Aula 12_Microbiologia Do Ar_Parte2

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MICROBIOLOGIA AMBIENTAL

- Continuação Microbiologia do ar

PROF. GUSTAVO H. COUTO

Revisão Bioaerossóis- O que são?- Principais fontes?- Composição dos bioaerossóis?- via de percurso: Lançamento→Transporte→Depósito

1- Lançamento/emissão

2-tranporte

3- Depósito

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TÉCNICAS DE ANÁLISE MICROBIOLÓGICA DO AR

Considera-se que os microrganismos dispersos no ar estão

suportados no material particulado.

Assim, são contadas partículas e numa partícula

podem existir muitos indivíduos.

AVALIAÇÃO DA MICROBIOTA DO AR

Uma variedade de técnicas têm sido desenvolvidas com oobjetivo de se determinar o conteúdo microbiano em:

- Hospitais;

- Escolas;

- Locais públicos;

- Ao ar livre.

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AVALIAÇÃO DA MICROBIOTA DO AR

Há 5 técnicas principais para a coleta de partículas usadas em testesmicrobiológicos: Choque (impingement), impactação,centrifugação, filtração e sedimentação.

Impactação líquida: aprisionamento das partículas de ar em umamatrix líquida.

Impactação sólida: deposição forçada das partículas de ar numasuperfície sólida

Centrifugação: deposição forçada de partículas usando a força dagravidade.

Técnica de amostragem ativa: exige coleta de um volume de arconhecido (impactação, centrifugação e filtração, choque,impactação).

Técnica de amostragem passiva: coleta passiva de contaminaçãoviável no ar por deposição em uma placa de petri aberta(sedimentação).

Filtração: aprisionamento das partículas por exclusão de tamanho

Sedimentação: coleta das partículas do ar utilizando as forças dedeposição (gravidade por ex.)

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1-Sedimentação: ação da gravidade nas partículas

Ex. Exposição de placa contendo meio nutritivo

- Incubação;

- Análise do número aproximado;

*Permite apenas o desenvolvimento de alguns dos microrganismos presentes no ar.

SEDIMENTAÇÃO EM PLACA

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PLACAS APÓS INCUBAÇÃO:

Aparelhos de impacto sólido os microrganismos sãocolhidos, através de uma corrente de ar, diretamentena superfície sólida de um meio à base de Agar oumembrana filtrante.

Aparelho de impacto líquido os microrganismos sãocolhidos, através de uma corrente de ar, em meio decultura em caldo ou outro líquido em que osmicrorganismos são retidos.

IMPACTAÇÃOINSTRUMENTOS DE AMOSTRAGEM

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Amostrador de fenda

Esquema ilustrativo do impactador de fenda(Fonte: Quadros, 2008)

Impactação meio sólido – Amostrador tipo fenda

Etapas:

- O amostrador puxauma corrente de arrapidamente por meiode fendas ou orifíciosestreitos em uma placade metal;- Os microrganismoscolidem com o ágarabaixo da placa;- Incubação; e- Colônia e análise

Amostrador de Andersen - 1 estágio

Impactação- Crivo

ETAPAS: Sedimentação em placa Amostrador de Impacto– furo. Tampa metálica com orifícios

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A ANVISA recomenda utilizar impactador em cascata (1, 2 ou 6estágios), para a coleta e análise de bioaerossol em ambientesinteriores.

AMOSTRADORES EM CASCATA

RESULTADO AMOSTRADORES EM

CASCATA

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Técnica de membranafiltrante: não é indicadopara amostras muitocontaminadas.

Amostrador automáticode ar (Surface Air System– SAS)

Sistema portátil ar é aspirado em um amostrador a uma velocidade etempo pré-fixados, através de um sistema móvel que contém em seuinterior uma placa de petri.

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TÉCNICA DA MEMBRANA FILTRANTE

Membranas filtrantes

Meios para membranas filtrantes

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Fonte: Pelczar et al., 1993

Amostrador tipo Impinger

Impactação em meio líquido

ETAPAS:

- O amostrador puxa oar por através de ummeio de cultura emcaldo ou outro líquido,que retém osmicrorganismos

- Parte do líquido éplaqueada ou cultivada.

Frasco Impinger (AGI-30)

Coleta

Filtração do meio

Cultivo em placa

BORRIFO

Eficiências diferentesem amostradoresdiferentes.

Mais de uma célulapor partícula.

Retenção não total.

Solução estéril:água, óleo mineralou glicerol.

Alíquota do líquidoé plaqueada ecultivada.

- Este sistema permite contar propágulos ao invés de partículas.

- Por outro lado exige mais trabalho, podendo ser inviável para muitos pontos de avaliação.

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CONTROLE MICROBIOLÓGICO DO AR

Medidas de controles de microrganismos no ar dependemmuito da finalidade a que se destinam:

Ambientes fechados: simples circulação do ar.

Ambiente hospitalar: circulação do ar, desinfecção elimpeza.

Microbiologia industrial: completa remoção dosmicrorganismos (mecanismos de esterilização edesinfecção).

Controle microbiológico de ambientes:

- Ventilação;

- Vaporização do ar;

- Radiações;

- Filtração;

- Desinfetantes e esterilizantes;

CONTROLE DAS POPULAÇÕES MICROBIANAS DO AR

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Método mais comum usado para prevenir o acúmulo departículas do ar.

Criação de fluxo de ar em áreas onde ocorre contaminaçãodo ar.

É um dos métodos menos efetivos para controlar

patógenos no ar.

Ventilação

Composto químico substância germicida é dispersada emaerossol e manifesta sua ação antimicrobiana através docontato com as partículas contaminadas.

Exige grandes cuidados.

Vaporização do ar

Desinfecção de espaços

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Ondas sônicas, raios gama e ultra violeta.

Deve-se levar em conta a eficiência da destruição dosmicrorganismos, custo envolvido na obtenção da radiação epericulosidade.

Radiações

As ondas ultrassônicas são utilizadas paralimpeza e desinfecção de ambientesindustriais.

Os raios gama, devido a alta energia que possuem,são capazes de penetrar profundamente na matéria.

A radiação ultra violeta possui comprimento deonda menor que a luz visível, tendo efeitobactericida, sendo utilizada em estabelecimentoscomerciais.

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Camada porosa que permite a filtração de grandes quantidadesde ar.

Sistema de fluxo laminar: filtros High Efficiency Particulate Air(HEPA).

Eficaz na remoção de partículas pequenas, como 0,3 m.

Várias aplicações industriais.

Filtração

Capela de Fluxo Laminar

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Óxido de Etileno

- Registrado em 1948 nos EUA como pesticida antimicrobiano.

- Utilizado para esterilizar material hospitalar, tratar temperosprocessados e locais de manuseio e preparo de alimentos.

- Usado diretamente no estado gasoso, pode agir comodesinfetante, esterilizante e inseticida.

- Em 2001, foi usado para esterilizar prédios nos EUA contaminadoscom esporos de Bacillus anthracis, agente do antraz.

Desinfetante e Esterilizante

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Sistemas conjugados1° Filtro para retirar as partículas até 10 micra (pólen e poeira)

2° Filtro UV inativa bactérias e vírus

3° Filtro de Fotocatálise queima os odores e microrganismos mais

resistentes como pólen e esporos

4° Filtro retira restos de particulados.

QUALIDADE DO AR

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QUALIDADE DO AR INTERNO

Legislação

RE no 09 – 16/01/2003 – ANVISA

Padrões referenciais de Qualidade do Ar Interior em AmbientesClimatizados Artificialmente de Uso Público e Coletivo.

Valor Máximo Recomendável (VMR) para contaminaçãomicrobiológica:

750 UFC/m3 de fungos e a relação I/E 1,5

onde I é a quantidade de fungos no ambiente interior e E é aquantidade de fungos no ambiente exterior.

Quando ultrapassar o VMR ou a relação I/E for > 1,5: necessáriodiagnóstico de fontes poluentes.

É inaceitável a presença de fungos patogênicos e toxigênicos.

Legislação

Consulta Pública (CP) no 109 – 11/12/2003 – ANVISA

Indicadores de Qualidade do Ar Ambiental Interior emServiços de Saúde

Indicador de qualidade de ar ambiental interior: contagemtotal de bactérias e fungos

Risco à ocupantes e/ou pacientes

QUALIDADE DO AR INTERNO

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QUALIDADE DO AR INTERNO

Legislação

Decreto-Lei 79 / 2006

Aprova o Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatizaçãoem Edifícios (RSECE)

Parâmetros microbiológicos e valores máximos admissíveis aconsiderar na determinação da qualidade do ar interior

No UFC/m3

Bactérias 500

Fungos 500

Legionella 100

Efeitos adversos na saúde podem incluir doenças ou respostas alérgicas. Embora não existam padrões para regular a contaminação microbiana, algumas organizações apresentam sugestões para os limites aceitáveis:

Bioaerossóis menos de 1.000 UFC/m3 (OSHA*: Field Technical Manual)

Amostras de

superfície menos de 100 UFC/in2 em dutos de ventilação (NADCA)

Ar interno 750 UFC/m3 (fungos) (ANVISA***, RE 09, 2003)

Ambientes

hospitalares CP 109, 2003 ANVISA

*OSHA = Occupational Safety & Health Administration, U.S. Department of Labor ** NADCA = National Air Duct Cleaners Association, USA ***ANVISA = Agência Nacional de Vigilância Sanitária, Brasil

Fonte: www.eagleih.com/microbiology.html

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Considerações

- Retenção não total,

- Eficiências ≠ em amostradores ≠;

- Destruição de certas espécies;

- Mais de uma célula por partícula;

- Meio de cultura não garante o desenvolvimento de

todas as espécies.

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PATÓGENOS DO AR

Aumenta durante o outono e inverno aumento donúmero de pessoas em ambientes confinados.

Contato direto com indivíduos infectados: através desecreções do nariz e da garganta, disseminados porgotículas devido à tosse, espirro e conversação.

Contato indireto: resíduos infecciosos ou artigos depessoas infectadas.

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O Sistema respiratório dos seres humanos e as regiões onde os microrganismos patogênicos geralmente iniciam as infecções

PATÓGENOS DO AR

Os agentes etiológicos de cerca de 1/3 dos casos deinfecções respiratórias superiores são de natureza viral:

Rinovírus

Parainfluenza

Herpes

Adenovírus

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PATÓGENOS DO AR

Bactérias: Streptococcus causam de resfriados até sériasinfecções pulmonares.

Actinomicetos e fungos patogênicos causam micoses sistêmicasou profundas, graves ou fatais.

Paracoccidioides brasiliensis

DOENÇAS VIRAIS

Rhinovírus (resfriado comum): predominante.

Influenza (gripe comum): forma epidêmica (A, B e C)

Vírus respiratório sincicial (bronquite e pneumonia);

Adenovírus (vias aéreas superiores: otite, faringite e amigdalite).

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Importantes patógenos do ar em

humanos

Doenças humanas Patógenos

Doenças Virais

Caxumba Vírus da caxumba

Dengue Flavivirus

Febre amarela Flavivirus

Febre hemorrágica Bunyavirus

Gripe comum Rhinovirus

Hantavirus (síndrome pulmonar) Hantavirus

Hepatite Vírus da hepatite

Influenza myxovirus Vírus da influenza

Poliomielite Poliovirus

Sarampo Morbillivirus

Varicela Vírus da varicela

Varíola Poxvirus da varíola

Doenças de Protozoários

Pneumocistose Pneumocystis carinii

DOENÇAS CAUSADAS POR FUNGOS

Leveduras e fungos filamentosos estão presentes no ar.

Além de alergênicos, são, em sua maioria, organismos oportunistas.

Exemplos: Pneumocystis spp., Cryptococcus spp., Penicillium spp. infecções frequentes em pacientes com HIV.

Pneumocystis spp. Cryptococcus spp.Penicillium spp.

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DOENÇAS POR FUNGOS

Aspergillus spp. pode atingir indivíduos debilitados causandoinfecções pulmonares.

Cladosporium spp. raramente patogênicos, podem causarinfecções na pele, unhas ou trato respiratório (podendo levar àpneumonia, caso não seja tratada).

Aspergillus spp. Cladosporium spp.

Aspergillus fumigatus. (A) Esporóforo do fungo em cultura. Os esporos sãoproduzidos em fiálides que emanam de um hifa vertical com forma de bastão.(B) Seção de tecido do pulmão contendo hifas de Aspergillus. O crescimentointenso de hifas no pulmão é chamdo um aspergiloma.

http://www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/airborne.htm

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Importantes patógenos do ar em humanos

Doenças humanas Patógeno

Doenças Fúngicas

Aspergilose Aspergillus fumigatus

Blastomicose Blastomyces dermatiridi

Candidiase Candida albicans

Coccidiomicose Coccidioides immitis

Critpococcose Cryptococcus neoformans

Histoplasmose Histoplasma capsulatum

Nocardiose Nocardia asteriodes

Sporotricose Sporotrichum schenckii

Importantes patógenos do ar em humanos

Doenças humanas Patógeno

Doenças Bacterianas

Antrax pulmonar Bacillus anthracis

Bronquite, sinusite Haemophilus influenza

Brucelose Brucella melitensis

Difteria Corynebacterium diphteriae

Febre tifóide Salmonella typhi

Infecção respiratória de Staphylococcus Staphylococcus aureus

Infecção respiratória de Streptococcus Streptococcus pyogenes

Legionelose Legionella spp.

Meningite Neisseria meningitidis

Pneumonia Chlamydia psittaci

Pneumonia Klebsiella pneumoniae

Pneumonia primária atípica Mycoplasma pneumoniae

Praga pneumônica Yersinia pestis

Tuberculose Mycobacterium tuberculosis

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Importantes doenças transmitidas de pessoa a pessoa pela inalação de partículas aéreas

Doenças bacterianas

Coqueluche (Bordetella pertussis)Meningite (Neisseria spp.)Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Streptococcus spp.) Tuberculose/Lepra (Mycobacterium tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

DOENÇAS BACTERIANAS

Bactérias Gram-negativas

- Legionella pneumophila (legionelose): pneumonia grave, febre,calafrios, dor de cabeça e muscular, decorrente de fonte ambiental(exemplo: proveniente de água de ar condicionado).- Haemophilus influenzae: cocobacilos sem motilidade (meningite,infecções de ouvido médio e, raramente, pneumonia).

Legionella pneumophilaHaemophilus influenzae

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DOENÇAS BACTERIANAS

Bactérias Gram-positivas

- Staphylococcus aureus : infecções hospitalares ;- Streptococcus pyogenes: gênero complexo, maior número ediversidade de doenças (escarlatina, faringite, laringite, erisipela, febrereumática e pneumonia);- Streptococcus pneumoniae: bronquite, pneumonia.

Staphylococcus aureus Streptococcus pyogenes

DOENÇAS BACTERIANAS

Bactérias Gram-positivas: Actinomycetes- Apresentam filamentos ramificados (procarióticos);- Diâmetro inferior ao de fungos.

Principais gêneros:Actinomyces Actinomicose;Nocardia Infecção pulmonar;Mycobacterium Tuberculose pulmonar.

Actinomyces Nocardia Mycobacterium

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Tuberculose

Pulmão normal Pulmão doente

Toxina botulínica A (Clostridium botulinum) arma biológica(neurotóxica)

Lipopolissacarídeos (LPS) Salmonella typhimurium (tosse, chiado,respiração curta, febre).

ARMAS BIOLÓGICAS

1995: Tókio → toxina botulínica em atentados terroristas.

TOXINAS BACTERIANAS

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Doença Fonte

Psitacose (Chlamydia psittaci)Fezes de pássaros infectados (papagaios,

pombos, etc.)

Doença dos Legionários

(Legionella pneumophila)

Sistemas de ar condicionado, tanques de

armazenamento de água onde há

crescimento de bactérias.

Aoveolite alérgica agudaEsporos de fungos ou actinomicetes de

matéria orgânica em decomposição

Aspergilose (Aspergillus fumigatus, A.

flavus, A. niger)

Esporos de fungos de matéria orgânica em

decomposição

Histoplasmose (Histoplasma

capsulatum)

Esporos de fungos em fezes de morcegos

ou pássaros em decomposição

Coccidioidomicose (Coccidioides

immitis)

Esporos de fungos em regiões desérticas

(nas Américas)

Doenças adquiridas pela inalação de partículas de fontes ambientais

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Sintomas Resfriado comum Gripe

Será um resfriado ou uma gripe?

Sintomas Resfriado Gripe

Febre Rara Comum (39-40ºC), início repentino

Cefaleia Rara Comum

Mal-estar geral Discreto Comum; frequentemente severo;pode durar várias semanas

Secreção nasal Comum e abundante Menos comum; não abundante

Faringite Comum Bem menos comum

Vômito e diarreia Raro Comum

(Madigan et al., 2004: Microbiologia de Brock)

Importantes patógenos do ar em animais

Doenças animais Patógeno

Doenças Bacterianas

Brucelose Brucella spp.

Salmonelose Salmonella spp.

Tuberculose Mycobacterium bovis

Doenças Fungicas

Aspergilose Aspergillus spp.

Coccidiomicose Coccidioides immitis

Tuberculose Mycobacterium bovis

Doenças Virais

Aftosa Aphthovirus

Bronquite infecciosa Influenza, outros

Cólera canina Pestivirus

Encefalomielite Alphavirus

Herpes canina Herpesviridae

Influenza Vírus da influenza

Patogenias causadas pelo ar em ANIMAIS

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DOENÇAS EM PLANTAS

Doenças de plantas:Ventos na superfície dos órgãos (parte aérea) ou na superfície

do solo (patógenos de raízes).

Até 70% de todas as doenças em plantas são causadas porfungos (agricultura).

Hemileia vastatrix

Ferrugem do café

Importantes patógenos do ar em plantas

Doenças de plantas Patógeno

Doenças Fungicas

Infecção da floração Sclerotinia laxa

Ferrugem do cedro e da macieira Gymnosporangium spp.

Ferrugem da coroa dos cereais Puccinia coronata

Ferrugem da folha Puccinia recondita

Ferrugem do milho Puccinia sorghi

Ferrugem do trigo Puccinia graminis

Fuligem do trigo Ustilago tritici

Míldio Pseudoperonospora humuli

Míldio do centeio Erysiphe graminis

Murcha da batata Phytophthora infestans

Murcha da folha do milho Helminthosporium maydis

Sigatoka negra da bananeira Mycosphaerella musicola