Prévia do material em texto
LICENCIATURA EM NUTRIÇÃO MÓDULO DE MICROBIOLOGICA 1º Ano Disciplina: Microbiologia Código: Total Horas/1o Semestre: Créditos (SNATCA): Número de Temas: INSTITUTO SUPER INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIAS E EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA - ISCED ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA i Direitos de autor (copyright) Este manual é propriedade do Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED), e contém reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução parcial ou total deste manual, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (electrónicos, mecânico, gravação, fotocópia ou outros), sem permissão expressa de entidade editora (Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED). A não observância do acima estipulado o infractor é passível a aplicação de processos judiciais em vigor no País. Instituto superior de Ciências e Educação a Distância (isced) Direcção de Pós-graduação, Pesquisa e Extensão Rua Dr. Almeida Lacerda, No 212 Ponta - Gêa Beira - Moçambique Telefone: +258 23 323501 Cel: +258 82 3055839 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA ii Fax: 23323501 E-mail: isced@isced.ac.mz Website: www.isced.ac.mz Agradecimentos O Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED) agradece a colaboração dos seguintes indivíduos e instituições na elaboração deste manual: Autor Ramalho Maximiano Chau Coordenação Design Financiamento e Logística Revisão Científica e Linguística Ano de Publicação Local de Publicação Direcção Académica Instituto Superior de Ciências e Educação a Distância (ISCED) Instituto Africano de Promoção da Educação a Distancia (IAPED) Ramalho Maximiano Chau Ramalho Maximiano ISCED – BEIRA http://www.isced.ac.mz/ ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA iii ÍNDICE Visão geral 1 Benvindo à Disciplina/Módulo de Microbiologia ............................................................ 1 Objectivos do Módulo ...................................................................................................... 1 Quem deveria estudar este módulo ................................................................................... 1 Como está estruturado este módulo .................................................................................. 1 Ícones de actividade .......................................................................................................... 3 Habilidades de estudo ....................................................................................................... 3 Precisa de apoio? .............................................................................................................. 5 Tarefas (avaliação e auto-avaliação) ................................................................................. 6 Avaliação .......................................................................................................................... 6 TEMA – II: Estudo genérico dos microrganismos importantes em alimentos. 9 2.1. Introdução .................................................................................................................. 9 2.2. Género Salmonella ................................................................................................... 11 2.3. Escherichia coli ........................................................................................................ 12 2.4. Shigella .................................................................................................................... 17 2.4.1. Fatores de virulência e mecanismo de patogênese ...................................... 18 2.5. Yersinia enterocolitica ............................................................................................. 21 2.5.1. Patogenicidade ............................................................................................. 22 2.5.2. Fatores de virulência ................................................................................... 22 2.6. Cronobacter sakazakii .............................................................................................. 24 2.7. Vibrio ....................................................................................................................... 29 2.7.1. Reservatórios ............................................................................................... 30 2.7.2. Transmissão ................................................................................................. 31 2.7.3. Toxinas ........................................................................................................ 31 2.8. Campylobacter ......................................................................................................... 32 2.8.1. Transmissão ................................................................................................. 33 2.9. Listeria monocytogenes ........................................................................................... 34 2.9.1. Transmissão ................................................................................................. 38 2.10 Staphylococcus aureus ............................................................................................ 42 2.11. Clostridium botulinum ........................................................................................... 45 2.12. Clostridium perfringens ......................................................................................... 48 2.13. Bacillus cereus ....................................................................................................... 53 2.14. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO ..................................................................... 56 2.15. Exercícios para AVALIAÇÃO .............................................................................. 57 2.16. Referências bibliográficas ...................................................................................... 58 TEMA III. FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS RELACIONADOS AO CRESCIMENTO MICROBIANO NOS ALIMENTOS 61 3.1. Introdução. ............................................................................................................... 61 3.2. Microbiologia de Alimentos .................................................................................... 62 3.3. Características gerais dos microrganismos .............................................................. 62 3.4. Importância dos microrganismos nos alimentos ...................................................... 62 3.4.1 Pasteurização ................................................................................................ 63 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA iv 3.5. Morfologia bactérias, fungos e leveduras. ............................................................... 63 3.5.1. Bactérias ...................................................................................................... 63 3.5.2. Fungos ......................................................................................................... 63 3.5.3. Morfologia macroscópica ............................................................................ 64 3.5.4. Morfologia microscópica ............................................................................ 64 3.5.4.1. Micélio vegetativo .................................................................................... 65 3.6. Fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o desenvolvimento de microrganismos em alimentos. ..................................................................................................................66 3.6.1. Intrínsecos ................................................................................................... 66 3.6.2. Extrínsecos .................................................................................................. 70 3.7. Microrganismos de interesse em alimentos (deteriorantes, patogênicos e transformadores) ............................................................................................................. 73 3.8. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO ....................................................................... 74 3.9. Exercícios para AVALIAÇÃO ................................................................................ 75 3.10. Referência bibliográfica ......................................................................................... 75 TEMA IV. INDICADORES DA QUALIDADE HIGIÊNICO-SANITÁRIA DE ALIMENTOS 76 4.1. Introdução. ............................................................................................................... 76 4.2. Generalidades dos indicadores de qualidade ........................................................... 77 4.3. Analise microbiológica ............................................................................................ 78 4.3.1. Higiene sanitária de alimentos .................................................................... 78 4.3.2. Coliformes totais ......................................................................................... 79 4.3.3. Coliformes fecais ......................................................................................... 79 4.3.4. Contagem total de microrganismos mesofilos aeróbicos ............................ 80 4.4. Bactérias aeróbicas .................................................................................................. 80 4.5 Bolores ...................................................................................................................... 81 4.6. Leveduras ................................................................................................................. 81 4.7. Enterecocos .............................................................................................................. 82 4.8. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO ....................................................................... 84 4.9. Exercícios de AVALIAÇÃO ................................................................................... 85 4.10. Referência Bibliográfica ........................................................................................ 85 TEMA V. ENFERMIDADES DE CONTAMINAÇÃO MICROBIOLÓGICA 86 5.1. Introdução ................................................................................................................ 86 5.2. Ecologia Microbiana dos Alimentos ........................................................................ 87 5.3. Infecções alimentares de origem bacteriana ............................................................ 88 5.3.1 Escherichia ................................................................................................... 88 5.3.2. Salmonella ................................................................................................... 89 5.3.3. Shigella ........................................................................................................ 89 5.3.4. Yersinia ....................................................................................................... 90 5.3.5. Vibrio ........................................................................................................... 90 5.3.6. Brucella ....................................................................................................... 90 5.3.7. Clostridium .................................................................................................. 91 5.3.8. Campylobacter ............................................................................................. 91 5.3.9. Listeria ......................................................................................................... 92 5.3.10. Clostridium botulinum .............................................................................. 92 5.3.11. Bacillus cereus ........................................................................................... 93 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA v 5.3.12. Staphylococcus aureus .............................................................................. 93 5.4. Intoxicações Alimentares de Origem Fúngica ......................................................... 94 5.5. Infecções Alimentares Provocadas Por Outros Agentes.......................................... 94 5.5.1. Protozoários parasitos, micotoxinas e vírus ................................................ 94 5.6. Microsporídios ......................................................................................................... 97 5.7. Flagelados, ciliados e amebas .................................................................................. 98 5.7.1. Giardia ......................................................................................................... 98 5.7.2. Balantidium ................................................................................................. 99 5.7.3. Amebas ........................................................................................................ 99 5.8. Intoxicações provocadas por mofos ....................................................................... 100 5.8.1. Micotoxinas ............................................................................................... 100 5.9. Vírus e agentes subcelulares .................................................................................. 102 5.9.1. Norovírus ................................................................................................... 102 5.9.2. Vírus da hepatite A .................................................................................... 103 5.9.3. Outros vírus ............................................................................................... 104 5.10. Príons ................................................................................................................... 104 5.11. Exercícios de AUTO-AVALIACAO ................................................................... 106 5.12. Exercícios para AVALIAÇÃO ............................................................................ 107 5.13. Referências Bibliográficas ................................................................................... 107 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 1 Visão geral Benvindo à Disciplina/Módulo de Microbiologia Objectivos do Módulo Ao terminar o estudo deste módulo de Microbiologia deverá ser capaz de: diferenciar as toxinfecções produzidas por bactérias Gram-negativas, transmitidas por alimentos e bebidas contaminados, distinguir os reservatórios e os mecanismos de transmissão dessas bactérias. Conhecer em nível básico os mecanismos de virulência das bactérias Gram-negativas. Descrever e comparar a sintomatologia provocada pelas toxinfecções causadas por estas bactérias. Quem deveria estudar este módulo Este Módulo foi concebido para estudantes do curso de nutrição do ISCED e outros como de Enfermagem, etc. Poderá ocorrer, contudo, que haja leitores que queiram se actualizar e consolidar seus conhecimentos nessa disciplina, esses serão bem-vindos, não sendo necessário para tal se inscrever. Mas poderá adquirir o manual. Como está estruturado este módulo Este módulo de Microbiologia, para estudantes do 1º ano do curso de licenciatura em Nutrição, à semelhança dos restantes do ISCED, está estruturado como se segue: Páginas introdutórias Um índice completo. Uma visão geral detalhada dos conteúdos do módulo, resumindoos aspectos-chave que você precisa conhecer para melhor estudar. Recomendamos vivamente que leia esta secção com atenção antes de começar o seu estudo, como componente de habilidades de estudos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 2 Conteúdo desta Disciplina / módulo Este módulo está estruturado em Temas. Cada tema, por sua vez comporta certo número de unidades temáticas ou simplesmente unidades. Cada unidade temática se caracteriza por conter uma introdução, objectivos, conteúdos. No final de cada unidade temática ou do próprio tema, são incorporados antes o sumário, exercícios de auto-avaliação, só depois é que aparecem os exercícios de avaliação. Os exercícios de avaliação têm as seguintes características: puros exercícios teóricos/Práticos, Problemas não resolvidos e actividades práticas, incluído estudo de caso. Outros recursos A equipa dos académicos e pedagogos do ISCED, pensando em si, num cantinho, recôndito deste nosso vasto Moçambique e cheio de dúvidas e limitações no seu processo de aprendizagem, apresenta uma lista de recursos didácticos adicionais ao seu módulo para você explorar. Para tal o ISCED disponibiliza na biblioteca do seu centro de recursos mais material de estudos relacionado com o seu curso como: Livros e/ou módulos, CD, CD-ROOM, DVD. Para além deste material físico ou electrónico disponível na biblioteca, pode ter acesso a Plataforma digital moodle para alargar mais ainda as possibilidades dos seus estudos. Auto-avaliação e Tarefas de avaliação Tarefas de auto-avaliação para este módulo encontram-se no final de cada unidade temática e de cada tema. As tarefas dos exercícios de auto-avaliação apresentam duas características: primeiro apresentam exercícios resolvidos com detalhes. Segundo, exercícios que mostram apenas respostas. Tarefas de avaliação devem ser semelhantes às de auto-avaliação, mas sem mostrar os passos e devem obedecer o grau crescente de dificuldades do processo de aprendizagem, umas a seguir a outras. Parte das tarefas de avaliação será objecto dos trabalhos de campo a serem entregues aos tutores/docentes para efeitos de correcção e subsequentemente nota. Também constará do exame do fim do módulo. Pelo que, caro estudante, fazer todos os exercícios de avaliação é uma grande vantagem. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 3 Comentários e sugestões Use este espaço para dar sugestões valiosas, sobre determinados aspectos, quer de natureza científica, quer de natureza didáctico- Pedagógica, etc. Sobre como deveriam ser ou estar apresentadas. Pode ser que graças as suas observações que, em gozo de confiança, classificamo-las de úteis, o próximo módulo venha a ser melhorado. Ícones de actividade Ao longo deste manual irá encontrar uma série de ícones nas margens das folhas. Estes ícones servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Habilidades de estudo O principal objectivo deste campo é o de ensinar aprender a aprender. Aprender aprende-se. Durante a formação e desenvolvimento de competências, para facilitar a aprendizagem e alcançar melhores resultados, implicará empenho, dedicação e disciplina no estudo. Isto é, os bons resultados apenas se conseguem com estratégias eficientes e eficazes. Por isso é importante saber como, onde e quando estudar. Apresentamos algumas sugestões com as quais esperamos que caro estudante possa rentabilizar o tempo dedicado aos estudos, procedendo como se segue: 1º Praticar a leitura. Aprender a Distância exige alto domínio de leitura. 2º Fazer leitura diagonal aos conteúdos (leitura corrida). 3º Voltar a fazer leitura, desta vez para a compreensão e assimilação crítica dos conteúdos (ESTUDAR). 4º Fazer seminário (debate em grupos), para comprovar se a sua aprendizagem confere ou não com a dos colegas e com o padrão. 5º Fazer TC (Trabalho de Campo), algumas actividades práticas ou as de estudo de caso se existirem. IMPORTANTE: Em observância ao triângulo modo-espaço-tempo, respectivamente como, onde e quando...estudar, como foi referido ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 4 no início deste item, antes de organizar os seus momentos de estudo reflicta sobre o ambiente de estudo que seria ideal para si: Estudo melhor em casa/biblioteca/café/outro lugar? Estudo melhor à noite/de manhã/de tarde/fins-de-semana/ao longo da semana? Estudo melhor com música/num sítio sossegado/num sítio barulhento!? Preciso de intervalo em cada 30 minutos, em cada hora, etc. É impossível estudar numa noite tudo o que devia ter sido estudado durante um determinado período de tempo; deve estudar cada ponto da matéria em profundidade e passar só ao seguinte quando achar que já domina bem o anterior. Privilegia-se saber bem (com profundidade) o pouco que puder ler e estudar, que saber tudo superficialmente! Mas a melhor opção é juntar o útil ao agradável: Saber com profundidade todos conteúdos de cada tema, no módulo. Dica importante: não recomendamos estudar seguidamente por tempo superior a uma hora. Estudar por tempo de uma hora intercalado por 10 (dez) a 15 (quinze) minutos de descanso (chama- se descanso à mudança de actividades). Ou seja que durante o intervalo não se continuar a tratar dos mesmos assuntos das actividades obrigatórias. Uma longa exposição aos estudos ou ao trabalho intelectual obrigatório pode conduzir ao efeito contrário: baixar o rendimento da aprendizagem. Por que o estudante acumula um elevado volume de trabalho, em termos de estudos, em pouco tempo, criando interferência entre os conhecimentos, perde sequência lógica, por fim ao perceber que estuda tanto, mas não aprende, cai em insegurança, depressão e desespero, por se achar injustamente incapaz! Não estude na última da hora; quando se trate de fazer alguma avaliação. Aprenda a ser estudante de facto (aquele que estuda sistematicamente), não estudar apenas para responder a questões de alguma avaliação, mas sim estude para a vida, sobre tudo, estude pensando na sua utilidade como futuro profissional, na área em que está a se formar. Organize na sua agenda um horário onde define a que horas e que matérias deve estudar durante a semana; Face ao tempo livre que resta, deve decidir como o utilizar produtivamente, decidindo quanto tempo será dedicado ao estudo e a outras actividades. É importante identificar as ideias principais de um texto, pois será uma necessidade para o estudo das diversas matérias que ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 5 compõem o curso: A colocação de notas nas margens pode ajudar a estruturar a matéria de modo que seja mais fácil identificar as partes que está a estudar e Pode escrever conclusões, exemplos, vantagens, definições, datas, nomes, pode também utilizar a margem para colocar comentários seus relacionados com o que está a ler; a melhor altura para sublinhar é imediatamente a seguir à compreensão do texto e não depois de uma primeira leitura; Utilizar o dicionário sempre que surja um conceito cujo significado não conhece ou não lhe é familiar; Precisa de apoio? Caro estudante temos a certeza que por uma ou por outra razão, o material de estudos impresso, lhe pode suscitar algumas dúvidas como falta de clareza, alguns erros de concordância, prováveis erros ortográficos, falta de clareza, fraca visibilidade, página trocada ou invertidas, etc). Nestes casos, contacte os serviços de atendimento e apoio ao estudante do seu Centro de Recursos (CR), via telefone, sms, E-mail, se tiver tempo, escreva mesmo uma carta participando a preocupação. Uma das atribuições dos Gestoresdos CR e seus assistentes (Pedagógico e Administrativo), é a de monitorar e garantir a sua aprendizagem com qualidade e sucesso. Dai a relevância da comunicação no Ensino a Distância (EAD), onde o recurso as TIC se tornam incontornável: entre estudantes, estudante – Tutor, estudante – CR, etc. As sessões presenciais são um momento em que você caro estudante, tem a oportunidade de interagir fisicamente com staff do seu CR, com tutores ou com parte da equipa central do ISCED indigitada para acompanhar as suas sessões presenciais. Neste período pode apresentar dúvidas, tratar assuntos de natureza pedagógica e/ou administrativa. O estudo em grupo, que está estimado para ocupar cerca de 30% do tempo de estudos a distância, é muita importância, na medida em que lhe permite situar, em termos do grau de aprendizagem com relação aos outros colegas. Desta maneira ficará a saber se precisa de apoio ou precisa de apoiar aos colegas. Desenvolver hábito de debater assuntos relacionados com os conteúdos programáticos, constantes nos diferentes temas e unidade temática, no módulo. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 6 Tarefas (avaliação e auto-avaliação) O estudante deve realizar todas as tarefas (exercícios, actividades e autoavaliação), contudo nem todas deverão ser entregues, mas é importante que sejam realizadas. As tarefas devem ser entregues duas semanas antes das sessões presenciais seguintes. Para cada tarefa serão estabelecidos prazos de entrega, e o não cumprimento dos prazos de entrega, implica a não classificação do estudante. Tenha sempre presente que a nota dos trabalhos de campo conta e é decisiva para ser admitido ao exame final da disciplina/módulo. Os trabalhos devem ser entregues ao Centro de Recursos (CR) e os mesmos devem ser dirigidos ao tutor/docente. Podem ser utilizadas diferentes fontes e materiais de pesquisa, contudo os mesmos devem ser devidamente referenciados, respeitando os direitos do autor. O plágio1 é uma violação do direito intelectual do(s) autor(es). Uma transcrição à letra de mais de 8 (oito) palavras do testo de um autor, sem o citar é considerado plágio. A honestidade, humildade científica e o respeito pelos direitos autorais devem caracterizar a realização dos trabalhos e seu autor (estudante do ISCED). Avaliação Muitos perguntam: como é possível avaliar estudantes à distância, estando eles fisicamente separados e muito distantes do docente/tutor! Nós dissemos: sim é muito possível, talvez seja uma avaliação mais fiável e consistente. Você será avaliado durante os estudos à distância que contam com um mínimo de 90% do total de tempo que precisa de estudar os conteúdos do seu módulo. Quando o tempo de contacto presencial conta com um máximo de 10%) do total de tempo do módulo. A avaliação do estudante consta detalhada do regulamentado de avaliação. Os trabalhos de campo por si realizados, durante estudos e aprendizagem no campo, pesam 25% e servem para a nota de frequência para ir aos exames. Os exames são realizados no final da cadeira disciplina ou modulo e decorrem durante as sessões presenciais. Os exames pesam no 1 Plágio - copiar ou assinar parcial ou totalmente uma obra literária, propriedade intelectual de outras pessoas, sem prévia autorização. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 7 mínimo 75%, o que adicionado aos 25% da média de frequência, determinam a nota final com a qual o estudante conclui a cadeira. A nota de 10 (dez) valores é a nota mínima de conclusão da cadeira. Nesta cadeira o estudante deverá realizar pelo menos 2 (dois) trabalhos e 1 (um) (exame). Algumas actividades práticas, relatórios e reflexões serão utilizados como ferramentas de avaliação formativa. Durante a realização das avaliações, os estudantes devem ter em consideração a apresentação, a coerência textual, o grau de cientificidade, a forma de conclusão dos assuntos, as recomendações, a identificação das referências bibliográficas utilizadas, o respeito pelos direitos do autor, entre outros. Os objectivos e critérios de avaliação constam do Regulamento de Avaliação. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 9 TEMA – II: Estudo genérico dos microrganismos importantes em alimentos. UNIDADE Temática 2.1. Introdução, Considerações Gerais à Disciplina: natureza, objectivos e Princípios. UNIDADE Temática 2.2. Género Salmonella UNIDADE Temática 2.3. Escherichia coli UNIDADE Temática 2.4. Shigella UNIDADE Temática 2.5. Yersinia enterocolitica UNIDADE Temática 2.6. Cronobacter sakazakii UNIDADE Temática 2.7. Vibrio UNIDADE Temática 2.8. Campylobacter UNIDADE Temática 2.9. Listeria monocytogenes UNIDADE Temática 2.10 Staphylococcus aureus UNIDADE Temática 2.11. Clostridium botulinum UNIDADE Temática 2.12. Clostridium perfringens UNIDADE Temática 2.13. Bacillus cereus UNIDADE Temática 2.14. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO UNIDADE Temática 2.15. Exercícios para AVALIAÇÃO UNIDADE Temática 2.16. Referências bibliográficas UNIDADE TEMÁTICA 2.1. Introdução, considerações gerais à disciplina: natureza, objectivos específicos. 2.1. Introdução O ser humano pode contrair diversas enfermidades ao consumir alimentos contaminados por organismos patogênicos, por suas toxinas ou por outras substâncias nocivas de procedência variável. As enfermidades relacionadas à ingestão de alimentos se classificam, habitualmente, em dois grandes grupos: infecções ou toxinfecções e intoxicações. As infecções transmitidas por alimentos se dão pela presença de organismos vivos no momento de serem consumidos. Depois da ingestão, o microrganismo se multiplica no interior do corpo humano e, após um período de incubação próprio de cada espécie patogênica, manifestam-se os sintomas característicos da enfermidade no hospedeiro. Dado que no intestino os microrganismos contaminantes segregam toxinas, a maior parte dos especialistas prefere falar de toxinfecções alimentares em vez de infecções. Segundo a Organização para a Alimentação e a Agricultura (FAO), da ONU, as toxinfecções constituem a segunda causa de morbilidade a afetar a população mundial. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 10 As intoxicações se devem à presença de um tóxico no alimento, em quantidades suficientes para gerar os sintomas clássicos da patologia no homem após a ingestão. As intoxicações alimentares de origem microbiana se originam no consumo de alimentos que contêm toxinas previamente produzidas pelos microrganismos, mas não exigindo necessariamente a ingestão de organismos vivos junto com o alimento. As principais fontes de microrganismos responsáveis por estas enfermidades são as fezes e a urina de animais e pessoas infectados, as descargas das cavidades nasal e bucal, a poeira, a água não clorada, etc., sendo as mãos dos manipuladores, as superfícies e os utensílios de cozinha sujos os veículos mais frequentes de contágio. Carne picada, aves, leite, pescados, mariscos, ovos e derivados são os alimentos que mais frequentemente causam enfermidades relacionadas à presença e à atividade dos microrganismos, mas também frutas, hortaliças e verduras podem causá-las. Agora bem, o alimento mais preocupante do ponto de vista da transmissão de infecções é a água de consumo público. Com o emprego de substâncias desinfetantes, como o cloro ou o ozônio, a água para o consumo humano tem resolvido praticamente o problema infeccioso, no entanto, adquire, a cada dia, mais importância a possível contaminação por substâncias tóxicas, causadas pelas atividades industrial e agrícola. De fato, a Legislação europeia e a Regulamentação Técnico-Sanitária espanhola para o abastecimento e controle daqualidade das águas potáveis de consumo público ordenam a realização sistemática de análises físicas e químicas para o controle de diferentes substâncias de tipo inorgânico e orgânico; além dos estritamente microbiológicos e parasitológicos. Quando duas ou mais pessoas apresentam enfermidades com sintomas parecidos, geralmente gastrointestinais, depois de compartilharem um mesmo alimento, pode-se falar de um surto causado por esse alimento. Neste modulo, pretende-se apresentar uma visão geral das principais enfermidades associadas ao consumo de alimentos e bebidas nas quais os agentes etiológicos são de tipo microbiano, ou ainda se tratando de toxinas produzidas por eles. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 11 Visão Geral do Conteúdo do Capítulo Os casos de listeriose se associam, principalmente, aos alimentos prontos para consumo, tais como leite cru ou produtos elaborados com ele, e alimentos marinhos crus ou ligeiramente preservados. Os tratamentos térmicos e outros processos tecnológicos alimentares inativam a bactéria Staphylococcus aureus, mas não suas enterotoxinas, que são mais resistentes. Clostridium são bactérias formadoras de células especializadas, chamadas endosporos, que lhes permitem sobreviver a condições extremas para a bactéria ou para suas toxinas. A ingestão de alimentos contaminados com Bacillus cereus pode provocar a síndrome emética, por ação de toxinas proteicas resistentes ao calor, e a síndrome diarreica, por ação de toxinas termolábeis. Ao completar esta unidade, você deverá ser capaz de: Objectivos específicos Diferenciar as toxinfecções produzidas por bactérias Gram-negativas, transmitidas por alimentos e bebidas contaminados. Distinguir os reservatórios e os mecanismos de transmissão dessas bactérias. Conhecer em nível básico os mecanismos de virulência das bactérias Gram- negativas. Descrever e comparar a sintomatologia provocada pelas toxinfecções causadas por estas bactérias. Subtitulo1 Género Salmonella Sumário Nestas Unidades temáticas estudamos e discutimos fundamentalmente principais características dos importantes géneros de microrganismos nos alimentos. 2.2. Género Salmonella O gênero Salmonella pertence à família Enterobacteriaceae. São bacilos Gram-negativos que se multiplicam em condições aeróbias e anaeróbias, sob temperaturas de 5ºC a 45ºC, sendo ideal a de 37ºC. São destruídos a 60ºC, dentro de 5 a 15 minutos. Em temperatura abaixo de 5ºC não se multiplicam, mas são viáveis durantes longos períodos de ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 12 tempo, inclusive em alimentos congelados. A Salmonella cresce num intervalo de pH que varia de 4,05 e 9, sendo o ideal aquela a variar entre 6,5 - 7,5. A atividade de água mais favorável é de 0,99 e não se multiplica abaixo de 0,94, mas se conserva em alimentos desidratados como o leite em pó, caso não tenham passado antes por um tratamento térmico adequado. A bactéria Salmonella pode sobreviver tanto em condições aeróbias como anaeróbias. O gênero Salmonella engloba, atualmente, duas espécies, S. enterica e S. bongori. A S. entericaengloba, por sua vez, seis subespécies: S. enterica subsp. enterica S. enterica subsp. salamae S. enterica subsp. arizonae S. enterica subsp. diarizonae S. enterica subsp. houtenae S. enterica subsp. indica. A S. enterica subsp. enterica habita o trato intestinal de animais de sangue quente, enquanto as demais subespécies, assim como a S. bongori, são comensais de animais de sangue frio, raras vezes infectando humanos. Dentro de cada espécie e subespécie, distinguem- se, por sua vez, diferentes serótipos. Os principais surtos de toxinfecções alimentares correspondem aqueles causados pela S. enterica sorotipos Enteritidis, Typhimurium, Newport, Heidelberg e Stanley. Outros sorotipos, como o Typhi ou o Paratyphi produzem infecções, mas graves, conhecidas como febre tifoide. 2.3. Escherichia coli E. coli é uma enterobactéria que faz parte da microbiota intestinal de humanos e demais mamíferos. São bacilos Gram-negativos aeróbios ou anaeróbios facultativos, capazes de crescerem sob uma faixa de temperatura de aproximadamente 8ºC a 48ºC (com níveis ideais em torno dos 37ºC) e sob um pH superior a 4,0 - 4,5 (com pH ideal entre 6,5 - 7). Mas determinadas cepas apresentam uma elevada capacidade de sobrevivência sob pH ácido, como por exemplo na maionese (pH 3,6 - 4,0), no suco de maçã (pH 3,6 - 4,0) ou em embutidos fermentados (pH 4,5). Assim como a Salmonella, esta bactéria é muito sensível aos tratamentos térmicos adequadamente aplicados, sendo suficiente um tratamento a 64,3ºC, durante 9,6 segundos, para sua inativação na carne picada. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 13 A isso há que aliar a baixa dose infecciosa desta bactéria, que pode ser inferior a 100 células. A E. coli provoca, nos seres humanos, cerca de 630 milhões de casos de diarreia no mundo e aproximadamente 775.000 mortes por ano, afetando fundamentalmente a população infantil do terceiro mundo. As cepas diarreogênicas de E. coli se agrupam em diferentes categorias, atendendo a seus sorotipos, a seus mecanismos de virulência, a sua patogenicidade e a manifestações clínicas: E. enteropatogênicas (EPEC) E. enterotoxigênicas (ETEC) E. enteroinvasivas (EIEC) E. com aderência difusa (DAEC) E. enteroagregantes (EAEC) E. entero-hemorrágicas (EHEC). A má absorção resultante da destruição das microvilosidades intestinais provoca diarreia. a) Cepas enteropatogênicas (EPEC). A enfermidade produzida pelo E. colienteropatogênico é a principal causa de diarreia infantil nos países pobres. A enfermidade é rara em crianças maiores e em adultos, presumivelmente por desenvolverem uma imunidade protetora. O principal reservatório são os humanos e ainda que se tendo associado sorogrupos específicos O com surtos de diarreia por EPEC nas creches, não se aconselha o estudo do sorotipo de E. coli em uma infecção esporádica ou endêmica. A infecção se caracteriza pela adesão bacteriana às células epiteliais do intestino delgado, com a posterior destruição da microvilosidade (adesão e apagamento ou A/E). Estas cepas formam microcolônias com as bactérias unidas às células do hospedeiro, mediante pedestais em forma de copa. Primeiro, ocorre uma união laxa pelos pili (fator de virulência característico) que formam feixes (Bundle Forming Pilus ou BFP). Em seguida, uma ativa secreção de proteínas, pelo sistema de secreção bacteriano de tipo III, na superfície das células epiteliais do hospedeiro. Uma proteína, chamada Receptor de intimina translocado (Tir), insere-se na membrana epitelial e funciona como um receptor para uma adesina bacteriana da membrana externa, a intimina. A diarreia resulta da má absorção que se dá com a destruição das microvilosidades. b) Cepas enterotoxigênicas (ETEC). A enfermidade produzida por E. colienterotoxigênica ou enterotoxígena ocorre, com mais frequência, nos países em desenvolvimento, mesmo se estimando que quase 80.000 casos se dão anualmente nos Estados Unidos. As infecções ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 14 aparecem em crianças pequenas dos países em desenvolvimento ou nos que viajam para eles ("diarreia do viajante"). As infecções se produzem pelo consumo de alimentos ou de água contaminada com restos fecais. Não ocorre transmissão de pessoa para pessoa. A bactéria coloniza a região proximal do intestino delgado, por ação de fatores de colonização de tipo fímbrias (CFA/I, CFA/II). Este tipo de E. coli produz duas classes de enterotoxinas: umas termolábeis (LT - I e LT - II) e outras termorresistentes (STa e STb). Enquanto a LT-II não seassocia à enfermidade humana, a LT-I é funcional e estruturalmente similar à toxina colérica (presente no Vibrio cholerae) e se associa à enfermidade no ser humano. Esta toxina é formada por uma subunidade A e por cinco subunidades B idênticas. O resultado da interação destas subunidades é um aumento nos valores de AMPc, com uma maior secreção de cloro e uma menor absorção de cloro e de sódio. Estas mudanças se manifestam como uma diarreia aquosa. A exposição à toxina estimula também a secreção de prostaglandinas e a produção de citocinas inflamatórias, o que dá lugar a uma maior perda de líquidos. No caso das enterotoxinas termorresistentes, STa, porém não STb, associa-se à enfermidade humana. É uma toxina pequena e monomérica que se une à guanilato ciclase, aumentando os níveis de Guanosina Monofosfato cíclico (GMPc)e produzindo-se a hipersecreção de líquidos. A diarreia secretora que se produz então, ocorre após um período de incubação de 1 a 2 dias, e dura em média de 3 a 4 dias. Os sintomas, neste estado, são espasmos abdominais, náuseas, vômitos (raros) e diarreia aquosa (muito parecida com a causada pela cólera, mas um pouco mais leve). Não se observam mudanças histológicas na mucosa intestinal nem inflamação associada. A enfermidade causada pela toxina termolábil é indistinguível daquela provocada pela termoestável. A produção da toxina não se associa a nenhum sorogrupo específico. Só as enterotoxinas termolábeis LT-I e as enterotoxinas termorresistentes STa das ETEC se associam a enfermidades no ser humano. c) Cepas enteroinvasivas (EIEC). As cepas de E. coli enteroinvasivas têm uma estreita relação com as propriedades fenotípicas e patogênicas de Shigella. Provocam diarreia não sanguinolenta e disenteria similar à causada pela Shigella ao invadirem e se multiplicarem nas células epiteliais do cólon. As bactérias são capazes de invadir e destruir o epitélio do cólon, produzindo uma enfermidade que se caracteriza inicialmente por diarreia aquosa. Uma minoria de pacientes progride para a forma disentérica da enfermidade, com febre, espasmos abdominais, sangue e leucócitos nas fezes. Um grupo de genes bacterianos transportados em um plasmídeo media a invasão (genes plnv) do epitélio colónico. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 15 Uma vez dentro da célula, as bactérias lisam os vacúolos fagocíticos e se replicam no citoplasma da célula. O movimento no citoplasma e nas células epiteliais adjacentes é regulado pela formação de filas de actina (parecidas com as que se observam na infecção por Listeria). Este processo de destruição das células epiteliais com infiltração inflamatória pode progredir para uma ulceração colónica. d) Cepas com aderência difusa (DAEC). Este tipo de cepas se caracteriza por sua aderência típica em cultivos celulares. Estimula o alongamento das microvilosidades com as bactérias na membrana celular. Não produzem toxinas termolábeis nem termoestáveis; não geram níveis elevados de toxinas Shiga nem possuem o fator de aderência das cepas enteropatogénicas nem tampouco invadem as células epiteliais. A enfermidade resultante é uma diarreia aquosa, que se observa fundamentalmente nas crianças de 1 a 5 anos de idade. É talvez a afecção menos severa da relação de síndromes gástricas apresentadas pelo E. coli em crianças com menos de cinco anos. e) Cepas enteroagregantes (EAEC). São também causas frequentes de diarreia do viajante (neste caso, mais persistente) e de diarreia crônica em infantes e crianças nos países em desenvolvimento. Caracteriza-se pela forma de união típica que tem sob a forma de tijolos empilhados junto às células epiteliais. O mecanismo de ação deste último grupo de E. coli diarreiagénicos não é conhecido detalhadamente, mesmo se tendo descrito que uma elevada porcentagem de cepas possui um plasmídeo (CVD432) no qual se localiza o gene aat que codifica uma proteína transportadora e que se utiliza para detectar EAEC pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). f) Cepas êntero-hemorrágicas (EHEC). Têm uma maior importância pela gravidade das enfermidades que provocam, principalmente a colite hemorrágica, que pode estar acompanhada pela síndrome hemolítica urémica em crianças (caracterizada por uma insuficiência renal aguda) ou por seu equivalente em adultos, denominada trombocitopenia. As cepas de E. coli êntero-hemorrágica são as que causam mais frequentemente enfermidade nos países desenvolvidos. Estima-se que estas bactérias produzam mais de 100.000 infecções e quase 100 mortes por ano nos Estados Unidos. A ingestão de menos de 100 bacilos pode provocar a enfermidade. A gravidade desta enfermidade varia, de uma leve diarreia e não complicada à colite hemorrágica, com dor grave abdominal, diarreia sanguinolenta, sem febre ou com febrícula. A denominada "síndrome hemolítica urémica" (SHU) é um transtorno que se caracteriza por insuficiência renal aguda, trombopenia e anemia hemolítica microangiopática. É uma complicação que se vê em 10% das crianças com menos de 10 anos. A enfermidade por EHEC é mais ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 16 frequente nos meses quentes e a maior incidência se dá nas crianças com menos de 5 anos. Inicialmente, desenvolve-se nos pacientes, após um período de incubação de 3 a 4 dias, uma diarreia não sanguinolenta, com dor abdominal. Podem ser observados vômitos na metade dos pacientes, nos dois primeiros dias. A enfermidade pode progredir para uma diarreia sanguinolenta, com dor abdominal grave. A resolução dos sintomas ocorre geralmente entre os 4 e 9 dias, na maioria dos pacientes que não recebem tratamento. Mas, a SHU é uma complicação grave, especialmente nas crianças pequenas. A morte pode ocorrer entre 3% e 5% dos pacientes com SHU, podendo ficar sequelas graves como insuficiência renal, hipertensão, manifestações do SNC em até 30% dos pacientes. A cepa de E. coli implicada neste tipo de enfermidade produz uma toxina Shiga (Stx-1, Stx-2 ou ambas), provocando lesões de tipo A/E nas células epiteliais. A Stx-1 é essencialmente parecida com a toxina Shiga da espécie Shigella dysenteriae e a Stx-2 possui uma homologia com esta, de 60%. A SHU tem sido associada, fundamentalmente, à produção de Stx-2 que se tem observado ser a responsável pela destruição das células endoteliais do glomérulo. Foram isolados mais de 50 sorotipos distintos desta cepa de bactéria entérica (EHEC), mas a do sorótipo O157:H7 é que provoca a maioria das enfermidades em humanos, sendo o principal responsável pelos surtos de colite hemorrágica. No ano 2000, este sorotipo esteve implicado em um surto que afetou cinco centros escolares situados na província de Barcelona, contaminando um total de 158 pessoas (a maioria, crianças com menos de cinco anos), das quais seis desenvolveram a SHU. Além da carne bovina picada e dos hambúrgueres, são descritas outras vias de transmissão implicadas no aparecimento de surtos infecciosos por E. coli O157:H7, como o contato pessoa a pessoa (no caso de pessoas afetadas pela enfermidade), o consumo de saladas de vegetais ou de sucos de fruta como sidra feita de maçãs contaminadas com fezes de gado, leite não pasteurizado, assim como o consumo e o banho em águas contaminadas pela bactéria. A prevenção contra toxinfecções por E. coli deve incluir diversos tipos de medidas como o correto cozimento dos alimentos, especialmente os de origem cárnea, assim como a desinfecção dos alimentos vegetais, a potabilização da água para consumo, a adoção de medidas higiênicas adequadas, ou o desenvolvimento de boas práticas agrícolas. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 17 As cepas EHEC produzem uma toxina Shiga que se adere às células epiteliais do intestino delgado, com a destruição posterior das microvilosidades.Figura 1: Esquema da transmissão da E. coli êntero-hemorrágica. 2.4. Shigella O gênero Shigella pertence à família Enterobacteriaceae e está muito relacionado, em nível genético, com o Escherichia e, em menor grau, também com a Salmonella. Engloba quatro espécies, com diversos sorotipos baseados no antígeno O: S. dysenteriae (subgrupo A) S. flexneri (subgrupo B) S. boydii (subgrupo C) S. sonnei (subgrupo D). A espécie mais comumente implicada em surtos alimentares é a S. sonnei, seguida pela S. flexneri. Cresce num intervalo de pH que varia de 5 a 8 e em uma faixa de temperatura que vai de 10ºC a 48ºC. É moderadamente sensível ao pH ácido. Pode sobreviver durante longos períodos de tempo em superfícies secas e em alimentos como camarões congelados, sorvete ou carne de porco picada. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 18 As espécies de Shigella provocam uma intoxicação conhecida como disenteria bacilar, que Hipócrates já descrevia como uma enfermidade caracterizada pelo trânsito frequente de fezes sanguinolentas com mucus, acompanhada por fortes dores abdominais. A dose infecciosa é muito baixa, da ordem de 10 células nas pessoas mais suscetíveis. Após a ingestão de alimentos ou água contaminados, a bactéria passa ao íleo terminal e ao cólon, multiplicando-se nas células epiteliais. A shigelose é fundamentalmente uma infecção da mucosa do reto e do cólon que tende a permanecer localizada. O processo infeccioso se caracteriza por uma acentuada inflamação da mucosa interna com ulceração do epitélio. As espécies de Shigella mais comumente implicadas em surtos alimentares são a S. sonnei e a S. flexneri. A shigelose associa-se, com frequência, a campanhas militares e também a desastres naturais, quando as medidas de higiene são mais difíceis de serem mantidas. Estima-se que o número de casos mundiais de shigelose seja de 164,7 milhões nos países em via de desenvolvimento e de 1,5 milhões nos países desenvolvidos. A infecção mostra uma incidência maior nas épocas mais quentes do ano. Os humanos constituem o reservatório natural desta bactéria, que se transmite por via fecal-oral. A maioria dos casos se associa ao consumo de alimentos ou de água contaminados com matéria fecal. Esta bactéria não se associa especificamente a um tipo de alimento específico, tendo- se detectado surtos provocados pelo consumo de alimentos tão diversos como a salada de batata, a alface, a cebola, a salsa, a fruta picada, sanduiches, o frango e os moluscos. A principal causa de contaminação dos alimentos por Shigella é a má higiene por parte dos manipuladores (que atuam como portadores), em seguida vindo o armazenamento inadequado dos alimentos contaminados, a cocção insuficiente, o uso de utensílios de cozinha contaminados e o emprego de alimentos de procedência pouco segura. 2.4.1. Fatores de virulência e mecanismo de patogênese Todas as cepas invasivas de Shigella trazem consigo um plasmídeo de 220 kb, que porta um conjunto de genes, entre os quais se encontrando os genes que codificam para um sistema de secreção de tipo III, similar ao da Salmonella, junto com proteínas efetoras. A bactéria também contém genes cromossômicos que regulam a expressão dos genes plasmídicos de virulência, assim como genes que aumentam a sua sobrevivência no intestino e que facilitam a invasão dos tecidos. No caso da S. dysenteriae tipo 1, o cromossomo porta também os genes para a produção da toxina Shiga, codificada por um profago. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 19 Essa toxina consta de duas subunidades (A e B) e é codificada pelos genes StxA e StxB, mostrando uma grande semelhança com as toxinas de tipo Shiga, descritas nas cepas de E. coli entero-hemorrágicas. A subunidade A consta de 293 aminoácidos (32,22 kDa) e, a B, de 69 (7,69 kDa). A toxina é composta por uma subunidade A e por cinco subunidades B. Estas formam um anel pelo qual penetra a subunidade A. O anel serve de ponte para a célula eucariota, através de glicolipídios de tipo Gb3. A subunidade A, por sua vez, consta de dois fragmentos (A1 e A2) unidos por uma ponte dissulfeto. Quando passa ao citoplasma, a subunidade A é processada por proteases, gerando-se uma subunidade A1 de 27 kDa, que constitui a parte ativa da toxina. Esta fração se une aos ribossomos, inibindo a síntese de proteínas. A toxina Shiga é análoga, estrutural e funcionalmente, à toxina colérica e à ricina (uma toxina de plantas). A toxina Shiga provoca inflamação na mucosa do intestino, mas também atua sobre os microcapilares sanguíneos, provocando microtrombose no âmbito do intestino, dos rins e do cérebro. O mecanismo de patogênese da Shigella é complexo (figura 1.1). Grande parte da informação atualmente disponível se refere à S. flexneri. Esta bactéria invade o epitélio do intestino grosso, por meio das uniões intercelulares e também através das células M. Estas se encontram no epitélio, na zona que recobre o sistema linfático associado à mucosa e têm uma alta atividade fagocítica. Estas células M captam antígenos da luz intestinal e os transferem a uma espécie de bolso, situado em sua base, cheio de linfócitos e de macrófagos prontos para iniciar a resposta imunológica. Esta rota de entrada é aproveitada por muitos outros agentes patogênicos. A Shigellaé fagocitada pelos macrófagos, mas sobrevive, graças à secreção de uma invasina (denominada IpaB) que lisa o vacúolo fagocítico. A Shigella libera uma substância conhecida como IpaB, que proporciona proteção para que possa chegar livremente ao citoplasma, onde se multiplica e se dissemina a outras células epiteliais. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 20 Figura 1.1 Patogênese da Shigella Fonte: adaptado de Sansonetti, 2001 e de Jennison e Verma, 2004. O alerta provocado pela entrada de Shigella atrai células polimorfonucleares (PMN) que se infiltram nos espaços intercelulares do epitélio, criando novas vias de entrada para a bactéria. Estas vias de entrada permitem à bactéria alcançar a submucosa. A superfície das células epiteliais do intestino, recoberta de muco, é refrátil à invasão por Shigella. Por esse motivo, a bactéria invade as células epiteliais a partir da submucosa, através da membrana basolateral. Para isso, a bactéria injeta proteínas efetoras no citoplasma das células epiteliais (através de um sistema de secreção tipo III), que induzem uma reorganização local da actina. O resultado é a formação de filopódios e a captação da bactéria mediante macropinocitose. Já dentro da célula epitelial, a bactéria lisa o vacúolo macropinocítico por ação da invasina IpaB, ficando livre no citoplasma. Neste estágio, a bactéria se multiplica e se dissemina lateralmente, de umas células epiteliais a outras. O mecanismo de propulsão se baseia na polimerização da actina, em um de seus extremos. Este mecanismo de propulsão (também denominado filas de actina) será explicado detalhadamente no tópico correspondente à Listeria monocytogenes. O resultado da multiplicação ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 21 intracelular da Shigella é a morte das células epiteliais. Assim, no processo de invasão e morte celular, são liberados diversos tipos de citocinas por parte das células eucariotas, provocando a inflamação da zona afetada. 2.5. Yersinia enterocolitica Esta bactéria pertence também à família Enterobacteriaceae. Apresenta uma temperatura ideal de crescimento a variar entre 28ºC e 30ºC, mas é capaz de multiplicar-se (se bem que de maneira muito mais lenta) sob temperaturas de refrigeração de até 1ºC. Sobrevive ao congelamento e ao descongelamento repetidos, e é capaz de crescer numa ampla variedade de substratos, especialmente nosalimentos processados. Pode crescer num intervalo de pH compreendido entre 4 e 10, mesmo que sua tolerância ao pH ácido seja inferior à de outras enterobactérias. Pode tolerar concentrações de sal de até 5%. Inativa- se facilmente por tratamentos térmicos de pasteurização. A maioria das infecções sintomáticas por E. enterocolitica ocorre em crianças com idade inferior a 5 anos, nas quais cursa com diarreia (aquosa ou sanguinolenta), febre baixa e dores abdominais e de cabeça. A enfermidade dura entre dias a três semanas, podendo redundar na enterite crônica. Em certas ocasiões, a enterite aguda pode derivar também em perfuração intestinal. Em crianças de maior idade e adolescentes, a enfermidade se apresenta frequentemente como pseudoapendicite (decorrente da inflamação do íleo terminal ou dos nódulos linfáticos mesentéricos) acompanhada por febre, mas apenas com diarreia. Considera-se a infecção por E. enterocolitica como uma zoonose. As cepas associadas com maior frequência à enfermidade em humanos (biovar 4, sorogrupo O:3) encontram-se exclusivamente em porcos (associadas principalmente à língua e à amígdala), sendo frequentes também nos abatedouros. Os principais reservatórios são o trato intestinal de muitas espécies diferentes de mamíferos e outros animais, ainda que a bactéria também se encontre livre no ambiente. A bactéria se isola mais frequentemente de produtos derivados de animais de granja como os alimentos cárneos (porco, terneiro, cordeiro, aves) e lácteos (principalmente leite, creme e sorvetes). Os surtos infecciosos por E. enterocolitica são pouco frequentes, sendo associados ao consumo de leite (cru ou contaminado após a pasterização), de bucho e de queijo de porco e de outros alimentos como brotos de sementes e tofu. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 22 Considera-se a infecção por Yersinia enterocolitica como uma zoonose, já que se transmite principalmente de animais vertebrados para o homem. 2.5.1. Patogenicidade E. enterocolitica é um agente patogênico entérico e invasivo. Nem todas as cepas são igualmente virulentas. Aquelas que provocam infecções em humanos possuem um conjunto de fatores de virulência, incluindo uma invasina de localização cromossômica e um plasmídeo de virulência (pYV). As cepas do biotipo 4B portam ainda duas ilhas de patogenicidade. E. enterocolitica apresenta tropismo pelo tecido linfoide. A ulceração e necrose do epitélio intestinal do íleo distal são comuns, em particular no epitélio que recobre os folículos linfáticos (ou placas de Peyer). Com frequência, os nódulos mesentéricos aumentam de tamanho e contêm zonas necróticas. Após a entrada no intestino, algumas poucas células se aderem ao epitélio da mucosa intestinal. A invasão do epitélio se dá quase que exclusivamente através das células M (estas são células especializadas que recobrem as placas de Peyer e desempenham uma função importante na captação e na amostragem de antígenos). Após penetrar no epitélio, a E. enterocolitica atravessa a membrana basal e alcança o tecido linfoide e a lâmina própria, onde provoca uma destruição localizada do tecido e a formação de microabscessos. A bactéria se dissemina, com frequência, do tecido linfoide aos nódulos mesentéricos, onde também forma microabscessos. Se conseguir ultrapassar a barreira dos nódulos mesentéricos, dissemina-se pela corrente sanguínea, podendo alcançar qualquer órgão, mesmo mostrando um tropismo especial pelo tecido linfoide, localiza-se preferencialmente no tecido retículo-endotelial do fígado e do baço. Ainda que a bactéria seja potencialmente um patogênico intracelular, por sua resistência à fagocitose pelos macrófagos (que podem atuar como veículos em sua disseminação pelo organismo), nas seções histológicas a maioria das células bacterianas aparece livre. 2.5.2. Fatores de virulência E. enterocolitica pode produzir diversos fatores de virulência. Alguns localizados no plasmídeo de virulência pYV, enquanto outros se localizam em ilhas de patogenicidade cromossômicas (YSA, HPI). A seguir, são mencionados alguns dos fatores mais destacáveis. a) Enterotoxinas termoestáveis. E. enterocolitica segrega enterotoxinas termoestáveis, denominadas Yst (Yst, Yst-b, Yst-c). São ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 23 peptídeos de 30 aminoácidos, cujo extremo carboxila é homólogo ao das enterotoxinas termoestáveis das cepas enterotoxigênicas de E. coli, Citrobacter freundii e Vibrio cholerae sorotipo não-O1. Estes polipeptídeos compartilham o mesmo mecanismo de ação, ativando a guanilato-ciclase celular e elevando os níveis intracelulares de GMP. O aumento de GMP altera o fluxo e o transporte de eletrólitos nas células do intestino, provocando diarreia. b) Invasina. É uma proteína de superfície, de 91 kDa, que confere à bactéria a capacidade de penetrar no interior de células de mamíferos, incluindo células epiteliais e macrófagos. Une-se a proteínas de superfícies celulares, incluindo-se as integrinas. A união a integrinas estimula a internalização da bactéria. c) Adesina YadA. É uma proteína que forma trímeros e que intervém na união da bactéria ao muco intestinal e a certas proteínas extracelulares como colágeno, laminina e fibronectina. Indiretamente, a união a estas proteínas induz também a internalização da bactéria. Além de facilitar a aderência e a invasão, a Yad protege contra a opsonização mediada pelo complemento. d) Proteína Ail. É uma proteína da membrana externa que também intervém na aderência e na invasão, e protege a bactéria contra a ação bactericida do soro. e) Sistema de injeção de proteínas efetoras. E. enterocolitica, assim como muitos outros agentes patogênicos, produz um sistema de secreção de proteínas de tipo III. Este sistema consta de um conjunto de proteínas localizadas na membrana citoplásmica, no espaço periplásmico e na membrana externa, a formar um tubo ou canal que se estende até a membrana celular da célula-alvo, atravessando-a. Através deste tubo ou seringa molecular, a bactéria injeta proteínas efetoras diretamente no citoplasma da célula-alvo (figura 1.3). No caso da E. enterocolitica, a bactéria injeta um conjunto de proteínas efetoras (YopH, E, T, O, P, M) cuja função final é impedir a fagocitose e a morte da bactéria pela célula eucariota, inibir a produção de citocinas e induzir a morte da célula-alvo. Todos estes mecanismos se destinam a facilitar a sobrevivência da Yersinia fora da célula. Todos os fatores de virulência da E. enterocolitica permitem-na sobreviver e multiplicar-se fora da célula. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 24 Figura 1.3: Esquema do sistema de secreção de proteínas na E. enterocolitica. Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat, 2007 2.6. Cronobacter sakazakii Cronobacter sakazakii (anteriormente Enterobacter sakazakii) é um agente patogênico emergente e que está trazendo preocupação para a saúde pública. Trata-se de um patogênico oportunista, relacionado a casos esporádicos de pequenos surtos de sepse, meningite, cerebrite e enterocolite necrosante. No entanto, ainda se conhece pouco sobre sua ecologia, sua taxonomia, sua virulência e sobre outras características. C. sakazakii é um bacilo Gram-negativo que não forma esporos, pertencente à famíliaEnterobacteriaceae. É uma bactéria pigmentada de cor amarelada, móvel, por flagelos perítricos, anaeróbia facultativa e capaz de crescer em um intervalo de temperatura que varia de 6ºC a 45ºC. Esta bactéria encontra-se em muitos ambientes como os aquáticos (incluindo-se águas correntes, águas residuárias e fontes termais), o solo e a poeira do lar, assim como as indústrias alimentares. Tem sido isolada a partir de biofilmes da rede de distribuição de água potável. Inativa-se por pasteurização, mastem uma resistência inusual à desidratação. Apresenta uma resistência variável ao pH ácido, podendo sobreviver em sucos de frutas. Sua capacidade de produzir cápsula e formar biofilmes reduz em muito a eficácia de numerosos fatores externos como a luz UV, a pressão osmótica, o calor, a desidratação, a falta de nutrientes, os ácidos, os detergentes, os biocidas e os ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 25 antibióticos. É capaz de aderir-se às superfícies de materiais empregados na produção, no preparo e na administração de alimentos, como plásticos, cloreto de polivinila, policarbonato, silicone ou látex (e, ainda que menos frequente, no vidro). A C. sakazakii contamina muitos alimentos e bebidas de origem vegetal, incluindo-se verduras, frutas, legumes, cereais, ervas, especiarias e outros produtos vegetais (como cereais, chocolate, fécula de batata, ou massa). Faz parte da microbiota endofítica e epifítica de plantas como o arroz e a soja, o que explica sua presença nestes alimentos e em outros relacionados. Também tem sido isolada de muitos animais, sendo parte normal da microbiota oral e intestinal dos vertebrados (incluindo o homem), sendo isolado da carne e de produtos cárneos de muita diversa origem, como camelo, porco, aves, terneiro, ovos, produtos lácteos diversos (incluindo-se o leite em pó), e, em menor medida, do pescado. Além de infectar muitos alimentos, a C. sakazakii pode manter-se aderida a diversas superfícies como plástico, silicone ou látex, entre outros. A bactéria implanta-se no intestino e provoca alterações gastrointestinais mais ou menos severas, como a enterite necrosante (figura 1.4). Também atravessa a barreira gastrointestinal e se dissemina pelo organismo, chegando a atravessar a barreira hematoencefálica. A infecção pode ocasionar diversas sequelas neurológicas, incluindo-se abscessos cerebrais, necrose do tecido cerebral e liquefação da matéria branca do cérebro (ventriculização), hemorragias cerebrais e encefalomalacia cística. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 26 Figura 1.4: Esquema da patogênese da C. sakazakii. Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat, 2007. A C. sakazakii tem provocado enfermidades a afetarem todos os grupos de idades. A infecção em adultos é muito menos severa e mais frequente em pessoas com alguma enfermidade subjacente ou imunodeprimidas. O índice de mortalidade entre crianças tem chegado a ser de até 50%. Ainda que a mortalidade tenha se reduzido a 20%, a infecção pode provocar uma morbilidade importante sob a forma de deficiências neurológicas, especialmente entre os afetados por meningite e por cerebrite bacteriana. Da distribuição por idades dos casos notificados, deduz-se que os lactentes (de idade inferior a um ano) estão expostos a um risco particular. Entre os lactentes, os que correm o maior risco de infecção por C. sakazakii são os recém-nascidos (de menos de 28 dias), em particular os prematuros com baixo peso ao nascerem ou com imunodepressão. Também estão sob risco os lactentes cujas mães são HIV-positivas, em virtude de poderem exigir especificamente preparados para lactentes e por poderem estar mais suscetíveis à infecção. Isto, junto com o baixo peso ao nascer, pode ser motivo de especial preocupação em alguns países em desenvolvimento nos quais a proporção de tais lactentes seja superior à dos países desenvolvidos. Os dados publicados sobre os lactentes afetados por C. sakazakii indicam que cerca da metade deles tinha um peso, ao nascer, inferior a 2 kg e que dois terços eram prematuros, tendo nascido com menos de 37 semanas de gestação. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 27 É também provável que os lactentes imunodeprimidos ou medicamente fracos sejam mais suscetíveis às infecções por C. sakazakii. Também se tem observado casos de bacteremia por C. sakazakii entre lactentes maiores e lactentes em casa. Nas fezes ou na urina de lactentes assintomáticos também se tem detectado a presença de C. sakazakii e se tem demonstrado sua presença nas fezes durante 18 semanas. O estômago dos recém-nascidos, em particular dos prematuros, é menos ácido que o dos adultos e, possivelmente, este seja um fator importante a contribuir para a sobrevivência da infecção por C. sakazakii nos lactentes. C. sakazakii é mais frequente em pessoas com alguma enfermidade subjacente ou imunodeprimidas. Os lactantes podem ser duplamente suscetíveis. Ainda que em muitos casos se desconheça o reservatório de C. sakazakii, em um número crescente de relatórios tem-se estabelecido que os preparados em pó para lactentes são fontes e veículos da infecção. Em várias pesquisas de surtos de infecção por C. sakazakii em recém-nascidos e em unidades de cuidados intensivos neonatais, os pesquisadores conseguiram demonstrar uma associação estatística e microbiológica entre a infecção e o consumo de preparados em pó para lactentes. Em dois desses surtos observou-se que os preparados de potes do mesmo lote de fabricação não abertos antes também continham C. sakazakii. A frequência de contaminação intrínseca dos preparados em pó para lactantes por C. sakazakii é motivo de preocupação, mesmo que os níveis desta contaminação intrínseca pareçam normalmente muito baixos. Ainda que se supusesse que as falhas de higiene no preparo ou na exposição prolongada a temperaturas não refrigeradas possam dar lugar a um aumento nos níveis de contaminação, no momento do consumo, considera-se que inclusive níveis muito baixos de C. sakazakii nos preparados em pó para lactentes (<3 ufc/100 g) representam risco de infecção. Em dois dos surtos, verificou-se que o equipamento industrial utilizado na preparação dos produtos era a origem da contaminação. Tem-se identificado C. sakazakii no entorno das instalações de produção de leite em pó e em outras instalações de produção de alimentos, assim como nos lares. A FAO, por meio de sua reunião de especialistas sobre C. sakazakii em alimentos para lactentes, formulou um conjunto de recomendações: Nas situações em que não se amamenta os lactentes, devem-se advertir periodicamente as pessoas encarregadas de cuidá-los, ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 28 em particular, quando se tratando de lactentes sob alto risco, de verificar que os preparados em pó para lactentes sejam produtos esterilizados, não estando contaminados por agentes patogênicos que possam provocar enfermidades graves; deve- se fornecer a elas informação que possa reduzir o risco. Além disso, sempre que possível e viável, que sejam preparados líquidos estéreis do ponto de vista comercial ou preparados que tenham sido submetidos a um procedimento eficaz de descontaminação no lugar onde são utilizados (por exemplo, usando-se água fervente para reconstituir o preparado ou aquecendo o já reconstituído). Devem ser elaboradas diretrizes para a preparação, utilização e manejo dos preparados para lactentes a fim de se reduzir ao mínimo o risco. Deve-se incentivar a indústria da alimentação infantil a preparar para os grupos de alto risco uma variedade maior de produtos alternativos estéreis do ponto de vista comercial. A indústria da alimentação infantil deve estudar a possibilidade de aplicar um programa eficaz de supervisão do meio ambiente e o uso de testes de enterobacteriáceas, em vez dos de coliformes, como indicador do controle higiênico nas cadeias de produção das fábricas. Ao revisar seu código de práticas, o Codex deve abordar melhor os riscos microbiológicos ligados aos preparados em pó para lactentes e, considerando necessário, incluir o estabelecimento de especificações microbiológicas apropriadas ao combate à C. sakazakiiem tais preparados. A FAO ea OMS devem ocupar-se com as necessidades particulares de alguns países em desenvolvimento e estabelecer medidas eficazes, visando reduzir ao mínimo o risco nas situações em que se possam utilizar sucedâneos do leite materno em circunstâncias excepcionalmente difíceis, por exemplo, na alimentação de lactentes de mães HIV-positivas de lactentes com baixo peso ao nascerem. Deve-se promover a utilização de métodos validados internacionalmente de detecção e tipificação molecular para C. sakazakii e outros microrganismos com ele relacionados. Há que fomentar a pesquisa e a notificação das fontes e dos veículos de infecção por C. sakazakii e por outras enterobacteriáceas, incluídos os preparados em pó para lactentes. Isto pode compreender o estabelecimento de uma rede baseada em laboratórios. Deve-se promover a pesquisa no intuito de se conhecer melhor a ecologia, a taxonomia, a virulência e outras características da C. sakazakii e a maneira de reduzir seu nível nos preparados em pó reconstituídos para lactentes. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 29 A FAO e a OMS devem ocupar-se com o estabelecimento de medidas eficazes voltadas a reduzirem ao mínimo o risco de infecção em situações nas quais se utilizam substitutos do leite materno de um modo indispensável. 2.7. Vibrio Algumas espécies são: a) Vibrio parahaemolyticus. É uma bactéria com forma bacilar ligeiramente curvada, sem esporos nem cápsulas, com um flagelo polar, Gram-negativo, anaeróbio facultativo. Cresce idealmente em pH que varia de 7,5 - 8,5 e em um intervalo de temperatura entre 15º e 43ºC. Inativa-se facilmente pelos tratamentos térmicos. É uma bactéria halófila, capaz de crescer sob concentrações de sal de 1% a 8%. Predomina em águas costeiras e estuarinas quando sua temperatura é superior a 15ºC, razão pela qual se a isole preferencialmente da água no verão. O desenvolvimento desta bactéria é muito rápido, com um tempo de geração de 10 a 15 minutos, o que faz com que sua presença em pequeno número no pescado ou no marisco recém-capturado se transforme numa elevada cifra ao cabo de algumas horas sob temperatura favorável. O V. parahaemolyticus produz uma gastroenterite aguda ao se ingerir pescados ou mariscos crus, insuficientemente cozidos ou contaminados depois de seu preparo culinário. Os sintomas mais frequentes são diarreia, dores abdominais, náuseas e vômitos. A mortalidade é muito baixa. b) Vibrio vulnificus. É outra espécie relacionada e que provoca toxinfecções alimentares graves, associadas principalmente ao consumo de ostras cruas e de outros moluscos. Peculiarmente, a infecção por esta bactéria cursa com febre, calafrios e náuseas, mas geralmente sem diarreia. A mortalidade é elevada, entre 40% e 60% dos casos. c) Vibrio cholerae. Compreende bacilos pequenos (0,5 x 5 micra), encurvados, móveis por um flagelo polar. Não capsulados nem esporulados. Cresce em um intervalo de temperatura entre 16ºC e 42ºC, sendo a ideal a de 37ºC. Seu pH ideal de crescimento gira entre 7,4 e 9,6, com um mínimo de 6,8 e um máximo de 10,2. Tem exigências nutricionais simples e cresce rapidamente. É sensível ao calor, assim como aos detergentes e desinfetantes. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 30 Vibrio cholerae é o agente causador do cólera epidêmico ou asiático, enfermidade diarreica estritamente humana e considerada uma praga por muitos anos. São conhecidos cerca de 200 sorogrupos desta bactéria, baseados no antígeno O (lipopolissacarídeo). Os antígenos flagelares (H) não são úteis à tipagem desta bactéria. A maioria das cepas não provoca diarreias epidêmicas. O principal agente causador do cólera epidêmico e pandêmico é o sorogrupo O1. As cepas patogênicas deste serogrupo se caracterizam por produzirem a toxina colérica (Ctx), que se descreverá mais adiante. Este sorogrupo pode subdividir-se também em sorotipos (Ogawa e Inaba) e biotipos (biotipo clássico e O Tor). As cepas ambientais do sorogrupo O1 com frequência não produzem toxina colérica e são consideradas não patogênicas, ainda que se tenham associado, ocasionalmente, a casos de diarreia ou de infecções extraintestinais. O sorogrupo O139 (ou sorogrupo de Bengala) também produz toxina colérica, mas é capsulado. Este sorogrupo tem provocado epidemias na Índia, mas não tem chegado a ser pandêmico. Há, ainda, outros sorogrupos (distintos do O1 e do O139) que foram relacionados a diarreias esporádicas por consumo de moluscos e que provocam diversas infecções extraintestinais (como septicemia, infecções de feridas, ou otite, geralmente por contato com águas contaminadas). Mesmo que a maioria não produza a toxina colérica, pode produzir outros tipos de toxinas. 2.7.1. Reservatórios O V. cholerae faz parte da microbiota normal de vida livre em estuários. As cepas de sorotipo distintos de O1 e O139 são as mais frequentes. Pode colonizar a superfície do zooplâncton (copépodes) e outros organismos aquáticos (jacinto d'água, algas filamentosas, insetos, etc.). É capaz de persistir no ambiente graças à formação de biofilmes e à entrada no estágio de viável, porém não cultivável. Em humanos, a bactéria sobrevive durante curtos períodos de tempo. As pessoas infectadas liberam quantidades maciças nas fezes (por exemplo, um paciente que libere entre 5 e 10 litros de diarreia pode liberar de 1011 a 1013 células de V. cholerae). Após cessarem os sintomas, em ausência de tratamento com antibióticos, os pacientes podem continuar liberandovibriões durante 1 ou 2 semanas. Por outra parte, em áreas endêmicas podem ocorrer infecções subclínicas (que duram cerca de uma ou duas semanas). Os cuidadores de pessoas enfermas também podem ser portadores da bactéria. Tem-se isolado esporadicamente nas fezes de animais domésticos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 31 2.7.2. Transmissão Os surtos infecciosos por V. cholerae se associam, claramente, ao consumo de água e de alimentos contaminados (crus, insuficientemente cozidos ou recontaminados), sendo a segunda via de transmissão a mais importante nos países desenvolvidos. Às vezes, é difícil distinguir entre ambas as fontes de contaminação, pois, com frequência, emprega-se água contaminada para preparar os alimentos. O espectro de alimentos implicados na transmissão desta bactéria inclui caranguejo, camarões, peixe cru, mexilhões, amêijoas, ostras, carne de porco, papa de milho, arroz, leite de coco congelado, vegetais crus e frutas regadas ou lavadas com águas contaminadas. Os principais alimentos implicados têm um pH neutro ou alcalino. O pH do alimento, assim como o conteúdo de quitina, protege a bactéria durante seu trânsito pelo estômago. 2.7.3. Toxinas A toxina colérica (Ctx) é formada por dois tipos de subunidades: A (u holotoxina), com atividade enzimática ADP-ribosiltransferase e NAD- glicohidrolase, e pela subunidade B, que serve para unir a subunidade A à célula. A subunidade A consta de um polipeptídeo de 27,2 kDa, que é hidrolizado em duas cadeias, A1 e A2 (de 21,8 e 5,4 kDa) unidas por uma ponte dissulfeto. A subunidade B consta de 103 aminoácidos (11,6 kDa). A Ctx é formada por cinco subunidades B idênticas e por uma subunidade A. Os genes que codificam para a toxina, CtxA e CtxB, pertencem a um fago filamentoso (CTXM) e capaz de incorporar tais genes por transdução às cepas selvagens. O receptor de Ctx é o gangliosídeo GM1. Esta forma de gangliosídeo se origina a partir de outros gangliosídeos maiores, por ação de uma neuraminidase produzida pela bactéria, o que facilita a união da toxina. A união do pentâmero da toxina a GM1 estimula a formação de vesículas endocíticas e a internalização do complexo da toxina. A toxina internalizada viaja através do aparelho de Golgi e do retículo endoplásmico.A subunidade A1 da toxina é liberada no citossol, onde provoca uma ADP-ribosilação irreversível da subunidade A da proteína Gs. A Ctx A1 transfere a fração ADP-ribose do NAD a um resíduo específico de arginina de Gs. Esta proteína G regula o complexo adenilato ciclase. O resultado é a ativação da adenilato ciclase e a elevação dos níveis intracelulares de cAMP. Este, por sua vez, ativa a proteína cinase A, que fosforila para o principal canal de cloro das células epiteliais. O aumento da secreção de cloro nas células da cripta e a queda na captação de cloro e de sódio pelas microvilosidades (cujo mecanismo se desconhece) provocam um gradiente osmótico que libera água à luz do intestino. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 32 A perda maciça de água ultrapassa a capacidade de absorção do intestino, dando, como resultado, diarreia. Esta é a via clássica de atuação da toxina colérica. Além disso, a toxina exerce outros efeitos ao nível celular (incluindo a produção de prostaglandinas e a estimulação do sistema nervoso entérico) que poderiam contribuir para aumentar a secreção. O V. cholerae pode produzir ainda outras toxinas, como a toxina Zot (zonula occludens toxin) e a toxina acessória do cólera (Ace). A Zot aumenta a permeabilidade da mucosa do intestino delgado, atuando ao nível das uniões intercelulares (zonula occludens). A toxina Ace provoca perdas de líquido no íleo sob ensaios laboratoriais. Os genes para ambas as toxinas situam-se imediatamente acima do gene ctx, razão pela qual se pense que também façam parte do fago filamentos CTXM. Além destas toxinas, tem sido descritos outros componentes como a protease/hemaglutinina solúvel (HA/P), a hemolisina (ou citolisina das cepas O Tor), ou a toxina RtxA. 2.8. Campylobacter Campylobacter jejuni é a principal espécie do gênero Campylobacter. É formada por bacilos curvados ou em espiral, Gram-negativos, móveis por flagelos polares, mesófilos e microaerófilos. É uma bactéria sensível aos tratamentos térmicos, assim como ao pH ácido e aos desinfetantes de uso comum. Também é sensível aos fatores ambientais, como a dessecação ou a presença de oxigênio. Não cresce sob temperatura inferior a 30ºC e requer condições de microaerofilia. Portanto, é pouco provável que sobreviva durante tempo prolongado fora do hospedeiro. C. jejuni (assim como a espécie C. coli, com menor frequência) provoca transtornos diarreicos (sob a forma de diarreia aquosa ou não, podendo ser sanguinolenta) que podem cursar com febre, dores abdominais, náuseas, dores de cabeça e musculares. Os sintomas aparecem 2 a 5 dias após a ingestão de água ou alimentos contaminados. A enfermidade dura de 7 a 10 dias e, na maioria dos casos, remete sem tratamento. Em certas ocasiões, pode apresentar-se como um quadro de apendicite aguda, levando a pessoa a ser submetida a uma intervenção desnecessária. Também pode dar origem a diversas complicações: bacteremia, bursite, infecções na urina, meningite, endocardite, peritonite, pancreatite, eritema nodoso, aborto, sepse neonatal, colite recorrente, artrite reativa, síndrome hemolítica- urêmica e síndrome de Guillain-Barré (uma alteração de tipo imunológico que afeta o sistema nervoso periférico). Os mais suscetíveis de sofrerem infecção por Campylobacter são as crianças (de idade inferior a 5 anos) e os jovens adultos (15-29 anos). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 33 A campilobacteriose mostra uma clara incidência sazonal. Os surtos epidêmicos por consumo de leite ou água contaminados são mais frequentes na primavera e no outono, enquanto os casos esporádicos são claramente mais frequentes nos meses de junho a setembro. 2.8.1. Transmissão A Campylobacter é a principal causa de infecções entéricas zoonóticas na maioria dos países desenvolvidos. O principal reservatório desta bactéria é o trato digestivo de mamíferos selvagens e domésticos, de aves, pássaros, vacas, ovelhas, cavalos, porcos, coelhos, cães e gatos pequenos. A espécie C. jejuni predomina em aves de granja, ao passo que a C. coli predomina em porcos. A transmissão se dá principalmente por ingestão de alimentos ou de água contaminados (especialmente pelo consumo de carne de aves assim como de outros tipos de carne pouco cozida ou mal assada, de mariscos crus, de leite ou de produtos lácteos não pasteurizados e de águas superficiais) e, em menor grau, por contato direto com animais vivos ou mortos contaminados (por exemplo, manipulação de carne crua de aves). A espécie C. jejuni predomina em aves de granja, ao passo que a C. colipredomina em porcos. Entre os principais fatores de risco de contrair a enfermidade, destacam-se: Consumo de aves: carne e fígado de aves de granja, frango cru ou pouco cozido; frango cozido, frango processado, frango assado. Consumo de outros alimentos e bebidas: carne assada, carne pouco cozida, leite cru, leite em contato com pássaros ou com outros animais, salada de verduras, uvas, água não potabilizada, água da chuva, água de zonas recreativas. Outros fatores de risco são: contato com animais domésticos ou de granja, problemas domésticos com o sistema de águas residuárias e enfermidades subjacentes, como diabetes, ou acidez gástrica reduzida em razão de tratamentos farmacológicos. As principais medidas de prevenção incluem um correto cozimento dos alimentos e a adoção de medidas de higiene adequadas durante a manipulação de alimentos crus que possam estar contaminados pela bactéria. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 34 Figura 1.5: Esquema das rotas de transmissão da Campylobacter. 2.9. Listeria monocytogenes A Listeria monocytogenes é uma bactéria Gram-positiva, de forma bacilar, com uma temperatura ideal de crescimento de 35ºC, mas capaz de crescer em um intervalo de temperatura entre 1ºC e 45ºC. Sua capacidade para proliferar em condições de refrigeração (psicrotrofia) constitui um dos principais fatores de risco para sua transmissão pelos alimentos. Cresce bem em um intervalo de pH de 5,1 - 9,6, ainda que em condições de laboratório se tenha descrito seu crescimento sob pH 4,4. Desenvolve-se bem sob uma moderada concentração de sal (6,5% NaCl), e pode desenvolver-se, também, sob concentrações muito superiores (de 10% a 12%), nas quais consegue sobreviver por longos períodos de tempo, especialmente sob baixa temperatura. É muito resistente à desidratação e sobrevive bem no ambiente, incluindo ambientes pobres em nutrientes. Nas ervas, na areia, na terra, na palha e em outros produtos, pode sobreviver semanas, e em certas ocasiões, meses. Destrói-se a 72ºC, num tempo de 10 segundos, ainda que as formas intracelulares ou associadas a partículas de matéria orgânica possam ter uma superior resistência ao tratamento térmico. O habitat das listerias é o solo, as águas superficiais e residuárias, os vegetais, a silagem, e intestino do homem e de outros mamíferos, ainda que também se encontrem com grande frequência nas instalações de processamento de alimentos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 35 Há uma elevada porcentagem de portadores sadios que eliminam o bacilo por via fecal. Nas indústrias alimentícias, acantona-se, formando biofilmes, onde resiste melhor aos tratamentos de desinfecção, e a partir de onde se transmite para os alimentos. Os deságues das indústrias alimentícias são frequentes focos de L. monocytogenes. A capacidade de proliferação da L. monocytogenes em psicrotrofia constitui um dos principais fatores de risco para sua transmissão pelos alimentos. A Listeria monocytogenes se tornou um dos agentes patogênicos mais importantes transmitidos pelos alimentos nos últimos 25 anos. O aumento na frequência de infecções poresta bactéria é o resultado de uma interação complexa entre diferentes fatores que refletem as mudanças apresentadas pela sociedade: Melhorias na medicina, na saúde pública e no campo da nutrição que trouxeram como consequência uma maior esperança de vida, sobretudo nos países desenvolvidos (aumentando deste modo o número de pessoas suscetíveis). Aumento da população imunodeprimida (AIDS, transplantes, etc.). Mudanças nos hábitos de produção, com uma maior centralização da produção e do processamento, com a globalização do mercado de alimentos e com o emprego generalizado da refrigeração como método de conservação alimentar. Mudanças nos hábitos de consumo, com uma maior preferência pelos alimentos prontos para consumo, com aspecto fresco, minimamente processados, refrigerados ou congelados, e que apenas exigem ser cozidos antes do consumo. Atendendo aos antígenos de superfície, distinguem-se vários serovares e sorotipos entre as cepas de L. monocytogenes. As mais frequentes nos alimentos pertencem aos tipos 1/2a, 1/2b e 4b. O sorotipo 4b provoca infecções mais graves. Os indivíduos mais suscetíveis à listeriose são as pessoas imunodeficientes, com uma taxa de mortalidade que pode alcançar os 20%. Quando afeta pessoa sadias, geralmente cursa como uma septicemia benigna, com febre e mal-estar geral, com ou sem sintomatologia intestinal (gastroenterite). Também pode provocar outras complicações muito mais graves, como septicemia aguda, meningite ou meningoencefalite. Em grávidas, pode provocar abortos entre o quinto e o sexto mês, ou o nascimento de crianças com meningite ou septicemia. A rota natural de entrada da L. monocytogenes em humanos é pelo trato gastrointestinal (ainda que também se possa transmitir por via ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 36 cutânea). A bactéria infecta as células epiteliais do intestino, induzindo sua própria fagocitose. A partir daí, a bactéria se dissemina, pelo sangue, a outros órgãos, como o fígado e o baço, onde é internalizada pelos macrófagos, nos quais sobrevive e se multiplica (figura 2). A partir destes focos primários, dissemina-se para os nódulos linfáticos. Nestas etapas iniciais, se a pessoa mostra uma boa resposta imunológica de linfócitos T, a bactéria é eliminada. Se não, continua o processo de infecção. Além do epitélio intestinal, a L. monocytogenes tem a capacidade de atravessar a barreira materno-fetal, originando abscessos de placenta, corioamnionite e, finalmente, infecção do feto. Também pode atravessar a barreira hematoencefálica e alcançar o sistema nervoso central, provocando meningite, encefalite e abscessos cerebrais. Como se vê, a infecção por L. monocytogenes não se restringe ao lugar de entrada, disseminando-se por diversos órgãos e tecidos. Na maioria deles, a bactéria se localiza no interior das células, graças a sua capacidade de induzir a fagocitose, inclusive em células que não são fagocíticas. L. monocytogenes cresce e se multiplica dentro da célula graças a sua capacidade de induzir a fagocitose, mesmo em células não fagocíticas. Figura 2: Esquema de infecção por L. monocytogenes. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 37 No processo de patogênese da L. monocytogenes, distinguem-se várias etapas, em cada uma das quais intervindo fatores de virulência definidos (figura 2.1): Adesão. Entrada. Lise do vacúolo fagocítico. Movimento de uma célula para outra. O processo de aderência, assim como a entrada, é mediado pela interação entre a internalina A (InlA), situada na superfície da bactéria, e a cadherina E, da superfície da célula epitelial. Ademais, estão implicados outros produtos gênicos como a proteína ActA, responsável pela mobilidade, mediante formação de filas de actina. Após a internalização, a Listeria fica no interior de um vacúolo que é lisado por ação, pelo menos, da listeriolisina O (LLO) junto a duas fosfolipases de tipo C (PLC): uma fosfoinositol fosfolipase (PI-PLC), e uma fosfolipase de amplo espectro (PC - PLC). Deste modo, a bactéria neutraliza os mecanismos de defesa das células fagocíticas. Uma vez livre no citoplasma, a Listeria se multiplica rapidamente, com um tempo de geração de aproximadamente uma hora. A L. monocytogenes apresenta a capacidade de invadir os tecidos, estendendo-se de umas células infectadas para outras sadias. Para isso, a bactéria se move no interior da célula, sendo impulsionada por uma fila de actina (ou cauda de cometa), formando uma protuberância que se injeta na célula vizinha. Essa protuberância é fagocitada pela célula vizinha, ficando a bactéria englobada num fagossomo rodeado por uma dupla membrana. Em seguida, a bactéria lisa o fagossomo e se multiplica no citoplasma da célula recém-infectada. A proteína responsável pela formação de filas de actina, ActA, localiza- se em um extremo da célula e interage com um complexo proteico da célula hospedeira, que promove a polimerização da actina e a formação de um filamento proteico que impulsiona a célula em direção oposta. Este mecanismo de movimento tem sido descrito também com se apresentando em outros agentes patogênicos intracelulares. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 38 Figura 2.1: Esquema do processo de infecção celular por L. monocytogenes. Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat, 2007. 2.9.1. Transmissão Os casos de listeriose se associam, principalmente, aos alimentos prontos para consumo, tais como o leite cru ou insuficientemente pasteurizado e os produtos elaborados com ele, assim como o queijo (principalmente, os macios), carne, salsichas e outros produtos cárneos (como os fatiados), e alimentos marinhos crus ou ligeiramente preservados (como o salmão defumado). Também se têm descrito surtos de listeriose associados ao consumo de vegetais crus como frutas e hortaliças. a) Leite e produtos lácteos. O leite cru é um alimento de risco para a transmissão de L.monocytogenes. A prevalência desta bactéria no leite sem processar oscila entre 1% e 13%, enquanto nas instalações de processamento oscila entre 7% e 28%. Portanto, o leite cru e os produtos elaborados com leite cru comportam um elevado risco de listeriose. A contaminação do leite se dá: • Do solo à silagem: a Listeria pode sobreviver no solo seco por mais de 2 anos. Daí passa a contaminar a forragem e, posteriormente, a silagem. Na silagem, multiplica-se, até que a acidificação não caia abaixo de pH 5, ainda que possa sobreviver ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 39 nestas condições durante mais de um ano. • Da silagem às fezes: o animal ingere a Listeria junto com a silagem, que se multiplica no aparelho digestivo ou que transita por ele, passando às fezes. Nestas, persistem entre três meses e um ano. • Das fezes ao leite: o esterco dos currais suja os mamilos, e a L.monocytogenes passa ao leite. A Listeria pode sobreviver no solo seco por mais de 2 anos. Por outra parte, a capacidade desta bactéria de proliferar-se em produtos lácteos crus refrigerados é um fator de risco considerável. Inclusive em produtos com níveis iniciais não detectáveis, a bactéria pode alcançar doses infecciosas após um armazenamento prolongado. O tratamento de pasteurização a 71ºC, durante 15 segundos, é muito eficaz, ainda que alguns autores tenham detectado células sobreviventes a este tratamento, e se bem com uma frequência muito baixa. Não obstante, no leite tratado termicamente, esta bactéria pode crescer de maneira muito rápida, inclusive sob refrigeração. O leite tratado pode sofrer uma contaminação cruzada através das linhas de embalamento, do maquinário ou do ambiente. No leite contaminado após o tratamento de pasteurização (assim como nosprodutos elaborados com ele), a L.monocytogenes pode alcançar concentrações elevadas num curto tempo sob condições de abuso de temperatura. Durante o processo de elaboração do queijo, a L. monocytogenes sobrevive graças a sua resistência relativa às oscilações de temperatura, a sua tolerância ao sal, e a sua capacidade de multiplicar-se em temperaturas frias. Ao início do processo de fabricação, a L. monocytogenes pode crescer em presença dos cultivos iniciadores, ainda que de forma mais lenta que no leite normal. Posteriormente, a maioria das células fica retida na coalhada, na qual podem multiplicar-se (como no queijo feta) ou ser inativada (como no Cottage). Durante a maturação, a concentração de listerias pode aumentar (como no Camembert), cair gradualmente (Cheddar), ou cair rapidamente e depois estabilizar-se (como no queijo azul). O consumo de queijo fresco é considerado um fator de risco para as pessoas mais suscetíveis à listeriose. Outra fonte de contaminação do queijo são as salas de maturação, nas quais a prevalência de L. monocytogenes pode ser elevada. b) Carnes. A multiplicação de L. monocytogenes em carnes e produtos cárneos depende do tipo de carne, do pH e da presença ou não de microbiota competidora. A carne de aves suporta melhor o crescimento desta bactéria, comparativamente, enquanto as salsichas fermentadas de maneira correta não permitem sua multiplicação. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 40 A contaminação do tecido muscular pode provir do próprio animal, sendo ele um portador sintomático ou assintomático, ou por contaminação cruzada após o abate. Já que a L. monocytogenes tende a concentrar-se e a multiplicar-se nos rins, no fígado, no baço e nos gânglios linfáticos dos animais infectados, o consumo desses órgãos pode resultar mais perigoso do que o consumo da carne dos músculos. A L. monocytogenesse une fortemente à superfície da carne crua, sendo difícil eliminá-la e inativá-la. Ademais, multiplica-se rapidamente nos produtos cárneos (incluindo-se a carne de terneiro embalada a vácuo) sob pH próximo a 6, mas apenas cresce sob pH 5. Os alimentos prontos para consumo que foram submetidos ao tratamento térmico, seguido de esfriamento em salmoura antes de serem embalados apresentam um alto risco de multiplicação desta bactéria, pela ausência de microbiota competidora. Nas indústrias frigoríficas, detectam-se cepas ambulantes e cepas residentes de L. monocytogenesque podem permanecer na fábrica durante anos. O consumo dos órgãos internos dos animais infectados com L. monocytogenespode ser mais perigoso do que o consumo de sua carne muscular. c) Produtos marinhos. A L. monocytogenes sobrevive e se prolifera bastante bem nos alimentos marinhos (incluindo-se produtos frescos, congelados ou processados). Produtos como camarões, mexilhões defumados, sucedâneos da carne de caranguejo, salmão e truta defumados têm sido relacionados a surtos de listeriose. Os principais produtos marinhos com potencial risco de causarem listeriose são: Moluscos, incluindo mexilhões frescos e congelados, amêijoas e ostras; Peixe cru; Produtos marinhos levemente preservados, como peixe salgado, marinado, fermentado ou defumado; Produtos de pescados e crustáceos submetidos a tratamentos térmicos suaves. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 41 Figura 2.2: Esquema da transmissão de L. monocytogenes na cadeia alimentar. d) Alimentos vegetais. Ainda que com menor frequência, os alimentos vegetais estão também implicados na transmissão de L. monocytogenes. Entre eles, destacando-se a alface. O risco de transmissão desta bactéria por alimentos vegetais deve-se a vários fatores: - L. monocytogenes vive no meio ambiente, podendo estar associada a material vegetal, à água, ao solo e às fezes animais; - Os tratamentos de lavagem não eliminam a bactéria da superfície dos vegetais. Com frequência, o consumidor não lava este tipo de alimentos antes de seu consumo; - O equipamento de processamento pode ser uma fonte importante de contaminação; - As superfícies de corte e os tecidos danificados permitem a saída de nutrientes, que facilitam o crescimento desta bactéria; - A maioria dos alimentos vegetais é consumida crua, ou ainda como alimentos crus processados refrigerados (por exemplo, as saladas de verduras). - As cifras iniciais de Listeria podem elevar-se durante a armazenagem prolongada do produto sob refrigeração. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 42 2.10 Staphylococcus aureus O gênero Staphylococcus é formado por cocos Gram-positivos, não esporulados, aeróbios ou anaeróbios facultativos. A espécie mais importante, S. aureus, tem uma temperatura de desenvolvimento que oscila entre 6ºC e 46ºC, sendo ideal a de 37ºC. Multiplica-se num intervalo de pH entre 4,2 e 9,3, sendo o ideal o de 7,2. É capaz de crescer a uma atividade de água mínima de 0,84. Sobrevive nos alimentos dessecados ou congelados, mas se inativa rapidamente sob pH ácidos (inferiores a 3) e sob temperaturas de 60ºC, dentro de 5 a 10 minutos. A intoxicação estafilocócica é provocada por cepas de S. aureus enterotoxigênicas que se encontram no nariz, na garganta, na pele e nas feridas cutâneas, inclusive numa porcentagem elevada de pessoas sadias que contínua ou intermitentemente são portadoras do microrganismo. Os substratos ideais ao crescimento dos estafilococos são: leite, pastéis, carnes, embutidos e todos os alimentos proteicos com adequado grau de umidade. No entanto, por sua baixa capacidade competitiva, não se desenvolve em meios nos quais predominem outras bactérias, especialmente as acidolácticas e as psicrotróficas habituais, mas o faz de maneira mais fácil naqueles em que a flora foi destruída por cocção ou inibida por cloreto de sódio. Também se pode encontrá-la no ar, na poeira e nos utensílios de trabalho. Os animais constituem-se, igualmente, reservatórios de S. aureus, sendo de destacar a pele, os pelos e as penas de animais domésticos e o leite tanto procedente de vacas sadias como da maior parte das que se apresentam infeccionadas com mastite. As cepas patogênicas de S. aureus produzem diferentes tipos de toxinas, como hemolisina (α, β, δ, τ), leucocidina e enterotoxinas. A intoxicação por S. aureus é uma das causas mais frequentes de gastroenterite em âmbito mundial. Ocorrem como resultado da ingestão de uma ou mais enterotoxinas estafilocócicas (SEs) pré- formadas em alimentos contaminados com esta bactéria, daí se considerá-la uma intoxicação. A enterotoxina estafilocócica foi descrita lá pelos anos da década de 20, e foi a primeira verdadeira enterotoxina descrita, ainda que já se conhecendo a toxina botulínica. Diferenciava- se claramente porque sua atividade não era destruída completamente pelos tratamentos térmicos, inclusive a 100ºC, durante 30 minutos. Atualmente, são conhecidas diferentes enterotoxinas estafilocócicas e suas variantes (SEA, SEB, SEC1, SEC2, SED, SEE, SEF, SEG...), com tamanhos compreendidos entre 21,9 e 30,0 kDa. A primeira classificação se realizou, atendendo a suas propriedades antigênicas, nomeando-se, por ordem alfabética, de acordo com a data de seu descobrimento (SEA, SEB, etc.). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 43 Atualmente, os avanços em genômica e proteômica têm permitido agrupar as enterotoxinas de acordo com a similitude de suas sequências aminoacídicas em três grandes grupos: Grupo I (SEB, subtipos de SEC, e as variantes SEG e SEIR); Grupo II (contém as enterotoxinas altamente relacionadas SEA, SEIP, SEE, SEIJ, junto com SED); Grupo III (SEI, SEIL, SEIK, SEIM, SEIQ). De todas elas, a enterotoxina A é a mais frequente nas intoxicações alimentares. Figura2.3: Esquema de intoxicação estafilocócica. A produção de enterotoxinas é muito baixa durante a fase exponencial de crescimento, mas eleva-se notavelmente ao final dessa fase. A quantidade de toxina produzida depende de cada cepa. As enterotoxinas SEB e SEC são as que se produzem em maior quantidade, alcançando valores de 350 µg/ml. A produção de enterotoxinas é regulada no âmbito genético. As enterotoxinas têm uma estrutura globular, e são resistentes aos tratamentos térmicos aplicados à maioria dos alimentos. Sua estabilidade aumenta quando se encontram em alta concentração ou em presença de matéria orgânica como é o caso dos alimentos. Às vezes, ocorre intoxicação por consumo de alimentos nos quais a bactéria foi inativada pelos tratamentos térmicos ou por outros processos tecnológicos, mas não as enterotoxinas. Portanto, é importante levar em conta que a ausência da bactéria em alimentos de risco não é um critério de segurança. Outra propriedade adicional das enterotoxinas é sua resistência às proteases do trato digestivo, especialmente à pepsina. Ainda que muitas das enterotoxinas sejam sensíveis à pepsina sob pH muito ácido, a neutralização parcial do pH pelo alimento lhes proporciona proteção contra ela. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 44 As enterotoxinas da S. aureus são mais resistentes aos tratamentos térmicos e a outros processos tecnológicos alimentares que a própria bactéria. Os sintomas da intoxicação alimentar estafilocócica aparecem após um período de incubação curto (2 - 7 horas) e consistem em dores abdominais, vômitos, náuseas, diarreia, febre, calafrios e hipotensão. A diarreia costuma ser aquosa, às vezes, sanguinolenta. Geralmente não cursa com febre, o que indica a ausência de infecção e de toxemia. Em alguns casos, podem aparecer dor de cabeça, calafrios e postração. O quadro remete sem necessidade de atenção médica na maioria dos casos, ou requer administração de fluidos nos casos mais severos. A intoxicação mostra sintomas mais severos em crianças e idosos. A resposta emética (aparecimento de vômitos) é o resultado da estimulação de receptores neuronais no abdômen, cujos impulsos são transmitidos pelos nervos vago e simpático, estimulando o centro da emese ao nível medular. Após a ingestão da toxina, observam-se também mudanças patológicas em diversas partes do trato gastrointestinal (sobretudo no âmbito do estômago e do intestino delgado), que explicam o estado de gastroenterite provocado pela toxina. A principal fonte de contaminação dos alimentos são os portadores sadios que manipulam alimentos. Outras fontes incluem equipamentos e utensílios contaminados, como moedores de carne, facas, folhas de serra, e tábuas de corte. As principais causas de intoxicação incluem: Refrigeração inadequada; Preparaçãoo dos alimentos com demasiada antecipação ao consumo; Má higiene pessoal (por exemplo, não lavar as mãos ou não limpar os instrumentos adequadamente); Uso prolongado de placas calefatoras na hora de servir a comida, prática que promove o crescimento da S. aureus e a produção de enterotoxina. Manipular os alimentos com luvas quando tendo ferimentos e usando- se máscaras quando se estando resfriado é a principal forma de prevenir contra esta intoxicação, além de conservar os alimentos em temperatura inferior a 4ºC. Também se devem aplicar medidas de controle entre os manipuladores de alimentos, visando-se detectar possíveis portadores de cepas toxigênicas. Os animais também são importantes fontes de contaminação. Por exemplo, a infecção do tecido mamário (mastite). A S. aureus também provoca outras afecções no homem (como enterocolites crônicas, septicemias e furúnculos). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 45 2.11. Clostridium botulinum Clostridium botulinum é uma bactéria anaeróbia estrita (e sensível à presença de oxigênio). Forma endosporos altamente resistentes ao calor, que requerem a aplicação de tratamentos térmicos a 121ºC, durante 15 minutos, garantindo-se sua completa inativação. É uma bactéria de forma bacilar, Gram-positiva, com um metabolismo de caráter fermentativo aceto-butírico-láctico, de maneira que os alimentos que o contêm são reconhecidos como contaminados, em certas ocasiões, pela produção de gás com odor particular a lembrar o do ácido butírico. É uma espécie bacteriana amplamente distribuída na natureza: seus esporos estão presentes na poeira, no solo, nos vegetais, nos sedimentos dos rios, em lagos, etc. A C. botulinum produz uma poderosíssima neurotoxina (com uma dose letal LD50 para cobaia de apenas 0,1 ng/kg). Ao ser ingerida com os alimentos, a toxina botulínica é absorvida pelo intestino, passa à circulação e dali para as terminações nervosas, provocando botulismo. A toxina botulínica inibe a liberação de acetilcolina nas terminações nervosas, bloqueando assim a estimulação da contração muscular (paralisia flácida). Os primeiros sintomas se desenvolvem entre 12 e 36 horas após a ingestão, manifestando-se náuseas, vômitos, constipação intestinal, fraqueza e sequidão na garganta, seguidos por transtornos neurológicos: dilatação das pupilas, visão borrosa, dificuldade para engolir, debilidade geral e, finalmente, paralisia respiratória e morte. Figura 2.4: Interação da toxina botulínica (BoNT) ao nível pré-sináptico. Fonte: adaptado de Turton et alii, 2002. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 46 A toxina do Clostridium botulinum provoca uma enfermidade conhecida como botulismo. Visto que a toxina é pré-formada no alimento, trata-se de uma intoxicação. Contudo, os esporos podem germinar também no intestino de lactentes, produzindo suficiente toxina para provocar botulismo infantil, em cujo caso, tratando-se de uma toxinfecção. Este tipo de enfermidade geralmente acomete crianças com menos de um ano, tendo sido relacionado ao consumo de mel contaminado com uma carga mínima de 103 - 104 esporos/kg. O C. botulinum produz sete tipos de neurotoxinas distinguíveis sorologicamente, ainda que muito similares em sua ação: A, B, C1, D, E, F, e G. A mais frequente é a de tipo A. Além disso, produz duas toxinas com atividade ADP - ribosilante: C2 e C3. Em humanos, as principais cepas causadoras de botulismo são as produtoras de neurotoxinas de tipo A, B e E, e, raras vezes, pelo tipo F. Atendendo a suas características fisiológicas, as diferentes cepas de C. botulinum classificam-se em quatro grupos: Grupo I. Cepas produtoras de neurotoxinas A, B, e F. São cepas proteolíticas, com uma temperatura ideal de crescimento de 30ºC, mas capazes de crescerem em uma faixa de temperaturas a variar entre 10ºC e 48ºC. Crescem sob pH superior a 4,6 e sob concentrações de sal inferiores a 10%. Grupo II. Cepas não proteolíticas, produtoras de neurotoxinas B, E e F. Vivem em uma temperatura ideal de 30ºC, mas podem crescer sob temperaturas tão baixas quanto a de 3,3ºC (são, portanto, psicrotróficas). No entanto, seus esporos são muito sensíveis ao calor. Grupo III. Cepas do tipo C e D, que só provocam botulismo em animais. Grupo IV. Cepas produtoras de neurotoxina G, com uma temperatura mínima de crescimento de 10ºC. Além das cepas de C. botulinum, também se tem descrito a produção de toxina botulínica em cepas das espécies C. butyricum e C. barati. Os alimentos que podem conter toxina botulínica são conservas ou semiconservas geralmente de fabricação caseira. As conservas de alimentos que implicam sua introdução em potes, latas ou bolsas de plástico podem favorecer o desenvolvimento de C. botulinum, já que estes recipientes oferecem certas condições ideais à germinação dos esporos, pela falta de oxigênio e por uma atividade de água suficientemente elevada. Daí a necessidade de os alimentos embalados seremsubmetidos a processos adequados de esterilização que ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 47 destruam os esporos desta bactéria, o que implica submeter os alimentos a altas pressões e temperaturas. Estas técnicas são utilizadas na indústria de conservas, mas não nas conservas de preparo caseiro, sendo esse o motivo de seu consumo ter a consideração de perigoso. Figura 2.5: Produção e transmissão da toxina botulínica. O pH é um fator determinante ao crescimento de C. botulinum, que não se desenvolve a um pH inferior a 4,5. Esse é o caso dos alimentos ácidos como frutas, sucos de frutas e produtos alinhados com vinagre. Pelo contrário, sob pH superiores a 4,5 como o existente em carnes, pescados, verduras, pratos preparados em geral, etc., podem haver crescimento bacteriano e produção de toxina. Os alimentos que com maior frequência estão implicados em casos de botulismo são: a) Conservas de feijões verdes, pimentas, espinafre, champignons, milho, carnes e patês de animais de caça (geralmente de fabricação caseira). b) Semiconservas, de presuntos cozidos e sobretudo crus, assim como de diferentes produtos de charcutaria, salsichas, carnes salgadas e semiconservas de pescados. c) Os alimentos sous vide (ou alimentos embalados a vácuo e cozidos e comercializados na própria embalagem, prontos para consumo) merecem uma especial atenção, já que neles se dão as condições adequadas ao crescimento do C. botulinum. É importante controlar a intensidade dos tratamentos térmicos aplicados, a vida útil do produto, ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 48 e a manutenção da cadeia de frio (se bem que as cepas não proteolíticas de C. botulinum são capazes de se desenvolver sob condições de refrigeração). A presença de outras barreiras secundárias, tais como um pH inferior a 4,6 e uma atividade de água inferior a 0,93, aumentam a segurança deste tipo de produtos. Não obstante, a presença de outros microrganismos pode facilitar o crescimento do C. botulinum quando sob pH ácido ou, inclusive, provocar uma elevação do pH, fazendo com que esta barreira seja menos rigorosa. Para evitar estas intoxicações, é muito importante evitar, sempre, o consumo de conservas e semiconservas de origem caseira, presuntos curados artesanalmente e produtos de charcutaria feitos em casa. Também é recomendável não consumir alimentos procedentes de latas amassadas, com pontos oxidados ou fissuras e, muito especialmente, de latas que se apresentem estufadas ou que desprendam gás ao se abri-las. A toxina botulínica é sensível ao calor e se inativa por aquecimento a 80ºC, durante 10 minutos, ou mediante ebulição, durante alguns quantos minutos. Já que muitos dos alimentos suscetíveis de conterem toxina botulínica são consumidos sem o prévio aquecimento, uma das melhores medidas de precaução consiste em servir os alimentos imediatamente antes de seu consumo. Os endosporos de C. botulinum são ainda mais resistentes às altas temperaturas do que suas toxinas. 2.12. Clostridium perfringens Clostridium perfringens é um bacilo Gram-positivo, imóvel, capsulado, formador de endosporos, e de metabolismo anaeróbio. Está amplamente distribuído na natureza, incluindo o solo, o trato intestinal de humanos e animais de sangue quente, e diversos alimentos (como, por exemplo, a carne congelada). Os endosporos desta bactéria são tolerantes ao estresse ambiental, incluindo o calor, a desidratação e a radiação. Isto lhes permite sobreviverem nos alimentos parcialmente cozidos ou insuficientemente esfriados depois de cozidos. Apesar de ser anaeróbio, e diferentemente de outros clostrídios, tolera a exposição moderada ao oxigênio e só requer reduções pequenas do potencial de óxido-redução do meio para crescer. Pode produzir moléculas com atividade redutora, como a ferredoxina, para modificar o potencial redox do ambiente e criar, assim, condições favoráveis a seu crescimento.C. perfringens cresce de maneira ideal no intervalo de pH compreendido entre 6 e 7, e apenas cresce sob valores de pH inferiores a 5 ou superiores a 8,3. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 49 A temperatura ideal de crescimento desta bactéria oscila entre 43ºC e 45ºC. Apresenta um tempo de geração muito curto (inferior a 10 minutos, em algumas cepas), o que lhe permite proliferar rapidamente nos alimentos. Seu crescimento declina rapidamente sob temperaturas inferiores a 15ºC, sendo incapaz de crescer a 6ºC. As células vegetativas não toleram bem o frio, mas os esporos sim. Quando os alimentos refrigerados ou congelados são aquecidos antes de serem servidos, os esporos podem germinar e causar toxinfecções. As esporas de C. perfringens podem germinar quando se reaquece um alimento refrigerado ou congelado que esteja contaminado. O C. perfringens provoca uma variedade de enfermidades em humanos (incluindo gangrena e toxinfecções alimentares) e animais. Sua virulência se deve, em grande parte, à produção de numerosas toxinas, várias das quais (como a enterotoxina e a toxina beta) sendo ativas no trato gastrointestinal humano. Têm-se descrito pelo menos 14 tipos diferentes de toxinas. Posto que cada cepa somente produz um número limitado delas, as diferentes cepas podem classificar-se em cinco tipos diferentes (A - E) de acordo com sua capacidade de produzir toxinas (α, β, ε e ψ). A tipificação se baseia na neutralização das toxinas com anticorpos específicos, seguido de teste em cobaia, ainda que, mais recentemente, o processo de tipificação tenha se simplificado com o emprego de PCR múltipla. As cepas de tipo A portam os genes para a produção de toxina (cpe) no cromossomo. Também existem cepas de tipo A que levam o gene para a toxina em plasmídeos, mas provocando toxinfecções com bem menos frequência. Este segundo tipo de cepas provoca, em humanos, outras patologias não associadas ao consumo de alimentos, como diarreia associada ao tratamento com antibióticos e diarreias esporádicas, assim como diarreias em animais. Dependendo do tipo de toxinas produzidas, as cepas de C. perfringens podem provocar dois tipos de patologias associadas ao consumo de alimentos: toxinfecções de tipo A, e enterite necrótica (de consequências muito mais graves). As toxinfecções de tipo A se devem, em sua maioria, a cepas de tipo A produtoras da toxina alfa. Algumas cepas de outros tipos também podem provocar este tipo de toxinfecção. A enterite necrótica é provocada por cepas de tipo C, capazes de produzirem a toxina beta. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 50 Figura 2.6: Esquema da transmissão de C. perfringens (cepas de tipo A e de tipo B). A toxinfecção por cepas de tipo B é muito menos frequente. Após a ingestão de um elevado número de células vegetativas no alimento contaminado, elas produzem toxina beta no intestino delgado. A toxina beta é sensível às proteases intestinais. No entanto, em pessoas com dietas pobres em proteínas, o conteúdo em proteases intestinais é inferior, razão pela qual a toxina produzida permaneça ativa. Na Europa, foram detectados surtos de enterite necrótica nos anos seguintes à Segunda Guerra Mundial, em virtude do consumo de produtos enlatados de fabricação caseira e da escassez de carne na alimentação. Na atualidade, são detectados alguns casos, associados a determinadas dietas étnicas pobres em carne e/ou ricas en inibidores da tripsina. A enterite necrótica (também conhecida como "ventre de porco") manifesta-se, aproximadamente, 6 horas após a ingestão do alimento, e cursa com uma forte dor abdominal, com inflamação e diarreia sanguinolenta. A mortalidade pode ser muito elevada (até de 50%), por perfuração do intestino. As carnes contaminadas e sem os tratamentosadequados no seu preparo podem ser veículo de C. perfringens, mas um déficit de carnes na alimentação torna o hóspede mais vulnerável. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 51 A toxinfecção de tipo A começa entre 8 e 18 horas depois de se ter ingerido o alimento contaminado, resolvendo-se espontaneamente nas seguintes 12-24 horas. Quase sempre, aparece diarreia e dores abdominais e, às vezes, também vômitos e febre. A mortalidade é muito baixa, afetando principalmente pessoas debilitadas, idosos ou aqueles sob medicação. Quando os alimentos contaminados com células vegetativas de C. perfringens tipo A que tragam um gene cpe (C. perfringens enterotoxin) cromossômico são expostos a condições de abuso de temperatura, a bactéria se multiplica rapidamente no alimento, até que ele seja consumido. Após a ingestão, muitas das células vegetativas morrem ao se exporem à acidez estomacal, mas se a concentração inicial no alimento for superior a 106 células por grama, algumas células sobrevivem à passagem pelo estômago, chegando ao intestino delgado, onde se multiplicam e esporulam. No processo de esporulação, produz- se enterotoxina, que é liberada no intestino, no processo de desintegração da célula-mãe para produzir o esporo maduro. Uma vez liberada, a enterotoxina se une rapidamente às células epiteliais do intestino, atuando e provocando dano intestinal. O dano celular provoca a perda de fluido, que se manifesta clinicamente como diarreia. Este tipo de toxinfecção é leve, principalmente por dois fatores: a) a toxina afeta principalmente as células com microvilli, que são as mais velhas, e são rapidamente substituídas por células novas, no processo normal de regeneração do intestino; b) a diarreia por si mesma possivelmente ajude a lavar a toxina que ainda está livre assim como as células e os esporos de C. perfringens, contribuindo para a sua eliminação do intestino. Em casos particulares, como pacientes com constipação intestinal severa, decorrente de algum tipo de medicação, a exposição a esta e possivelmente a outras toxinas é mais prolongada, podendo degenerar em enterite necrosante. A enterotoxina das cepas de tipo A é uma proteína de 319 aminoácidos, com um tamanho de 35,3 kDa e uma sequência aminoacídica altamente conservada. É uma proteína termolábil (60 ºC, 5 min), sensível a pH extremos (inferior a 6 ou superior a 8), porém resistente a proteases. O tratamento limitado com tripsina ou quimotripsina aumenta sua atividade (assim como a retirada seletiva dos primeiros 36 ou 44 aminoácidos do extremo amino), o que sugere que a toxina possa ser ativada no intestino pelas proteases. A enterotoxina das células tipo A inibe rapidamente a captação de glicose e induz mudanças histopatológicas que englobam encurtamento dos microvilli e descamação das células epiteliais. O mecanismo de ação da enterotoxina implica a união a um receptor da ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 52 superfície celular, formando um complexo pequeno (de 90 kDa). Em seguida, o complexo pequeno interage com outras proteínas, formando vários complexos de maior tamanho (cerca de 155 kDa) na superfície da membrana. Os complexos formados alteram a permeabilidade da membrana (para aminoácidos e íons), provocando a entrada de cálcio e a morte da célula. Por sua vez, a entrada de cálcio promove a lenta formação de um complexo de cerca de 200 kDa na zona correspondente às uniões intercelulares, onde também induz mudanças na permeabilidade. A toxina inibe rapidamente a captação de glicose e induz mudanças histopatológicas a incluírem encurtamento dos microvilli e descamação das células epiteliais. Na maioria dos casos, as toxinfeções produzidas por C. perfringens se associam ao consumo de carnes ou produtos cárneos pouco elaborados e de sobras de comidas reaquecidas, especialmente de carnes. Os esporos sobrevivem ao tratamento térmico, durante o cozimento germinam e a bactéria se multiplica rapidamente, durante o esfriamento. Figura 2.7 Esquema da localização cromossômica ou plasmídica do locus cpe em cepasde C. perfringens Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat, 2007. As principais vias de contaminação são as carnes cruas e os produtos vegetais com restos de terra ou pó contendo naturalmente a bactéria. E podem contaminar outros alimentos. As fezes de pessoas e animais também constituem focos de contaminação. Para evitar a toxinfecção por C. perfringens, recomenda-se cozinhar os alimentos cárneos "a fundo" (em especial, as peças de maior tamanho, nas quais é mais difícil alcançar a temperatura interna necessária à inativação dos endosporos), não reaquecer as refeições e, no caso de fazê-lo, sempre é recomendável a temperaturas superiores à de ebulição (100ºC). Também se recomenda esfriar rapidamente os alimentos, assim que cozidos, armazená-los e servi-los sob temperaturas que não permitam o crescimento desta bactéria (por refrigeração ou sob temperaturas superiores a 70ºC). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 53 2.13. Bacillus cereus Este microrganismo é uma bactéria saprófita, formadora de endosporos, aeróbia ou anaeróbia facultativa, que se encontra frequentemente no solo, na poeira, em vegetais, cereais, farinhas, especiarias, plantas medicinais e em alguns alimentos crus ou processados. É uma bactéria mesófila, se bem que algumas cepas possam crescer em condições de refrigeração, o que lhes permite multiplicarem-se nos alimentos durante seu armazenamento em ambiente frio. O aumento da incidência de cepas psicrotróficas, especialmente na indústria láctea, tem feito com que se aumentasse a vigilância sobre sua presença em alimentos. Os endosporos constituem a principal fonte de contaminação dos alimentos. São resistentes a conservantes e a outros agentes antimicrobianos (incluindo-se numerosos desinfetantes), assim como aos tratamentos térmicos mais comuns e a outros tratamentos como os pulsos elétricos ou as altas pressões. Por outra parte, os endosporos de B. cereus têm uma grande capacidade de aderência às superfícies, o que facilita sua prevalência nos ambientes das indústrias alimentícias. Algumas cepas de B. cereus podem multiplicar-se ainda no armazenamento em ambiente frio. A ingestão de alimentos contaminados com B. cereus pode provocar dois tipos de enfermidade: a síndrome emética e a síndrome diarreica. O B. cereus produz dois tipos de toxinas proteicas, uma delas de baixo peso molecular, resistente ao calor e às proteases e causador da síndrome emética; o outro tipo, um conjunto de toxinas de maior tamanho, de caráter termolábil, sensíveis a proteases e responsáveis pela síndrome diarreica. Este segundo grupo inclui a hemolisina (Hbl), a enterotoxina não hemolítica (NhE) e a citotoxina K (CytK). As duas primeiras são complexos de várias moléculas, enquanto a CytK é formada por uma só proteína de 34 kDa. A toxina emética (também conhecida como cereulida) consta de um anel formado por três repetições de 4 aminoácidos e/ou oxiácidos ([D - O - leu - D - Ala - L - O - Val - L - Val]3), e tem um tamanho de 1,2 kDa. Produz-se mediante síntese não ribossômica, através de uma peptídeo sintetase. É um peptídeo hidrofóbico, resistente ao calor, ao pH e a proteases. Funciona como ionóforo para o potássio, assim como a valinomicina. A toxina estimula o nervo vago mediante união ao receptor 5 - HT3, provocando a síndrome emética. Também se tem comprovado inibir a atividade mitocondrial e provocar degeneração dos hepatócitos, podendo ocasionar falha hepática. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 54 A hemolisina é formada por três subunidades: B, L1 e L2 (figura 2.8). A toxina exerce atividade dermonecrótica e permeabilizante, provocandoa acumulação de líquido no íleo. Acredita-se que os três componentes se unam à célula separadamente, e que depois se encaixem, formando um complexo de ataque que provoca a lise osmótica. Nem todas as cepas produzem este tipo de toxina. A enterotoxina não hemolítica também consta de três componentes (NheA, NheB, NheC). O componente NheB se une às células. O NheC catalisa a união entre NheA e NheB. A maioria das cepas produz esta toxina. Figura 2.8: Esquema da ordenação dos genes que codificam para enterotoxinas em B. cereus. Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat, 2007. A citotoxina CytK pertence à família de toxinas de barril de lâminas beta do C. perfringens. Tem-se detectado duas variantes, CytK-1 (muito ativa) e CytK - 2 (menos ativa). A variante CytK se insere na membrana, sob a forma de heptâmero, formando um poro de 7 amstrongs de diâmetro. A síndrome emética ocorre como consequência da ingestão de alimentos contendo a toxina pré-formada, e cursa com um ataque agudo de náuseas e vômitos, pouco depois de ingerido o alimento contaminado (aproximadamente 1-1,5 hora depois). A síndrome diarreica ocorre mais tardiamente (entre 8 e 16 horas depois) e cursa com dores abdominais, diarreia aquosa e, às vezes, com náuseas. Está associado à ingestão de um número suficiente de células de B. cereus(superior a 106/g) e à produção de toxinas no intestino. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 55 Ambos os tipos de enfermidade são, em geral, leves, e frequentemente remetem no prazo de 24 horas. Não obstante, a síndrome emética pode ter consequências fatais, em alguns casos, ocasionadas por uma falência hepática. Por outra parte, as toxinfecções por cepas produtoras de citotoxina CytK são bem mais graves, se comparadas com aquelas provocadas pelas demais enterotoxinas. Em ambos os casos, os esporos presentes na matéria-prima sobrevivem ao cozimento dos alimentos. Em ausência de microbiota competitiva e, em condições de temperatura adequadas (12ºC-45ºC), a bactéria se multiplica no alimento, alcançando concentrações elevadas e produzindo enterotoxinas. O posterior reaquecimento do alimento não destrói a toxina emética que, ao ser ingerida com o alimento, provoca a síndrome emética. A síndrome emética cursa com um ataque agudo de náuseas e vômitos pouco depois de se ingerir a comida; em contrapartida, a síndrome diarreica ocorre mais tardiamente e cursa com dores abdominais, diarreia aquosa e, às vezes, com náuseas. As enterotoxinas diarreicas que possam ter se formado no alimento são inativadas pelo calor (no caso de o alimento voltar a ser aquecido), pelas proteases do trato digestivo e pelo pH ácido. Não obstante, a ingestão de um elevado número de células de B. cereus permite que elas produzam enterotoxinas no intestino delgado, ocasionando a toxinfecção. O aparecimento de transtornos gastrointestinais provocados por B. cereus está relativamente espalhado pelos países desenvolvidos, principalmente no âmbito dos pratos preparados elaborados com muita antecipação e mantidos fora de refrigeração adequada. Os novos hábitos de consumo e a preferência por este tipo de refeição são fatores primordiais ao aumento da incidência de intoxicações por B. cereus. A síndrome emética (também conhecido como síndrome do restaurante chinês) associa-se principalmente ao consumo de arroz fervido ou frito e de diversos tipos de massas cozidas. Em geral, trata-se de alimentos ricos em amido, que favorece o crescimento de B. cereus e a produção de toxina emética. Pelo contrário, a síndrome diarreica se dá com mais frequência pelo consumo de carnes cozidas, de vegetais cozidos, de sopas, saladas, pudins, leite e derivados, e é mais frequente nos países ocidentais. Para evitar o desenvolvimento desta bactéria, os alimentos devem encontrar-se a temperaturas superiores a 55ºC ou inferiores a 10ºC, ainda que o armazenamento prolongado sob baixa temperatura possa permitir a proliferação de cepas psicrótrofas. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 56 Outras espécies formadoras de endosporos relacionados a B. cereus também produzem diversos tipos de toxinas, ainda que se associem com bem menor frequência ao aparecimento de toxinfecções alimentares. A B. weihenstephanensis é uma espécie psicrotrófica muito similar à B.cereus quanto a sua fisiologia e sua capacidade de produzir toxinas. A B. licheniformis provoca diarreia e, ocasionalmente, vômitos, estando associada, principalmente, ao consumo de alimentos cárneos. A B. subtilis pode provocar vômitos a cursar com diarreias, intoxicação que se associa ao consumo de produtos cárneos cozidos, produtos de aves, pizza e pão. A B. pumilus pode provocar diarreia, vômitos e enjoos, após o consumo de produtos cárneos, sanduíches de queijo, e suco de tomate enlatado. Na maioria dos casos, as toxinas implicadas são peptídeos de pequeno tamanho. A B. subtilis pode produzir toxinas termoestáveis como a toxina emética e a amilolisina, mas também enterotoxinas hemolíticas termolábeis. A B. licheniformis e a B. pumilus produzem lipopeptídeos termoestáveis e que apresentam atividade citotóxica. 2.14. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO 1. As intoxicações alimentares de origem microbiana apenas se originam através do consumo de alimentos que contem microrganismo patológico vivo e em quantidades suficientes para gerar sintomas clássicos da patologia no homem apos ingestão. F. (as intoxicações podem se originar através do consumo de alimentos que contem toxinas previamente produzidas, não exigindo necessariamente a ingestão de organismos vivos com o alimento.) 2. O género Salmonella pertence á família Enterobacteriaceae, são bacilos Gram negativas que se multiplicam em condições aeróbicas e anaeróbicas sob temperatura de 5 a 45 graus. V 3. Escherichia coli é coco-bacilo Gram-negativo que faz parte da microbiota intestinal de humanos e de mais mamíferos F (é um bacilo não cocobacilo) 4. Sobre Salmonella é correcto afirmar excepto a) Fermenta a glicose com produção de gas b) Reduzem nitratos a nitritos c) Fermentam a lactose d) São membros da família Enterobacteriaceae 5. A Yersinia enterocolitica é um agente patógeno entérico e invasivo, porem, nem todas as cepas são igualmente virulentas, as que provocam infeções em humanos possuem um conjunto de factores de virulência, incluindo uma invasina V ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 57 6. Cronobacter Sakazakii é um bacilo Gram-negativo pertencente á família Enterobacteriaceae que, alem de infetar muitos alimentos podem manifestar-se aderida a diversas superfícies como por exemplo plástico. A bactéria implanta-se no intestino e provoca alterações gastrointestinais mais ou menos severos, como a enterite necrosante V 7. A Cronobacter Sakazakii é uma bactéria pigmentada de cor amarelada, móvel por flagelos perítricos, anaeróbica facultativa V 8. Vibrio Cholerae compreende bacilos pequenos encurvados, moveis por flagelo polar, não capsulados, mas esporulados, tem exigências nutricionais simples, cresce rapidamente e é o agente causador de cólera epidémico F (não é esporulado) 9. Das alíneas abaixo indique a/s que correspondem ás bactérias Gram-positivas patogénicas em alimentos . a) Listeria monocytogenica e Staphylococcus aureus b) Clostridium botulinum e Clostridium perifingens c) Bacillus cereus e Cronobacter sakazakii d) Todas alíneas correctas e) Apenas B e C estão certas. 10. São factores de risco para transmissão de Listeria monocytogenica os seguintes excepto: a) Os tratamentos de lavagem não eliminam a bactéria da superfície dos vegetais b) P equipamento de processamento pode ser uma fonte importante de contaminação c) As superfícies de corte e os tecidos danificados permitem a saída de nutrientesque facilitam o crescimento da bactéria d) As cifras iniciais de Listeria reduzem durante armazenamento prolongado do produto sob refrigeração 2.15. Exercícios para AVALIAÇÃO Leia atentamente as seguintes afirmações e marque com V as verdadeiras e F as falsas: 1. Campylobacter jejuni é formada por bacilos curvos ou em espiral, Gram-negativos, moveis por flagelos polares, mesofilos e microaerofilicos. 2. Clostridium botulinum é uma bactéria anaeróbica estrita que forma endóspora altamente resistente ao calor cujo a sua inativação requer tratamento térmico de 121ºc. 3. Os casos de listeriose se associam principalmente aos alimentos pronto consumo tais como leite cru, queijo, carne, salsichas. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 58 4. A intoxicação estafilocócica é provocada por cepas de S. aureus enterotoxigenicas que se encontram no nariz, garganta, pele e nas feridas cutâneas. 5. Os alimentos que podem conter toxina botulínica são conservas ou semiconservas geralmente de fabrico caseiro, sendo que para evitar estas intoxicações é importante evitar o consumo de conservas de origem caseira. 2.16. Referências bibliográficas [1] BERGER, C. N.; SODHA, S. V.; SHAW, R. K.; GRIFFIN, P. M.; PINK, D.; HAND, P.; FRANKEL, G. (2010). Fresh fruit and vegetables as vehicles for the transmission of human pathogens. Environ Microbiol. Março; 23(3). [2] BHUNIA, A. K. (2008). Foodborne microbial pathogens. Springer. [3] BOTTONE, E. J. (2010). Bacillus cereus, a volatile human pathogen. Clin Microbiol Rev. Apr; 2(2):382-98 [4] BROCK, T. D. (2003). Biología de los microorganismos. (10a ed) Prentice Hall. [5] CHRISTOU, L. (2011). The global burden of bacterial and viral zoonotic infections. Clin Microbiol Infect. Mar; 17(3):326-30. [6] CLIVER, D.O.; BOSCH, A. (2008). Food-borne viruses. ASM Press. [7] COX, J. M.; PAVIC, A. (2010). Advances in enteropathogen control in poultry production. J Appl Microbiol. Mar; 108(3):745-55. [8] CRITZER, F. J.; DOYLE, M.P. (2010). Microbial ecology of foodborne pathogens associated with produce. Curr. Opin Biotechnol. Apr; 2(2):125-30. [9] DASTI, J. I.; TAREEN, A. M.; LUGERT, R.; ZAUTNER, A. E.; GROSS, U. (2010).Campylobacter jejuni: a brief overview on pathogenicity- associated factors and disease-mediating mechanisms. Int J Med Microbiol. Apr; 300(4):205-11. [10] DOYLE, M. P.; BEUCHAT, L. R. (2007). Food Microbiology. Fundamentals and Frontiers (3ª ed). ASM Press. [11] DUBBERKE, E. R.; HASLAM, D. B.; LANZAS, C.; BOBO, L. D.; BURNHAM, C. A.; GRÖHN, Y. T.; TARR, P. I. (2011). The ecology and pathobiology of Clostridium difficile infections: an interdisciplinary challenge. Zoonoses Public Health. Feb; 58(1):4-20 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 59 [12] DUBE, P. (2009). Interaction of Yersinia with the gut: mechanisms of pathogenesis and immune evasion. Curr Top Microbiol Immunol. 337:61-91. [13] DUNKLEY, K. D.; CALLAWAY, T. R.; CHALOVA, V. I.; MCREYNOLDS, J. L.; HUME, M. E.; DUNKLEY, C. S.; KUBENA, L. F.; NISBET, D. J.; RICKE, S. C. (2009). Foodborne Salmonella ecology in the avian gastrointestinal tract. Anaerobe. Feb-Apr; 1(1-2):26-35. [14] EFSA. (2010). The Community summary report on trends and sources of zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in the European Union in 2008. The EFSA J 1496: 1-288. [15] ENTES, P. (2007). Food Safety. Old Habits, New Perspectivas. ASM Press [16] FORSYTHE, S. (2010). The Microbiology of Safe Food. Wiley- Blackwell. [17] FOSSE, J.; SEEGERS, H.; MAGRAS, C. (2009). Prevalence and risk factors for bacterial food-borne zoonotic hazards in slaughter pigs: a review. Zoonoses Public Health. Março; 56(8):429-54. [18] FREDRIKSSON-AHOMAA, M.; STOLLE, A., KORKEALA, H. (2006). Molecular epidemiology of Yersinia enterocolitica infections. FEMS Immunol Med Microbiol. Março; 47(3):315-29 [19] GARCÍA, A.; FOX, J. G.; BESSER, T. E. (2010). Zoonotic enterohemorrhagic Escherichia coli: A One Health perspective. ILAR J. 51(3):221-32. Review. [20] GHANDI, M.; CHIKINDAS, M. L. (2007). Listeria: a foodborne pathogen that knows how to survive. International Journal of Food Microbiology 113, 1-15. [21] GILL, C. O.; SAUCIER, L.; MEADUS, W. J. (2011). Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis in dairy products, meat, and drinking water. J Food Prot. Mar; 74(3):480-99 [22] GOTTSTEIN, B.; POZIO, E.; NÖCKLER, K. (2009). Epidemiology, diagnosis, treatment, and control of trichinellosis. Clin Microbiol Rev. JMarco; 22(1):127-45, [23] GOULD, L. H.; LIMBAGO, B. (2010). Clostridium difficile in food and domestic animals: a new foodborne pathogen? Clin Infect Dis. Março 1; 51(5):577-82 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 60 [24] GURTLER, J. B.; KORNACKI, J. L.; BEUCHAT, L. R. (2005). Enterobacter sakazakii: a coliform of increased concern to infant health. Int J Food Microbiol. Março 25; 104(1):1-34. Review. [25] HARMAN, J. L.; SILVA, C. J. (2009). Bovine spongiform encephalopathy. J Am Vet Med Assoc. Marco 1; 234(1):59-72. [26] HÅSTEIN, T.; HJELTNES, B.; LILLEHAUG, A.; UTNE SKÅRE, J.; BERNTSSEN, M.; LUNDEBYE, A. K. (2006). Food safety hazards that occur during the production stage: challenges for fish farming and the fishing industry. Rev Sci Tech. Março; 25(2):607-25. [27] HEALY, B.; COONEY, S.; O'BRIEN, S.; IVERSEN, C.; WHYTE, P.; NALLY, J.; CALLANAN, J. J.; FANNING, S. (2010). Cronobacter (Enterobacter sakazakii): an opportunistic foodborne pathogen. Foodborne Pathog Dis. Apr; 7(4):339-50. [28] HORROCKS, S. M.; ANDERSON, R. C.; NISBET, D. J.; RICKE, S. C. (2009). Incidence and ecology of Campylobacter jejuni and coli in animals. Anaerobe. Apr; 2(1-2):18-25. [29] HUNGERFORD, J. M. (2010). Scombroid poisoning: a review. Toxicon. Marco 15; 56(2):231-43. [30] ICMSF. (1998). Microbiología de los alimentos. Acribia. [31] IWAMOTO, M.; AYERS, T.; MAHON, B.E.; SWERDLOW, D.L. (2010). Epidemiology of seafood-associated infections in the United States. Clin Microbiol Rev. Apr; 01(2):399-411. [32] JAY, J. M.; LOESSNER, M. J.; GOLEEN, D. A. (2005). Modern food microbiology. 7a ed. New York: Springer. [33] JAYKUS, L. A.; WANG, H. H.; SCHLESINGER, L. S. (2000). Food-borne microbes. shaping the host ecosystem. ASM Press. [34] JENNISON, A. V.; NARESH, K.; VERMA, N. K. (2004). Shigella flexneri infection: pathogenesis and vaccine development. FEMS Microbiology Reviews 28: 43-58. [35] LANE, J. A.; MEHRA, R. K.; CARRINGTON, S. D.; HICKEY, R. M. (2010). The food glycome: a source of protection against pathogen colonization in the gastrointestinal tract. Int J Food Microbiol. Marco 15; 142(1-2):1-13. [36] LE LOIR, Y.; BARON, F.; GAUTIER, M. (2003). Staphylococcus aureus and food poisoning.Genet Mol Res. Mar 31; 2(1):63-76 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 61 TEMA III. FATORES INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS RELACIONADOS AO CRESCIMENTO MICROBIANO NOS ALIMENTOS UNIDADE TEMÁTICA 3.1. Introdução, objectivos específicos e sumário UNIDADE TEMÁTICA 3.2. Microbiologia de alimentos UNIDADE TEMÁTICA 3.3. Características gerais dos microrganismos UNIDADE TEMÁTICA 3.4. Importância dos microrganismos nos alimentos UNIDADE TEMÁTICA 3.5. Morfologia bactérias, fungos e leveduras. UNIDADE TEMÁTICA 3.6. Fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o desenvolvimento de microrganismos em alimentos. UNIDADE TEMÁTICA 3.7. Microrganismos de interesse em alimentos (deteriorantes, patogênicos e transformadores) UNIDADE TEMÁTICA 3.8. Exercícios de auto-avaliação UNIDADE TEMÁTICA 3.9. Exercícios para avaliação UNIDADE TEMÁTICA 3.10. Referência bibliográfica 3.1. Introdução. A capacidade de sobrevivência ou de multiplicação dos microorganismos estão presentes no alimentodepende de uma serie de factores. Em 3 factores estão queles relacionados com a as características próprias dos alimentos (factores intrínsecos) e relacionados com ambiente em que o ambiente se encontra (factores extrínsecos). O crescimento bacteriano e influenciado por vários factores ambientais, destacando se o alimento, a temperatura, a umidade, o Ph e oxigénio cada um desses factores e importante e pode limitar o crescimento determinado e desenvolvimento bacteriano. Subtitulo1 Microbiologia de Alimentos Objectivos específicos Ao completar esta unidade, você deverá ser capaz de: Descrever os factores relacionados ao crescimentos microbianos e alimentos Características gerais dos microorganismos ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 62 Sumário Neste tema estudamos e discutimos fundamentalmente factores intrínsecos e extrínsecos relacionados ao crescimento microbiano dos alimentos. 3.2. Microbiologia de Alimentos A microbiologia dos alimentos é a parte da microbiologia que trata dos processos em que os microorganismos influenciam nas características dos produtos de consumo alimentício humano ou animal. A microbiologia dos alimentos, por consequência, engloba aspectos da ecologia microbiana e de biotecnologia para a produção. Os Microorganismos podem ser: Agentes de deterioração dos alimentos; Agentes patogênicos transmitidos por alimentos; Produtores de alimentos. 3.3. Características gerais dos microrganismos As estratégias para aumentar a estabilidade dos produtos alimentícios, que abrange a manutenção das propriedades nutricionais e sensoriais, e consequentemente sua durabilidade (prazo de validade ou “shelf- life”), incluem a aplicação de diversos métodos de conservação que têm por objetivo evitar as alterações indesejáveis, sejam elas de origem microbiana, enzimática, física ou química. Em função da tecnologia empregada, pretende-se que os alimentos se conservem pelo maior tempo possível, evitando as perdas decorrentes de um sistema de abastecimento deficiente e os efeitos da sazonalidade. A microbiologia dos alimentos é a parte da microbiologia que trata dos processos em que os microorganismos influenciam nas características dos produtos de consumo alimentício humano ou animal. A microbiologia dos alimentos, por consequência, engloba aspectos da ecologia microbiana e de biotecnologia para a produção. 3.4. Importância dos microrganismos nos alimentos 1-Os microorganismos nos alimentos são causadores de alterações químicas prejudiciais, resultando no que chamamos de deterioração microbiana. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 63 2- Os microrganismo presente nos alimentos representam um risco para saúde, esses microorganismos são genericamente denominados patógenos de afetar tanto o Homem e animais. 3-Os microorganismos presentes nos alimentos são especificamente benéficos em alimentos, modificando suas características originais que forma um novo alimento. 3.4.1 Pasteurização Os microrganismos estão em toda parte e são capazes de se adaptar a qualquer ambiente, com características físico-químicas definidas. Os ecossistemas são normalmente colonizados por uma ampla e diversa microbiota, formada principalmente por bactérias e fungos, mas também protozoários e vírus. 3.5. Morfologia bactérias, fungos e leveduras. 3.5.1. Bactérias As bactérias classificam-se morfologicamente de acordo com a forma da célula e com o grau de agregação: Quanto a forma: Coco : De forma esférica ou subesférica. Bacilo : Em forma de bastonete (do género Bacillus) Vibrião : Em forma de vírgula (do género Vibrio) Espirilo : de forma espiral/ondulada (do género Spirillum) Espiroqueta : Em forma acentuada de espiral. Quanto ao grau de agregação: Apenas os Bacilos e os cocos formam colônias. Diplococo : De forma esférica ou subesférica e agrupadas aos pares. Estreptococos : Formam cadeia semelhante a um "colar". Estafilococos : Uma forma desorganizada de agrupamento, formando cachos. Sarcina : De forma cúbica, formado por 4 ou 8 cocos simetricamente postos. Diplobacilos : Bacilos reunidos dois a dois. Estreptobacilos : Bacilos alinhados em cadeia ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 64 3.5.2. Fungos Os fungos apresentam um conjunto de características próprias que permitem sua diferenciação das plantas: não sintetizam clorofila, não tem celulose na sue parede celular, exceto alguns fungos aquáticos e não armazenam amido como substância de reserva. A presença de substâncias quitinosas na parede da maior parte das espécies fúngicas e a sua capacidade de depositar glicogênio os assemelham às células animais. Os fungos são seres vivos eucarióticos, com um só núcleo, como as leveduras, ou multinucleados, como se observa entre os fungos filamentosos ou bolores. Seu citoplasma contém mitocôndrias e retículo endoplasmático rugoso. Os componentes principais da parede celular são hexoses e hexoaminas, que formam mananas, ducanas e galactanas. Alguns fungos têm parede rica em quitina (N-acetil glicosamina), outros possuem complexos polissacarídios e proteínas, com predominância de cisteína. Fungos do gênero Cryptococcus, como o Cryptococcus neoformans apresentam cápsula de natureza polissacarídica, que envolve a parede celular. Micélio fúngico com as hifas (verde), esporângio (laranja) e esporos (azul), Penicillium sp. Protoplastos de fungos podem ser obtidos pelo o tratamento de seus cultivos, em condições hipertônicas, com enzimas de origem bacteriana ou extraídas do caracol Helix pomatia. 3.5.3. Morfologia macroscópica Macroscopicamente, os fungos podem ser divididos em dois grandes grupos: os bolores, que apresentam uma colônia filamentosa, e as leveduras, que apresentam em geral, uma colônia cremosa. São importantes no estudo macroscópico, o tipo de colônia, verso e reverso, velocidade de crescimento, formação de pigmentos, etc. 3.5.4. Morfologia microscópica A unidade estrutural dos fungos é representada pela hifa que forma um conjunto denominado micélio. O micélio pode se apresentar como micélio vegetativo exercendo as funções de assimilação, fixação e crescimento das espécies, ou se diferenciar em micélio de frutificação que serve à reprodução da espécie. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 65 3.5.4.1. Micélio vegetativo De acordo com sua morfologia, pode ser dividido em 3 tipos: Unicelular: Representa o grupo das leveduras, sendo constituído por células arredondadas, ovóides ou ligeiramente alongadas. O micélio unicelular reproduz-se geralmente por brotamento ou gemulação, mas pode se reproduzir também por cissiparidade ou por processos intermediários. Filamentoso: Caracteriza os bolores e pode apresentar septos ou não, sendo chamado nesse último caso, de cenocítico. O micélio cenocítico caracteriza a subdivisão ZYGOMYCOTINA. Pseudofilamentoso: O micélio unicelular de leveduras do gênero CANDIDA, em determinadas condições, reproduz-se por brotamentos sucessivos formando um micélio parecido como o micélio dos bolores. 3.5.4.2. Micélio reprodutivo Cumpre as funções de conservação e disseminação da espécie, geralmente mediante a formação de células especiais denominadas esporos. Os esporos possuem um conteúdo celular denso e rico em reservas, sendo por isso considerado também um elemento de resistência. Os esporos podem ser hialinos ou pigmentados, simples, septados, várias formas, cada tipo, junto com outras características, definindo um gênero ou uma espécie de fungo. Os esporos de acordo com sua origem podem ser assexuados ou sexuados, podem ser formados dentro de uma estrutura, quando são denominados endósporos, ou livres,ectósporos. Assexuado: Ectósporos: esporos formados na extremidade de hifas denominadas conidióforos. Esses esporos são denominados conídios e caracterizam a subdivisão DEUTOROMYCOTINA. Endósporos: esporos formados no interior de estruturas denominadas esporângios. Os esporos são chamados de esporângiosporos. A hifa especial que carrega o esporângio é denominada esporângióforo. Essas estruturas caracterizam a subdivisão ZYGOMYCOTINA. Sexuado: Os esporos resultam de um ato sexual. Os filamentos micelianos se diferenciam em gametângios (anterídio e oosfera) que se unem para dar origem ao oósporo ou zigosporo. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 66 Ectósporos: formados na extremidade de hifas especiais denominadas basidioforos ou basídios. Os esporos nesse caso são denominados basidiósporos e caracterizam a subdivisão BASIDIOMYCOTINA. Endósporos: esporos formados no interior de estruturas denominadas ascos. Os esporos são denominados ascósporos e caracterizam a subdivisão ASCOMYCOTINA. 3.6. Fatores intrínsecos e extrínsecos que afetam o desenvolvimento de microrganismos em alimentos. A qualidade microbiológica dos alimentos está condicionada, primeiro, à quantidade e ao tipo de microrganismos inicialmente presentes (contaminação inicial) e depois à multiplicação destes germes no alimento. A qualidade das matérias-primas e a higiene (de ambientes, manipuladores e superfícies) representam a contaminação inicial. O tipo de alimento e as condições ambientais regulam a multiplicação. Os fatores inerentes ao alimento podem ser também chamados de parâmetros intrínsecos, como por exemplo, o pH e a atividade de água (Aa) e aqueles inerentes ao ambiente de parâmetros extrínsecos, como a temperatura, a umidade relativa (UR ) e a presença de gases. Tais fatores podem ser ótimos ou limitantes, interferindo sobremaneira na multiplicação de microrganismos, inclusive os patogênicos transmitidos por alimentos, causadores principalmente de infecções e intoxicações de origem alimentar. 3.6.1. Intrínsecos 3.6.1.1. Atividade de água (Aa) Parâmetro que mede a disponibilidade de água em um alimento é chamado de Aa. Os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência => metabolismo e multiplicação, a água deve estar na forma disponível. A atividade de água é definida como relação existente entre a pressão de vapor de uma solução ou de um alimento(P) com relação à pressão de vapor da água pura (Po), à mesma temperatura: Aa = P/Po. Por exemplo: Abaixo de 0,93 até 0,85 : carne seca, presunto cru, leite condensado, queijo cheddar maturado. Muitos bolores que produzem micotoxinas podem se desenvolver nestas condições, mas apenas uma bactéria ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 67 patogênica conhecida Staphylococcus aureus (Aa=0,86 menor Aa permite crescimento patógenos bacterianos). 3.6.1.2. AW, a presença de microrganismos As bacterias preferem ambientes humidos para sua multiplicação. Enquanto que fungos são favorecidos por ambientes secos. Aw – é a quantidade de água livre presente nos alimentos que pode favorecer o metabolismo dos microrganismo. Formas de redução da Aw: I. Adição de solutos: Sais e açúcares. II. Remoção da água III. Desidratação e congelamento a presença de microrganismos. IV. Adição de solutos: Sais e açúcares. V. Remoção da água Desidratação e congelamento. Por exemplo: Abaixo de 0,60: Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó, vegetais desidratados. Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60, mas podem permanecer viáveis por tempo prolongado. 3.6.1.3. Potencial Hidrogeniónico – pH Geralmente nas indústrias de alimentos utilizam-se modificações no Ph para controlar a multiplicação bacteriana. Há valores mínimos, ótimos e máximos. De modo geral pH neutro (6,5 - 7,5) é o ideal. As bactérias não toleram grandes variações de pH; fungos e leveduras são mais acidófilos. Em função do pH os alimentos são divididos em 3 grupos: Baixa acidez pH acima de 4,5; Ácidos pH entre 4,0 e 4,5; Muito ácido pH abaixo de 4,0. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 68 Fig.3: Potencial hidrogénico Tabela 1: Grupos de alimentos e seus valores de pH Alimento Ph Laticínios Leite 6,3 a 6,5 Manteiga 6,1 a 6,4 Queijos 4,9 a 5,9 Carne bovina e aves Carne crua 5,1 a 6,2 Frango 6,2 a 6,4 Pescado Peixe fresco 6,6 a 6,8 Camarão 6,8 a 7,0 Salmão 6,1 a 6,3 Ostras 4,8 a 6,3 Vegetais 4,2 a 7,3 Frutas 1,8 a 6,7 Tabela 2: Grupos de Microorganismo e seus valores de pH Microorganismo PH Mínimo Máximo E.coli 4,4 9,0 S.typhi 4,5 8,0 Str.lactis 4,3-4,8 7,2 Lactobacillus sp 3,8-4,4 Triobacillus 1,0 9,8 Bolores 1,5-2,0 11,0 Leveduras 2,5 8,0-8,5 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 69 3.6.1.4. Potencial de oxido redução Os processos de oxidação estão relacionados com a troca de elétrons entre compostos químicos. O potencial de oxido redução pode ser definido como sendo a facilidade com que determinado substrato (alimento) ganha ou perde elétrons. Quando um elemento perde elétrons, ele é dito oxidado, e quando ganha elétrons, reduzido. Microorganismos aeróbios requerem valores de Eh positivos para a multiplicação. Potencial de Oxi-redução (Redox, Eh) É facilidade que substrato perde e ganha eletrons; Importância ecológica • As reações de oxidação e redução regulam o comportamento de muitos compostos químicos. • A reatividade, solubilidade e mobilidade cíclica de elementos essenciais p/os sistemas biológico. Potencial redox, afecta distribuição e atividade metabólica dos microrganismos. O potencial oxi-redução do alimento determina os tipos de microrganismo que se desenvolverão. A presença do oxigênio é o fator que mais contribui para o aumento do potencial redox de um alimento. Microorganismos x Eh de crescimento (em mV) • Aeróbios – requerem Eh positivo – (+ 350 a 550 mv) Ex: bolores, bactérias e as leveduras oxidativas • Anaeróbios – requerem Eh negativo (- 30 a 550 mv) • Facultativos – multiplicam-se em Eh (+) e Eh (-) (+100) a (– 350) mv Ex: leveduras fermentativas, entero bactérias e bacillus • Microraerofilos – multiplicam-se melhor em Eh baixo Ex: bactérias lácticas. Tabela 3. Valores de Eh de Alimentos Leite Queijo tipo Cheddar Queijo tipo suíço Carne in natura Suco de uva +200 a +400 +300 a –100 -50 a –200 -60 a –150 +409 3.6.1.5. Conteúdo de nutrientes Nutrientes- São substâncias que existem na estrutura dos alimentos e são importantes para o desenvolvimento de todos os seres vivos. Os microrganismos variam as suas exigências quanto aos fatores de multiplicação e à capacidade de usar os diversos substratos que constituem os alimentos: ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 70 a. Fonte de carbono: pode limitar a multiplicação dos microrganismos. Os polissacarídeos, como o amido e a celulose, são utilizados diretamente por um número restrito de microrganismos. Os bolores são de particular interesse na deterioração de matérias-primas que contenham esses substratos. Os óleos e as gorduras são “atacados” por m.o. lipolíticos (Pseudomonas, Achromobacter, Alcaligenes e outros); entretanto, um número elevado de microrganismos não possui a capacidade de se multiplicar nestes substratos. b. Fonte de nitrogênio: além de outros compostos nitrogenados, é normalmente constituída pelos aminoácidos, nucleotídeos, peptídeos e proteínas. c. Fonte de vitamina: os alimentos possuem geralmente as quantidades necessárias para o crescimento dos microrganismos; entretanto, as frutas,pobres em vitaminas do complexo B, desfavorecem a multiplicação de algumas bactérias. d. Sais Minerais: em pequenas quantidades, mesmo assim são indispensáveis. Embora necessários em quantidades muito reduzidas, os minerais são indispensáveis para a multiplicação microbiana, pois estão envolvidas em muitas reações enzimáticas. Entre esses minerais merecem destaque o sódio, o potássio, o cálcio e o magnésio, além do ferro, zinco, fósforo, dentre outros. 3.6.1.6. Antagonismo bacteriano Os microrganismos crus possuem um microbiota equilibrada, onde os processos de competição e produção de bacteriocinas dos próprios microrganismos que controlam hemóstase da população microbiana. 3.6.2. Extrínsecos 3.6.2.1. Temperatura O fator temperatura e a possibilidade de diminuição de tempos e de técnicas de manipulação de alimentos mais aprimorados. Redução da temperatura é chamado, atualmente de CADEIA QUENTE e CADEIA FRIA, é possível controlar a multiplicação de microrganismos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 71 Fig.4. O fator temperatura Classificações: Microorganismos Psicrófilos (desenvolvem em alimentos de geladeira) – temperatura ótima de desenvolvimento de 10 a 15°C; Microorganismos Mesófilos - temperatura ótima de desenvolvimento de 25 a 40°C (corresponde a grande maioria de microorganismos de importância em alimentos- pseudomonas); Microorganismo Termófilos (gênero Bacillus e Clostridium) - temperatura ótima de desenvolvimento de 45 a 60°C; Microorganismos Hipertermófilos - temperatura ótima de desenvolvimento acima de 60°C. Tempo x Temperatura O Binômio Tempo e Temperatura consiste nos dois factores mais pesquisadores em todo do mundo, para controlar ou diminuição de ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 72 número de microrganismos durante o processamento, manipulação e distribuição dos alimentos Temperatura x tempo de cocção Cocção pode ser definida como aumento de temperatura dos alimentos com duração suficiente para ocasionar alterações irreversíveis. O Tempo de cocção e usado como medida para prevenir riscos à saúde (microrganismos, bactéria e outros) 3.6.2.2. Oxigênio Algumas leveduras são aeróbias estritas enquanto outras são aeróbias- anaeróbias facultativas. As aeróbias desenvolvem-se à superfície dos alimentos formando uma película. Às aeróbias-anaeróbias facultativas pertencem a maior parte das espécies com interesse na indústria alimentar. Em aerobiose multiplicam-se rapidamente produzindo CO2 e diversos compostos orgânicos destacando-se o álcool. Em anaerobiose fermentam os açúcares. Os bolores são aeróbios estritos. Alguns toleram bem a redução da pressão parcial de O2. Outros toleram o aumento de concentração de O2. Os mais exigentes crescem à superfície dos alimentos. Alguns bolores têm capacidade de produzir substâncias que inibem o crescimento de outros microrganismos (antibióticos). Algumas espécies de bolores saprófitas contaminam os alimentos degradando os e alterando-lhes as qualidades organolépticas. Algumas espécies são úteis participando: cura de queijos (camembert, brie, roquefort, queijos azuis). produção de molho de soja, melhorando-lhe o paladar, digestibilidade. produção de enzimas ou de ácidos orgânicos que servem como aditivos alimentares. 3.6.2.3. Umidade A umidade relativa tem relação direta com a atividade de água no alimento, principalmente quando este se encontra em condições inadequadas de armazenamento (URA = Aa x 100). Então, alimentos conservados em ambiente com UR acima da sua Aa, tendem a absorver umidade, aumentando sua Aa e vice-versa. Isto promoverá modificações na capacidade de multiplicação dos microrganismos existentes, em função da Aa final. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 73 Com uma umidade relativa alta, o crescimento microbiano é iniciado mais rapidamente, mesmo a baixas temperaturas (especialmente quando os refrigeradores não são mantidos num estado descongelado). Quando os alimentos mais secos são colocados em ambientes úmidos, pode ocorrer uma absorção de umidade por parte da superfície do alimento, permitindo, eventualmente, o crescimento de microrganismos. 3.7. Microrganismos de interesse em alimentos (deteriorantes, patogênicos e transformadores) 3.7.1. Microrganismos de interesse em alimentos: 1) Deteriorantes 2) Patogênicos 3) Produtores de alimentos 4) Indicadores Microrganismos como agentes de deterioração dos alimentos; Alimento deteriorado: São aqueles danificados por agentes microbiológicos, químicos ou físicos de modo que seja inaceitável para o consumo humano. A deterioração resulta em alterações de cor, odor, sabor, textura e aspecto do alimento. Os agentes causadores de deterioração podem ser bactérias, fungos e leveduras; sendo as bactérias e os fungos os mais importantes. 3.7.2. Classificação dos Alimentos pela facilidade com que se alteram 1. Alimentos estáveis ou não perecíveis: não são alterados facilmente (açúcar, farinha). 2. Alimentos semi-perecíveis: conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maças, nozes). 3. Alimentos perecíveis: incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite). Microrganismos presentes nos alimentos podem apresentar risco à saúde humana e animal. • Infecções - ingestão dos microrganismos patogênicos presentes nos alimentos, que vão crescer, invadir os tecidos e provocar efeitos indesejáveis. • Intoxicações - ingestão de alimentos contaminados com toxinas produzidas por patógenos. Toxina estafilocócica, toxina botulínica. • Toxi-infecções - ingestão de microrganismos que se multiplicam e produzem toxinas. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 74 Fontes de contaminação microbiana para os alimentos: • Solo e água; • Plantas; • Utensílios; • TGI (Trato intestinal) de seres humanos e animais; • Vetores invertebrados e vertebrados; • Manipuladores; • Ar e poeira. Os microrganismos causadores de enfermidades transmitidas por alimentos podem ser: • Liberadores de toxina: S. aureus, Clostridium perfringens, C.botulinum, Vibrio cholerae,Bacillus cereus, fungos filamentosos. • Causadores de infecções: Salmonella sp, E. coli, Shigella sp, Vibrio parahaemoliticus, Campilobacter sp, Listeria monocytogenes, Yersinia sp. Microrganismos como agentes benéficos dos alimentos. 3.8. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO 1. Das alíneas abaixo indique a/s que correspondem os microoganismos causadores de enfermidades transmitidas por limentos Liberdadores de toxinas. a) Listeria monocytogenica e Campilobacter sp, b) Clostridium botulinum e Clostridium perifingens c) Todas alíneas correctas d) Apenas B e C estão certas. 2. Microorganismos Psicrófilos (desenvolvem em alimentos de geladeira) – temperatura ótima de desenvolvimento de 10 a 15°C. V 3. Microorganismos Mesófilos - temperatura ótima de desenvolvimento de 25 a 40°C (corresponde a grande maioria de microorganismos de importância em alimentos- pseudômonas). V 4. Microorganismo Termófilos (gênero bacillus e clostridium) - temperatura ótima de desenvolvimento de 10 a 25°C. F 5. Microorganismos Hipertermófilos - temperatura ótima de desenvolvimento acima de 60°C. V 6. A microbiologia dos alimentos é a parte da microbiologia que trata dos processos em que os microorganismos influenciam nas características dos produtos de consumo alimentício humano ou animal. V ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 75 7. A microbiologia dos alimentos, porconsequência, engloba aspectos da ecologia microbiana e de biotecnologia para a produção. V 8. Classifique os microrganismos responsáveis das doenças nos alimentos. R. Os Microorganismos podem ser: Agentes de deterioração dos alimentos; Agentes patogênicos transmitidos por alimentos e Produtores de alimentos. 9. qual é a Classificação dos Alimentos pela facilidade com que se alteram? R: 1. Alimentos estáveis ou não perecíveis: não são alterados facilmente (açúcar, farinha). 2. Alimentos semi-perecíveis: conservando e manipulando de forma apropriada permanecem sem alteração (batatas, maças, nozes). 3. Alimentos perecíveis: incluem os alimentos mais importantes do consumo cotidiano, os quais se alteram com facilidade (carnes, pescados, a maioria das frutas, hortaliças, ovos, leite). 10. Microrganismos presentes nos alimentos podem apresentar risco à saúde humana e animal. V 3.9. Exercícios para AVALIAÇÃO 1. Quais são as temperaturas ótimas de desenvolvimento Microorganismos Psicrófilos? 2. Fale da PASTEURIZAÇÃO 3. Aw – é a quantidade de água livre presente nos alimentos que pode favorecer o metabolismo dos microrganismos. Formas de redução da Aw. 4. Cryptococcus neoformans, é um fungo do gênero cryptococcus, caracterize-o. 5. O potencial de oxido redução pode ser definido como sendo a facilidade com que determinado substrato (alimento) ganha ou perde eletrões. Fale da sua Importância ecológica 3.10. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA SILVA, N.; JUNQUEIRA, V. C. A.; SILVEIRA, N. F. A. Manual de métodos de análise microbiológica de alimentos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 76 TEMA IV. INDICADORES DA QUALIDADE HIGIÊNICO-SANITÁRIA DE ALIMENTOS UNIDADE TEMÁTICA 4.1. Introdução, objectivos específicos e sumario UNIDADE TEMÁTICA 4.2. Analise microbiológica, higiene sanitária de alimentos, coliformes totais, coliformes fecais e contagem total de microrganismos mesofilos aeróbicos UNIDADE TEMÁTICA 4.3. Bactérias aeróbicas, bolores, leveduras e enterecocos. UNIDADE TEMÁTICA 4.4. Microbiologia UNIDADE TEMÁTICA 4.5. Referência bibliográfica UNIDADE TEMÁTICA 4.6. Exercícios de auto-avaliação e exercícios de avaliação. 4.1. Introdução. Os microrganismos são intimamente associados com a qualidade, a abundancia e a qualidade do alimento para consumo humano. Alimentos são facilmente contaminados com microrganismos na natureza, durante a manipulação e processamento. Apos ter sido contaminado, o alimento serve como meio para o crescimento de microrganismo. Se esses microrganismos tiverem condições de crescer, podem mudar as características físicas e químicas do alimento e podem causar sua deterioração. Os microrganismos no alimento podem também ser responsáveis por intoxicações e infeções transmitidas por alimentos. Subtitulo1 Generalidades dos indicadores de qualidade Ao completar esta unidade, você deverá ser capaz de: Objectivos específicos Compreender oque são indicadores de qualidade, higiene sanitária de alimentos, coliformes fecais, coliformes totais, bactérias aeróbicas, mesofilos, bolores, leveduras e enterecocos Identificar os indicadores de qualidade Descrever e saber os seus impactos. Sumário Nestas Unidades temáticas estudamos e discutimos fundamentalmente dos indicadores da qualidade ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 77 higiênico-sanitária de alimentos: coliformes totais, coliformes fecais, bactérias aeróbias mesófilas, bolores, leveduras e enterecocos. 4.2. Generalidades dos indicadores de qualidade A presença de microrganismos em alimentos não significa necessariamente um risco para o consumidor ou uma qualidade inferior destes produtos. Excetuando-se um numero reduzido de produtos submetidos a esterilização comercial, os diferentes alimentos podem conter bolores, leveduras, bactérias e outros microrganismos. Muitos alimentos tornam-se potencialmente perigosos ao consumidor somente quando os princípios de sanitização e higiene são violados. Se o alimento tem estado sujeito a condições que poderiam permitir a entrada ou crescimento de agentes infeciosos ou toxigénicos, pode se tornar um veiculo de transmissão de doenças (ICMSF, 1984). O exame rotineiro de alimentos para deteção de uma numerosa serie de microrganismos patogénicos e impraticável na maioria dos laboratórios devido ao fato de estes estarem inadequadamente equipados. tem-se, portanto, tornado normal a pratica de analisar nos alimentos a existência de bactérias, cuja presença indica a possibilidade da presença de bactérias produtoras de toxinfecções alimentares. Estas bactérias são denominadas microrganismos indicadores e são geralmente considerados como sendo de grande significância quando da avaliação de segurança e qualidade microbiológica de alimentos (Hayes, 1995). Microrganismos indicadores são, segundo Franco E Landgraf (1996), grupos ou espécies de microrganismos que, quando presentes em uns alimentos, podem fornecer informações sobre a ocorrências de contaminação de origem fecal, sobre a provável presença de patógenos ou sobre a deterioração potencial dos alimentos, alem de poderem indicar condições sanitárias inadequadas durante o processamento, produção ou armazenamento. Segundo a ICMSF (Internacional commission on microbiological especifications for foods), microrganismos indicadores podem ser divididos em 2 grupos: Microrganismos que não oferecem um risco direto a saúde: contagem padrão de mesofilos, contagem de psicrotroficos, contagem de bolores e leveduras. Microrganismos que oferecem um risco baixo ou indireto a saude: coliformes totais, coliformes fecais, enterecocos, enterobacterias totais, escherichia coli. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 78 4.3. Analise microbiológica É fundamental para se conhecer as condições de higiene em que o alimento foi preparado, os riscos que o alimento pode oferecer a saúde do consumidor e se o alimento terá ou não vida útil pretendida. Essa analise é indispensável também para verificar se os padrões e especificações microbiológicos para alimentos, nacionais ou internacionais estão sendo atendidos adequadamente. 4.3.1. Higiene sanitária de alimentos uma característica fundamental para a alimentação saudável é que o alimento consumido seja seguro, não apresente nenhuma forma de perigos intrínsecos ou contaminação de natureza biológica, física ou química em níveis que comprometem a saúde do consumidor. A promoção da qualidade sanitária dos alimentos deve ser uma prioridadade na agenda da saúde publica, uma vez que a disponibilidade de alimentos seguros. Segundo a OMS, um terço da população de países desenvolvidos é acometido a cada ano por doenças transmitidas por alimentos e possivelmente esse quadro é mais grave em países em desenvolvimento. A gravidade da proliferação dos microrganismos está vinculada ao fato de que eles estão amplamente distribuídos no ambiente, podendo ser encontrados na água, no solo e no ar. O homem também desempenha papel importante na transmissão desses agentes, uma vez que apresenta uma rica flora microbiana distribuída por todo o corpo. Considerando a ampla distribuição dos microrganismos, é importante que os alimentos sejam manipulados sob criteriosas condições de higiene, evitando que os agentes prejudiciais a saúde contaminem os alimemtos. Quando ocorre contaminação dos alimentos, os microrganismos se multiplicam rapidamente, desde que encontrem as condições apropriadas. As temperaturas de cocção dos alimentos apresentam condições de segurança para impedir a multiplicação dos organismos, sendo seu controle muito utilizado como forma apresentar o alimento seguro. A maioria dos microrganismos se multiplica rapidamente em temperaturas próximasa 37ºC e temperatura ambiente, sendo essa faixa considerada o ideal para o crescimento microbiano. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 79 Os microrganismos prejudiciais a saude são capazes de se multiplicar em temperaturas superiores a 5ºC e inferiores a 60ºC, sendo essa faixa considerada uma zona de perigo. Em temperaturas inferiores a 5ºC, os microrganismos cessam ou reduzem o processo de multiplicação, assim como em temperaturas superiores a 60ºC. Muitos métodos têm sido utilizados para detectar coliformes. A fermentação da lactose em um meio é o primeiro requerimento para o microrganismo ser considerado um coliforme. O procedimento sugerido pela Food and Drug Administration consiste do uso do método NMP pela inoculação de tubos com caldo Lauril Sulfato Triptose (LST), sendo a técnica mais utilizada para contagem de bacteris do grupo coliforme. 4.3.2. Coliformes totais Pertencem a este grupo os géneros bacterianos Escherichia, Enterobacter, klebsiella e Citrobacter, incluído cerca de 20 espécie, dentre as quais encontram-se tanto bactérias originais do trato gastrintestinal de humano e outros animais de Sanguém quente, como também diversos géneros e espécies de bactérias não entéricas. Por isso, sua enumeração em agua e alimentos e menos representativa, como indicação de contaminação fecal, do que a enumeração de coliformes fecais ou Escherichia coli (Silva et all, 1997). A principal razão para que sejam agrupados deve-se as suas muitas características comuns. São todos gram negativos. Não formadores de esporos, muitos não otei, anaeróbios facultativos, resistentes a muitos agentes surfactantes e fermentam lactose produzindo acido e gás em 48h a 32ºc (leite) ou 35˗37ºc (Ray 1996) Teste presuntivo para coliformes totais – o meio de cultura utilizado permite um enriquecimento seletivo dos coliformes, recuperado células injuriadas. Crescimento com produção de gás no tubo de Durhan evidenciam um teste positivo (Hajdenwurcel, 1998). Teste confirmativo para coliformes totais – o meio de cultura utilizado apresenta sais biliares que inibem o crescimento de microrganismo gram positivos e a lactose e utilizado como substrato para produção de gas pelos coliforms. Crescimento com produção de gás no tubo de Durhan evidenciam um teste positivo (Hajdenwurcel,1998). 4.3.3. Coliformes fecais Pertencem a este grupo os géneros bacterianos Escherichia, Enterobacter, klebsiella e Citrobacter, incluído cerca de 20 espécie, dentre as quais encontram˗se tanto bactérias originais do trato gastrintestinal de humano e outros animais de sangue quente, como também diversos géneros e espécies de bactérias não entéricas. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 80 Por isso, sua enumeração em agua e alimentos e menos representativa, como indicação de contaminação fecal, do que a enumeração de coliformes fecais ou Escherichia coli (Silva et al, 1997). Porem restringindo-se aos membros capazes de fermentar lactose com produção de gás em 24˗48h a 44,5˗45,5ºc (Silva et al. 1997, Siqueira, 1995). Quando esta analise e efectuada, busca-se a determinação de coliformes de origem gastrintestinal, porem sabe-se que cepas de Enterobacter e Klebsiella incluídas neste grupo podem apresentar origem não fecal (agua, solo e vegetais). Teste para coliformes fecais – o meio de cultura utilizado é seletivo para microrganismos Gram negativos em função da presença de sais biliares. A temperatura de incubação (44,5-45,5ºC) permite evidenciar a presença de coliformes fecais, pois eles apresentam a capacidade de fermentação da lactose com produção de gás a temperaturas mais elevadas. A produção de gás ocorre nos tubos de fermentação. (Hajdenwurcel, 1998). 4.3.4. Contagem total de microrganismos mesofilos aeróbicos Esta contagem deteta, em um alimento, o numero de bactérias aeróbicas ou facultativas e mesófilas (35-37ºC), presente tanto sob a forma vegetativa quanto esporulada (Hayes, 1995, Siqueira, 1995). Segundo a ICMSF (1984) o número de microrganismo aeróbios mesófilos (contagem em placa) encontradas em um alimento tem sido um dos indicadores microbiologia da qualidade dos alimentos mais comumente utilizados, indicado se a limpeza, a desinfeção e o controle da temperatura durante os processos de tratamento industrial, transporte e armazenamento foram realizados de forma adequada. Esta determinação permite também obter informações sobre a alteração incipiente dos alimentos, sua provável vida útil, a falta de controle no descongelamento dos alimentos ou desvio na temperatura de refrigeração estabelecida. 4.4. Bactérias aeróbicas As bactérias aeróbicas produzem as enzimas superóxido dismutase e catálase que podem desintoxicar o peróxido de hidrogênio e os radicais superóxidos que são subprodutos do metabolismo aeróbico. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 81 4.5 Bolores Bolores são os fungos filamentosos, multicelulares, podendo estar presentes no solo, ar, na água, e em matérias orgânicas em decomposição, enquanto. Os bolores são usados para produzir o antibiótico penicilina, queijos, e muitos outros produtos. Contudo, eles também são responsáveis pela deterioração de materiais, tais como matéria têxtil e madeira e causam algumas doenças em humanos, animais e plantas. (PELCZAR et al., 1996). Os bolores são formados por filamentos denominados hifas. As hifas crescem rapidamente à temperatura ambiente e se ramificam. O conjunto de hifas ramificadas é denominado micélio (LAZZARI, 1997). O micélio que sé desenvolve no interior do substrato e funciona também como elemento de sustentação e de absorção de nutrientes, é chamado de micélio vegetativo. O micélio formado a partir de hifas apresentam duas funções básicas e distintas: 1. A fixação do bolor ao substrato 2. Promover a produção. Os bolores revelam notável capacidade de adaptação e crescimento sob condições extremamente variáveis como a umidade e a temperatura (o intervalo ótimo se situa entre 25°C a 30°C, mas muitas espécies se desenvolvem em temperaturas de refrigeração a 4°C a 5°C ou mesmo abaixo de 0°C), mas outros fatores podem interferir, como pH (são capazes de desenvolver um alimento no intervalo de 2,0 a 8,5, embora o ótimo se situe na faixa de 4,5 a 5,0), taxa de oxigenação, período de armazenamento, grau de contaminação, condições físicas dos grãos e infeção por insetos entre outros (LAZZARI, 1997). São também pouco exigentes quanto aos nutrientes disponíveis, razão pela qual o crescimento pode ocorrer praticamente em qualquer tipo de substratos (LEITÃO et al., 1988). 4.6. Leveduras Leveduras são os fungos não filamentosos, cuja forma é unicelular, podem ter formato esférico, ovoide, cilíndrica ou triangular, normalmente disseminados por insetos vetores, pelo vento e pelas correntes aéreas (Siqueira, 1995). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 82 De modo geral as leveduras necessitam para o seu crescimento e metabolismo de umidade superior a exigida pelos bolores e inferior exigida pelas bactérias, com faixa de temperatura ideal para o crescimento em torno de 25ºC e 30ºC, o crescimento é favorecido por meio acido multiplicando-se melhor em aerobiose e tendo açúcar como fonte de energia. As leveduras são tanto benéficas quanto prejudiciais. Elas são amplamente utilizadas em indústrias de pães, e são essenciais para a produção de bebidas alcoólicas fermentadas. A ocorrência de espécies patogênicas em alimentos é praticamente desconhecida, sua importância reside muito mais no fato de serem eventuais agentes de deterioração em alimentos nos quais apresentam condições de desenvolvimento (PELCZAR et al., 1996). Condições seletivas para a intensa proliferação de leveduranos alimentos são dadas pelos pH ácido, com ótimo na faixa de 4,0 a 4,5, temperatura ao redor de 25°C a 28°C, embora muitas espécies se desenvolvam sob refrigeração a 4°C e 5°C, e substrato rico em carboidratos, principalmente açúcares simples (LEITÃO et al., 1988). A presença de bolores e leveduras viáveis e em índice elevado nos alimentos pode fornecer várias informações, tais como, condições higiénicas deficientes de equipamentos, multiplicação no produto em decorrência de falhas no processamento e armazenamento e matéria- prima com contaminação excessiva (Siqueira, 1995). A contagem de bolores e leveduras é aplicável principalmente, na analise de alimentos ácidos, com pH menor que 4,5, alimentos parcialmente desidratados e farinhas. 4.7. Enterecocos São géneros de bactérias de grupo D de Lancefield. São bactérias gram- positivas, comensal do aparelho digestivo e urinário. É bastante resistente a bílis e a soluções com elevadas concentrações de sal. Possui gelatinase que permite invadir o epitélio e a corrente sanguínea. São patógenos oportunistas reconhecidos como causa importante de infecções hospitalares, destacando-se as endocardites e as infecções do trato urinário e de ferida cirúrgicas. A terapêutica destas infecções tem se mostrado limitada, uma vez que os enterecocos vêm adquirindo resistência a vários antimicrobianos, como a ampiciclina, os aminoglicosidios e, notadamente, os glicopeptidios vancomicina e teicoplanina (Bonten et al., 2001; Rice et al.- 2003). Os enterecocos são bactérias comensais presentes na microbiota do homem e de outras espécies animais. Porem, podem comportar-se ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 83 como agentes infeciosos, sobretudo em pacientes expostos a factores de risco. Os enterococos (“cocos entéricos”) foram classificados inicialmente como estreptococos do grupo D, porque possuem o antígeno de parede celular do grupo D, um ácido teicoico glicerol associado à membrana citoplasmática. Em 1984, os enterococos foram reclassificados em um novo gênero, Enterococcus, que atualmente contém 38 espécies; entretanto, apenas poucas espécies são reconhecidas como importantes patógenos humanos. Enterococcus faecalis e Enterococcus faecium são as espécies mais frequentemente isoladas e que apresentam maior importância clínica. As espécies Enterococcus gallinarum e Enterococcus casseliflavus também colonizam o trato intestinal humano e são importantes porque apresentam resistência intrínseca à vancomicina. Os Enterococcus Colonizam o trato gastrointestinal de humanos e de animais; disseminam-se para outras superfícies mucosas, caso um tratamento prévio com antimicrobianos de amplo espectro tenha eliminado a população bacteriana da microbiota normal. A estrutura da parede celular é típica de bactérias Gram positivas, que permitem a sobrevivência em superfícies do ambiente por longos períodos de tempo. A maioria das infecções é decorrente da microbiota do paciente; algumas são causadas por disseminação da cepa de um paciente para o outro. Pacientes com risco elevado de contrair infecções enterocócicas são os pacientes hospitalizados por períodos prolongados de tempo e pacientes em tratamento com antimicrobianos de amplo espectro (particularmente cefalosporinas, que os enterococos apresentam resistência intrínseca). Microbiologia Elas são classificadas como cocos Gram-positivos, podendo ser visializados como celulas individuais ou arranjar-se aos pares ou em cadeias, apresentando comumente morfologia ovoide. São anaerobocos facultativos, crescem a temperatura de 10ºC a 45ºC, sendo 35ºC a temperatura optima de crescimento. (Murray et al., 1990, Facklam, Carvalho e Texeira, 2002). As espécies do género Enterococcus podem ser identificadas poe testes fenotípicos convencionais (Facklam, Carvalho e Teixeira, 2002). ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 84 4.8. Exercícios de AUTO-AVALIAÇÃO 1. O objetivo prioritário no sistema de controle de alimentos é de garantir a qualidade dos alimentos para toda população controlando todos aspetos ligados desde a qualidade da matéria prima, armazenamento, sem abranger a parte do consumo do produto F 2. Os membros da família Enterobacteriaceae crescem em meios contendo sais biliares e são indicadores de contaminação fecal para avaliação da qualidade sanitária, assim como dos produtos processados. V 3. O isolamento do Vibrio Cholerae se baseia no rápido crescimento sobre água de peptona alcalina em aerobiose, também pode se utilizar caldo telurito laurel sulfato. V 4. Técnicas imunológicas podem ser empregues na determinação do Bacillus cereus, essa técnica baseia se na detenção da enterotoxina diarreica produzida por esta bactéria. V 5. Altas contagens microbianas são consideradas pouco aconselháveis a todos tipos de alimentos. F 6. Dependendo do tipo de alimento a determinação da carga microbiana total, mas sem especificar os germes reflecte: das alíneas que seguem escolha a/s que não constitue verdade. a) A qualidade sanitária dos produtos analizados b) As condições higiénicas da matéria prima c) A maneira com que os alimentos foram manipulados durante sua elaboração d) Nenhuma das alíneas anteriores 7. O diluente é um elemento fundamental na analise microbiológica e pode caracterizado por: a) Provocar modificações quantitativas na microbiota da amostra b) Provoca modificações qualitativas c) Não provoca modificações quantitativas mas qualitativas d) Não provoca nenhuma das modificações da alíneas anteriores e) Apenas A esta correcta 8. Sobre a analise microbiológica dos alimentos, diga de que dependem o tipo de agente patogénico e seus níveis de concentração no alimento. R. Depende do tipo de alimento. 9. Enterococcus faecalis e Enterococcus faecium são as espécies mais frequentemente isoladas e que apresentam maior importância clínica. V ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 85 10. As espécies Enterococcus gallinarum e Enterococcus casseliflavus também colonizam o trato intestinal humano e são importantes porque apresentam resistência intrínseca à vancomicina. V 4.9. Exercícios de AVALIAÇÃO Responda as questões 1 a 4, V ou F. 1. O isolamento do Vibrio Cholerae se baseia no rápido crescimento sobre água de peptona alcalina em aerobiose, também pode se utilizar caldo telurito laurel sulfato. 2. Técnicas imunológicas podem ser empregues na determinação do Bacillus cereus, essa técnica baseia se na detenção da enterotoxina diarreica produzida por esta bactéria. 3. O homem também desempenha papel importante na transmissão desses agentes, uma vez que apresenta uma rica flora microbiana distribuída por todo o corpo. 4. A maioria dos microrganismos se multiplica rapidamente em temperaturas próximas a 37ºC e temperatura ambiente, sendo essa faixa considerada o ideal para o crescimento microbiano. 5. Oque são bolores? 4.10. Referência Bibliográfica Silva, Maria Cecília da Avaliação da qualidade microbiológica de alimentos co a utilização de metodologias convencionais e do sistema SimPlate, Piracicaba, 2002 ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 86 TEMA V. ENFERMIDADES DE CONTAMINAÇÃO MICROBIOLÓGICA UNIDADE TEMÁTICA 5.1. Introdução, objectivos específicos, sumário UNIDADE TEMÁTICA 5.1. Introdução, objectivos específicos, sumário UNIDADE TEMÁTICA 5.2. Ecologia Microbiana dos Alimentos UNIDADE TEMÁTICA 5.3. Infecções alimentares de origem bacteriana UNIDADE TEMÁTICA 5.4. Intoxicações Alimentares de Origem Fúngica UNIDADE TEMÁTICA 5.5. Infecções Alimentares Provocadas Por Outros Agentes UNIDADE TEMÁTICA 5.6. Microsporídios UNIDADE TEMÁTICA 5.7. Flagelados, ciliadose amebas UNIDADE TEMÁTICA 5.8. Intoxicações provocadas por mofos UNIDADE TEMÁTICA 5.9. Vírus e agentes subcelulares UNIDADE TEMÁTICA 5.10. Príons UNIDADE TEMÁTICA 5.11. Exercícios de AUTO- AVALIAÇÃO UNIDADE TEMÁTICA 5.12. Exercícios para AVALIAÇÃO UNIDADE TEMÁTICA 5.13. Referências Bibliográficas 5.1. Introdução As doenças de origem alimentar podem ser provocadas por diversos grupos de microrganismos, incluindo bactérias, bolores, protozoários e vírus. As bactérias, pela sua diversidade e patogenia, constituem, de longe, o grupo microbiano mais importante e mais vulgarmente associado às doenças transmitidas pelos alimentos. Os alimentos podem ser contaminados por bactérias patogénicas para o homem, como resultado de deficientes condições de higiene durante o seu processamento, quer a partir de pessoas ou animais doentes, quer a partir de fezes provenientes de indivíduos infectados. Os alimentos podem, também, constituir um perigo para a saúde pública, devido ao crescimento excessivo de populações bacterianas, à superfície ou no interior dos mesmos, oriundas do meio ambiente capazes de produzir toxinas (exotoxinas), que ao serem ingeridas com o alimento podem causar graves problemas. Subtitulo1 Ecologia Microbiana doa Alimentos Ao completar esta unidade, você deverá ser capaz de: Classificar as enfermidades produzidas por bactérias Gram-positivas ou por suas toxinas nos alimentos. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 87 Objectivos Específicos Identificar os reservatórios e os mecanismos de transmissão dessas bactérias. Conhecer, em nível básico, os mecanismos de virulência dessas bactérias e/ou a ação de suas toxinas. Descrever e comparar a sintomatologia das enfermidades provocadas por estas bactérias. Sumário Neste tema 5, estudamos e discutimos fundamentalmente as doenças de origem alimentar que podem ser provocadas por diversos grupos de microrganismos, incluindo bactérias, bolores, protozoários e vírus e termos conhecimento do grupo microbiano mais importante e mais vulgarmente associado às doenças transmitidas pelos alimentos. 5.2. Ecologia Microbiana dos Alimentos A capacidade de crescimento e de sobrevivência dos microrganismos patogéneos nos alimentos depende não só das características físicas e nutricionais do alimento, como também de um conjunto de factores extrínsecos e intrínsecos ao próprio alimento, tais como: temperatura, pH, actividade da água e potencial redox, cada um dos quais pode ser manipulado convenientemente, de modo a impedir a contaminação e o crescimento de microrganismos patogéneos. A maioria dos microrganismos, cuja patogenicidade no homem depende da sua presença, sob a forma viável, nos alimentos, são relativamente sensíveis às altas temperaturas e, por isso, são perfeitamente destruídos pela cozedura adequada dos alimentos, eventualmente contaminados, ou pelos processos de pasteurização. Encontram-se neste caso as infecções causadas por bactérias não esporuladas, em particular, pelas espécies do género Salmonella, Brucella, Escherichia ou o próprio agente da tuberculose, que podem ser perfeitamente destruídas pela pasteurização. A temperatura influencia de forma decisiva o crescimento da actividade microbiana nos alimentos. Assim, o Clostridium perfringens pode crescer num intervalo de temperatura compreendido entre os 15º C e os 50º C, pelo que, a consevação de alimentos a temperaturas de refrigeração é suficiente para inibir o crescimento desta espécie causadora de infecções alimentares. As espécies do género Salmonella, responsáveis por importantes infecções veiculadas pelos alimentos, possuem uma temperatura mínima de crescimento de 7º C, o que significa um valor superior às temperaturas de refrigeração comerciais, mas o mesmo poderá não acontecer ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 88 nos frigoríficos domésticos, pelo que a conservação de carnes frescas (vermelhas e brancas) por refrigeração de uso doméstico poderá não impedir o crescimento de Salmonella spp. Refira-se que o tempo médio de refrigeração de Salmonella spp. a 10º C é de aproximadamente 10 horas, o que significa que a população destas bactérias pode aumentar 100 vezes em menos de 6 dias. A espécie Staphylococcus aureus e algumas estirpes de Clostridium botulinum não crescem a temperaturas inferiores a 10º C, mas o C. botolinum tipo E pode crescer a temperaturas da ordem dos 4º C. 5.3. Infecções alimentares de origem bacteriana Entende-se por infecção alimentar a doença produzida por bactérias capazes de crescerem no interior do tracto gastrointestinal e de onde são capazes de invadir os tecidos ou os fluídos orgânicos do hospedeiro, ou de produzir toxinas (enterotoxinas). As infecções manifestam-se pela invasão das mucosas ou pela produção de enterotoxinas (toxinas que actuam no intestino), de cuja interacção se criam condições patológicas que resultam em doença. Os principais géneros e espécies bacterianas envolvidos neste mecanismo são os seguintes: 5.3.1 Escherichia Este género inclui uma única espécie bacteriana, a E. coli, porventura o ser vivo mais estudado e mais conhecido do Homem. Esta espécie é caracterizada por células em forma de bastonetes rectos, de 1,1 a 1,5 por 2 a 6 micrómetros, móveis por flagelo peritríqueos ou imóveis, não esporulados, Gram negativos e anaeróbios facultativos. Constitui um habitante normal do intestino do Homem e dos outros animais e só em determinadas situações pode causar infecções. Conhecem-se, no entanto, três estirpes diferentes desta espécie, de acordo com a natureza da infecção que podem provocar: Estirpes oportunistas que são, em geral, inócuas no seu habitat natural, mas podendo causar problemas se alcançarem outros locais ou tecido do hospedeiro; Estirpes enteropatogénicas que provocam acções lesivas na mucosa do tracto intestinal, causando gastrenterites agudas, principalmente em recém-nascidos e crianças até aos dois anos; Estirpes enteroxinogénicas, que, embora não tenham capacidade de invadir a mucosa intestinal, produzem enterotoxinas que actuam ao nível da membrana das células epitiliais. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 89 Praticamente todos os alimentos, quer de origem vegetal, quer de origem animal que não tenham sido objectos de processamento, podem veicular a E. coli, desde que, em algum momento, tenham sido sujeitos a poluição fecal. Um dos casos mais alarmantes de infecção alimentar por E. coli ocorreu nos Estados Unidos, nos anos 80, por ingestão de queijo Camembert contaminado. Sintomas Os principais e mais frequentes sintomas caracterizam-se pelo aparecimento de diarreias, febre e náuseas que, normalmente, aparecem 6 a 36 horas após a ingestão do alimento contaminado. 5.3.2. Salmonella O género Salmonella inclui várias espécies patogénicas para o homem e outros animais. Tal como a E. coli, este género pertence à família das Enterobacteriaciae e os principais focos de infecção são as fezes humanas e de animais. Este género é constituído por bastonetes de 0,5 a 0,7 por 1 a 3 micrómetros, móveis por flagelos peritríquios, não esporulados, Gram negativos e anaeróbios facultativos. Nas espécies mais importantes incluem-se o agente da febre tiróide, S.typhi, e as espécies mais associadas às infecções alimentares têm sido identificadas como S. typhimurium, S. enteritidis e S. newport, correspondendo à S. typhimurium a responsabilidade pelos maiores incidentes. Esta última espécie produz uma enterotoxina de natureza lipopolissacarídica com elevado peso molecular. Os alimentos mais susceptíveis à contaminação por Salmonelas são o leite, queijos, chocolates, carnes frescas, nomeadamente, carcaças de aves. Sintomas Os sintomas mais frequentes caracterizam-sepelo aparecimento de diarreias, dores abdominais, febre e vómitos. Estes sintomas aparecem, normalmente, entre 12 a 36 horas após ingestão dos alimentos contaminados. 5.3.3. Shigella O género Shigella, tal como os géneros anteriores, pertence à família das enterobactérias, é constituído por bastonetes de 0,4 a 0,6 por 1 a 3 micrómetros, imóveis, não esporulados, Gram negativos e anaeróbios facultativos. As espécies deste género são os agentes causais da disenteria bacilar no Homem, tendo-se isolado quatro espécies associadas a esta doença no Homem: S. dysenteriae, S. boydii, S. flexneri e a S. sonnei. Estas espécies são restritas aos humanos, sendo a poluição fecal a sua principal via de contaminação e dispersão. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 90 Sintomas Os principais sintomas caracterizam-se pelo aparecimento de diarreias, fezes sanguinolentas e com pus. Estes sintomas aparecem, normalmente, entre 1 a 3 dias após a ingestão de alimentos contaminados. 5.3.4. Yersinia Este género possui as características gerais dos anteriores, pois inclui- se também na Família das Enterobacteriaciae. Apresenta bastonetes, Gram negativos e não esporulados, destacando-se a espécie Y. enterocolitica, como causadora de infecções alimentares por ingestão de alimentos constituídos à base de leite e de carnes brancas (perú). Durante os anos 80, uma infecção alimentar por ingestão de chocolate de leite ocorreu numa Escola dos Estados Unidos, envolvendo mais de 200 crianças. Sintomas Os principais sintomas manifestam-se pelo aparecimento de dores abdominais, náuseas, diarreia e vómitos, aparecendo de 16 a 48 horas após a ingestão dos alimentos. 5.3.5. Vibrio O género Vibrio, da Família das Vibrionaceae inclui duas espécies patogéneas para o Homem, nomeadamente, o V. cholerae, responsável pela cólera, e uma outra espécie halofílica, bem-adaptada aos ambientes marinhos, designada por V. parahaemoliticus e associada às infecções alimentares por ingestão de peixe, moluscos e crustáceos contaminados. A espécie Vibrio parahaemoliticus é constituida por bastonetes encurvados, móveis por um único flagelo polar, não esporulados, Gram negativos e anaeróbios facultativos Sintomas Os principais sintomas de infecções provocadas por V. parahaemoliticus são: desidratação provocada por diarreias excessivas, dores abdominais, vómitos e febre. Estes sintomas aparecem normalmente entre 12 a 18 horas após a ingestão dos alimentos contaminados. 5.3.6. Brucella Este género é costituído por pequenos cocobacilos de 0,4 a 0,6 por 1,5 micrómetros, imóveis, não esporulados., Gram negativos e aeróbios. As três espécies deste género com capacidade de produzir doença no ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 91 Homem e animais são a B. abortus (bovinos), a B. melitensis (caprinos) e a B. suis (suínos). Quaisquer destas três espécies tem capacidade de infectar o Homem, sendo a via preferencial por ingestão de leite e/ou lacticínios (queijos frescos) provenientes de animais infectados, originando a conhecida febre de Malta. Sintomas Os principais sintomas caracterizam-se pelo aparecimento de dores musculares generalizadas, cefaleias, calafrios e febre ondulante. Esta doença caracteriza-se pelos longos períodos de incubação que possui, cerca de 5 a 30 dias ou mais. 5.3.7. Clostridium Este género inclui a espécie C. perfringens também conhecida por C. welchii, responsável pela produção de uma enterotoxina de natureza proteica, de elevado peso molecular e sensível ao calor. Esta espécie apresenta bastonetes móveis por flagelos peritrìquios, esporulados, Gram positivos e anaeróbios estritos. Possui como habitats preferenciais o solo, sedimentos de águas marinhas ou doces e o intestino de animais e do Homem. As infecções por Clostridium perfringens estão normalmente associadas com a ingestão de pratos de carne ou frango pré-cozinhados que não sejam adequada e rapidamente refrigerados, permitindo assim a germinação dos esporos que sobrevivam à pré-cozedura. Note-se que esta espécie, após a germinação dos esporos, tem capacidade de crescer a uma temperatura de 45ºC e a pH 7, com um tempo de geração muitíssimo pequeno, da ordem dos 10 minutos. Isto significa que com esta capacidade de crescimento uma só célula pode originar uma população superior a 250.000 células em 3 horas. Sintomas A sintomatologia por infecções de C. perfringens é caracterizada pelo aparecimento de diarreias, dores abdominais e náuseas. Geralmente, não ocorrem vómitos nem febres. Usualmente, estes sintomas iniciam- se entre 8 a 20 horas após a ingestão dos alimentos contaminados. 5.3.8. Campylobacter Destaca-se, neste género, a espécie C. jejuni, como responsável por enterites agudas, numa escala comparável às provocadas pelas salmonelas. Esta espécie apresenta bastonetes espiralados, não esporulados, móveis por um único flagelo polar, Gram negativos e microaerofílicos. Possui como habitats preferênciais o tracto intestinal e oral de animais, como ovinos, aves, cães e gatos. As infecções alimentares associadas a esta espécie têm ocorrido pela ingestão de produtos lácteo ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 92 Sintomas Os principais sintomas manifestam-se por gastrenterites agudas e diarreias, aparecendo normalmente 2 a 10 dias após a ingestão dos alimentos. 5.3.9. Listeria De grande importância em termos de saúde pública, encontra-se neste género a espécie Listeria monocytogenes, causadora de importantes infecções (listerioses), quer nos humanos quer noutros animais. Esta espécie apresenta bastonetes curtos, regulares, não esporulados, móveis por flagelos peritríquios, gram-positivos positivos e anaeróbios facultativos. Encontra-se largamente distribuída na natureza, com particular incidência na matéria orgânica em decomposição. As infecções por L. monocytogenes encontram-se normalmente associadas a carnes frescas, em particular carne de porco e frango, ao leite crú ou deficientemente pasteurizado. Sintomas A sintomatologia é muito parecida com o quadro patológico da meningite, podendo provocar abortos em grávidas infectadas por esta espécie bacteriana. O aparecimento dos sintomas após a ingestão do alimento contaminado é muito variável e ocorre com particular incidência nos recém-nascidos e nos idosos. 5.3.10. Clostridium botulinum Esta espécie bacteriana apresenta as suas células em forma de bastonetes com 0,5 a 0,8 por 3 a 8 micrómetros, dispostos isoladamente, ou aos pares ou em cadeia, móveis por meio de flagelos peritríquios, esporulados, gram-positivos positivos e anaeróbios estritos. Os seus habitats preferenciais são os mesmos do C. perfringens. O C. botulinum é responsável pela doença conhecida pelo botulismo, intoxicação alimentar grave e, eventualmente, fatal, que afecta o Homem causando perturbações neuroparalíticas. Esta espécie produz potentes toxinas de elevado peso molecular e termorresistentes. Estas toxinas apenas são destruídas pelo aquecimento a 80º C, durante 30 minutos ou a 100º C, durante 10 minutos. Conhecem-se sete toxinas botulínicas diferentes, classificadas de A a G, de acordo com a sua natureza antigénica. Os alimentos mais sujeitos a serem contaminados pela produção destas toxinas são aqueles que sofrem alguns tratamentos térmicos com vista à sua conservação. Estão neste caso os alimentos enlatados, em ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 93 conserva ou fumados, cujos tratamentos térmicos a que são sujeitos não permitem a destruição dos esporos do C. botulinum. Assim, os enlatados de vegetais e conservas de carnes elaborados em casa constituem os produtos alimentares de maior risco para a produção das toxinas botulínicas.Sintomas Os principais sintomas caracterizam-se pela perda de visão, dificuldades respiratórias e debilidade. Estes sintomas manifestam-se entre 18 a 36 horas após a ingestão dos alimentos. Note-se que após o aparecimento dos primeiros sintomas poderá surgir a morte dentro de um dia. 5.3.11. Bacillus cereus Esta espécie apresenta células em forma de bastonetes, móveis, esporulados, Gram positivos e anaeróbios facultativos. Produz tanto uma enterotoxina, como uma exotoxina, dependendo da estirpe. A enterotoxina é de natureza proteica, termolábel, podendo ser destruída a uma temperatura de 60º C durante 20 minutos, enquanto a exotoxina é de natureza peptídica, termorresistente, exigindo para ser destruída uma temperatura de 126º C durante 90 minutos. Os seus habitats preferenciais são o ar, o solo, águas e diferentes alimentos de origem vegetal (cereais), lacticínios e produtos cárneos. Sintomas Os principais tipos de sintomas caracterizam-se pelo aparecimento de vómitos, diarreias e dores abdominais. Os sintomas aparecem entre 1 a 5 horas após a ingestão do alimento contaminado. 5.3.12. Staphylococcus aureus Esta espécie apresenta células de forma esférica, de 0,5 a 1,5 micrómetros de diâmetro, formando arranjos irregulares, imóveis, não esporulados, Gram positivos e anaeróbios facultativos. A sua presença nos alimentos pode provir dos próprios manipuladores de alimentos portadores de infecções piogénicas ou de portadores sãos que alojam estas bactérias no nariz, na garganta ou à superfície das mãos. Produz uma exotoxina termorresistente, não afectada pela exposição a uma temperatura de 100º C, durante 30 minutos. Os alimentos mais susceptíveis à produção da toxina estafilocócica são os cremes deficientemente armazenados e refrigerados, carnes preparadas, sanduíches e mesmo leite, se incorrectamente refrigerado. Sintomas Os principais sintomas caracterizam-se pelo aparecimento de náuseas, vómitos, dores abdominais e diarreia. Aparecem entre 2 a 6 horas após a ingestão do alimento contaminado. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 94 5.4. Intoxicações Alimentares de Origem Fúngica Algumas espécies de bolores produzem determinados metabolitos tóxicos, designados por micotoxinas. As micotoxinas são metabolitos simples, de baixo peso molecular, sendo a maioria suficientemente termo-estável, resistindo a determinados tratamentos térmicos ou processos de desidratação, que são suficientes para destruir o micélio vegetativo dos fungos que as produziam. Outra característica das micotoxinas é a sua capacidade de circular na cadeia alimentar sem serem destruídas. Isto significa que alimentos de origem animal (carne e leite) podem estar contaminados por micotoxinas se o animal tiver sido alimentado por rações previamente contaminadas. Três géneros de bolores assumem particular importância na produção de micotoxinas: Aspergillus, Penicillium e Fusarium. 5.5. Infecções Alimentares Provocadas Por Outros Agentes Referem-se neste ponto, de forma breve, as infecções alimentares provocadas pelo protozoário Entamoeba histolytica, cujos sintomas são idênticos aos apresentados pela infecção alimentar provocada pelas espécies do género Shigella. 5.5.1. Protozoários parasitos, micotoxinas e vírus 5.5.1.1. Protozoários parasitos Os protozoários parasitos foram associados, durante muito tempo, a surtos de enfermidades em humanos por consumo de alimentos e água contaminados. Estes organismos são difíceis de inativar por sua alta resistência ao estresse ambiental. Incluem-se, aqui, membros dos grupos apicomplexa, microsporidia, flagelados, ciliados e amebas. 5.5.1.2. Apicomplexa Uma característica principal dos parasitos apicomplexa é a necessidade de um hospedeiro vertebrado, para que possam completar seu ciclo de vida e produzir oocistos infecciosos. Neste grupo, as espécies de Cryptosporidium, Cyclospora cayetanensis e Isospora belli habitam a mucosa intestinal e provocam diarreias em humanos, as espécies de Toxoplasma gondii habitam órgãos ou tecidos. Estes parasitos coccídios afetam tanto pessoas imunocompetentes como as imunodeprimidas, se bem que nas últimas provoquem sintomas mais severos e prolongados. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 95 O Cryptosporidium pode infectar animais. A espécie Cyclospora cayetanensis tem sido isolada exclusivamente de humanos e a Toxoplasma gondii infecta outros tecidos distintos da mucosa em humanos e provoca defeitos de nascimento cegueira e corioenterite Os ciclos de vida dos parasitos apicomplexos se produzem intracelularmente no hospedeiro. Para Cyclospora, Toxoplasma e Isospora, a esporogonia se dá fora do hospedeiro, requerendo o passar de um certo tempo, até que os oocistos se mostrem infecciosos em um novo hospedeiro, mas os oocistos de Cryptosporidium são segregados já esporulados e imediatamente infecciosos Figura 5: Oocistos de Cryptosporidium spp. (acima - esquerda), de Cyclospora cayetanensis (acima - direita), deIsospora belli (abaixo - esquerda) e de Toxoplasma gondii (abaixo - direita). Endereço web: http://www.faba.org.ar/fabainforma/424/IMG/peec04.jpg ehttp: //dpd.cdc.gov/dpdx/images/ParasiteImages/S- Z/Toxoplasmosis/T_gondii_cyst_brain.jpg 5.5.1.3. Cryptosporidium O gênero Cryptosporidium contém diversas espécies capazes de infectar os humanos. C. parvum foi a primeira espécie descrita e é um agente patogênico oportunista importante em pessoas imunodeprimidas. Nas pessoas com AIDS, provoca uma diarreia grave, com sintomas similares aos do cólera e debilitamento geral. Em pessoas imunocompetentes, provoca uma diarreia aguda, muito variável em intensidade, que remete espontaneamente. A criptosporidiose é http://www.faba.org.ar/fabainforma/424/IMG/peec04.jpg http://dpd.cdc.gov/dpdx/images/ParasiteImages/S-Z/Toxoplasmosis/T_gondii_cyst_brain.jpg http://dpd.cdc.gov/dpdx/images/ParasiteImages/S-Z/Toxoplasmosis/T_gondii_cyst_brain.jpg http://dpd.cdc.gov/dpdx/images/ParasiteImages/S-Z/Toxoplasmosis/T_gondii_cyst_brain.jpg ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 96 adquirida por ingestão de alimentos ou de água contaminados com oocistos de Cryptosporidium. A infecção se associa frequentemente a viagens, à exposição a animais de granja e à transmissão pessoa a pessoa em ambientes como residências de idosos e centros de atendimento médico. Têm-se dado surtos infecciosos associados ao consumo de água, de salada de frango ou de suco de maçã. O parasito tem sido identificado também em verduras destinadas ao consumo humano, tais como alface, brotos de sementes e outros. Os oocistos são muito resistentes à desinfecção padrão com cloro, requerendo concentrações mais altas e tempos mais prolongados de tratamento dos alimentos para sua inativação. 5.5.1.4. Cyclospora A ciclosporidiose é uma afecção emergente, mais comum nos trópicos e subtrópicos, nos quais tem caráter endêmico e assintomático. Contudo, as pessoas alheias à área endêmica mostram sintomas ao serem infetadas, o que sugere que a exposição ao parasito proporciona proteção imunológica. Se bem que possa ter origem hídrica, as epidemias mais notáveis nos EUA e no Canadá decorrem do consumo de grãos importados da América Latina, sendo este um tema confuso, pois as formas de transmissão precisam de tempo e de uma temperatura adequada para se mostrarem infecciosas, o que não se dá no transporte por via aérea. Os casos esporádicos são comuns, e o parasito é detectado, com frequência, em verduras e hortaliças. A ciclosporidiose se caracteriza por sintomas leves ou severos a incluírem náuseas, anorexia, dores abdominais, febre moderada e diarreia aquosa. O começo da enfermidade é repentino e os sintomas persistem numa média de sete semanas. C. cayetanensis, a espécie mais comum,infecta as células epiteliais do duodeno e do jejuno. 5.5.1.5. Toxoplasma A toxoplasmose (Toxoplasma gondii) é uma afecção muito comum em mamíferos e aves e passa ao homem por muitas vias: contaminação com oocistos do protozoário procedentes de fezes de felinos, consumo de carnes cruas ou de embutidos, de leite não pasteurizado, manipulação de carne crua (açougueiros, abatedores, cozinheiros), transplantes, etc. A carne de cordeiro, de aves, de cavalo e de gamo (similar ao cervo), são veículos frequentes de transmissão. Os gatos estão entre os principais hospedeiros e liberam oocistos em suas fezes, que são ingeridas por hospedeiros intermediários (animais de granja) através do alimento, da água ou do solo. Também podem ser fontes de contaminação direta para humanos quando em contato com esses animais. Os oocistos podem permanecer ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 97 viáveis durante anos em zonas úmidas e pouco expostas à radiação solar. Os oocistos não esporulados requerem 24 horas fora do hospedeiro para diferenciar-se a formas infecciosas. Quando são ingeridos, degrada-se sua parede, liberando esporozoítos. Estes invadem as células epiteliais e se multiplicam rapidamente, assexuadamente, produzindo taquizoítos. Na fase aguda da afecção, os taquizoítos podem passar pela barreira placentária, derivando em toxoplasmose congênita, mais grave no primeiro trimestre de gravidez. Suas manifestações podem se dar a curto prazo (aborto, parto prematuro, icterícia neonatal grave, encefalomielite neonatal, etc.), ou podem ser tardias (problemas visuais, coriorretinite, alterações psicomotoras). A toxoplasmose adquirida varia de assintomática a grave, dependendo da dose infecciosa e do estado imunológico da pessoa. A maioria dos casos passa inadvertida, pois a soropositividade em populações humanas pode chegar a 90%-100%. É uma das enfermidades associadas à AIDS. As medidas preventivas devem ser extremadas em qualquer tipo de imunodepressão e em grávidas. Figura 5: Esquema do ciclo de vida do Toxoplasma gondii Fonte: adaptado de Doyle e Beuchat 2007. Os oocistos de Cryptosporidium são imediatamente infecciosos porque são segregados já esporulados, diferentemente do que se dá com Cyclospora, Toxoplasma e Isospora, que precisam esporular fora do hospedeiro. 5.6. Microsporídios Os microsporídios, que já foram considerados protozoários parasitos, foram reclassificados como fungos, de acordo com os recentes estudos ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 98 filogenéticos. Os microsporídios estão implicados em enfermidades humanas associadas ao consumo de alimentos e águas e são capazes de se propagarem e de completarem seu ciclo de vida intracelularmente. Entre eles, há membros de cinco gêneros que podem provocar enfermidades em humanos: Encephalitozoon Enterocytozoon Septata Pleistophora Vittaforma. Nenhum deles mostra especificidade por tecido algum, com exceção do Enterocytozoon bienusii, que parece infectar somente o trato intestinal humano. A maioria das infecções por microsporídios se dá em pacientes com AIDS. A infecção se caracteriza por um grande volume de fezes aquosas. Ocasionalmente, infectam o trato biliar. 5.7. Flagelados, ciliados e amebas Flagelados, ciliados e amebas podem propagar-se em mais de um hospedeiro e todos podem provocar enfermidades em humanos e animais. O estágio infeccioso em todos os casos são os cistos. Uma vez ingeridos pelo hospedeiro, os cistos geram trofozoítos ou formas móveis que buscam colonizar as células do epitélio intestinal do hospedeiro. Não apresentam estágios intracelulares, porém, em contrapartida, unem-se, mediante estruturas especializadas, às superfícies do intestino e se alimentam com os nutrientes e restos celulares do epitélio intestinal. 5.7.1. Giardia Giardia lamblia é um flagelado considerado inicialmente como organismo comensal, é reconhecido como agente etiológico de diarreia aguda ou crônica em humanos. Infecta milhões de pessoas em todo o mundo, epidêmica ou esporadicamente. A maioria das infecções em humanos ocorre pelo consumo de água e alimentos contaminados ou por transmissão fecal-oral direta, sobretudo quando havendo um contato direto entre pessoas, como se dá no caso das creches, ou em práticas homossexuais. Os trofozoítos possuem um disco sugador, pelo qual se unem à superfície do intestino. A ingestão de 10 ou menos cistos pode levar à infecção. A Giardia provoca transtornos intestinais diarreicos, com má absorção, especialmente nas crianças, podendo-se confundir esses sintomas com disfunção pancreática, intolerância ao glúten e à lactose. Às vezes, é uma afecção recalcitrante, que não responde ao tratamento efetuado com os fármacos habituais. É o agente etiológico mais frequente nas ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 99 epidemias de diarreia por consumo de água, estando a causa mais comum no tratamento insuficiente da água ou na contaminação cruzada com águas fecais. Os cistos de Giardia exigem tratamento prolongado com cloro para sua inativação e resistem ao congelamento, mas se inativam rapidamente sob água fervente. 5.7.2. Balantidium Balantidium coli é um ciliado que também provoca diarreia em humanos. E se a infecção não for tratada, pode provocar colite ulcerosa. É um parasito comum em porcos, mas pouco prevalente em humanos. O parasito se enquista e é liberado pelas fezes. 5.7.3. Amebas Diversas espécies de amebas podem infectar humanos. A maioria delas formada por comensais e não provocam enfermidades. No entanto, outras podem provocar diarreia, disenteria, ou amebomas, se a infecção não for debelada. Entamoeba histolytica, habitual em climas quentes, é a ameba causadora da disenteria amebiana ou amebíase intestinal aguda. É a terceira enfermidade parasitária em termos de importância. Transmite- se principalmente por contaminação de alimentos e bebidas, sendo favorecida pelo baixo nível econômico. Trata-se de uma infecção muito grave que, se não corretamente diagnosticada e tratada, pode progredir, afetando o fígado (abscesso amebiano hepático), os pulmões e outras localizações. As pessoas infectadas liberam, pelas fezes, cistos e trofozoítos, sendo os primeiros resistentes às condições ambientais. Uma vez ingeridos, geram trofozoítos que colonizam o intestino grosso, onde se multiplicam, voltando a enquistar-se. A maioria dos pacientes se mostra assintomática, inclusive quando liberando cistos pelas fezes. Em outros casos, o parasito pode invadir a mucosa e provocar uma ulceração que se estende desde a superfície do intestino, passando pela lâmina própria, até a camada muscularis mucosa. O parasito se dissemina lateralmente, provocando uma úlcera sob a forma de frasco. A infecção pode progredir para colite ulcerosa amebiana e provocar perfuração da parede intestinal. Os pacientes apresentam diarreia com muco e sangue nas fezes, dor nas costas, tenesmo, desidratação e inflamação intestinal. Pode progredir para colite fulminante. Outra forma de apresentação da infecção é o ameboma, similar a um carcinoma, mas que não necessariamente provoca dor. As amebas também podem disseminar-se para o fígado, provocando danos severos. Outros protozoários intestinais, como Entamoeba coli,Iodoamoeba e Endolimax, são agentes de transtornos intestinais leves, pois não têm capacidade invasiva. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 100 Se a infecção por Entamoeba histolytica não é tratada a tempo, pode progredir rumo ao fígado, aos pulmões e a outras localizações. 5.8. Intoxicações provocadas por mofos A maioria dos fungos mofos que contaminam os alimentos acelera sua deterioração e os tornam inadequados ao consumo, semperigo para a saúde. No entanto, alguns produzem toxinas, conhecidas como micotoxinas, que podem ocasionar enfermidades graves. Os mofos costumam desenvolver-se na parte superficial do alimento mas, no caso de produzirem micotoxinas, estas penetram em seu interior, razão pela qual sempre que um alimento apresente um aspecto mofado é conveniente desfazer-se completamente dele e não limitar-se a eliminar somente a parte visivelmente afetada. A conservação de alimentos em ambientes úmidos e temperados favorece o desenvolvimento de mofos; daí se recomendar a prevenção contra estas intoxicações. Por um lado, conservando os alimentos, sempre evitando excesso de umidade, especialmente com relação a produtos secos e desidratados, como legumes, frutos secos, leite em pó, farinha, cereais diversos, etc.; e, por outro, não consumindo, jamais, um alimento com aspecto mofado. As enfermidades que se produzem no ser humano e nos animais como consequência da ingestão de micotoxinas denominam-se micotoxicoses. Quando um alimento apresenta um aspecto mofado, é conveniente desfazer-se completamente dele e não limitar-se a eliminar somente a parte visivelmente afetada. 5.8.1. Micotoxinas As micotoxinas são geradas pelo metabolismo de certos mofos que crescem sobre os alimentos de origem vegetal, como os cereais, as sementes oleaginosas, as frutas e as verduras, entre outros, em condições favoráveis de umidade e temperatura e que, por sua vez, podem ser consumidos por animais e, em consequência, encontrar-se no leite, em ovos e na carne. Aproximadamente, 250 espécies de mofos têm a capacidade de produzir micotoxinas sobre um grande número de alimentos de origem vegetal e animal. Os mofos ou seus esporos se veiculizam no ar e na poeira, ainda que também por insetos e roedores. São conhecidas mais de 140 micotoxinas pertencentes a diferentes famílias químicas, como cumarinas, peptídeos cíclicos, esteroides, antraquinonas, pironas e nonadrinas, entre outras. Em geral, todas elas são estáveis sob as temperaturas com que se tratam os ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 101 alimentos e sob pH ácido, razão pela qual, assim que presentes no alimento, não é viável sua inativação. Sua capacidade de difusão ao interior do alimento é regulada pela solubilidade do princípio ativo e pela quantidade de água contida no alimento; as micotoxinas hidrossolúveis migram facilmente nos alimentos líquidos e semissólidos, mas não nos duros e secos. Entretanto, a priori, nunca se tem garantias quanto ao saber se, ao descartar a camada externa de um alimento mofado, elimina-se completamente a toxina. Possivelmente, o fenômeno toxicológico relacionado a mofos melhor conhecido seja o ergotismo, em razão do esporão-do-centeio ou Claviceps purpurea, que adquiriu caráter epidêmico em diversos países europeus, sobretudo na Idade Média. Os afetados do então chamado "fogo de Santo Antônio" eram acusados de bruxaria. O C. purpurea contamina cultivos de cereais, especialmente de centeio, mas também de aveia e seus efeitos toxicológicos se devem a alcaloides derivados do ácido lisérgico. A sintomatologia é variada e patente, podendo aparecer alterações vasculares periféricas assim como convulsões e movimentos descontrolados, consequência da afecção nervosa central. Têm-se descrito outras intoxicações por diversas espécies de Claviceps, como um ergotismo gangrenoso decorrente da aveia contaminada, ou por milho contaminado com C. fusiformis, que produz um alcaloide tóxico, distinto daquele produzido pelo C. purpurea. De todas as micotoxinas, as aflatoxinas são as que se apresentam como de maior importância na alimentação humana. Os mofos produtores de aflatoxinas podem crescer em ambiente sob temperatura entre 5ºC e 45ºC; a temperatura ideal ao desenvolvimento de Aspergillus flavus é de 37ºC e, para a produção das toxinas, de 27ºC. Os alimentos de origem vegetal são mais propensos a atuarem como substratos, inclusive os condimentos, ainda que possam desenvolver-se em carnes e derivados. Entre as aflatoxinas, cabe destacar: B1, B2, G1 e G2, junto às M1 e M2que são produtos do metabolismo das duas primeiras, respectivamente, sendo possível encontrá-las no leite dos mamíferos. De todas elas, a que apresenta mais toxicidade a menores doses é a B1 e, mesmo se tendo descrito intoxicações agudas com alterações hepáticas graves, o principal problema está na ingestão de pequenas quantidades, inclusive na ordem do ng/kg, de maneira continuada, em virtude de seu poder cancerígeno; de fato, há uma correlação direta entre consumo de alimentos mofados e frequência de câncer no fígado, em determinados grupos de população. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 102 As aflatoxinas são as micotoxinas de maior importância na alimentação humana. As espécies de Fusarium também produzem diversas toxinas (zearalenona, como o nivalenol ou o deoxinivalenol, fumonisinas, etc.), algumas das quais se associando ao câncer de esôfago em humanos. Muitas destas toxinas têm sido encontradas em grãos destinados ao consumo animal. O deoxinivalenol é o triotezeno mais comum em grãos, daí se verificar um maior risco de aparecimento nos produtos acabados. Têm-se detectado traços desta toxina em alimentos como: pão de trigo, massas, milho, cereais matinais, pipocas de milho e cerveja. A toxina é muito estável ao calor, o que justifica sua presença em produtos transformados. 5.9. Vírus e agentes subcelulares Os alimentos não são substratos adequados à multiplicação de vírus, mas atuam como veículos, com o que podem alcançar por via oral o homem e os animais. Os vírus entéricos humanos são responsáveis por grande parte das enfermidades associadas ao consumo de alimentos no âmbito mundial. Águas, mariscos, frutas, hortaliças e verduras contaminadas por águas residuárias ou manipuladores em fase de eliminação de vírus constituem os alimentos que mais frequentemente provocam infecções virais. Os vírus são relativamente termossensíveis e não sobrevivem aos processos de cocção, razão pela qual se associem ao consumo de alimentos crus, principalmente. Como norma profilática, cabe apenas o emprego de medidas higiênicas gerais, tanto referentes ao pessoal como aos utensílios e às instalações, evitando-se a contaminação depois do tratamento térmico sofrido pelos alimentos e submergindo em água clorada os vegetais a serem consumidos crus. 5.9.1. Norovírus Os norovírus, entre os quais se incluindo o vírus de Norwalk e outros relacionados, estão entre os principais agentes de infecções alimentares, com um número estimado de 50 milhões de casos por ano. Pertencem à família dos Calicivírus e contêm uma só molécula de RNA monocatenário. Transmitem-se por via fecal-oral. Os moluscos crus, especialmente as ostras, concentram ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 103 os vírus presentes na água. Também se transmitem por outros alimentos não cozidos, prontos para o consumo, contaminados por pessoas infectadas. A infecção por norovírus cursa com náuseas, vômitos, diarreia, dores abdominais e, ocasionalmente, com dores de cabeça e febre leve. Estes sintomas podem durar de 1 a 3 dias. A dose infecciosa é muito baixa, inferior a 100 partículas de vírus. As partículas virais são muito resistentes durante o armazenamento sob refrigeração e ao congelamento, assim como ao pH ácido do estômago. Quando chegam ao intestino delgado, infectam as células da mucosa intestinal e as lisam, liberando novas partículas víricas. A liberação de partículas de vírus nas fezes pode durar até uma semana após a remissão dos sintomas da enfermidade. 5.9.2. Vírus da hepatite A A hepatite A é provocada por um Picornavírus, que pode transmitir-se aos alimentos e à água ao entrar em contatocom as fezes das pessoas infectadas. Estas podem contaminar os alimentos marinhos, sendo de maior risco os que são consumidos crus como as ostras. Os manipuladores de alimentos infectados podem contaminar facilmente os alimentos, tais como saladas ou sanduíches. A sintomatologia inclui icterícia, anorexia, vômitos e mal-estar. A infecção se localiza no fígado, já que o vírus se multiplica nos hepatócitos, liberando partículas víricas ao trato digestivo através da bílis. O vírus apresenta um período de incubação de até 50 dias e começa a liberar-se nas fezes, 10 a 14 dias antes de aparecem os sintomas da enfermidade na pessoa infectada, o que abre uma janela de risco importante para sua transmissão involuntária. A hepatite infecciosa típica se desenvolve em quatro fases: A primeira se caracteriza pela replicação do vírus, mas com ausência de sintomas. Na segunda fase, pré-ictérica, que costuma durar de 5 a 7 dias, as pessoas podem sofrer anorexia, náuseas, vômitos, alterações no sabor, artralgia, fadiga, urticárias e prurido. A terceira fase, ou icterícia, caracteriza-se por um escurecimento da urina, as fezes apresentam-se com cor pálida, há icterícia e dores no quadrante direito do tórax, com hepatomegalia. A liberação do vírus nas fezes e o estado de viremia são máximos ao começo da fase de icterícia e persistem durante os seguintes 7 - 28 dias de duração dessa icterícia. Durante a última fase, ou fase de convalescença, os sintomas remetem e as enzimas hepáticas voltam a seus níveis normais. Ainda que a icterícia ocorra em menos de 10% das crianças menores de 6 anos, apresenta-se em 40% - 50% das crianças de ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 104 maior idade e em 70%-80% dos adultos que são infectados pelo vírus. O Picornavírus é o vírus causador da hepatite A. Na maioria dos casos, a infecção é moderada e desaparece espontaneamente. Porém, em pessoas idosas pode apresentar um caráter mais grave, com quadros de complicação como falha hepática aguda, hepatite colestásica e hepatite recorrente. Às vezes, aparecem outras manifestações diversas. A mortalidade é muito baixa, de 0,1%. 5.9.3. Outros vírus A poliomielite foi a primeira enfermidade vírica transmitida por alimentos e pela água a ter sido descrita. Não obstante, graças aos intensos programas de vacinação, a enfermidade está erradicada em muitas regiões do mundo. Os Astrovírus provocam também um elevado número de infecções por ano. São vírus RNA de cadeia simples. Provocam diarreias, após um período inicial de incubação de 3 a 4 dias. A recuperação pode durar de 2 a 3 dias, até 15 dias. Os Rotavírus são vírus RNA de dupla cadeia. São responsáveis por grande parte das diarreias infantis, chegando a afetar aproximadamente um milhão de crianças por ano. Também se transmite por via fecal-oral direta e, às vezes, também através da água e dos alimentos. Esta via de transmissão é difícil de combater nos centros pré-escolares e nos jardins de infância. Os principais sintomas da enfermidade incluem diarreia aquosa, febre e, às vezes, vômitos, durante 4 a 8 dias. 5.10. Príons As encefalopatias espongiformes, diferentemente das intoxicações e toxinfecções alimentares clássicas, não são provocadas por vírus nem por bactérias e fungos nem por parasitos, mas por príons. Trata-se de proteínas com sequências aminoacídicas iguais às existentes no organismo humano com funções específicas relacionadas ao transporte de metais, mas que se diferenciam por uma variação em sua estrutura secundária. Estas proteínas anômalas atravessam as membranas celulares, induzindo nas proteínas normais a mudança de conformação estrutural. Os príons são ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 105 resistentes à degradação celular ordinária e se acumulam especialmente nas células nervosas cerebrais, formando placas características da enfermidade. Existem dois tipos de encefalopatias espongiformes: uma se apresenta em pessoas com mutações genéticas que produzem proteínas com dobramentos anômalos. O outro tipo é a enfermidade adquirida por contágio. A transmissão infecciosa é muito eficaz entre indivíduos da mesma espécie, sendo menos entre indivíduos de diferentes espécies. A origem da epidemia de Encefalopatia Espongiforme Bovina (EEB) britânica ou "doença da vaca louca" se deu no contágio interespécies dos príons do scrapie ou prurido lombar das ovelhas, enfermidade conhecida há, pelo menos, dois séculos. Os descartes de ovelhas enfermas incorporados no Reino Unido à ração destinada ao gado bovino sem tratamento térmico suficiente para inativar os príons parece ter sido a via de contágio dos príons às vacas loucas. Posteriormente, comprovou-se que a proteína também pode ser transmitida das vacas infectadas para os humanos, também por via alimentar. A enfermidade provocada por príons teve origem com a epidemia de encefalopatia espongiforme bovina ou "doença da vaca louca" no Reino Unido. Os primeiros sintomas da enfermidade são depressão e ansiedade, seguidos por perda da memória, da coordenação, da visão e pela perda de peso, à medida que o sistema nervoso é destruído; finalmente, verificam-se perda da fala e rigidez corporal. Esta nova variante do Mal de Creutzfeldt-Jakob é uma doença mortal e sem tratamento. As medidas profiláticas a considerar se baseiam no abate e na incineração dos indivíduos pertencentes a rebanhos de gado bovino e ovino entre os quais estejam animais que apresentem encefalopatia espongiforme. A enfermidade ataca os neurônios e os animais manifestam comportamentos estranhos: isolam-se do rebanho, raspam-se insistentemente contra paredes, cercas e árvores e têm contínuos tremores. ISCED CURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 106 5.11. Exercícios de AUTO-AVALIACAO 1. São factores de risco para transmissão de Listeria monocytogenica os seguintes excepto: e) Os tratamentos de lavagem não eliminam a bactéria da superfície dos vegetais f) P equipamento de processamento pode ser uma fonte importante de contaminação g) As superfícies de corte e os tecidos danificados permitem a saída de nutrientes que facilitam o crescimento da bactéria h) As cifras iniciais de Listeria reduzem durante armazenamento prolongado do produto sob refrigeração 2. Sobre Salmonella é correcto afirmar excepto e) Fermenta a glicose com produção de gás f) Reduzem nitratos a nitritos g) Fermentam a lactose h) São membros da família Enterobacteriaceae 3. Indique 3 alimentos frequentemente envolvidos em casos de salmonelose. R: Ovos, carnes semi cruas, leite 4. Diferencie a intoxicação alimenta da toxinfeccao alimentar. R: a intoxicação alimentar é ocasionada pela ingestão de toxinas microbianas pre-formadas no alimento antes de ser consumido, enquanto, a toxinfecao acontece quando a toxina é produzida pela bactéria no intestino apos a sua ingestao. 5. As aflatoxinas são as micotoxinas de maior importância na alimentação humana V 6. Os norovírus, entre os quais se incluindo o vírus de Norwalk e outros relacionados, estão entre os principais agentes de infecções alimentares, com um número estimado de 50 milhões de casos por ano. V 7. A hepatite A é provocada por um Picornavírus, que pode transmitir-se aos alimentos e à água ao entrar em contato com as fezes das pessoas infectadas. V 8. Os Rotavírus são vírus RNA de dupla cadeia. São responsáveis por grande parte das diarreias infantis, chegando a afetar aproximadamente um milhão de crianças por ano. V 9. Giardia lamblia é um flagelado considerado inicialmente como organismo comensal, é reconhecido como agente etiológico de diarreia aguda ou crônica em humanos. Infecta milhões de pessoas em todo o mundo, epidêmica ou esporadicamente. V ISCEDCURSO: Nutrição; 1° Ano Disciplina/Módulo: MICROBIOLOGIA 107 10. Entamoeba histolytica, habitual em climas quentes, é a ameba causadora da disenteria amebiana ou amebíase intestinal aguda. É a terceira enfermidade parasitária em termos de importância. V 5.12. Exercícios para AVALIAÇÃO 1. Quais são as três estirpes diferentes de E. Coli de acordo com a natureza da infecção que podem provocar a infecção? 2. Caracterize os dois tipos de encefalopatias espongiformes que conhece. 3. Indique 3 alimentos frequentemente envolvidos em casos de salmonelose. 4. QUAIS são as micotoxinas de maior importância na alimentação humana? 5. Quais são os esponsáveis por grande parte das diarreias infantis? 5.13. Referências Bibliográficas DENNIS, C. (1987). Microbiology of Fruits and Vegetables. In: Essays in Agricultural and Food Microbiology, Norris, J., R. & Prttipher, G., L. (eds), New York: 227-259. EGAN, A.F. & ROBERTS, T.A. (1987). Microbiology of Meat and Meat Products. In: Essays in Agricultural and Food Microbiology, Norris, J.,R. & Pettipher, G.,L.(eds), New York: 167-197. HOBBS, G. (1987). Microbiology of Fish. In: Essays in Agricultural and Food Microbiology, Norris, J.,R. & Pettipher, G.,L. (eds), New York: 199- 226. ICMSF (International Comission on Microbiological Specifications for Foods), (1980). Microbial Ecology of Foods: Factors Affecting Life and Death of Microorganisms. Vol.I, Academic Press, Inc., New York, 332 p.