La Legionella necesita oxígeno para realizar su respiración celular y sobrevivir. Reducir la presencia de oxígeno disuelto en el agua de los sistemas de distribución de los edificios podria ser una forma de inhibir el crecimiento de la bacteria y controlar el riesgo de legionelosis, sin inconvenientes como la corrosión o la formación de subproductos de la desinfección tóxicos.
Legionella y el oxígeno disuelto en el agua
El oxígeno disuelto (OD) es esencial para la supervivencia y el crecimiento de las bacterias aerobias, incluida la Legionella, tanto en entornos naturales como en aquellos de creación humana. La entrada de oxigeno en el agua puede estar provocada por muchas fuentes, pero la principal es el oxigeno absorbido de la atmósfera, que se disuelve hasta que se alcanza un equilibrio y se difunde de forma natural y continua en el agua.
En el caso de los sistemas de agua de creación humana, la presencia de oxigeno disuelto en el agua puede incrementarse mediante algunos tratamientos habituales, como la aireación, presurización, ozonización o la agitación del agua, y facilitar la respiración celular, el metabolismo y el crecimiento de la Legionella.
Las concentraciones normales de OD en el agua potable suelen oscilar entre 8 y 10 mg/l (ppm), rara vez alcanzan los 15 mg/l, unos niveles adecuados para el crecimiento de Legionella. Cuando las temperaturas son favorables y los niveles de cloro residual no logran prevenir la amplificación de la bacteria en los sistemas de agua, puede ocurrir la colonización.
Según la mayor parte de la literatura disponible, los niveles de OD por debajo de 0,3 ppm pueden prevenir el crecimiento de Legionella en el agua, al inhibir la respiración celular. Por lo tanto, el control de los niveles de OD en los sistemas de agua de edificios podria ser un mecanismo de prevención de la bacteria, que complemente a otros métodos utilizados habitualmente.
David Krause, higienista industrial y toxicólogo con un amplio conocimiento en vigilancia y control de la Legionella en los sistemas de agua de edificios, ha publicado en la revista Water un trabajo de revisión que analiza la relación entre el oxígeno disuelto y el crecimiento de Legionella.
Una propuesta alternativa, reducir el oxígeno disuelto
La propuesta que plantea Krause es la investigación y el desarrollo de tecnología basada en reducir los niveles de oxígeno disuelto para controlar el crecimiento de Legionella en los sistemas de agua, como enfoque alternativo al uso de biocidas desinfectantes y a sus desventajas asociadas, como la formación de subproductos tóxicos, el aumento de la corrosión de las tuberías o el desperdicio de agua.
La inhibición del crecimiento de Legionella con desinfectantes tradicionales es análoga a la falta de oxígeno, ya que ambos enfoques interfieren esencialmente en la capacidad de la bacteria para llevar a cabo la respiración celular. Ya sea que la respiración celular se inhiba al interferir el transporte de oxígeno a través de la membrana celular, como es el caso del desinfectante, o porque el oxígeno no está disponible en el ambiente acuoso, el resultado es similar: la inhibición de la Legionella.
Sin embargo el autor apunta que, aunque muchos de los microorganismos que causan enfermedades transmitidas por el agua son aerobios, como la Legionella, y podrian controlarse mediante la falta de oxígeno, otros son anaerobios facultativos, como Cryptosporidium, Norovirus, Giardia, Pseudomonas aeruginosa, o Streptococcus pneumoniae continuarian siendo motivo de preocupación en el caso de contaminación fecal del agua.
Contactores de membrana
Actualmente, los contactores de membrana utilizados para eliminar el oxígeno disuelto en líquidos representan la única tecnología disponible que podría aplicarse para tratar el agua de consumo, ya que no afectan negativamente a la potabilidad o la calidad de la misma. Pero, por el momento, faltan datos experimentales que demuestren que este método es eficaz y práctico para el control de la Legionella en los sistemas de agua de edificios.
En las últimas dos décadas se han desarrollado contactores de membrana para aplicarlos a procesos de fabricación, como bebidas embotelladas o productos farmaceuticos, y para prevenir la corrosión en calderas e instalaciones industriales. Este sistema elimina el oxígeno y otros gases disueltos mediante mecanismos físicos y permite reducir eficientemente los niveles de OD en el agua desde un nivel de 8 partes por millón (ppm) a 1 parte por billón (ppb) o menos.
Una propuesta a desarrollar
La propuesta de David Krause podria ser una alternativa o un complemento a los actuales tratamientos químicos utilizados para prevenir el crecimiento y la colonización de las instalaciones por Legionella. Sin embargo quedan muchas incógnitas por investigar a fondo.
Por ejemplo, cuánto tiempo tarda en producirse la inhibición de Legionella a niveles de OD inferiores a 0,2ppm, o si un umbral superior o inferior a 0,2 ppm de OD puede lograr el mismo efecto. O cuáles son los niveles umbral de OD que conducen a la inhibición transitoria de la bacteria, a la latencia bacteriana, a la transición a un estado viable pero no cultivable, y a su inactivación permanente o muerte celular.
Se necesitan también datos experimentales que demuestren los efectos de los niveles bajos de OD sobre la Legionella dentro de un sistema de plomería, modelo o real, para determinar si es factible o práctico como método de control.
El autor considera igualmente importante investigar los posibles cambios en la comunidad microbiana y los parámetros químicos del agua de los sistemas de plomería, cuando funcionan en condiciones de oxígeno disuelto reducido, examinando especialmente los cambios en los tipos de patógenos transmitidos por el agua, para detectar si la reducción de OD crea involuntariamente un hábitat favorable para otros microorganismos mientras inhibe la Legionella y otros patógenos aeróbicos.
Fuente: J. David Krause: Legionella and the Role of Dissolved Oxygen in Its Growth and Inhibition: A Review, Water 2022, 14(17), 2644
