), aunque realmente se estaba generando una nueva era de organismos patógenos (Greger, 2007; Barrett, Charles y Temte, 2015).

Por último, las enfermedades infecciosas emergentes se iniciaron en los años ochenta del siglo XX. Consisten en la aparición de enfermedades infecciosas emergentes (o reemergentes), con características de expansión intercontinental y con la posibilidad de tratarse de virus u otros patógenos que no son específicos, sino interespecíficos. Ejemplo de esta transición es el virus del Ébola (Greger, 2007; Lloyd-Smith et al., 2009; Asokan, 2015).

Impacto antropogénico, alteración de las interfaces y enfermedades

La presencia y el efecto de los humanos sobre su entorno ha alterado las interfaces ecosistema-humano-animal, lo cual ha perturbado la dinámica de las enfermedades (Burdon y Thrall, 2008; Bose, 2008; Friend, 2006; Greger, 2007; Osofsky et al., 2005; Woldehanna y Zimicki, 2015). Dentro de los factores de riesgo primarios para la emergencia y diseminación de enfermedades, se incluyen el incremento en la demanda de la proteína animal, ligada a la intensificación agropecuaria; el transporte a través de largas distancias de animales vivos; el consumo de carne de animales silvestres, y la destrucción del hábitat (Burdon y Thrall, 2008; Friend, 2006; Greger, 2007; Lloyd-Smith et al., 2009; Woldehanna y Zimicki, 2015). En la tabla 1 se enuncian algunas de las enfermedades que han tenido cambios en su patogenicidad o distribución geográfica por alteraciones en la dinámica ecológica de sus agentes causales.

TABLA 1

FACTORES DE RIESGO PRIMARIOS Y PRÁCTICAS HUMANAS INVOLUCRADAS EN LA EMERGENCIA Y DISEMINACIÓN DE ALGUNAS ENFERMEDADES

Factor de riesgo primario	Prácticas humanas involucradas	Enfermedades o agentes	Año de emergencia o diseminación	Ubicación geográfica	Animales involucrados
Destrucción de hábitat	Deforestación para agricultura	Virus Nipah	1998, 2004	Malasia	Cerdos, zorros voladores (murciélagos)
Destrucción de hábitat	Deforestación para agricultura	Fiebres hemorrágicas (virus sin nombre, virus Machupo, virus Sabia, virus Guanarito)	1993, 2003	Estados Unidos (Nuevo México), Bolivia, Brasil, Venezuela	Roedores, primates, bovinos
Destrucción de hábitat	Fragmentación de bosques en áreas periurbanas	Enfermedad de Lyme	1975	Estados Unidos (Connecticut)	Roedores
Consumo de animales silvestres	Exposición a sangre o excreciones de animales, o consumo de carne contaminada	Virus/síndrome de inmunodeficiencia humana	1981	África	Primates
Consumo de animales silvestres	Exposición a tejidos de primates	Otros retrovirus de primates (virus espumoso de los simios o spumavirus, virus linfotrópico humano de células T)	1971	Kenia, Camerún	Chimpancés
Consumo de animales silvestres	Consumo de partes de animales por sus cualidades medicinales	Síndrome respiratorio agudo severo	2002	Asia	Mamíferos
Transporte de animales vivos	Comercio de mascotas exóticas	Influenza H5N1	2005	Inglaterra	Loros
Transporte de animales vivos	Transporte de animales de abasto	E. coli O157:H7	2007	Estados Unidos	Bovinos

Fuente: Friend (2006), Greger (2007), Lloyd-Smith et al. (2009), Osofsky et al. (2005).

Las relaciones y conexiones entre las especies de vertebrados (incluyendo el hombre) a través de las interfaces ecosistema-humano-animal pueden traer consecuencias para la salud humana, animal y ecosistémica (Friend, 2006; Ruiz-Sáenz y Villamil-Jiménez, 2008). Cada vez es más preocupante que las enfermedades infecciosas, originalmente de hospederos animales silvestres y domésticos específicos o restringidos a dichas especies, estén ampliando su distribución geográfica y en especies de vertebrados. Esto conduce a procesos epizoóticos/epidémicos que pueden llegar a involucrar al hombre (Greger, 2007; Ruiz-Sáenz y Villamil-Jiménez, 2008; Woldehanna y Zimicki, 2015).

Barrera de especies e interfaces

Se denomina barrera de especie a la dificultad o imposibilidad para que un patógeno pase de una especie de vertebrado a otra, debido a la especialización genética de estos —diferencias metabólicas y en la expresión de receptores—, los cuales están adaptados a una sola o unas cuantas especies. Este hecho permite que el patógeno se reproduzca en esas determinadas especies. Sin embargo, algunos de ellos pueden infectar especies de vertebrados similares o no, debido a que comparten alguna característica en común por su cercanía filogenética (figura 1) (Montenegro et al., 2010; Osofsky et al., 2005; Ruiz-Sáenz y Villamil-Jiménez, 2008; Soler-Tovar et al., 2010; Conrad, Meek y Dumit, 2013).

FIGURA 1

ESPECIES ANIMALES QUE PUEDEN PRODUCIR EL “SALTO” EN LA BARRERA DE ESPECIES:

A) CERDO DOMÉSTICO (SUS SCROFA DOMESTICO); B) TINGUA MOTEADA (GALLINULA MELANOPS)

Nota. El estrecho contacto de especies animales silvestres y domésticas en entornos urbanos, periurbanos y rurales o en agroecosistemas y ecosistemas naturales, por acción directa o indirecta del hombre, puede facilitar el “salto” en la barrera de especies, lo cual puede ocurrir entre aves silvestres, como la tingua moteada (Gallinula melanops), y los patos domésticos (Anas spp.), con la posible transmisión de virus de influenza (b); o entre mamíferos silvestres, como el pecarí de collar (Pecari tajacu), y los cerdos domésticos (Sus scrofa domestica), con la posible trasmisión de Leptospira spp. o Brucella spp. (a), en la que dichos patógenos tienen potencial zoonótico.

Fuente: Soler Tovar (2014).

Ese “salto” en la barrera de especies se facilita por la invasión del hábitat natural del hospedero vertebrado natural o silvestre por los humanos (por ejemplo, consecuencia de la expansión de la frontera agrícola). Ejemplos de enfermedades que hayan aparecido en brotes por esta causa se encuentran la enfermedad de Nipah y hantavirus, entre otras (tabla 1) (Lloyd-Smith et al., 2009; Ruiz-Sáenz y Villamil-Jiménez, 2008; Paige et al., 2015).

Experiencias para aproximarse al entendimiento de las interfaces

Una de las aplicaciones más importantes que ha dado el comprender las interfaces es el control de la influenza aviar altamente patógena (IAAP) y las contribuciones que se han generado ante una posible pandemia. Esto permite hacer hincapié en la necesidad de aumentar esfuerzos para reducir los riesgos asociados con agentes patógenos zoonóticos y enfermedades de origen animal, a través de la colaboración cruzada de sectores, lo cual es un factor de éxito si se hace de manera sostenida en el tiempo (Anderson et al., 2010; FAO, OIE y OMS, 2010; Osofsky et al., 2005; Nelson y Vincent, 2015).

Otra experiencia es la que desarrollaron Tschopp y colaboradores (2010), quienes realizaron un estudio en la interfaz ganado, animales silvestres y pastores en Etiopía. Allí la tuberculosis bovina, causada por Mycobacterium bovis, es una enfermedad endémica de los bovinos y se desconoce su posible efecto sobre los humanos. Realizaron pruebas de tuberculina en los bovinos y pruebas bacteriológicas y serológicas en los pastores y los animales silvestres, de lo cual concluyeron que la prevalencia de tuberculosis bovina es baja, pero la de otras especies de micobacterias, como M. terrae y del complejo M. avium, es alta. Con esto se resalta la importancia de investigar el papel de dichas especies y los animales involucrados en la infección de humanos (Osofsky et al., 2005).

Por otro lado, Brook (2010), en Canadá, incorporó las observaciones de los granjeros y las prácticas de alambrado de alimento almacenado, como el heno, para prevenir la transmisión de la tuberculosis bovina entre el ganado y los alces y venados silvestres. No obstante, a pesar de los avances alcanzados en la región para prevenir la enfermedad, las barreras físicas por sí solas no protegen al ganado o a los ungulados silvestres de la tuberculosis.

Además del trabajo de campo y de laboratorio para entender las interfaces, se han venido desarrollando modelos matemáticos que permiten abordar, al menos teóricamente, la compleja dinámica de las enfermedades (en especial las zoonosis), cuya ecología involucra multihuéspedes (Caron et al., 2010; Lloyd-Smith et al., 2009). Los modelos matemáticos son importantes para el desarrollo de políticas efectivas de control y de agendas de investigación (FAO, OIE y OMS, 2010; Lloyd-Smith et al., 2009). Estos modelos se enfocan en patógenos con ciclos de vida relativamente “simples” y de urgencia mundial inmediata, como la influenza (Anderson et al., 2010; Caron et al., 2010) y el síndrome respiratorio agudo severo (SARS), y en aquellos de transmisión cruzada entre especies, como las enfermedades transmitidas por vectores (Lloyd-Smith et al., 2009; Osofsky et al., 2005).

Tendencias de investigación de las interfaces

Las tendencias de investigación de las interfaces en el ámbito mundial se pueden categorizar en:

1. Enfermedades infecciosas emergentes y el papel de la vida silvestre.

2. Descubrimiento y desarrollo de medicamentos y resistencia antimicrobiana.

3. Salud ambiental, enfermedades respiratorias y efecto global.

4. Zoonosis parasitarias y ambiente.

5. Zoonosis transmitidas por vectores e impacto en salud pública.

6. Enfermedades transmitidas por agua y alimentos.

7. Sistemas de detección molecular, epidemiología molecular y genómica.

8. Inmunología, interacción huésped-patógeno y desarrollo de vacunas.

9. Política y construcción de capacidades.

10. Una Salud y metaliderazgo.

Dentro de los países que más desarrollan o donde más se investigan las interfaces se destacan: Brasil, Estados Unidos, Etiopía, Filipinas, Kenia, Madagascar, Ruanda, Sudán, Sudáfrica y Uganda. De aquí se observa que el aporte continental más significativo se da por África, seguido de América y Asia. Por otro lado, en cuanto a los huéspedes estudiados se incluyen la clase de aves con Columba livia, Nymphicus hollandicus, entre otras, y la clase de mamíferos con Bos taurus, Canis lupus familiaris, Gorilla gorilla, Homo sapiens sapiens, Chiroptera, Pan troglodytes, entre otros.

Con respecto a macro- y microparásitos patógenos, se destacan virus como Ebolavirus, Hantavirus, Influenzavirus, Lyssavirus, Nairovirus, Phlebovirus, entre otros; bacterias como Brucella melitensis y otras especies de Brucella, Chlamydophila psittaci, Mycobacterium spp., entre otras; y metazoarios como Echinococcus granulosus, entre otros.

Conclusiones

En 2010, la FAO, la OIE y la OMS, con el fin de generar sinergias y agendas complementarias para abordar las interfaces, propusieron una alineación estratégica tripartita llamada La colaboración FAO-OIE-OMS, cuya visión es “un mundo capaz de prevenir, detectar, contener, eliminar y responder a los riesgos para la salud animal y pública atribuibles a las zoonosis y enfermedades de los animales, con un impacto en la seguridad alimentaria, a través de la cooperación multi-sectorial y asociaciones fuertes” (FAO, OIE y OMS, 2010; Craddock y Hinchliffe, 2015).

Para aproximarse a las interfaces humano-animal-ecosistema, se deben desarrollar iniciativas con la colaboración internacional de personas e instituciones expertas para coordinar actividades locales que tengan efecto en el contexto global, orientadas al entendimiento de los riesgos para la salud en las mismas interfaces (Anderson et al., 2010; Bose, 2008; FAO, OIE y OMS, 2010; Osofsky et al., 2005). Igualmente, se debe incluir el desarrollo de estándares normativos, la comunicación pública, la detección de patógenos, la evaluación y manejo de riesgos, la construcción de capacidad técnica y el desarrollo de la investigación, con el fin de evitar la duplicación de esfuerzos y resultados fragmentados. Además, es necesario promover el desarrollo de programas de campo que tengan en cuenta las metas del concepto Una Salud (FAO, OIE y OMS, 2010).

Al estudiar las zoonosis como parte fundamental de las interfaces humano-animal-ecosistema, es inevitable tratar el tema de la naturaleza antropogénica de los factores de riesgo que llevan a la aparición o persistencia de dichas enfermedades (Friend, 2006; Greger, 2007; Lloyd-Smith et al., 2009; Osofsky et al., 2005; Nel et al., 2015). Los humanos han alterado drásticamente los paisajes en los cuales otras especies y sus patógenos deben coexistir. Si los cambios en la actividad humana pueden causar nuevas enfermedades, otros cambios en la misma actividad deben prevenir la aparición de otras en el futuro. El reconocer que cerca de tres cuartas partes de las enfermedades emergentes se originan en el reino animal, y que la separación entre la especie humana y las demás es artificial (Bose, 2008; Friend, 2006; Greger, 2007; Lloyd-Smith et al., 2009), permite aumentar el conocimiento de la conexión entre los disturbios ambientales y las enfermedades. De aquí se destaca que el concepto Una Salud no solo incluye la salud humana y animal, sino también la planetaria (Greger, 2007).

Para progresar en el entendimiento de las interfaces y la lucha contra las enfermedades que se originan por sus alteraciones, se requiere una nueva generación de modelos que incluyan la historia de vida de los patógenos (Caron et al., 2010; Friend, 2006; Lloyd-Smith et al., 2009; Osofsky et al., 2005), lo cual es poco entendido en condiciones como las del neotrópico (Montenegro et al., 2010; Soler-Tovar et al., 2010), y que se integren de manera cruzada las especies de huéspedes y las disciplinas científicas (Anderson et al., 2010; Caron et al., 2010; Friend, 2006; Lloyd-Smith et al., 2009; Nel et al., 2015).

Definitivamente, el entendimiento de la interacción entre el ambiente, las poblaciones de animales domésticos y silvestres, las poblaciones de humanos, los vectores y los organismos patógenos permitirán la identificación de determinantes comunes de enfermedad en humanos (Himsworth et al., 2013).

Referencias

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* Este capítulo se basa en el siguiente artículo publicado previamente: Soler-Tovar, D., Romero-Prada, J., Villamil-Jiménez. L. C., Gómez-Ramírez, A. y Jaimes-Olaya, J (2010). Interfaces humano-animal-ecosistema: aproximación conceptual. Una Salud. Revista Sapuvet de Salud Pública, 1(2), 13-25.