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Microbiologia da água. O meio aquático: nutrientes diluídos baixa diversidade de microrganismos A presença de matéria orgânica: aumento da atividade microbiana.

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1 Microbiologia da água

2 O meio aquático: nutrientes diluídos baixa diversidade de microrganismos A presença de matéria orgânica: aumento da atividade microbiana com aumento das populações microbianas devido ao aumento da carga orgânica = eutrofização Introdução

3 Microrganismos podem: mudar a composição química da água fornecer nutrientes para outros organismos aquáticos »CICLOS DA MATÉRIA representar um grande risco para a saúde humana e animal »PATÓGENOS

4 Vapor dágua Transpiração Evaporação Chuva e neve (Precipitação) Infiltração Lagos e córregos Lençol freático Água subterrânea

5 Água atmosférica: nuvens, chuva, neve, geadas Água de superfície: lagos, riachos, rios, oceanos Água subterrânea: lençol freático, poros do solo habitat para muitos microrganismos Águas naturais

6 Temperatura superfície: »varia de 0ºC, nos polos, a 40ºC, nos trópicos sob a superfície: »90% do ambiente marinho estão a 5ºC –PSICRÓFILOS mas, nas fendas oceânicas: –TERMÓFILOS E HIPERTERMÓFILOS »Pyrodictium occultum (ótimo 105ºC) - Archaea »Pyrodictium organothrophum (Archaea isolada do fundo do oceano em diferentes locais) O ambiente aquático

7 Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., morna - densa + fria + densa

8 Luz –a vida na água depende, direta ou indiretamente, dos produtos da fotossíntese algas e cianobactérias são os principais microrganismos fotossintetizantes encontrados na maioria dos ambientes aquáticos, ficando limitados às regiões superficiais O ambiente aquático

9 Lago: - fototróficos predominantes: microrganismos zonas óxicas: cianobactérias e algas zonas anóxicas: bactérias fototróficas anaeróbias PRODUTORES PRIMÁRIOS taxas de produção primária atividade microbiana

10 Pressão hidrostática –pressão no fundo de uma coluna dágua: 1 atm/10 m, no fundo dos oceanos é enorme: –danos às células –BAROTOLERANTES: até m –BAROFÍLICOS: m –BAROFÍLICOS EXTREMOS: acima de 6.000m O ambiente aquático

11 Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004

12 O ambiente aquático

13 Efeito da pressão funcionamento das enzimas –estratégias especiais de dobramento transporte de membrana – ácidos graxos insaturados nos lipídeos –proteínas especiais de transporte OmpH (outer membrane protein H) em barofílicos gram-negativos só é formada quando a bactéria cresce sob alta pressão O ambiente aquático

14 Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004 Estimativas do número total nos oceanos: 1,3 x Archaea 3,1 x Bacteria

15 Salinidade da água –água doce: 0% –lagos salgados (ex. Salt Lake, EUA): 32% HALOFÍLICOS EXTREMOS –água do mar: 2,75% de NaCl + outros sais = 3,3-3,7% HALOFÍLICOS O ambiente aquático

16 Turbidez –material suspenso: partículas minerais: erosão das rochas, solo matéria orgânica: tecidos vegetais e animais microrganismos suspensos –matéria orgânica: superfície de adesão dos microrganismos fonte de nutrientes TURBIDEZ x LUZ O ambiente aquático

17 pH –microrganismos aquáticos: 6,5 - 8,5 –oceanos: 7,5 - 8,5 –organismos marinhos: 7,2 - 7,6 –lagos e rios: variação ampla Archaea de lagos do sul da África: 11,5 Archaea de geisers: 1,0 O ambiente aquático

18 Nutrientes orgânicos e inorgânicos –nitratos e fosfatos: »algas eutrofização O 2 crescimento de outros organismos carga de nutrientes: quantidade de nutrientes –águas próximas à praia: variável (esgôtos) –águas de mar aberto: estável e baixa »baixo fitoplâncton (baixo N e Fe) »baixa atividade heterotrófica »atividade fotossintetizante: cianobactérias efluentes industriais: presença de antimicrobianos »alguns microrganismos convertem tais substâncias em formas menos nocivas: Pseudomonas spp.: metil mercúrio mercúrio (volátil) O ambiente aquático

19 Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004

20 rios, riachos, lagos, –sujeitos a freqüente poluição: esgoto doméstico agricultura dejetos industriais –reutilização da água processo natural, parte do ciclo hidrológico mas, atualmente, há enormes pressões – crescimento populacional – uso industrial – irrigação Microbiologia da Água Potável

21 –necessidade de uma reciclagem mais rápida e eficiente da água –necessidade de métodos de purificação Microbiologia da Água Potável

22 Poluição –água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim ser não potável devido à presença de contaminações Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas contaminantes: –químicos –físicos –biológicos Microbiologia da Água Potável

23 Poluição –água pode ser límpida, inodora e sem sabor e mesmo assim não ser potável devido à presença de contaminações Água potável: livre de microrganismos patogênicos e de substâncias químicas nocivas contaminantes: –químicos –físicos –biológicos Microbiologia da água potável Físicos AsbestosResíduos industriaisCâncer Argila suspensaPrecipitaçãoInterfere com tratamentos sanitários Químicos Metais pesadosIndústriasVárias doenças SulfatosAlgicidas e minasDiarréias NitratosFertilizantesMetemoglobinemia SódioAmaciantes de águaRetenção de fluidos Doenças do coração PesticidasAgriculturaVárias doenças ClorofórmioIndústriaCâncer Biológicos BactériasFezes e urinaFebre tifóide Shigeloses Salmoneloses Gastroenterites Tularemia Leptospirose VírusFezesHepatite Poliomielite Gastroenterites ProtozoáriosFezesDisinteria amébica Giardíase Balantidíase Poluentes Possível fonte Efeitos adversos

24 Purificação da água –abastecimento residencial: áreas rurais: poços e fontes: filtração no solo cidades: estações de tratamento: –sedimentação –filtração –cloração Microbiologia da Água Potável

25 Ac. hipoclórico Ac. hidroclórico

26 Fonte: Microbiologia de Brock; Madigan et al., 2004

27 Bactérias –Salmonella spp. –Vibrio cholerae »principais problemas associados à falta de cuidados sanitários –Shigella spp. –Yersinia enterocolitica: gastroenterite aguda –Escherichia coli: linhagens patogênicas - enterites –Clostridium perfringens: enterite, gangrena gasosa –Vibrio parahaemolyticus: gastroenterites –Pseudomonas aeruginosa: infecções nos olhos, ouvidos –Staphylococcus aureus: infecções cutâneas, garganta e intoxicações alimentares –Leptospira: hepatite, conjuntivite e insuficiência renal Microrganismos patogênicos na água

28 Fungos aquáticos: saprófitas, parasitas de peixes oriundos do solo: leveduras –Candida albicans: infecções da pele, mucosas fungos dermatófitos –Geotrichum Microrganismos patogênicos na água

29 Protozoários –ciliados Giardia lamblia: esporos resistentes ao cloro –amebas Entamoeba hystolytica Microrganismos patogênicos na água

30 Vírus –Hepatite A –Gastroenterite infecciosa não bacteriana –Poliomielite Microrganismos patogênicos na água

31 Doenças relacionadas a água Aeromonas spp. (4 espécies pelo menos) - b actéria gram negativa que infecta sapos, peixes e mamíferos Sintomas: gastrenterites, septicemia, mais comum em doentes suscetíveis Disseminação: pela água ou alimento Controle: higiene

32 Doenças relacionadas a água Burkholderia cepacia – bactéria Gram negativa Sintomas: infecções respiratórias Disseminação: de pessoa a pessoa, superfícies contaminadas, ambiente Controle: resistente a maioria dos antibióticos

33 Doenças relacionadas a água Campylobacter spp. (campilobacteriose) - bactéria Gram negativa microaerófila Sintomas: diarréia (com sangue), dores estomacais, febre, náusea, vomito. Em certos casos artrites e a rara doença Guillain-Barré que ataca o sistema nervoso central. Só nos EUA 1% da população afetada todo ano com mortes Disseminação: água contaminada, frango cru, leite não pasteurizado Controle: líquido e antibióticos (eritromicina), cozinhar bem os alimentos, lavar as mãos, usar água tratada, leite pasteurizado

34 Doenças relacionadas a água Escherichia coli – bactérias Gram negativas que produzem toxinas Sintomas: diarréia, infecções urinarias, dores estomacais, vomito, febre, doenças respiratórias, pneumonia Disseminação: comida contaminada, leite não pasteurizado, água contaminada, contato com fezes Controle: hidratação e higiene

35 Doenças relacionadas a água Helicobacter pilori – bactéria Gram negativa Sintomas: gastrite que pode levar a câncer de intestino ou esôfago Disseminação: água contaminada com fezes Controle: antibióticos (amoxilina)

36 Doenças relacionadas a água Legionella spp. - b actéria Gram negativa que vive em amebas Sintomas: pneumonia, doenças respiratórias Disseminação: água contaminada Controle: antibióticos (azitromician, tetraciclina, etc.)

37 Doenças relacionadas a água Leptospira spp. (leptospirose) - bactéria Sintomas: febre alta, dores de cabeça, dores musculares, vomito, fatiga, olhos vermelhos, diarréia, dores estomacais, problemas renais, meningite, falha do fígado, e problemas respiratórios Disseminação: água, alimento, e solo contaminados com urina Controle: antibióticos (penicilina)

38 Doenças relacionadas a água Mycobacterium spp. – bactérias Gram + Sintomas: especialmente em pacientes com HIV, transpiração noturna, perda de peso, dores estomacais, fatiga, diarréia, anemia Disseminação: elementos ambientais (água) Controle: antibióticos (claritromicina, rifamicina)

39 Doenças relacionadas a água Plesiomonas shigelloides – bactéria Gram negativa Sintomas: gastrenterite, náusea, vomito, diarréia, febre tifóide, dores de cabeça, dores musculares, fatiga Disseminação: água contaminada Controle: evitar consumo de água contaminada

40 Doenças relacionadas a água Pseudomonas aeruginosa – bactéria Gram negativa Sintomas: prurido generalizado pelo corpo Disseminação: água contaminada. Esse gênero de bactéria também causa outras doenças que não são transmitidas pela água Controle: cloro, desinfetantes, controlar o pH

41 Doenças relacionadas a água Salmonella spp. (salmonelose) – bactérias Gram negativas das fezes Sintomas: diarréia, febre, dores abdominais Disseminação: água e alimentos contaminados Controle: lavar mãos, evitar locais contaminados, cuidado com o contato com animais domésticos, antibióticos (cefalosporinas)

42 Doenças relacionadas a água Shigella spp. – b actéria Gram negativa Sintomas: diarréia (normalmente com sangue), febre, dores estomacais, em casos extremos ataques epiléticos Disseminação: consumo ou nadar em água contaminada (fezes), de pessoa a pessoa, contato direto com fezes Controle: antibióticos (ampicilina, etc.)

43 Doenças relacionadas a água Staphylococcus aureus – b actéria Gram positiva Sintomas: náusea, vômitos, dores estomacais, dores de cabeça, dores musculares, aumento de pressão sanguínea Disseminação: existe no ar, na água, no leite, nos alimentos, superfícies, animais. Assim, a disseminação se dá por várias formas Controle: antibióticos (penicilina, etc.), evitar contato com o organismo

44 Doenças relacionadas a água Vibrio cholera (cólera) e Vibrio spp. - b actéria intestinal (G -) Sintomas: diarréia, dores estomacais, vomito Disseminação: consumo de água contaminada (fezes), consumo de frutos do mar crus Controle: cozinhar bem alimentos, beber água tratada, beber líquidos de hidratação, antibióticos (tetraciclina), vacinação de reidratarão

45 Doenças relacionadas a água Acanthamoeba – protozoário Sintomas: Infecções nos olhos, infecção do cérebro e espinha dorsal, infecção dos sinus, pulmões, pele, etc. Disseminação: encontrada na água, solo, condicionadores de ar, esgoto, etc. Controle: pelo tratamento da água

46 Doenças relacionadas a água Cryptosporidium spp. (criptosporidioses) - protozoários Sintomas: diarréia, gastrite Disseminação: água Controle: cloro, desinfecção, lavar as mãos, não nadar em águas contaminadas

47 Doenças relacionadas a água Giardia lamblia – protozoário Sintomas: diarréia, dores estomacais, vomito, febre, flatulência, fatiga, náusea, halitose, perda de peso Disseminação: beber água contaminada de riachos ou córregos, contato pessoa a pessoa (venérea) Controle: uso de medicamentos apropriados (metronizadole, tinidazole, nitaxozanide, paramomycin, furazolidone, quinacrine, albendazole)

48 Doenças relacionadas a água Schistosoma spp. (esquistosomose) – protozoário que tem caracóis aquáticos como hospedeiros principais Sintomas: prurido, febre, tosse, dores musculares, afeta o intestino, fígado, pulmões, e bexiga, mas também pode ser encontrado no cérebro (ataques epilépticos e paralisias) e espinha dorsal Disseminação: urina e fezes contendo os ovos do parasita lançados em correntes de água Controle: evitar locais contaminados ou onde a água possa estar contaminada, medicação

49 Doenças relacionadas a água Toxoplasma gondii (toxoplasmose) – protozoário Sintomas: sintomas de gripe, como dores musculares, mas ataca o cérebro, olhos e órgãos internos, causando visão ofuscada, olhos vermelhos, dor Disseminação: por alimentos e água contaminados Controle: pirimetamina, etc.

50 Doenças relacionadas a água Adenovirus (e outras viroses): transmitido por contato direto, fezes, e água Sintomas: pneumonia, bronquite, doença respiratória aguda (DRA), gastrenterites, conjuntivites, cistites, doenças da pele Disseminação: material contaminado Controle: vacina e cloro na água, lavagem das mãos, lavagem de material possivelmente infectado

51 Doenças relacionadas a água Enteroviroses: polioviroses, coxsackieviroses, echoviroses, e outras enteroviroses. Sintomas: gripe fraca, dores musculares, febre, meningite viral, miocardites, encefalites, diabetes Disseminação: água contaminada, superfícies contaminadas, pessoas contaminadas Controle: lavagem das mãos, superfícies, utensílios de bebida, cloro

52 Doenças relacionadas a água Hepatites : A, B, C, D, e E causadas pelos vírus HAV, HBV, HCV, HDV, e HEV, respectivamente (doença do fígado) Hepatite A Sintomas: fadiga, perda de apetite, náusea, vomito, febre, urina escura Disseminação: fezes, contato, água ou alimento contaminados Controle: vacina

53 Doenças relacionadas a água Hepatites : A, B, C, D, e E causadas pelos vírus HAV, HBV, HCV, HDV, e HEV, respectivamente Hepatite B, C, e D não são transmitidos pela água Hepatite E Sintomas: falha do fígado Disseminação: água contaminada, fezes Controle: não há vacina

54 Doenças relacionadas a água Norovirus - vírus Sintomas: gripe estomacal, gastrenterite, náusea, vomito, diarréia, febre, dores de cabeça, dores musculares, fatiga Disseminação: alimento ou bebida contaminados, superfícies contaminadas, contato com pessoas infectadas Controle: lavar as mãos, desinfetar superfícies, lavar frutas e saladas antes do consumo. Não há vacinas.

55 Doenças relacionadas a água Rotavirus - vírus Sintomas: diarréia, vomito, febre, dores abdominais Disseminação: água contaminada, pelo ar Controle: vacina

56 Microrganismos indicadores da qualidade da água –Espécies de bactérias utilizadas para indicar contaminação microbiana na água Qual é o indicador ideal? Métodos de detecção da qualidade microbiológica da água

57 útil para todos os tipos de água sempre presente nos lugares onde estão os patógenos entéricos sobreviver na água mais tempo que os patógenos entéricos não se reproduzir na água contaminada (algumas vezes se reproduz) o teste de detecção deve ser específico e sensível o teste de detecção deve ser de fácil execução o indicador deve ser não patogênico (nem sempre) o nível do indicador na água contaminada deve ser proporcional ao grau de poluição fecal Indicador ideal de qualidade sanitária

58 Bacterias Gram -, que fermentam a lactose com produção de ácido e gás dentro de 24/48 h a 35/37ºC –lac + Escherichia coli: coliforme fecal Klebsiella pneumoniae: coliforme fecal Enterobacter aerogenes: coliforme não fecal Escherichia coli e outros coliformes

59 Análise bacteriológica da água –Metodologia: teste presuntivo teste confirmativo teste completo –Metodologia de filtragem e plaqueamento –Metodologia de incubação com kits específicos Metodologia de execução

60 Teste presuntivo, confirmativo e completo LST = Caldo Lauril Sulfato Triptose Presuntivo Confirmativo EMB = Eosina Metileno Blue VBBL = Verde Brilhante Bile Lactose Completo


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