Sistemática y ecología de artrópodos con interés en medicina humana y animal

Dr. Sergio Ibáñez-Bernal

Araña viuda negra o capulina (Latrodectus mactans), causante de arañismo sistémico Foto: S. Ibáñez-Bernal

El grupo de los artrópodos Phylum Arthropoda tiene una antigüedad mínima conocida de 555 millones de años, e incluye alrededor del 80% de todas las especies de animales vivientes, con alrededor de 1,170,000 especies descritas. Se estima que pueden existir entre 5 y 10 millones, la gran mayoría esperando ser descritas e inventariadas científicamente. Esto lo convierte en el grupo de animales con mayor riqueza de especies, formando parte de todo tipo de ecosistemas del planeta en los ambientes marino, dulceacuícola, terrestre y aéreo, y sin los cuales su existencia quedaría fuertemente comprometida.

Los artrópodos son animales invertebrados que se reconocen por presentar un esqueleto externo (exoesqueleto), el cuerpo dividido en segmentos y apéndices articulados, entre otras características. A este grupo pertenecen los insectos, las arañas, los alacranes, los camarones y los cangrejos, por mencionar los más conocidos. Debido a que los artrópodos se encuentran en prácticamente todos los ecosistemas del planeta y con funciones tróficas variadas e interacciones ecológicas muy complejas en las comunidades, existen muchas formas en que se relacionan con el humano, pudiéndose clasificar en interacciones benéficas y nocivas.

Desde el punto de vista benéfico para el humano, los artrópodos y en particular los insectos, son extremadamente importantes para la reproducción de plantas con flor mediante la polinización, siendo aprovechados en las prácticas agrícolas para la producción de muchos cultivos, entre ellos muchas especies hortícolas y frutales; además algunas especies han sido utilizadas como proveedoras de miel y cera, como alimento para el humano y animales domésticos o exóticos en cautiverio, como fuente de producción de seda, como colorantes para textiles y como medicina, entre otras cosas. La utilización de insectos y de sus productos como elemento mágico o terapéutico es una práctica muy antigua y tradicional de diferentes culturas de todo el mundo; aun hoy en día, las larvas de las moscas metálicas Calliphoridae que habían sido utilizadas desde hace siglos para la curación de heridas infectadas, se han vuelto a emplear para la curación de tejidos muertos como los que se producen por consecuencia de la ostiomielitis o de la diabetes. Varias especies se han utilizado a lo largo de la historia para la fabricación de medicinas destinadas a la curación de distintos síntomas o afecciones.

Desde el punto de vista nocivo para el humano se pueden considerar aquellos artrópodos que afectan los árboles de los bosques (importancia silvícola), las que constituyen plagas para las plantas cultivadas o los productos ya almacenados (importancia agrícola), las plagas que afectan las construcciones (importancia urbana) y las que afectan la salud de los animales (importancia veterinaria) o del humano (importancia médica), estos dos últimos los aspectos centrales de las investigaciones que realizamos.

La interacción de los artrópodos con los vertebrados puede producir daños a la salud de manera:

1) Directa: cuando el proceso morboso es provocado por el artrópodo exclusivamente.

2) Indirecta: cuando en la relación entre el artrópodo y el vertebrado queda involucrado otro organismo que resulta ser patógeno, produciendo una infección en los hospederos y que puede causar enfermedad con diferentes grados de severidad.

Picaduras de chaquiste (Diptera: Simuliidae) Foto: S. Ibáñez-Bernal Dentro del grupo de daños directos a la salud se encuentran aquellos artrópodos que producen entomofobia (temor extremo injustificado), molestias por su presencia (cuando intentan alimentarse y/o son muy abundantes), por efecto de sus picaduras que pueden producir pérdida excesiva de sangre, así como alergias y toxemias generalizadas y por acciones de defensa mediante la inoculación de saliva o de venenos, como también por la invasión de tejidos o de conductos del cuerpo de los vertebrados. Aun cuando estos aspectos de afectación a la salud son relativamente comunes y constantes y en ocasiones pueden ser de importancia primaria en la salud pública como ocurre con el envenenamiento por picadura de alacrán en México, los efectos indirectos por artrópodos transmisores (vectores) de organismos patógenos a los vertebrados son los que mayor impacto tienen en las poblaciones humanas, en la salud de los animales domésticos y silvestres, en la conservación de los ecosistemas y por tanto en la salud pública y en la economía, con fuerte influencia en el desarrollo de las naciones.

Enfermedades como el dengue (viral) que anualmente registra en el mundo entre 50 y 100 millones de casos, con una población humana en riesgo de más de 2,500 millones, como la malaria o paludismo humano (por protozoarios) que se calcula afecta cada año a 225 millones de personas en todo el mundo, la enfermedad de Chagas (por protozoarios) con distribución en las Américas al sur de los Estados Unidos con más de 10 millones de casos humanos notificados, las leishmaniasis (por protozoarios) con 1,5 millones de personas con el tipo cutáneo y 500 mil con el tipo visceral notificados, entre muchas otras, son todas ellas ejemplos en las que un artrópodo transmite el agente causal al hombre, todas ellas presentes en México. Muchas enfermedades que contrae el humano por acción de artrópodos vectores son enfermedades propias de otros mamíferos domésticos y silvestres (enfermedades zoonóticas) y se ha dicho que representan alrededor del 75% de las enfermedades parasitarias humanas. Para su control se destinan en el mundo miles de millones de dólares cada año, muchas veces sin lograr los resultados deseados.

Mosquito Aedes vexans (Diptera: Culicidae) Foto: Troy Bartlett

Chinche hematófaga Triatoma dimidiata (Hemiptera: Reduviidae) Foto: César Sandoval-Ruiz

Macho de Lutzomyia spp. (Diptera: Phlebotominae) Foto: S. Ibáñez-Bernal

Por la importancia social y económica antes expuesta y debido a que son enfermedades en que los diferentes patógenos involucran insectos transmisores y vertebrados hospederos para subsistir, el estudio desde un punto de vista biológico es indispensable, no únicamente para describir el proceso de transmisión, sino para conocer los factores ecológicos que las promueven o limitan, los factores de riesgo para su existencia o aumento de incidencia y las características que aumentan la vulnerabilidad de las poblaciones humanas y de los vertebrados hospederos, su distribución geográfica actual y potencial ante los cambios en los ecosistemas producto de la acción humana, su respuesta ante los cambios en el tiempo meteorológico y ante los procesos de cambio climático.

Recolecta en cueva El conocimiento taxonómico, sistemático, de biología y de ecología de los diferentes artrópodos vectores, así como de su distribución geográfica y temporal, interacción con otros organismos y su papel como parte de las comunidades biológicas y su comportamiento ante factores abióticos y bióticos, en su contexto epidemiológico y epizootiológico, son aspectos de interés en este laboratorio de investigación.

Se han realizado o están en marcha estudios de vectores relacionados al dengue, malaria, enfermedad de Chagas, leishmaniasis, oncocercosis, rickettsiasis, virus del Oeste del Nilo, encefalitis equinas, parasitismo por dípteros en murciélagos, transmisión de protozoarios en aves, biodiversidad y cambio climático y sus posibles efectos en enfermedades zoonóticas, además de fortalecer el conocimiento de la taxonomía de grupos de insectos varios, con especial énfasis en el orden Diptera. Independientemente de los proyectos propios de este grupo y de la fuerte interacción con otros miembros de la Red Ambiente y Sustentabilidad, así como con investigadores de otras redes del INECOL, se colabora con grupos de investigación de diferentes instituciones del país (Conabio, Ecosur, UNAM, CRISP-Instituto Nacional de Salud, InDRE-Secretaría de Salud, Facultad de Ciencias Biológicas-UANL, Escuela de Biología de la BUAP, Secretaría de Salud federal y del estado de Veracruz, esta última con la que se tiene un convenio de colaboración científica) e internacionales como el Instituto Nacional de Salud de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Perú), InBIO (Costa Rica), Los Ángeles County Museum of Natural History (USA), Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie (Germany), por mencionar algunos. Este laboratorio está registrado en el Sistema Nacional de Información de Infraestructura Científica y Tecnológica (SNIICyT) y el responsable es miembro de la Red Temática Medio Ambiente y Sustentabilidad, ambas del CONACYT.

Entomólogo durante vigilancia entomológica de enfermedad de Chagas En los últimos seis años se ha organizado el Diplomado Técnico en Entomología Médica en colaboración con la Secretaría de Salud de Veracruz, con el objetivo de actualizar al personal de entomología de la Secretaría de Salud y en general a los alumnos interesados, en aspectos de organización, normatividad y coordinación operativa de los programas de vigilancia y control de enfermedades transmitidas por vector, brindando información epidemiológica actualizada de las enfermedades transmitidas por vector prioritarias, que faciliten el desarrollo de habilidades en los programas de vigilancia y de control de vectores, en los contextos preventivo, de atención en brotes de enfermedad y bajo situaciones de emergencia en desastres naturales y promuevan la adecuada aplicación de las herramientas de control, lo que constituye una forma muy eficiente de enlace entre el sector académico y la aplicación del conocimiento en la práctica para beneficio de la sociedad.