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  • 1. Ecologia de Populações DoencasProf. Dr. Harold Gordon Fowlerpecologia@hotmail.com
  • 2. Sumário do TópicoEmergência de patógenos – Importância global dos microorganismos – Que são patógenos? – Evolução das doençasRe-emergência das doenças – Resistência aos antibióticos – CóleraConclusões
  • 3. Sumário do TópicoHistoria breve da microbiologia da saúde públicaTipos de patógenosDinâmica da infecçãoInterações entre hospedeiros e patógenosRotas de transmissãoIndicadores da qualidade da água
  • 4. Poesia aos Germes da Maria Germes, germes estão em todo lugar Ainda no meu polegar, Germes, germes vão embora, Mas sempre vão e voltam agora. Germes, germes me fazem doente,Especialmente quando atacam a dente. Germes, germes são tão pequenos, Ainda nos cogumelos.
  • 5. As comunidades microbiais forçam os ciclosbiogeoquímicos…
  • 6. Exemplo: O Ciclo de Nitrogênio <3 100 Fixação porAtividade humana raios ATMOSFERA 200 desnitrificação 140 fixação biológica 140 15 desnitrificação fixação biológica 36 Vazão superficial Água subterrânea 1200 Ciclagem interna 8000 Ciclagem interna 100 enterro SOLO OCEANOS
  • 7. Ciclo de Nitrogênio Sem Micróbios <3 ? Fixação por Atividade humana raios ATMOSFERA 200 desnitrificação 140 fixação biológica 140 15 desnitrificação fixação biológica ? Vazão superficial Água subterrânea 1200 Ciclagem interna 8000 Ciclagem interna ? Todos os processos mais lentos. enterroSOLO A vida seria possível? OCEANOS
  • 8. Micróbios •Bactéria •Fungos •Protistas •Vírus
  • 9. Bactérias•Pequenas•Eficientes•Bioquimicamente diversas•Crescimento rápido
  • 10. Bactérias estão em todo lugar Células/ ml ou g Células totais x106 x1026Marinhas 0.5 1,000Água doce 1.0 1.5Sedimentos 4,600 170Sedimentos sub-superficiais (0-3,000 m) 0.34-200 38,000Trato digestivo Animal 1-105 0.0004 (Whitman et al. 1998)
  • 11. Biomassa Global de Bactéria (Pg de C) Plantas Bactéria Solo e Água Sub-superfície Terrestres 560 26 22-215 Marinhas 1.8 2.2 303A biomassa microbial é similar as plantas mas tem uma taxa de renovação maior
  • 12. Quantas espécies de bactéria existem? Wilson 1988 Hammond 1995Número total de espécies: Número total de espécies: ~ 1.4 milhões ~ 11 milhõesBactéria: ~3,500 Bactéria: ~10 milhões
  • 13. A anomalidade grande de contagem de placas Comunidade microbial placas< 1% das bactérias observáveis crescem em média padrão
  • 14. Diversidade Genética Ácidos nucleios totais Genes ribosomais 16S SeqüênciasIdentificação e Diversidade e quantificação Relações evolutivas
  • 15. Abordagem Molecular:• diversidade enorme de micróbios• patógenos são uma fração pequenada diversidade microbial• permite entender a evolução dapatogênese
  • 16. O que é um patógeno? Um ponto de vista evolutivo. Exemplo: Escherichia coli (E. coli)Normalmente uma bactéria insignificante do intestino… mas Cepas Eterotoxigenicas Cepas Enteropatogenicas Cepas Enteroinvasivas Cepas Enterohemorragicas Cepas Enteroagregativas Cepas Uropahogenicas
  • 17. Analise da Genoma Responde Analise Comparativa: Cepas próximasEstrutura similar da Genoma Mas….Inserções de DNA ‘estranho’ = ilhas de patogenicidade
  • 18. Comparação de cepas patogênicas e neutras de E. coli E. coli K12 A B CE. coli O157:H7 A B C DNA Estranho = loco de aparição enterocitica Responsável para doença: Permite fixação e produção de toxinas Uma bactéria neutra viro patogênica ao ‘furtar’ DNA de outra bactéria!
  • 19. Mecanismos de transferência de genes: 2 1 3 1 Transformação: captura de DNA do ambiente 2 Transdução: transferência de DNA por vírus 3 Conjugação: transferência de plasmidos entre bactérias Todos podem transferir genes de outra bactéria que se incorporam na genoma
  • 20. Destino dos genes transferidos: Sistema RecA = recombinação na genoma Dependente da similaridade de seqüência Taxa de recombinação % diferencia na seqüência
  • 21. Com que frequência ocorre a transferência de genes? A transferência de genes é rara Por exemplo, a transdução por vírus insere DNA estranho a cada 108 infecções por vírus Mas…. Micróbios tem populações enormesPor exemplo, a transferência de genes do ambiente marinho ~20 milhões de bilhões de vezes por segundo! Os genes precisam conferir vantagens ao receptor….
  • 22. Ecologia da patogênese Bactérias crescem rapidamente Densidade populacionais elevadas Competição elevada para os recursos Patógeno = bactéria normalque explora um recurso novo por meio dos genes --> Vantagem competitiva
  • 23. A Balcanização da Ciência Epidemiologia Ornitologia Mastologia Entomologia Botânica Microbiologia Escala Geológica Ecologia de Paisagens Ecologia de ComunidadesEscala Ecologia de Populações Etologia Fisiologia Biologia Celular Biologia Molecular Agricultura Saúde Recursos Naturais Aplicação
  • 24. O que causa as doenças infecciosas?Patógenos: organismos que causam doençasOs patógenos humanos incluem: 1. bactéria 2. vírus 3. fungos 4. protozoária E. coli Hepatitis A VirusAs doenças precisam de: 1. Um patógeno infeccioso 2. Um hospedeiro suscetível 3. Um ambiente apropriado Giardia lamblia
  • 25. Classes ou Categorias de Micro- organismos PatogênicosVírus: menores (0.02-0.3 µm diâmetro); mais simples: ácido nucléico + camada de proteína (+ envelope de lipo- proteina)Bactéria: 0.5-2.0 µm diâmetro; procariontes; celular; organização interna simples; fissão bináriaProtozoária: maioria >2 µm- 2 mm; unicelulares eucariontes; sem fotossíntese; membrana celular flexível; sem parede celular; várias formas e tamanhos; cistos duráveis Grupos: flagelados, amebas, ciliados, esporozoárias (ciclo de vida complexo) e microsporídia.Helmintos (lombrigas): animais multicelulares; some are parasites; ovos suficientemente pequenos (25-150 µm) para criar riscos a saúde de despejos do homem e animais na água.
  • 26. O mundo microbial:Tamanhos de Microbis Vírus Bactéria Parasita Protozoária 0,1 mm 1 X 2 mm 5 mm
  • 27. Re-emergência de Patógenos
  • 28. Cólera e Clima Vibrio cholerae e outros vibrios Ubíquos em águas marinhas e costeirasSimilares geneticamente: cepas patogênicas coexistem com não patogênicas V.cholera
  • 29. Espécies de Vibrio identificadas como agentes de doenças humanas Apresentação clínica a GI ferrida/inf Septicemia Espécie ecção do ouvido V. alginolyticus ++ V. carchariae + V. cholerae Não O1 ++ + + O1 ++ (+) V. cincinnatiensis + V. damsela ++ V. fluvialis ++ V. furnissii ++ V. hollisae ++ (+) V. marinus + V. metschnikovii ? ? V. mimicus ++ + V. ++ + (+) V. vulnificus parahaemolyticus + ++ ++ a GI, gastrointestinal; ++, mais comum; (+) muita raro.
  • 30. Cólera sazonal em Calcutá(Sharma, 1998)
  • 31. Infecções de Vibrio ligadas ao El NiñoDhaka, Bangladesh Casos de cólera Corrigidos por Estação(Pascual, 2000)
  • 32. Razões possíveis para a sazonalidade Ligação as algas e zooplâncton? Crescimento dependente da temperatura? Crescimento de algas Aumento da Temperatura= Crescimento do Vibrio? = Crescimento do Vibrio? Ligação ao esquentamento global e/ ou a poluição
  • 33. Transmissão de Doenças
  • 34. Termos Associados com a Causa e Transmissão de Doenças Hospedeiro Agente Ambiente Fomites Vetor Carregador – ativo Incubatorio Convalescente Saudável Intermitente
  • 35. Cadeia de InfecçãoAgente EtiológicoFonte / ReservatórioPortal de saídaModo de transmissãoPortal of entradaHospedeiro Susceptível
  • 36. Cadeia de Infecção Agente causal Modo de transmissão
  • 37. Formas de DoençaClínica – aguda – subagudaNão clínica (Não aparente) – pré-clínica – subclínica Importante: – crônica (persistente) lembre as definições – latente desses termos
  • 38. Pesquisa de DoençasEstabelecer uma diagnoseIdentificar um agente específicoDescrever por pessoa, lugar e tempoIdentificar a fonte do agenteIdentificar o modo de transmissãoIdentificar populações susceptíveis
  • 39. Passos na Investigação de uma Epidemia Definir a epidemia Examinar a distribuição dos casos Avaliar as combinações dos variáveis Desenvolver hipótese (s) Testar hipóteses Recomendar medidas de controle
  • 40. Determinantes de Surto de DoençaBaseada no nível da doença numa população – imunidade de manada Doença restrita a um hospedeiro único Transmissão precisa ser relativamente direta
  • 41. Efeito da Imunidade de Manada Casos (X 1000) Número de casos observados Ano
  • 42. Período de IncubaçãoO período de tempo após uma infecção se estabelece mas antes do aparecimento das primeiras sintomasDoenças distintas geralmente tem períodos diferentes de incubação e sintomas diferentesPor isso, pode causar curvas de epidemia
  • 43. Curva Epidêmica para um surto deexposição única de veículo comum Número de casosNúmero de casos Logaritmo do Tempo Tempo
  • 44. Os agentes de doença segundo o seu tamanho e complexidade:Os agentes “não celulares” de doença:
  • 45. Os agentes “não celulares” de doença:Proteína prion: – Uma proteína nua e infecciosa que causa doença. – Doenças exemplares incluem BSE (encefalopatia espongiforme bovina), Scrapie, Doença de Creutzfeldt-Jacob e Kuru. – Essas doenças pertencem a uma classe de doenças chamada doenças de desgaste e encefalopatias espongiformes transmissíveis. – Os mecanismos precisos da doença ainda não são documentados (e há muito sobre essas doenças que carece de – Aparece nos tecidos do sistema nervoso central uma proteína abnormal de prion (PrP) “se asfixia” a proteína normal de proteína de prion nas membranas celulares, e “induz a transformação” da estrutura normal da proteína ; um mecanismo que continua até a morte das células deixando “buracos” no cérebro (espongiforme).
  • 46. Os agentes “não celulares” de doença:Viroide: – Um filamento nu de RNA. – Causa de doenças vegetais.Virino: – Um filamento de RNA coberto por proteína. – Alguns pesquisadores acreditam que a doença de desgaste pode ser causados por virinos e não PrP.
  • 47. Os agentes “não celulares” de doença:Vírus: – Vírus composto de um complemento de DNA ou RNA contido numa cápside. Muitos exemplos de doença (raiva, influenza, gripe, e outras).
  • 48. Os agentes “não celulares” de doença: Esses organismos geralmente são específicos a células; com receptores sobre a superfície do cápside que são específicos para estruturas da superfície das células que atacam. Em geral, após fixação, o vírus eventualmente solta seu ácido nucleico na célula, e o ácido nucleico do vírus depois “controla” a célula.
  • 49. – O resultado é a mal função ou morte da célula (atividade citocidia).– Exemplos das ações destrutivas de vírus sobre as células inclui: -inibição da ação of cell nucleic acid -dano as lisosomas celulares causando a soltura intracelular de enzimas -alteração dos componente of plasma membrane and correspondingly, cell integrity, função, antigenicidade, etc (HIV, measles ,herpes) -inclusão body interference of cell function (Rabies and Negri bodies) -indução de neoplasma ou malignancy -cell lysis due to produção de virones -disabling host cell and thereby allowing other damage (ex. Pasturella)
  • 50. Formas de Transmissão Transmissão por contato Transmissão por Veículo Transmissão por Vetor
  • 51. Classes de EpidemiasFonte comum (versus esporádica) – Fonte pontual – Intermitente – Continua – Propagada
  • 52. Epidemiologia e PrevençãoIdentificação de populações de altoriscoModificar os riscosPrever a exposição
  • 53. Agentes Microbianosde Doenças Infecciosas
  • 54. Interações entre oHomem e MicróbiosOs micróbios colonizam e vivem no Homem e outros seres vivos.A “Flora Normal” colonize a pele, a cavidade oral, o trato gastrointestinal , o trata respiratório superior, e partes do trato geniturinário (uretra e vagina).Colonização pela flora normal é neutra ou benéfica.“Patógenos” são microorganismos que colonizam, invadem e danificam o corpo. Os patógenos causam doenças.
  • 55. Causas principais da Mortalidade
  • 56. Mortalidade devido as doenças infecciosas (1918 flu pandemic)
  • 57. África• 10.7 milhões de mortes• 6.7 milhões (63%) devido a doenças infecciosas Américas • 6.0 milhões de mortes • 623,000 (10%) devido a doenças infecciosas
  • 58. SaneamentoGlobal Water Supply and SanitationAssessment (2000) – 2.4 bilhões de pessoas têm saneamento inadequado – 1.1 bilhões de pessoas não têm acesso a água potável – 4 bilhões de casos de diarréia a cada ano – 2.2 milhões de mortes de diarréia a cada ano – Maioria de doenças e mortalidade em crianças de <5 anos de idade – Menos serviços nas áreas rurais – Ocupação urbana e favelas são problemas – No Brasil, o tratamento de esgotos ainda é raro Os riscos de doenças infecciosas de água, saneamento e higiene inadequados, do alimento e do ar ainda existem em todos os países do mundo
  • 59. Historia Inicial da Saúde PúblicaOs primeiros registros de legislação referentes a saúde pública aparecem no Livro de Levitico na Bíblia,Os hebreus praticaram higiene pessoal e se lavaram e se mantinham limpos.Os hebreus foram instruidos para aterrar seu lixo em locais longe das residências, para isolar aquelas pessoas doentes e para queimar soiled dressings.Eram proibidos de comer animais que morrem de causas naturais.O procedimento de abater animais foi descrito e as partes comestíveis foram sinalizadas
  • 60. Historia Inicial da Saúde PúblicaDurante a Idade Média, quase todo o conhecimento sobre o saneamento e a saúde pública foi perdido e ocorreu uma estagnação geral da cultura por quase 1,000 anos.Mas, durante o Renascimento, as grandes epidemias de varíola, sífilis, raiva e outras doenças estimularam a procura de explicações de como as doenças eram transmitidas e controladas.A maioria das pessoas acreditaram que as doenças eram causadas pela ira de Deus e não como resultado dos tratamentos bizarros usados para espantar os espíritos de mal e aliviar as sintomas.
  • 61. Detalhe do quadro de Peter S. Na idade Média as pessoasBregel demonstra um homem jogaram fezes das casas nasrico fora o banheiro que esvaziadiretamente ao rio. ruas.
  • 62. Historia Inicial da Saúde PúblicaSurtos de epidemias comuns dizimaram as populações de cidades – Peste – Sífilis – Cólera – VaríolaAté 1850, as cidades industriais novas eram mais populosas, mais sujas e cheias de lixo, animais mortos e pessoas doentes
  • 63. John Snow (1854)Demonstrou que a cólera é vinculada a águaFundou a epidemiologia modernaEstabeleceu a base do movimento de saneamento público
  • 64. A partir de 1840A saúde pública começou a ser redefinida de um problema moral a um problema de engenharia e de reforma social – Relatório de Chadwick (1842) – “The Sanitary Conditions of the Labouring Population” – John H. Griscom (1845) – “The Sanitary conditions of the Laboring Population of New York”
  • 65. Movimento de Saneamento (1850 – 1900)“Nossa segurançadepende da vigilânciaoficial”O anjo da limpeza vigiao portão a cólera,febre amarela evaríola.Harpers Weekly 1885, NationalLibrary of Medicine
  • 66. Antony Van Leeuwenhoek (1685)Primeiro a observar microorganismos vivos, usando um microscópio simples
  • 67. Louis Pasteur: Pai da MicrobiologiaDemonstrou a falsidade da teoria da geração espontânea (1861).
  • 68. A Teoria de Doença por Germes de Louis PasteurContribuiu ao entendimento da fermentação (1858).Desenvolveu técnicas para a destruição seletiva de microorganismos (pasteurização) (1866).Vacinas atenuadas para a cólera aviária (1881).Imunização contra a raiva (1885).
  • 69. Ignaz Swmmelweis (1850) Reforçou a lavagem de mãos para controlar a disseminação da “febre de cama de criança” Despedido duas vezes e geralmente considerado ridículo por suas idéias, a pesar da queda das taxas de mortalidade
  • 70. A Teoria de Doenças por Germes de Robert KochDescobriu o bacilos do antraz (1876).Desenvolveu uma média sólida de cultura (1882).Descobriu os organismos que causam tuberculose (1882).
  • 71. Os Postulados de Koch (1884) da Teoria de Doenças por Germes1. Isolar o agente suspeito da vitima da doença.2. Cultivar o agente em cultura pura.3. Infectar um hospedeiro saudável e demonstrar que o organismo produz a doença clínica clássica.4. Isolar o “mesmo" organismo da vítima nova.
  • 72. Idade de Ouro da Microbiologia 1850-1920Avanços resultaram no desenvolvimento de campos novos microbiologia como a imunológica e virologia.1915 M. H. McCrady estabeleceu a abordagem quantitativa da analise de amostra de água usando o número mais provável e o teste de tubo de fermentação múltipla.
  • 73. Tipos de Patógenos:Patógeno: um microorganismo capaz de causar doença.Patógeno verdadeiro: Presença sempre considerada abnormal (e.g. Mycobacterium tuberculosis, Yersinia pestis Yersinia pestis). Causa doença nos hospedeiros com defesas imunes normaisPatógeno oportunista: causa infecção ou doença em hospedeiros comprometido imunologicamente. Pode ser membro da flora normal Pseudomonas aeruginosa do hospedeiro.
  • 74. Sete Capacidades de um Patógeno:1. Manter um reservatório2. Ser transmitido e entrar um hospedeiro3. Aderir a superfície do corpo4. Invadir o corpo5. Evitar as defesas do hospedeiro6. Multiplicar no hospedeiro7. Sair do corpo
  • 75. O Processo de InfecçãoA presença de micróbios nos locais normalmente estéreis é um bom indicador de infecção  Pode envolver a flora normal ou patógenos  Geralmente envolve crescimento e multiplicação do micróbio num hospedeiro  Infecção não sempre resulta em danos a hospedeiro (doença)Duas classes principais de infecção: 1. localizadas 2. generalizadas (sistêmicas)
  • 76. Infecções Localizadas1. O organismo entra o corpo e alcança o local alvo da infecção2. O organismo adere a ou entra as células do hospedeiro e multiplica no local da infecção3. A infecção dissemina dentro de um local específico (como, o trato respiratório; intestino)4. Sintomas de doença aparecem5. O organismo não dissemina no sistema linfático ou alcança a sangue6. Infecção enfraquece devido as defesas do hospedeiro (imunidade)7. Agente eliminado do corpo; troca de células infectadas; "cura"
  • 77. Infecções Generalizadas1. O organismo entra o corpo e alcança o local alvo da infecção2. O organismo adere a ou entra as células do hospedeiro e multiplica no local da infecção3. Infecção dissemina dentro do local site e a outros locais por via tecidos, sistema linfático, sangue (bacteremia, Viremia, etc.) e possivelmente outras rotas4. Sintomas da doença podem aparecer.5. Os organismos infeccionam outros órgãos, tecidos e células; more spread por via da sangue6. Sintomas de doença tornam severas7. as defesas do hospedeiro eliminam os organismos, resultando na cura, ou a doença continua resultando em dano irreversível ou morte
  • 78. Multiplicação Microbial eManifestação Clínica de Doenças Morte Período de Incubação Doença Doença Recorrente Sem Doença Infecção sem sintomas Recuperação E cura Tempo
  • 79. Infecção: Interação entre Hospedeiro e PatógenoVariáveis do Hospedeiro Variáveis do Patógeno Idade Variabilidade da expressão Saúde geral gênica de mecanismos Gravidez Medicamentos– geral ou de patogênicos múltiplos receita Potencial de dano ou stress do Problemas metabólicos organismo Alcoolismo, cirrose, hemocromatose Interação do organismo com o Câncer maligno alimento e ambiente Quantidade de alimento Suscetibilidade a pH do consumido organismo Variações da acidez gástrica: antiácidos, Unicidade imunológica do variação natural organismo Perturbações genéticas Interações com outros Status nutricional organismos Competência imune Historia de cirurgias Vocação
  • 80. Fatores Influenciando a Exposição e Infecção: Fatores do AgenteFontes, Reservatórios, Transporte e Persistência (no ambiente)Capacidade de entrar o portal no hospedeiroCapacidade de alcançar e proliferar no(s) local(ais) da infecção do hospedeiroExcreção do Agente do hospedeiro – Quantidade e "Qualidade" (incluindo a virulência) das partículas infecciosas
  • 81. Indivíduos com Riscos Elevados de Infecções e Doenças• Jovens -sistema imune ainda não desenvolvido• Idosos -imuno-senescencia (envelhecimento da imunidade)• Grávidas • Dieta apropriada importante nesses• Imuno-compremitidos indivíduos -quimioterapia • Alguns indivíduos -infecção existente representam segmentos ou problema médico que crescem rapidamente crônico (e.g., doença na população de figado)
  • 82. VirulênciaVirulência: uma medida quantitativa dacapacidade de um micróbio de causaruma doença (patogenicidade).LD50 (dosagem letal 50%): o númerode organismos necessários para causara morte de 50% dos hospedeirosinfectados.ID50 (dosagem infecciosa 50): onúmero de organismos necessáriospara causar uma infecção em 50% doshospedeiros.
  • 83. Dosagem Infecciosa Micróbios diferem de dosagem infecciosa:Os vírus entéricas e respiratórios são infecciosas em dosagens baixas – Somente uma célula de dosagem infecciosa tem uma probabilidade alta de infectar um hospedeiro exposto. – Mas, pode precisa ainda a exposição a muitas partículas de vírus.A maioria das bactérias entéricas são infecciosas em dosagem moderada (10s-100s das células) a elevada (1,000 células).Os cistos protozoários podem ser infecciosas em dosagem baixa – Somente de 1 a 10 cistos de Giardia lamblia) ou oocistos de Cryptosporidium parvum
  • 84. Fatores Influenciando a Exposição e Infecção: Fatores AmbientaisReservatórios: onde os organismos podem viver, acumular ou persistir fora do hospedeiro; pode ser outro organismo ou o ambiente abiótico.Veículos: objetos ou materiais abióticos pelo qual os organismos passam de um hospedeiro a outro; inclua água, abrigo (fomites) e também produtos biológicos (e.g., alimento e sangue).
  • 85. Fatores Influenciando a Exposição e Infecção: Fatores AmbientaisAmplificadores: Tipos de reservatórios onde os organismos proliferam; um hospedeiro no qual os agentes infecciosos multiplicam rapidamenteVetores: organismos vivos que levam os organismos infecciosos ao hospedeiro. – Vetores mecânicos: Micróbios não multiplicam no vetor ex: insetos que picam infectados com organismos infecciosos – Vetores biológicos: Micróbios precisam propagar no vetor antes da transmissão ao hospedeiro
  • 86. Fatores Ambientais Influenciando a Sobrevivência ou Proliferação de Agentes InfecciososFísicos: temperatura, umidade relativa, luz solar, conteúdo de umidade ou atividade hídrica, clima, etc.Químicos e nutricionais: substancias anti- microbiais, nutrientes ou proliferação microbial.Biológicos: Atividade antagonistica de outros organismos; agentes anti-microbiais, parasitismo, etc.; presença e estado do vetor Penicillin
  • 87. Freqüência da Doença1. Esporádica – ocorre ocasionalmente na população (tétano)2. Endêmica – Sempre presente numa população em freqüências de variam pouco (gonorréia)3. Epidêmica – Surto que afeita números grandes de uma população em pouco tempo (cólera, influenza)4. Pandêmica – Uma epidemia que afeita uma área geográfica grande; as vezes em escala global (HIV, influenza)
  • 88. TransmissãoDoenças microbiais de pessoa a pessoa – Doenças do ar, contato direta e de transmissão sexualDoenças transmitidas por animaisDoenças transmitidas por artrópodesDoenças vinculadas ao soloDoenças vinculadas a água
  • 89. Transmissão por ArDoenças respiratórias bacterianas e de vírus são transmitidas no arA maioria dos patógenos respiratórios são transferidos de pessoa a pessoa por via da respiração ao tossir, estornar, falar ou respirarAlguns patógenos respiratórios podem ser transmitidos pelo solo ou pela água e não requerem a propagação entre pessoas (e.g. Legionella pneumophila)
  • 90. Transmissão por ArO trato respiratório superior e inferior oferecem ambientesdiferentes que favorecem micróbios diferentes
  • 91. Transmissão por Contato DiretoDoenças disseminadas por via do contato direto de uma pessoa infectada ou pelo contato com sangue ou excreções de uma pessoa infectadaInfecções de Staphylococcos – impetigo, pneumonia, osteomielite, cardite, meningite, e artriteHelicobacter pylori – úlceras gástricasVírus da Hepatite – hepatite, cirrose
  • 92. Doenças Transmitidas SexualmenteCausadas por várias bactérias, vírus, protistas e fungosA OMS estima 1 milhão de casos diariamenteQuase 60% dessas infecções ocorrem em jovens <25 anos de idadeChlamidia é a DST bacteriana mais comum no HomemA infecção de HIV no Homem agora pandêmica, com mais de 25 milhões de mortes desde seu reconhecimento em 1981
  • 93. Patógenos Transmitidos por AnimaisZoonose – doença do animal transmissível ao homemRaiva – reservatórios de animais silvestres; uma doença viral neuro-invasiva que causa encefalite aguda (inflamação do cérebro)Hantavírus – reservatórios em roedores, principalmente camundongos e ratos; pode causar doença severa incluindo a febre hemorrágica viral
  • 94. Patógenos transmitidos por vetoresOs patógenos disseminam de um vetor artrópode infectado, carrapatas, mosquitos e pulgasO homem pode ser um hospedeiro acidental (e.g. ricketsia) ou hospedeiro obrigatório do ciclo de vida do patógeno (e.g. malaria)
  • 95. O Sistema de Doença Transmitida por Vetor AmbienteApropriadoHospedeiro H E Vetor Doença Ambiente Não Apropriado B E P H V
  • 96. O Ciclo de Transmissão deArbovírus Hospedeiro Vertebrado Vírus Vírus Vetor Adultos Terrestre Ovos Pupas Aquático Hospedeiros Larvas sem saída
  • 97. O Ciclo de Transmissão de Arbovírus Alimento, Espaço, Tempo e Locais ClimaReprodutivos Hospedeiro Vertebrado Predadores e Doenças Vírus Vírus Vetor Tempo e Clima Alimento, Adultos Espaço, Locais Terrestre Ovos Reprodutivos Pupas Aquático Hospedeiros Larvas sem saída
  • 98. O Clima afeita o sistema de forma complexa Impacto da Umidade relativa e temperatura Sobre aImpacto da chuva sobrevivência do alimento Impacto da chuva de adultos do hospedeiro Sobre os habitats vertebrado larvais TEMPO Impacto da temperatura Impacto da temperatura Hoje sobre a sobrevivência Sobre o crescimento invernal do hospedeiro E desenvolvimento larval e vetor
  • 99. Culex Aedes Ochlerotatus Anopheles Outro cont. erraticus aegypti atlanticus nigromaculis atropos Cs. melanuraerythrothorax albopictus atropalpus provocans barberi Cs. morsitans Cq. nigripalpus cinereus canadensis sollicitans crucians perturbans pipiens vexans cantator sticticus franciscanus De.cancerquinquefasciatus dorsalis stimulans punctipennis Or. signifera restuans fitchii taeniorhynchus quadrimaculatus Ps. ciliata salinarius grossbecki triseriatus walkeri Ps. columbiae tarsalis infirmatus trivittatus Outro Ps. ferox territans japonicus Cs. impatiens Ps. howardii Cs. inornata Ur. sapphirina
  • 100. Patógenos vinculados ao solo• Agentes acidentais de infecção sem dependência do ciclo vital do hospedeiro acidental• O solo é um reservatório sem limites desses patógenos, e assim não podem ser eliminados• Incluam fungos e bactéria (tétano)• A incidência geral de infecções sérias do solo é baixa, mas algumas infecções superficiais de fungo são comuns
  • 101. Patógenos vinculados a água Bactéria Protozoária 1Escherichia 1Shigella dysenteriae coli Giardia lamblia rod ~ 1.5 - 2 mm rod ~ 1.5 - 2 mm Vírus Calicivirus HepatitieA virion ~ 35 nm virion ~ 27 nm trophozoite ~ 15 mm1Copyright Dennis Kunkel Microscopy, Inc.; http://www.denniskunkel.com
  • 102. Propriedades de Virulência de E. coli Entero-patogênico• Cepas Entero-agregativas (EAEC) – aderem aos entero-cistos, causando a morte celular• Cepas Entero-toxigenicas (ETEC) – secreções entero-toxinas no intestino delgado, causando uma perda de fluidos e a diarréia; toxinas termoestáveis (ST) ; atividade para estimular guanilata ou adenilata com perda de fluidos e eletrólitos• Cepas entero-hemorrágicas (EHEC) – produzem toxinas parecidas a shigella (intestino grosso), causando a aparição dos microvilos e morte celular; diarréia• Cepas invasoras (EIEC) – invasão e capacidade de crescer no epitélio intestinal (intestino grosso), matando as células
  • 103. Indicadores Microbianos da Contaminação FecalAbordagem tradicional para proteger e avaliar a qualidade “sanitária” da água (ou alimento) referente a contaminação fecal.Quantificar a bactéria presente nos intestinos de animais de sangue intestines quente: 1. Número elevado 2. Fácil de mensurar 3. Substitutos de patógenos, especially especialmente bactérias.
  • 104. Critérios de um Indicador Ideal da Contaminação Fecal1. Aplicável a todo tipo de água (e outras amostras relevantes).2. Presente nos fezes, esgoto e amostras contaminadas com fezes quando estão presente os patógenos; número correlaciona com a quantidade da contaminação fecal; mais numeroso do que os patógenos.3. Nenhum “crescimento posterior" ou “brotamento" no ambiente.4. Sobrevivem ou persistem mais do que os patógenos.5. Facilmente detectado e quantificado por testes simples de laboratório em pouco tempo.6. Características constantes.7. Sem risco ao homem e outros animais.8. O número na água (alimento, etc..) está associado com o risco de doença entérica dos consumidores (relação dosagem e resposta).
  • 105. Indicadores Atuais e Cândidos da Contaminação FecalColiformes totais: padrões de água potável, baleabilidade ou comer frutos de mar; não específicas a fezes (fontes ambientais).Coliformes fecais (“termotolerantes“): dito para coliformes totais.E. coli: a coliforme "fecal”; mas ocorre naturalmente nos trópicos.Streptococos fecais: outro grupo de bactéria entérica excretada pelas fezes; não específico a fezes (fontes ambientais).Enterococos: Streptococcus faecalis e S. faecium; um sub-conjunto dos streptococos fecais considerado mais específico a fezes;Clostridium perfringens: anaeróbia; específica a fezes?; poucos esporos resistentes; indicador candidato dos cistos protozoários.
  • 106. Relação entre os coliformes totais e fecais e E. coli Coliformes totais Coliformes fecais Escherichia coli • Todas as coliformes totais e fecais e E. coli têm - galactosidase; podem fazer hidrolise e fermentação de • E. coli também tem - glucuronidase e faz hidrolise de substratos de glucuronide
  • 107. Métodos Padrões para Bactérias Indicadores de Fezes1. Tubo de fermentação múltipla2. Filtração por membranas Escherichia coli3. Ensaio bioquímico rod ~ 1.5 - 2 mm
  • 108. Método de Tubo de fermentação múltiplaCalcula o Número Mais Provável (MPN) de bactéria Índice de MPN usando 5 tubos por diluição (10mL, 1.0mL, 0.1mL) Limites de Confiança de 95% Combinação Índice de Lower Upper de Positivos MPN/ 100mL 0-0-0 <2 - - 2-0-0 4 1.0 17 3-2-0 14 6.0 35 4-2-0 22 9.0 56 113
  • 109. Método de Filtragem por Membrana Colônias de coliformes fecaisAparelho de filtração por detectadas pela filtração por membrana membranas
  • 110. Método de Colilert™
  • 111. Método de Colilert™ Presença de coliformes totais Presença de E. coli
  • 112. Detecção de Micróbios de Água e Frutos de Mar• Os métodos tradicionais da detecção de micróbios de interesse de saúde pública não são adequados – Os ensaios são lentos – Os indicadores bacterianos não modelam com confiança os riscos Colônias de microbiais coliforme fecal detectadas por – Os ensaios não proporcionam meio de filtração informação sobre as fontes da por membranas contaminação
  • 113. Abordagens Alternativas• Bacteriófagos – e.g. colífagos – indicadores de vírus entérico• Marcadores específicos a fonte – identificação da fonte “microbial ”• Detecção direta do patógeno – vírus entérico, genes da virulência da bactéria• Métodos rápidos – reação de cadeia de polimerase (PCR)
  • 114. Revisão• Tipos de patógenos• Rotas de transmissão• Características e relação entre as bactérias fecais indicadores• Problemas e alternativas associadas com as bactérias fecais indicadores comuns
  • 115. Perguntas?Qual é oPerfumeque vocêusa? Baygon