Microbiologia: Receptores e Micróbios

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Microbiologia
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→ Quando todos os receptores estão “ocupados” temos uma microbiota completa ou composta, então quando um microorganismo causador de doença entra no organismo não consegue se fixar a nenhum receptor e assim não desencadeia a doença.
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→ O conceito de receptor específico é a explicação do porque hepatite se manifesta no fígado por exemplo. O órgão deve ter receptores específicos para fixar o microorganismo patológico e causar doença.
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→ No intestino a bactéria da microbiota normal é a Escherichia coli que esgota os receptores impedindo a fixação de microorganismos patológicos no intestino e evitando doenças. A E. coli também sintetiza o complexo B, a vitamina K (coagulação) e o anticorpo gerado para combatê-la também combate o Haemophylis influenza (causador da meningite viral) em função da homologia imunológica.
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 O Mundo dos Micróbios
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O Mundo dos Micróbios
	Reino Animal						Reino Vegetal
	Reino Protista (1866 – Haeckel)
Baseados na estrutura nuclear
→ Reino Protista:- Protista Superior (eucarióticos)
			 - Protista Inferior (procarióticos)
	→ Protistas Superiores:	
 - algas (exceto das cianofíceas)
			 - protozoários
			 - fungos
			 - mixomicetos
	→ Protistas Inferiores:	- bactérias
					- algas cianofíceas
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Os procariotos são os menores organismos e os mais simples estruturalmente. 
Em termos evolutivos, eles são também os mais antigos organismos da Terra (foram encontrados fósseis de cerca de 3,5 bilhões de anos). E, consistem de duas linhagens distintas: Bacteria (ou eubactéria) e Archea. 
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EUBACTÉRIAS
Maior grupo 
Inclue todos os procariotos de importância na medicina 
Habitam o solo, superfície das águas e tecidos de outros organismos (vivos ou em decomposição). Pequeno número de espécies que habitam ambientes de condições extremas. 
Algumas espécies são fotossintéticas 
Nenhuma espécie produz metano 
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ARQUEOBACTÉRIAS
Menor grupo 
Até agora não se conhece nenhuma espécie de importância na medicina 
Alta proporção habita ambientes em condições extremas: halófilas (Mar Morto), termoacidófilas (60 a 80ºC, sulfobactérias) e metanogênicas (pântanos, interior do tubo digestivo de insetos (cupins) e herbívoros) 
Nenhuma espécie fotossintética 
Todas as espécies são produtoras de metano por redução do CO2. 
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Nomenclatura das bactérias:
	→ Protista inferior, aclorofilado, microscópico, móvel ou imóvel.
	1) É binominal (gênero e espécie)
	2) Gênero (letra maiúscula) e espécie (letra minúscula)
	3) Todo em latim ou todo em português
* no microscópio vemos só o gênero, a espécie vai ser identificada através dos dados clínicos do paciente para identificar a doença.
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Morfologia e grupamento:
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→ Forma esférica: cocos ou coccus
	a) Esfera perfeita – Estafilococo ou Staphylococcus
	b) Ovalada – Estreptococo ou Streptococcus
	c) Riniforme – Neisseria
	d) Lanceolada ou chama de vela -Pneumococo
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→ Forma em bastão ou bastonete reto: bacilo
	a) Extremidade em ângulo reto – Bacillus
	b) Extremidade arredondada – sufixo bacterium
	c) Bastonete (bacilo curto) – cocobacilo
	d) Forma filamentosa – actinomyces
	e) Extremidade alongada e corpo espesso – fusobacterium
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→ Forma espiralada: 
	a) Spirillum – imóvel, sempre mantém o mesmo número de espirais
	b) Spirochaeta – flexível, não tem número constante de espirais
	c) Vibrião – pedaços ou segmentos de espirais. Flagelos maiores que o corpo
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Grupamento bacteriano: 
Staphylococcus
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Streptococcus
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Neisseria e Pneumococos (diplococos aos pares)
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Estreptobacilo (bacilo em cadeia) – Bacillus antracis
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– Paliçada – Corinebacterium diphyteriae
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Irradiada – Actinomyces
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Globias (envolvido em uma substância mucóide denominada Gleia) – Mycobacterium leprae
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Bactérias agridem por 3 maneiras:
	1º) Agressão mecânica: número de células bacterianas (carga infectante)
	2º) Injúria nutricional: competição da bactéria pelo substrato
	3º) Injúria bioquímica: exotoxinas (sinônimo de veneno, causa intoxicação, a bactéria sintetiza a toxina) e endotoxinas (tóxico para o indivíduo)
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Fases da infecção:
	→ Exposição (lag-fase)
	→ Incubação
	→ Fase prodornal (cefaléia, hipertermia, mialgia, astenia, anorexia; sintomas comuns ao início de qualquer doença)
	→ Fase aguda (sintomas característicos)
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Toxina= Resíduo do metabolismo bacteriano que é tóxico para nosso organismo
* exotoxina: a bactéria produz a toxina e a libera.
** endotoxina: a bactéria produz a toxina porém não a libera, a toxina fica na parece celular, é termorresistente. A exotoxina termolábil (morre ao aquecer).
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Ecologia bacteriana:
	→ Fatores ecológicos:	
 
 - abióticos
	 - bióticos
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→ Abióticos: - temperatura
			 - pH
			 - umidade
		 - substrato
			 - habitat
			 - potencial de oxi-redução
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→ Bióticos:	 
 - sinergismo (quadro patológico associado a + uma espécie)
		- sistema predatório (microorganismo potencialmente patológico = microorganismo anfíbio = microorganismo indígena) [Flora* normal]
*o termo correto é microbiota.
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→ Partes assépticas do organismo:	
- útero
- estômago
- rins			sem flora
- cérebro
- uretra superior
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→ Parasitos patogênicos: não pertencem à flora indígena.
	→ Saprófitas: não pertencem à flora indígena, mas se atingirem ao homem são incapazes de produzir doenças.
	→ Bacteremia: bactéria de passagem na corrente sanguínea.
	→ Septicemia: microorganismos que fazem da corrente sanguínea seu habitat.
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Nicho ecológico: 
local onde bactérias têm as mesmas necessidades 
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Citologia bacteriana
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Membrana celular ou Citoplasmática
1) Membrana plasmática: constituída de fosfolipídios e proteínas. Os lipídios constituem uma dupla camada com seus grupos polares orientados para fora e as cadeias apolares voltadas para dentro da membrana. As proteínas ficam imersas na película lipídica.
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Membrana celular
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Funções:
 	- transporte ativo de elétrons na cadeia respiratória.
			- onde ocorre a produção de ATP pelo processo de fosforilação oxidativa.
			- permeabilidade seletiva (trocas iônicas e de substâncias alimentares para o meio intracelular).
			- ligada à divisão da célula e do núcleo.
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Parede celular
2) Parede celular: pode ser G+ e G-.
 G+ contém apenas uma camada e G- é formada por duas camadas. 
A G- tem uma segunda camada chamada membrana externa.
Entre a membrana externa e a membrana citoplasmática está o espaço periplasmático, onde se encontra o peptidoglicano.
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- Camada comum: basal, Mureína ou peptidoglicano.
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* o peptidoglicano é um heteropolímero formado por dois tipos de aminoaçúcares e aminoácidos. Os aminoaçúcares são a N acetil glicosamina e o ácido N acetil murâmico.
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** o peptidoglicano é a estrutura que confere rigidez à parede e que determina a forma da bactéria e a protege da lise osmótica em meio hipotônico.
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os aminoaçúcares formam uma cadeia entre eles através de ligações glicosídicas e a lisozimas destroem essas ligações (peptidoglicano destruido).
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→ Após as bactérias G+ serem atacadas pela lisozima, elas perdem a forma e ficam conhecidas como protoplasto. 
Já a G- perde a forma, mas ainda resta a membrana externa, não matando esse tipo de bactéria que se torna um esferoplasto.
 Ambas se tornam arredondadas, pois sem o peptidoglicano a forma original se perde.
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→ As ligações glicosídicas que unem a N acetil glicosamina
ao ácido N acetil murâmico na cadeia ao glicano podem ser rompidas pela ação da lisozima, levando a bactéria à morte.
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→ G+: sob a ação da lisozima perdem a parede celular e se torna um protoplasto. Fica arredondada. 
Nesse tipo de bactéria 40 à 90% do peso seco é peptidoglicano.
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→ G-: também com a lisozima tem sua camada de peptidoglicano afetada, mas por causa da membrana externa não morre, mas perde sua forma se tornando um esferoplasto. 
Fica arredondada. 
Nessas bactérias 10% do peso seco é peptidoglicano. Possui proteínas.
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→ Pode ter ácidos tecóicos na parede ligados ao peptidoglicano ou a lipídeos da membrana citoplasmática (aí são chamados lipotecóicos) que atravessam a parede celular e podem ser detectados como antígenos.
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	3) Cápsula: fica sobre a parede de muitas bactérias.
	- Natureza polissacarídica (carboidratos)
	- Constitui um dos antígenos de superfície
	- Importante fator para a virulência (macrófagos não fagocitam bactérias capsuladas)
	- Confere resistência à fagocitose (ácido hialurônico; ele está entre as células do corpo)
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4) Flagelos: estruturas protéicas longas e delgadas.
	- Ligados à motilidade, bactérias que possuem flagelos são móveis.
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5) Fimbrias ou Pili: estruturas curtas e finas das bactérias G-.
	- Natureza protéica, não relacionadas à motilidade e sim à adesão.*
	- Pili sexual: responsável pela conjugação (troca de informação através do pili sexual [elaboração de toxinas e fenômeno de resistência]).
	
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Pili sexual
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Fímbrias ou Pili
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6) Esporos: só possíveis nos gêneros Bacillus e Clostridium. 
- Forma que a bactéria assume ficando inerte até encontrar ambiente propício
	- Dão origem ao endósporo – célula dormente (forma de resistência)
	- Tem início quando os nutrientes bacterianos se tornam escassos ou quando a oferta de O2 não é a apropriada.
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Etapas da formação
	1º) divisão do material genético
	2º) invaginação da membrana plasmática segregando uma porção do citoplasma da célula vegetativa que é denominada cerne ou protoplasto do esporo.
	3º) sintetização da parede, córtex, capa e exospório.
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Esporo
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1: cerne; desidratado para evitar a entrada de calor (calor úmido > calor seco).
2: parede; contém peptidoglicano.
3: córtex; peptidoglicano especial que é sensível à lisozima.
4: capa; camada rígida composta de proteína semelhante à queratina.
5: exospório; membrana lipoprotéica que contém também aminoácidos.
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- O esporo tem resistência aos agentes químicos devido à impermeabilidade da capa protéica (proteção dada pela proteína semelhante à queratina).
	- Resistência ao calor devido à alta desidratação do cerne e ao alto teor de dipicolinato de cálcio.
	- Várias enzimas, exotoxinas e antibióticos são produzidos somente durante a fase de esporulação.
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Seqüência de micrografias mostrando a formação de um endosporo. 
Certas espécies de bactérias tem a capacidade de formar endósporos, altamente resistentes ao calor, dessecação e outros agentes físicos e químicos, capaz de permanecer em estado latente por longos períodos e de germinar dando início a nova célula vegetativa. Isso permitem que a célula sobreviva em condições desfavoráveis. 
 
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7) Organelas citoplasmáticas: 
	- Cromossomo: um cromossomo circular constituído por uma única molécula de DNA bicatenário. Cora-se com corante de Feulgen. Contém todas as informações necessárias à sobrevivência da célula.
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- Plasmídeos: moléculas menores que o DNA cromossômico, também circular, não codificam características essenciais. Podem existir em número variável dispersos no citoplasma.
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Os plasmídeos contém geralmente um ou dois marcadores selecionáveis que conferem uma vantagem selectiva à bactéria que os abriga, por exemplo, a capacidade de construir uma resistência a antibióticos. A resistência advém da presença de pelo menos um gene que codifique uma enzima capaz de neutralizar um determinado antibiótico. 
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. A existência de plasmídeos com diversos genes de resistência a diferentes antibióticos é um problema no tratamento de doenças bacterianas: com a utilização generalizada de antibióticos, os plasmídeos evoluiram de forma a conferir multirresistências aos seus hospedeiros bacterianos, tornando essas doenças de difícil tratamento.
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Muitos destes plasmídeos contêm adicionalmente "genes de transferência", que codificam proteínas capazes de formar pili através dos quais as bactérias transferem plasmídeos entre si, contribuindo para a proliferação de estirpes multirresistentes.
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Todos os plasmídeos contém pelo menos uma sequência de DNA que serve como uma "origem de replicação" ou ori (um ponto inicial para a replicação de DNA), e que permite ao DNA do plasmídeo replicar-se independentemente do DNA cromossômico. 
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A ori é uma sequência específica de cinquenta a cem pares de bases e a sua presença é obrigatória para que haja replicação do plasmídeo.
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- Ribossomas: sao muitos, ligados à síntese protéica.
- Grânulos de reserva: as células procariontes não apresentam vacúolos, armazenam suas substâncias de reserva sob a forma de grânulos.
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8) Material genético: 
- Ácidos nucléicos (DNA e RNA)
- 4 pares de bases	 A e T (adenina e timina*)
			C e G (citosina e guanina)
*no RNA a timina é substituida pela uracila (U).
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9) Membrana externa:
	- Dupla camada lipoprotéica (lipopolissacarídeos, lipoproteínas, porinas)
	- Lipopolissacarídeo (LPS), também conhecido como endotoxina
	- A porção lipídica: efeito tóxico e polissacarídeo (PS), é o antígeno somático – AgO – de bactérias G-.
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* Ag somático – no corpo da bactéria – AgO
* Ag capsular – na cápsula da bactéria – AgK, AgVi
* Ag flagelar – no flagelo da bactéria móvel – AgH
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→ Penicilina: bacteriostática, impede a síntese da parede celular (transformando a bactéria num protoplasto ou esferoplasto).
→ Lisozima: bactericida, hidrolisa (mata) a parede celular já formada. Ela destrói as ligações glicosídicas do peptidoglicano.
 
Parede celular destruída: protoplasto / esferoplasto.
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→ Membrana celular: permeabilidade seletiva, está abaixo da parede celular e acima do citoplasma.
→ Mesossomas: invaginações da membrana ligadas à divisão da célula e da estrutura nuclear.
→ Flagelos ou cílios: mobilidade, formados por flagelina, uma proteína fibroelástica.
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Quanto ao número de flagelos:
→ Atriquias: não possui flagelo.
→ Monotriquias: possui um flagelo.
→ Anfitriquias: possui um flagelo em cada extremidade.
→ Lofotriquias: possui um tufo de flagelos em uma extremidade.
→ Anfilotriquias: possui um tufo de flagelos em cada extremidade.
→ Peritriquias: possui flagelos em toda a superfície.
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→ Fímbrias ou Pili: submicroscópicas, de natureza protéica, aglutina hemácias de aves.
	→ Pili sexual: oco internamente, onde há passagem de carga genética de uma bactéria doadora para uma bactéria receptora.
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Citoplasma:
	→ Água, substâncias protéicas, ribossomas (síntese de proteínas), vitaminas, sais minerais, pigmentos, inclusões* orgânicas e inorgânicas (Fe, Ca, S), lipídios.
*inclusões metacromáticas: azul de metileno cora em vermelho.
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Núcleo:
	→ Não tem nucléolo ou membrana nuclear.
 
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Meios de cultura
Cultivo, crescimento e reprodução:
	→ Meios de cultura*:
	- Fonte de C (glicose)
	- Fonte de N (peptona)
	- Fonte de íons orgânicos
	- Fatores de crescimento
*meio de cultura: são preparados especiais para o crescimento de bactérias fora de um organismo vivo.
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→ Quanto à temperatura:
	- Psicrófila: cresce de 0-20oC
	- Mesófila: cresce de 20-40oC
	- Termófila: cresce acima de 40oC
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→ Quanto à respiração:
	- Aeróbias: necessita de O2.
	- Microaerófilas: só vivem com quantidade pequena de O2.
	- Anaeróbias facultativas ou estritas: as facultativas são mais resistentes porque podem viver como anaeróbias ou microaerófilas, já as anaeróbias estritas só sobervivem na ausência de O2.
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→ Tipos de meio de cultura:
	- Meio líquido: caldo, só as bactérias aeróbias sobrevivem.
	- Meio sólido: Agar-agar, só as bactérias aeróbias sobrevivem.
	- Meio semi-sólido: com uma dose insuficiente de Agar-agar em uma coluna alta proporciona vários níveis de oferta de O2. Na superfície, onde há O2, sobrevivem as bactérias aeróbias; mais abaixo, com menor oferta de O2, sobrevivem as bactérias microaerófilas; no fundo, sem O2, sobrevivem as bactérias anaeróbias.
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A bactéria tem metabolismo próprio, seu crescimento é extracelular. 
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Quanto às exigências nutritivas:
	→ Autotróficas: grande capacidade de síntese (saprófitas da natureza). A única fonte de C é o CO2 atmosférico.
	→ Mesotróficas: grandes exigências para a sobrevivência (glicose, sangue, aminoácidos).
	→ Hipotróficas: não têm capacidade de síntese, são obrigadas a parasitar uma célula viva (vírus, riquetzias).
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Fatores de crescimento:
	→ Estimulantes: glicose (cresce mais rápido).
	→ Essenciais: sangue para hemófilos.
*importante: a temperatura deve ser 36-37oC; o pH 7,2-7,4; e a concentração do substrato.
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Divisão celular ou multiplicação:
Alterações nucleares: o DNA é duplicado.
Formação do septo transversal: pela invaginação da membrana.
Septação celular: total, se não for total forma-se o plasmodesmo.
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Na conjugação bacteriana, duas bactérias unem-se temporariamente através de uma ponte citoplasmática. Uma das células, denominada doadora, duplica parte do cromossomo e passa para outra célula, denominada receptora, unindo-se ao cromossomo dessa célula. A célula ficará com constituição genética diferente daquela das duas células iniciais. 
2. A transdução acontece através da contaminação de uma bactéria por algum vírus. Este pode incorporar ao seu DNA partes do DNA da bactéria e quando infectar outra bactéria e esta sobreviver a contaminação apresentará novas características.
3. A transformação ocorre quando uma bactéria incorpora moléculas de DNA existentes em seu meio e esta passa a ter novas características.
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Conjugação bacteriana
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Transdução
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Transformação
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→ Multiplicação:
	- Repicagem:	3-4h – não há aumento
				3-4h à 10-12h – crescimento (progressão geométrica)
				12-18h – estacionamento
				18h em diante – diminuição (progressão aritmética)*
*nunca chega à zero, exceto três tipos de bactérias, Pneumococo, Meningococo e Gonococo que chegam ao zero em três dias.
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 Fases de crescimento
→ Meio de cultura:				→ Organismo vivo:
A)	Lag-fase (adaptação)			Incubação (sem sintomas)
B)	Fase logarítmica de crescimento		Infecção aguda (sintomas)
C)	Fase estacionária				Infecção crônica (latente)
D)	Fase de declínio ou morte*			Cura
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*não morrem com a mesma rapidez que se multiplicam, a fase D é em progressão aritmética. A morte ocorre porque há esgotamento de substrato no meio.
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Fatores de agressão:
	1) Constituintes somáticos (no corpo da bactéria).
	2) Enzimas e toxinas.
	→ Bactéria: célula viva (metabolismo próprio), excreta seus resíduos que são tóxicos para o organismo.
	→ Toxinas: produto do metabolismo da bactéria. Exotoxinas (G+, termolábil); endotoxinas (G-, termorresistente).
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- Ex.: Streptococcus:	Colinesterase (enzima da gangrena gasosa)
					Hialuronidase (dissolve o ácido hialurônico)
 
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Importância ecológica e econômica das bactérias
 
As bactérias são decompositores após morrerem, animais, plantas e outros seres estes são decompostos por fungos e bactérias. Não só o corpo sem vida pode ser decomposto, mas também dejetos e secreções como urina, fezes são processados por bactérias.
 Estes organismos degradam a matéria orgânica sem vida em moléculas simples que são liberadas no ambiente e podem ser novamente utilizadas por outros seres (TRABULSI, 1999). 
 
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Quimioterapia Antibacteriana 
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→ É o tratamento e a prevenção de doenças infecciosas com substâncias químicas capazes de destruir e inibir os microorganismos sem causar prejuízo aos hospedeiros. Tem toxicidade seletiva.
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→ Quimioterápico ≠ Antibiótico; um quimioterápico é qualquer substância química usada em terapia e um antibiótico é toda e qualquer substância química produzida por um microorganismo que em grandes diluições tem a capacidade de destruir outros tipos de microorganismos ou paralisar seu crescimento. Todo antibiótico é um quimioterápico, mas nem todo quimioterápico é antibiótico.
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→ Quimioterápicos de uso de superfície agem:
	- Coagulando proteínas
	- Liberação de O2 nascente (corantes [violeta de genciana], sais de metais pesados [mercúrio cromo, mertiolate, metafen).
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→ São de superfície porque se injetados parenteralmente podem levar a um quadro tóxico grave.
	- Tirotricina (band-aids): nefrotóxica e tóxica para o miocárdio
	- Neomicina: ototóxica e nefrotóxica
	- Bacitracina: nefrotóxica
	- Polimixina: nefrotóxica e neurotóxica
	- Anfotericina: nefrotóxica e neurotóxica
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Princípios fundamentais da quimioterapia:
	1) Ação tóxica seletiva.
	2) Capacidade de destruir ou inibir uma ou mais espécies de microorganismos.
	3) Ter baixo peso molecular (facilita a penetração e a difusão).
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Substância: 				 Peso molecular:
	- Penicilina (1º antibiótico descoberto)			356
	- Estreptomicina						579
	- Sulfadiazina						250
	- Menor molécula do corpo (Ac)				150000 à 1000000
	4) Ter baixa ou nula toxicidade para o hospedeiro na concentração bacteriostática.
	- Índice quimioterapêutico: dose terapêutica / dose mínima
	- Antibiótico menos tóxico: penicilina (IQ = 2000000)
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Mecanismo de ação:
	1) Antagonismo competitivo:
	- Caso das sulfas
	- As bactérias resistentes precisam de ácido fólico pronto, por isso a sulfa não funciona matando-as.
	- As bactérias sensíveis sintetizam o ácido fólico (ácido glutâmico + pteridina + PABA) e pegam a sulfa ao invés do PABA.
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2) Inibição da síntese da parede celular da bactéria (antibióticos): impedindo que se forme a parede celular nas células filhas (bacteriostáticas).
	- Todas as penicilinas
	- Antibióticos do grupo das cefalosporinas
	- Bacitracina
	- Novobiocina
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3) Inibição da função da membrana plasmática (bactericida):
	- Polimixinas B	
	- Estreptomicina
	- Colistin
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4) Inibição da síntese do ácido nucléico (DNA): impede a multiplicação da bactéria.
	- Actinomicina
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Quimioterápicos de uso local:
	1) Corantes
	2) Sais de metais pesados (bicloreto de mercúrio e derivados: mercúrio cromo, metafen, mertiolate; nitrato de prata: grande ação gonococcida [protargol, arginol]).
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*Técnica de Credé: nitrato de prata 1% no globo ocular. É aplicada em recém-natos para evitar a oftalmia neonatal (cegueira do recém-nato).
	3) Halogênios
	4) Oxidantes (H2O2)
	5) Quimioterápicos verdadeiros (antibióticos)
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Antibióticos:
	1) Definição: toda e qualquer substância química produzida por um microorganismo que em grandes diluições tem a capacidade de destruir outros tipos de microorganismos ou paralisar seu crescimento.
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2) Ação bactericida ou bacteriostática (99%). Os antibióticos inibem os microorganismos, quem os mata são as nossas resistências inespecíficas.
	- Pequeno espectro de ação: bacitracina, eritromicina
	- Largo espectro de ação: penicilina semi-sintética, tetraciclina, cloranfenicol
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3) Classificação:
	- Antibióticos x G+ (bacitracina, penicilina,
cefalotinas, eritromicina)
	- Antibióticos ativos x Estafilococos
	- Antibióticos x G-
	- Antibióticos x Mycobacterium
	- Antibióticos de largo espectro de ação
	- Antibióticos x fungos ou antimicóticos
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Penicilina: 1º antibiótico isolado “in vitro”. Menos tóxicos, mais problemas de sensibilização. 
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*misturando a procaína leva mais tempo para a penicilina ser eliminada.
**400000 U Penicilina = 300000 P G sódica + 100000 P procainada.
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→ Para a atuação mais rápida diminui-se o espaço entre as tomadas (para manter a concentração alta). 
Para a concentração alta a 1ª dose será dobrada ou triplicada nas seguintes.
	→ Depois das penicilinas biossintéticas (semissintéticas – largo espectro). Elas foram obtidas a partir do ácido 6 aminopencilânico (ampicilina, hetacilina) e agem sobre estafilo, BAAR, penicilina resistente.
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→ Depois, a Estreptomicina (tóxica para o 8º nervo craniano – vestíbulo coclear – dá labirintite e surdez) é terapêutica de primeira linha em casos de tuberculose (Estreptomicinas, PAS, Hidrazida).
	→ Depois as Ciclinas:	Tetraciclinas
					Oxitetraciclinas (tem um OH num radical; nome comercial: terramicina)
					Clorotetraciclinas (tem um Cl num radical, nome comercial: aureomicina)
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→ Depois apareceu o cloranfenicol: com uso prolongado se torna tóxico (ação sobre os órgãos fornecedores de leucócitos). 
Crianças só devem tomá-lo por 1-3 dias, se for necessário por mais de uma semana, deve-se fazer um hemograma.
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Sulfas:
→ Foram descobertas em 1935 por Domagh. 
Está relacionada ao corante Prontosil rubrum (vermelho). 
Domagh verificou que injetando o corante num cobaio e depois Estafilococos, o cobaio não morria. Logo, o corante protegia, pois tinha algo antimicrobiano.
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→ O corante é composto de duas moléculas (uma colorida e inativa e uma incolor de ação antimicrobiana; a primeira sulfa).
	→ Quando injetava o corante ele se separava em duas moléculas. A incolor foi isolada e constituiu a 1ª sulfa conhecida como terapêutica (a sulfanilamida). 
Seu núcleo básico é o seguinte:
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*a partir da modificação deste H2 da sulfanilamida apareceram todas as sulfas atuais.
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→ As sulfas constituem um pó branco cristalino, inodoro, solúvel em água. Elas têm grande aplicação contra bactérias G- como Meningococos, Shigella, E. coli. Também contra bactérias G+ como Estafilococos, Estreptococos, clamídias e protozoários.
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→ Hoje, em grandes partes das amostras, o organismo não reage a elas (em função do exagerado uso quando descobertas).
	→ Na meningite usa-se a Sulfadiazina porque tem característica de atravessar as meninges e concentrar-se no líquor (líquido céfalorraquidiano). Ela é aplicada junto a antibióticos.
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→ Sulfas atuais formadas a partir da Sulfanilamida:
	Sulfametazina 	→	(nefrotóxica)
	Sulfapiridina		→	(nefrotóxica)
	Sulfadiazina		→	(é a menos tóxica, usada em terapêutica)
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→ As sulfas são eliminadas rapidamente pelo fígado (distribuição) e pelos rins (eliminação). Posologia: 4/4h. 
A partir daí foram conseguidas sulfas lentas que se mantêm no sangue sem ser eliminadas rapidamente (sulfametoxipiridazina e sulfametoxinina). 
Posologia 1g em 24h, depois 0,5g em 24/24h mantendo a concentração. Seus nomes comerciais são Lederkin e Madrigon. 
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CONCEITO DE BIODIVERSIDADE E SEUS FUNDAMENTOS EXPERIMENTAIS
Biodiversidade é modernamente entendida no seu sentido mais amplo como a multiplicidade dos seres vivos presentes na biosfera.
Compreende três níveis principais:
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DIVERSIDADE GENÉTICA OU MOLECULAR= o da informação contida nos genomas ou nos componentes moleculares que deles resultam (proteínas estruturais, enzimas, etc.)
DIVERSIDADE TOXONOMICA OU ORGANISMAL= o dos próprios organismos, desde a espécie até às categorias hierárquicas mais elevadas e das suas características.
DIVERSIDADE ECOLÓGICA= o das comunidades presentes nos diversos ambientes ou ecossistemas.
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A variedade de organismos existentes atualmente resultou de um longo processo evolutivo que se traduziu numa diversificação de características, atividades e interações, que só atualmente tem sido mais cuidadosamente avaliadas.
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O conceito da biodiversidade, exclusivamente ligado aos organismos de maiores dimensões (animais e plantas), é prática corrente.
 A biodiversidade tende a aumentar e não diminuir como se apregoa, pois no próprio dia em que temos a informação do desaparecimento de uma determinada espécie animal, temos informação da eventual compensação dessa perda pela acumulação do conhecimento de centenas de novas espécies microbianas descobertas.
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DIVERSIDADE DE METABOLISMO ENEGÉTICO E DE FONTES DE CARBONO
RESPIRAÇÃO
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O conceito respiração engloba todos os modos em que uma substância química , orgânica ou inorgânica, funciona como fonte de energia, gerando um gradiente iônico transmembranar- que já é uma forma de energia- subsequentemente utilizado na fosforilação associada àquela membrana; 
o ATP assim formado pela ATP-sintase da membrana celular, nas bactérias, ou ma membrana interior das mitocôndrias dos eucariontes, é a outra forma de energia.
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Quando o receptor de elétrons for o Oxigênio, a respiração designa-se Respiração Aeróbia, e se o receptor for outra substância ( nitrato, sulfato, enxofre, dióxido de carbono, ferro férrico) a respiração recebe o nome de Respiração Anaeróbia. 
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Autotrofismo= fonte de carbono inorgânica, geralmente CO2, mas por vezes também CO.
Nitrificação= os dadores são o amônio (na eubactéria Nitrosomonas), que passa a nitrito (na eubactéria Nitrobacter) que passa a nitrato; o receptor final é o oxigênio . 
Sulfuricação- (eubactérias Thiobacillus), o dador de elétrons é um composto reduzido de enxofre, ou o próprio enxofre, que se oxidam a sulfato; os receptores são o oxigênio (respiração aeróbica).
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A espécie Thiobacillus ferrooxidans media uma respiração aeróbia onde a fonte de energia é o ferro ferroso (Fe2) que passa a férrico(Fe3), e o mesmo é utilizado como receptor final de elétrons numa respiração anaeróbia, mediada pelas eubactérias Bacillus e Pseudomonas em que o dador de eletrons é o hidrogênio.
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Além do ferro, outros metais como o arsênio e o manganésio, podem participar em processos respiratórios aeróbios.
O hidrogênio pode entrar em outras respirações: nas arquebactérias metanogenicas o receptor é o dióxido de carbono, nas arquebacterias dependentes de enxofre elementar, o receptor é o própeio enxofre; e na eubactéria Hydrogenomonas faz respiração aeróbia ( receptor oxigênio).
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Desnitrificação= 
respiração anaeróbia, em que o nitrato é o receptor final de elétrons e os dadores podem ser orgânicos ou inorgânicos
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Fotossíntese
Fotossíntese
 É um processo energético em que a fonte de energia é a luz.
Nela se localizam os processos contendo transporte de elétrons, em que clorofilas ou bacterioclorofilas intervêm na formação do gradiente iônico transmembranar.
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As fontes de poder redutor são: a água, nas plantas, nas algas e nas cianobactérias, que realizam todas elas uma fotossíntese com clorofilas; o sulforeto, em algumas cianobacterias e em quase todas as eubactérias que fazem fotossíntese com bacterioclorofilas; outras com enxofre, com o hidrogênio ou o ferro ferroso.
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Fermentação
Fermentação:
Na fermentação a fosforilação se dá a nível do substrato e não deve ser confundida com respiração anaeróbia.
Nas fermentações mais conhecidas, a fonte de energia ( e dador inicial e elétrons), é um açúcar que se cinde durante o processo, originando um composto que funciona como dador e outro como receptor final de elétrons.
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Na fermentação alcoólica, tópica da levedura Saccharomyces e algumas bactérias , o receptor final é o acetaldeído e os produtos
finais são o etanol e o dióxido de carbono, enquanto na fermentação homoláctica (Streptococcus e Lactobacillus), o receptor de elétrons é o piruvato e os produtos são o lactato e o dióxido de carbono.
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Na fermentação ácida mista, (Escherichia), há produção dos ácidos lático, acético e fórmico, além de hidrogênio e dióxido de carbono.
Existe também a fermentação propionica e a fermentação butirica (Propionibacterium e Clostridium.
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O Clostridium faz outra fermentação onde tanto os dadores como receptores de elétrons são aminoácidos que vem do meio exterior (fermentação de Stickland), com libertação de amoníaco, dióxido de carbono e ácidos carboxílicos e com fosforilação a nível do substrato( por isso é fermentação!) e no caso dos aminoacidos conterem enxofre, liberta sulforeto e recebe o nome de putrefação.
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DIVERSIDADE DE COMPORTAMENTO NO AMBIENTE FÍSICO.
RELAÇÕES DE TEMPERATURA
Os organismos comportam-se diferentemente com a variação dos fatores ambientais. Relativamente à temperatura, conhecem-se seres vivos que se multiplicam a variadas gamas de temperatura, desde que a água de mantenha líquida, isto é, desde temperaturas inferiores a 0 graus C até temperaturas superiores a 100 graus C.
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Psicrófilos= organismos que tem temperatura ideal máxima inferior a 25o C
Termófilos=aqueles que tem a temperatura máxima superior a 50o C
Mesófilos= os que tem temperatura máxima entre 25o C e 50o C.
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Alguns microrganismos por gostarem de temperaturas muito elevadas, recebem o nome de hipertermófilos, categoria que se situa dentro dos extremófilos.
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Microbiologia do AR
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O ar não constitui um habitat bacteriano. As bactérias existem no ar somente como contaminantes acidentais. 
Muitos agentes patogênicos são entretanto, transmitidos através do ar por partículas de poeira ou por resíduos secos de gotículas de saliva e medidas de controle são por esta razão, empreendidas.
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Tipos de partículas infectantes
Os microrganismos patogênicos são encontrados no ar, associados a dois tipos de partículas:
os resíduos de perdigotos evaporados após exalação (núcleo de perdigotos)
as partículas de poeira, estas, de tamanho muito maior.
Estes dois tipos de partículas são muito diferentes no que se referem à sua origem, sua maneira de sedimentação significado na doença e nos métodos para estima-las e controla-las. Algumas dessas diferenças resumidamente são assim:
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ORIGEM DAS PARTÍCULAS NO AR:
Núcleo de perdigotos: Evaporação de perdigotos eliminados pelas vias respiratórias através de espirros, tosse e fala ( ordem decrescente de importância)
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Partículas de poeira : Movimentos que causam o espargimento de partículas a partir da pele, roupas; deslocamento do ar suficientes para redistribuir poeiras antes sedimentadas.
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CARACTERES DA SEDIMENTAÇÃO :
Núcleo de perdigotos: Permanecem indefinidamente em suspensão, como resultado de deslocamentos insignificantes de ar ( velocidade média de sedimentação em ar parado: 0,04 pés/minuto).
Partículas de poeira : Sedimentam-se rapidamente no solo ( velocidade média de sedimentação= 1,5 pés/minuto). Redistribuídas por movimentos intensos de ar.
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GERMES POR PARTÍCULA : 
GERMES POR PARTÍCULA : 
Núcleo de perdigotos= Raramente mais que um.
Partículas de poeira= Geralmente numerosos.
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ACESSO A TECIDOS SUSCEPTÍVEIS E SIGNIFICADO NA DOENÇA:
Núcleo de perdigotos= depositados nos pulmões; provavelmente responsável pela maioria das infecções pulmonares.
Partículas de poeira= depositados na superfícies externas e nas vias respiratórias superiores.
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CARACTERÍSTICAS EPIDEMIOLÓGICAS:
Núcleo de perdigotos- Epidemias que se propagam ( doenças transmitidas em série, de pessoa a pessoa)
Partículas de poeiras- Epidemias associadas a determinados locais como reservatórios de infecção.
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MEDIDAS DE CONTROLE :
Núcleo de perdigotos = ventilação, irradiação ultra violeta do ar, evaporação de glicóis.
Partículas de poeira = Prevenção do acúmulo do material infectante, p/ex= esterilizando a roupa comum e a de cama ;
Prevenção de dispersão, p/ex= untando os assoalhos e a roupa de cama e utilizando dispositivos corretos para a ventilação. 
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VIABILIDADE DE GERMES TRANSPORTADOS PELO AR:
Tantos os germes encontrados nas partículas de poeiras como nos perdigotos, perdem a viabilidade no ar e a cinética da sobrevivência é semelhante à tabela abaixo. 
 6-│
 5-│
 4-│
 3-│
 2-│
 1-│
 0-│___/___/___/___/___/___/___ 
 10 20 30 40 50 60 minutos
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A presença de 2 populações com taxas de mortes diferentes, provavelmente reflete diferenças no microambiente das partículas, em vez de diferentes genéticas nos organismos.
As taxas de morte são acentuadamente afetadas pela umidade e temperatura do ar e há grandes diferenças entre diferentes espécies de germes.
 Em geral, organismos que são normalmente transportados pelo ar são mais resistentes à inativação que germes que são normalmente transportados pela água.
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EPIDEMIOLOGIA DAS INFECÇÕES PROPAGADAS POR NÚCLEOS DE PERDIGOTOS:
Em epidemias que se propagam, há série de casos, ou “gerações”, ocorrendo em conseqüências de um período de incubação que intervém entre casos sucessivos. Em cada geração, o número de casos novos (C), o número de infectados ( I ) e o número de susceptíveis (S) estão relacionados de acordo com a seguinte equação:
C= K I S (1),
 onde K é uma constante representando a taxa efetiva de contato.
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Para infecções propagadas por núcleo de perdigotos, K relaciona-se com o volume de ar inspirado por um ser susceptível (s), o número de doses infectantes (i) liberadas pela fonte de infecção, e o volume de ar que passa através do espaço onde se dá o contato (V), todos medidos no mesmo intervalo de tempo, pela seguinte equação: 
 K = si/V (2)
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 Para que ocorra uma epidemia, a relação C/I deve ultrapassar 1; quanto maior a razão C/I, mais severa é a epidemia. Uma vez que a equação pode ser disposta desta forma:
C/I = KS (3),
 verifica-se que a severidade de uma epidemia é diretamente proporcional a K, a taxa efetiva de contato, e a S, o número de susceptíveis.
Estas simples equações podem ser usadas para alguns cálculos esclarecedores.
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 Por exemplo, numa epidemia de sarampo numa escola, onde houve contato na área bem definida de uma sala de aula, K foi estimada pela equação (1) como sendo 0,1. Sendo conhecidos tanto S quanto V, pode calcular-se “i” pela equação (2). 
Achou-se um valor igual a 270. Assim, cada individuo infectante liberou vírus de sarampo suficiente para infectar 270 pessoas. 
 Isto representou 1 dose infectante por cada 3000 pés cúbicos de ar, volume respirado por 10 crianças durante o intervalo de tempo utilizado para o cálculo.
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Em tais condições portanto, a probabilidade de infecção nas crianças foi de 1 para 10. (Uma vez que a distribuição das partículas se dá ao acaso, há uma probabilidade de 1 para 3 em tais condições , que nenhuma criança se infecte. O acaso pode portanto exercer um papel importante, em definir se vai ou não ocorrer uma epidemia.
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CONTROLE DE INFECÇÕES TRANSMITIDAS PELO AR:
São indicadas algumas medidas de controle para as infecções pelo ar.
O acúmulo de germes infecciosos nas vestes e utensílios pode ser diminuído com uma lavagem bactericida no final dos processos de lavanderia ou com esterilização pelo calor quando possível.
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A dispersão da poeira pode ser diminuída, untando ou umidecendo os cobertores e assoalhos; as disposições dos sistemas de ventilação, entretanto, com freqüência, limitam o que se pode realizar com tais medidas.
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As medidas de controle para
infecções transmitidas por núcleo de perdigotos incluem as seguintes:
Ventilação sanitária 
Combinando-se as equações (2) e (3), obtem-se a (4) C/I=si/Vs
Onde Vs é o volume de ar por susceptível. Assim, a severidade de uma epidemia, bem como a probabilidade de iniciar-se, ( que são proporcionais a C/I ), são inversamente proporcionais a Vs. 
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Para conseguir-se um valor para C/I menor que 1 o valor correspondente de Vs poderá exigir 1 mudança de ar por minuto sob condições normais de tamanho e ocupação do aposento. Isto equivale a 5 vezes mais que o suprido por instalações normais de condicionamento de ar.
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Irradiação ultra violeta
O uso de luz ultra violeta pode realizar o equivalente de 1 mudança de ar por minuto, devido à morte dos organismos encontrados no ar.
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Isto pode ser feito, seja instalando-se lâmpadas UV de alta intensidade nos condutos de ar, ou por irradiação das camadas superiores de ar do aposento, através de lâmpadas indiretas.
 Este último método exige boa mistura das camadas superior e inferior, do ar, mas esta condição é lograda em muitas situações. Podem ser colocadas barreiras ou cortinas de ultravioleta nas entradas dos aposentos, de maneira que o pessoal possa passar rapidamente, sem se prejudicar com a irradiação.
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MICROBIOLOGIA AQUÁTICA 
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Uma parte importante das doenças que afetam a humanidade é transmitida por águas contaminadas. 
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Embora grande parte do mundo desenvolvido conte com sistemas de tratamento de efluentes aquosos, torna-se cada vez mais necessário e urgente alargar o tratamento dos efluentes aquosos ao maior número de zonas possível, de forma que as descargas das águas residuais, provenientes das atividades humanas tenha o menor impacto possível sobre os ecossistemas aquáticos.
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As bactérias podem decompor aeróbia ou anaerobiamente matéria orgânica.
 Quando em um lago ou rio existe uma grande quantidade de substâncias orgânicas, como esgoto e não há suficiente oxigenação desta massa de água, acontece a decomposição anaeróbia ou putrefação. 
Pode-se promover a decomposição aeróbia de matéria orgânica em estações de tratamento de esgoto, produzindo aeração do esgoto, aumentando a quantidade de oxigênio dissolvido na água, assim entram em ação as bactérias aeróbias que causam o processo de biodegradação do esgoto, sistema conhecido como "lodo ativado". As bactérias anaeróbias metanogênicas também podem ser utilizadas para a biodigestão de matéria orgânica de esgotos e lixo doméstico em tanques chamados biodigestores.
 
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Estação de tratamento de água 
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 Os tratamentos de efluentes que se revelam menos onerosos, por um lado, e mais eficientes por outro, são os tratamentos biológicos, sendo cada vez maior o papel que a biotecnologia desempenha nesse tipo de tratamentos, permitindo uma maior compreensão dos fenômenos envolvidos em cada etapa. Temos tipos aeróbicos e anaeróbicos, incluindo a remoção do azoto e de fósforo.
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Embora o globo terrestre seja, visto do espaço, rodeado por uma enorme massa de água, o certo é que apenas 2,5% do total da água é água doce.
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A indústria consome 20% dos recursos hídricos, a agricultura 70% e apenas 10% são encaminhados para uso doméstico.
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Segundo o Water Resources Institute, 26 países onde vivem 250 milhões de pessoas, não dispõe do que se considera o mínimo vital de água, correspondendo a 1000m3/ pessoa/ ano.
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Esta situação tende a agravar-se com o aumento da população mundial, que passará dos atuais 6000 milhões para 9000 milhões de pessoas em 2050. Segundo o UNEP, o programa de proteção ambiental das Nações Unidas, dentro de 25 anos, 25 países africanos, juntamente com a Índia e a China, entrarão em stress hídrico.
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Tudo isso demonstra que a água doce, sendo um recurso escasso, apresenta ainda o problema de sua má distribuição pelo mundo.
A Finlândia tem dezenas de vezes mais água disponível do que o Egito. Existem países que dependem quase 100% de água fornecida pelos vizinhos, como é o caso da Holanda.
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O corpo humano é composto 70% de água. Por isso, qualquer pessoa pode sobreviver a várias semanas sem comer, porém bastam 7 dias para que qualquer um morra de sede.
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Fácil notar que a água pode se tornar um veículo para várias doenças como vemos no quadro a seguir:
Bactérias
Salmonella typhi Salmonella paratyphi Salmonella spp.Shigella spp.Vibrio cholerae Eschirichia coli Campylobacter spp 
Febre tifóide Febre paratifóide Gastrenterites Disenteria bacteriana Cólera Gastrenterites Infecções intestinais
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Vírus
Enterovírus :
Meningites, Hepatites, Poliomielites, etc
Rotavírus:
Diarréias e enteritis
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Protozoários:
Entamoeba histolytica : Disenteria amebiana
Giardia lamblia :Giardíase
Naegleria fowleri :Meningoencefalite
Cryptosporidium spp. : Diarréia
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Helmintos
Taenia saginata :Teníase
Schistossoma spp. : Esquistossomose
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Visto isso, a fim de manter a saúde de uma população é conveniente que a água de beber sofra um conjunto de tratamentos que impeça a propagação de doenças e para aumentar o volume de água disponível tratavel para uso doméstico é necessário que os cursos de águas naturais, assim como as águas subterrâneas não sejam poluídas.
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A qualidade da água dos rios pode ser classificada em 4 categorias:
Classe 1- Boa qualidade
Trata-se de um rio com pouco teor de nutrientes (nitratos e fosfatos), baixo teor de matéria orgânica, saturado com oxigênio dissolvido, rico em fauna de invertebrados, adequado à presença e à vida de salmonídeos ( necessário uma concentração em oxigênio dissolvido de no mínimo, 6mg/l.
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Classe 2- Qualidade aceitável
Trata-se de um rio com poluição orgânica e de nutrientes moderada, bem oxigenado, rico em fauna e flora, densa população piscícola embora com poucos ou nenhum salmonideos (salmões, truta ).
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Classe 3- Qualidade medíocre
Braços de rio com carga orgânica elevada, concentração baixa de oxigênio dissolvido, sedimentos com zonas anaeróbicas, eutrofização ocasional, população piscícola baixa ou ausente, morte periódica de peixes.
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Classe 4- Qualidade muito baixa
Braço de rio com excessiva carga orgânica poluente, períodos prolongados de muita baixa concentração de oxigênio ou mesmo ausência total de oxigênio dissolvido, sedimentos predominantemente anaeróbios, peixes totalmente ausentes.
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Apenas os rios das categorias 1 e 2 são são aceitáveis para produção de água potável, sendo simples com a categoria 1 e mais complexo na 2.
A matéria orgânica e o azoto amoniacal introduzidos nos cursos de água pela decomposição natural dos animais e das plantas, são necessários a manutenção da vida aquática.
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Em período normal, as matérias introduzidas vão desaparecendo devido ao sistema de depuração natural. Assim os acidentes subaquáticos, os rápidos, os redemoinhos, as quedas de água vão promovendo a oxigenação natural do curdo da água. 
Os microrganismos presentes vão decompondo a matéria orgânica através de seus processos metabólicos. Os microrganismos que se desenvolveram, vão servir de pasto a protozoários, os quais também servirão de alimento a outro conjunto de organismos invertebrados, numa cadeia trófica que termina nos animais superiores= peixes, moluscos, batráquios, insetos, aves, etc, e incluem o próprio homem.
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Tudo desmorona, porém, quando a introdução de matérias orgânicas e azoto amoniacal é excessiva. Os microrganismos passam a consumir demasiado oxigênio e os peixes, asfixiam.
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O azoto amoniacal em meio alcalino, tende a prevalece sobre a forma de amoníaco dissolvido, o qual é tóxico para a fauna aquática. Por outro lado, os nitratos provenientes da lavagem dos solos agrícolas pelas águas pluviais podem transformar-se em
nitritos pelas bactérias naturalmente presentes no estômago e intestino, o que pode ocasionar cancro de estômago e esôfago no adulto e anemia em crianças.
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Muitas moléculas importantes e indispensáveis aos seres vivos possuem o elemento nitrogênio. A captação do nitrogênio e a sua incorporação à cadeia alimentar é feita pelas bactérias do solo e pelas cianobactérias. Estes organismos são os fixadores de nitrogênio. Tais microorganismos procariontes absorvem o N2 que passa a fazer parte de substâncias orgânicas de suas células. Quando morrem, estas bactérias liberam nitrogênio ao ambiente sob a forma de amônia (NH3).
 A amônia pode ser utilizada pelas plantas, ou pode ser processada por outras bactérias do solo, as bactérias nitrificantes. Estas liberam ao solo nitratos (NO3-) como produto de sua atividade metabólica. 
 
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Os nitratos são a forma de nitrogênio que melhor as plantas podem assimilar. As bactérias do gênero Rhizobium são fixadoras de nitrogênio e se associam a vegetais da família das leguminosas (feijão, soja). Estas bactérias vivem em simbiose com as leguminosas, estas formam nódulos nas suas raízes, onde dentro vivem as bactérias, que absorvem o nitrogênio do ar e com este sintetizam substâncias nitrogenadas, também utilizadas pela planta hospedeira. Em contrapartida, a leguminosa fornece açúcares e outros compostos orgânicos às bactérias de seus nódulos.
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Nódulos formados em leguminosas. 
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Atualmente, a explosão demográfica, tende a aumentar a pressão poluente sobre os cursos de águas naturais e além da poluição orgânica e amoniacal, são crescentes os problemas de poluição com nutrientes= nitratos e fosfatos e poluição por metais pesados e pesticidas.
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Principais poluentes encontrados após descargas de efluentes em rios:
Ácidos e álcalis
Anions- sulfuretos, sulfatos, cianetos
Detergentes
Esgoto doméstico ou de instalações agropecuárias
Efluentes de indústria agro-alimentares
Gases( cloro, amoníaco)
Calor
Metais
Nutrientes (fosfatos e nitratos)
Óleos e gorduras 
Resíduos orgânicos tóxicos (formaldeídos e fenóis)
Patógenos
Pesticidas
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Estação de tratamento de efluentes
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Há cerca de 200 anos, a deterioração dos cursos de água pela poluição orgânica não era um problema grave. 
Porém se tornou preocupante com o advento da industrialização, e o aumento da população em aglomerados urbanos, notados a partir do século XIX.
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Em 1820 a população de Londres era de 1250000 habitantes, tendo levado 120 anos a passar de 500.000 habitantes para aquele valor. Todo lixo doméstico era lançado em fossas, periodicamente esvaziadas para fertilizar os campos circundantes.
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Em 1843, foram encerradas em Londres, 200.000 fossas, tendo sido construída uma rede de esgotos que escoriam diretamente para o rio Tamisa. Apareceram surtos epidêmicos de cólera, assim como odores exatamente desagradáveis que chegavam a encerrar os trabalhos do Parlamento Britânico.
O ano de 1858 passou para a História como o “Ano do Grande Fedor 
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Tratamento das águas residuais
Em 1865 foram construídos 3 interceptores que escoavam os efluentes 10 milhas distantes de Londres, com a maré vazante.
A situação de Londres melhorou, porém foi altamente degradada a situação a 10 milhas.
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A partir de 1889, a Comissão Metropolitana para o Tratamento de Esgotos recomendou a separação dos sólidos e posterior descarga em alto mar.
Em 1920 foram instaladas 3 estações experimentais de tratamento biológico e em 1928 uma estação de tratamento de grandes dimensões.
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O rio Tamisa ficou sem peixes entre 1915 a 1960, em meados da década de 60 começou a apresentar grande variedade de peixes cada vez maior e no final do século XX, tinha centenas de espécies diferentes.
O lançamento de esgotos no mar, tem ocasionado grande impacto ecológico.
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Somente no século XX, anos 80, que vieram a construir estações de tratamento de esgoto.
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Considerando que a população humana é de cerca de 6000 milhões de pessoas, produzindo cada uma delas em média, e quando dotadas de saneamento básico, 120 litros de efluentes, constatamos que o volume total das águas tratadas diariamente no mundo já excede hoje os 70 milhões de metros cúbicos.
90% dos habitantes do mundo ainda não dispõe de efluentes tratados.
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Foto de Estação de tratamento de esgoto
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Fases de tratamento
Em geral, há 4 fases de tratamento das águas residuais, as quais podem não ser todas utilizadas, o que depende das características iniciais do efluente a tratar.
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Nos processos biológicos de tratamento, o objetivo é, por um lado, mimetizar os processos de autodepuração natural, em que se põem em jogo ecossistemas. 
Por outro lado, para aumentar a velocidade do tratamento, intensificando o processo de autodepuração. 
Enfim, os atuais sistemas biológicos de tratamento, correspondem à concepção de ecossistemas artificiais.
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Inicia-se dando melhores condições de desenvolvimento: pH, temperatura, nutrientes, oxigênio ( no casos de aeróbios), desagregação dos sólidos.
Faz-se um conjunto de operações físicas de separação de sólidos no que se denomina tratamento preliminar ( crivagem, tamisagem, desaeração) onde os sólidos da dimensão de centímetros e as partículas de areia são removidos.
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A partir daí, segue o tratamento primário.
 Uma parte das substâncias em suspensão não fica retida, devido ao seu tamanho e densidade, nas peneiras, desaeradores ou desengorduradores. Essas substâncias não podem ser separadas pelo processo de flutuação, por serem mais pesadas que a água.
Com a decantação primária se consegue eliminação de 50-60% das matérias em suspensão do efluente. As partículas que se depositam são na maioria de índole orgânica e arrastam consigo bactérias, havendo consequentemente uma redução da carência bioquímica de oxigênio (CBO) e descontaminação biológica. 
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A água residual permanece no decantador primário de 1 a 3 horas afim de permitir uma sedimentação maior das partículas sólidas em suspensão.
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Tratamento secundário:
Consiste num reator biológico que trabalha em aerobiose ou anaerobiose, conforme a comunidade microbiana ativa necessite ou não de oxigênio, afim de assegurar a eliminação da matéria orgânica.
Temos a partir daí, a Biomassa ativa em suspensão –lamas ativadas ou sistemas de lagunagem ou Biofilmes, fixados em partículas sólidas ou em superfícies –tanques percoladores, dos biodiscos ou dos leitos de macrófitas.
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Esquema geral de Estação de Tratamento de águas residuais(ETAR) de lamas ativadas
Tratamento preliminar
Decantação primária
Tanques de lamas ativadas
Decantação secundária
Digestão anaeróbia das lamas
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Os esquemas de funcionamento dos bioreatores de lamas ativadas podem ser variados:
Pistão, mistura completa, alimentação escalonada, contato/estabilização, arejamento prolongado, etc.
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Pistão
Pistão- A recirculação faz-se para um único ponto, à entrada do tanque de arejamento. A velocidade de crescimento da biomassa vai-se reduzindo desde a entrada até a saída.
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Mistura completa
Mistura completa- A recirculação realiza-se retirando líquido de vários pontos do tanque e misturando-o igualmente com afluentes que se injetam em pontos diferentes do tanque de tratamento. Obtém-se assim uma concentração homogênea em todo o tanque.
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Alimentação escalonada
Alimentação escalonada- A água residual é injetada em vários pontos de um sistema em pistão e a recirculação é efetuada para a cabeça do tanque de tratamento.
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Contato/estabilização
Contato/estabilização- O tanque de arejamento é dividido em duas partes. Na zona de estabilização o arejamento é feito nas lamas recirculadas, o que provoca consumo de matéria orgânica presente pela biomassa ativa. As lamas
são então passadas para a câmara de contato onde é introduzido o efluente a tratar e onde há uma rápida captura de matéria orgânica pela biomassa, sendo então a mistura conduzida a decantação final.
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Arejamento prolongado
Arejamento prolongado-tanto os tempos de retenção hidráulica(16-24 horas) como os tempos de retenção celular (> 30 dias) são muito elevadas do que nos sistemas convencionais ( 1 semana, 6-8 horas respectivamente)
A carga mássica- a quantidade de matéria orgânica por dia e por unidade de biomassa- é muito baixa, cinco a dez vezes menor do que nos sistemas tradicionais. Assim, as lamas saem do sistema praticamente estabilizadas, produzindo uma quantidade inferior de lamas. Esta é a vantagem do sistema , pois o destino das lamas produzidas constitui um problema fundamental a resolver.
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Foto Estação de tratamento de esgoto- Vitória
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Plantas aquáticas( agentes biológicos depuradores)
Na depuração de águas residuais de pequenas comunidades, usa-se zonas úmidas construídas ou leitos de macrófitas ou filtros verdes.
Nesse sistema, os agentes biológicos depuradores são plantas aquáticas, em associação com microrganismos da rizosfera.
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As plantas aquáticas utilizadas podem ser flutuantes, emergentes(raízes enterradas no sub-solo aquático mas com as folhas emersas) ou submersas.
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As plantas mais usadas são as flutuantes = jacinto-de-água, lentilha-de-água e as emergentes= caniços do gênero Phragmitis, lírio amarelo dos pântanos do gênero Íris.
As plantas flutuantes são muito eficazes em lagoas de estabilização, melhorando a qualidade da água tratada.
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As plantas emergentes são usadas em sistemas de fluxo sub-superficial em que a água ou é aplicada na superfície e recolhida no fundo( sistema vertical) ou é aplicada num dos topos do sistema e recolhida no outro topo ( sistema horizontal) .
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Planta aquática emergente
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Aquática flutuante
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Planta aquática flutuante
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Ocorre nos dois sistemas todas as transformações no solo, junto à zona radicular das plantas, onde as próprias raízes originam oxigenação e secreções que fazem multiplicar o número de microrganismos normalmente existente no solo.
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Assim, e ao contrário do que muitas vezes é afirmado, a degradação de matéria orgânica ou mesmo a nitrificação/desnitrificação que têm lugar nestes sistemas é maioritariamente devida à ação direta de microrganismos e não das plantas presentes. 
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Estação de tratamento de esgoto- Igaraçu do Tiete