Microbiologia do Ar

Microbiologia Geral

Profa. Vetúria Lopes de Oliveira

Principais poluentes do ar [Adaptado de Jones et al. (1999, por Quadros (2008)]

Poluente Principais fontes

Contaminantes de origem

não biológica

Compostos orgânicos voláteis (COV)

Adesivos, tintas, solventes, materiais de construção, combustão, fumaça de tabaco.

Dióxido de carbono (CO2)Atividade metabólica, combustão, motores veiculares em garagens.

Monóxido de carbono (CO)Queima de combustíveis, aquecedores de água, fornos, fogões, aquecedores a gás ou a querosene, fumaça de tabaco.

Dióxido de Enxofre (SO2)Ar externo, queima de combustíveis, motores veiculares (garagens).

Óxido de Nitrogênio (NO)Ar externo, queima de combustíveis, motores veiculares (garagens).

Dióxido de nitrogênio (NO2)Ar externo, queima de combustíveis, motores veiculares (garagens).

Formaldeído (H2CO) Materiais de isolamento, móveis, madeira compensada.

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA)

Queima de combustíveis, fumaça de cigarro.

Ozônio (O3)Reações fotoquímicas, campos eletrostáticos (equipamentos eletrônicos).

Radônio (Rn) Solo, materiais de construção (pedras, concreto).

Material Particulado Re-suspensão, fumaça de tabaco, combustão.

Fibra de asbesto ou amianto Insulação, materiais anti-chama.

CalorMetabolismo humano, sistema de ar condicionado, cozinhas.

Origem biológica

Alergênicos Poeira, animais domésticos, insetos.

Pólen Plantas de exterior e de interior.

Microorganismos (fungos, bactérias, vírus)

Pessoas, animais, plantas e vasos, sistemas de ar condicionado.

Esporos de Fungos Solo, plantas, alimentos, superfícies internas.

Introdução

• Partículas carregadas pelo ar são a causa principal de problemas respiratórios:– alergias – asma – doenças infecciosas do trato respiratório– esporos de fungos: agentes de doenças de

plantas – principal meio de disseminação de fungos

saprofíticos.

Espirro:- milhões de gotículas de água e muco expelidas a cerca de 100 m.s-1 - tamanho inicial de 10-100 m de diâmetro- reduzindo-se ao seu núcleo de 1-4 m após secagem- contendo partículas virais ou bactérias- principal meio de transmissão de várias doenças

(Fonte: Department of Medical Microbiology, Edinburgh University)

Tipos de microrganismos no ar

• algas

• protozoários

• leveduras

• bolores

• bactérias

Origem dos microrganismos do ar

• solo: ventos

• água: gotas d’água na superfície de:– oceanos– lagos– baías

• irrigação com efluentes de esgoto

• debulhamento de vegetais

• abatedouros

Fatores que afetam a microbiota do ar

• umidade

• temperatura

• radiação

• densidade populacional

• principais tipos:– esporos de fungos (maioria)

• p. ex. Cladosporium, Aspergillus

– bactérias esporulantes

– turbulência: grandes altitudes, até 5000 m

Tipos de microrganismos no ar

Doenças transmitidas pelo ar

• Doenças de plantas

• ventos na superfície dos órgãos atacados (parte aérea) ou na superfície do solo (patógenos de raízes)

» ferrugem do café

• Doenças do homem e dos animais– inalação de poeira ou gotículas contendo

propágulos, provenientes de:– pessoas infectadas (diretamente)

– outras fontes: roupas, cama, solo

– aerossóis

» infecções respiratórias: secreções nasais, garganta

gotículas de 10 µm:

inaladas

depositadas nos objetos

manuseio

ressuspensão

» gotículas de 1 a 4 µm: inalação

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

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

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Resfriado comum Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Sarampo (Rubeola) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Rubela (Rubella) Streptococcus spp.) Caxumba Tuberculose/Lepra (Mycobacterium Varíola tuberculosis, M. leprae)

Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

Será um refriado ou uma gripe?

Sintomas Resfriado comum Gripe

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

Cefaléia Rara Comum

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

Secreção nasal Comum e abundante Menos comum; em geral, não abundante

Faringite Comum Bem menos comum

Vômito e diarréira Raro Comum

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

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

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

Casos anuais por 1.000 indivíduos

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubéola (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubéola (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

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

Doenças virais Doenças bacterianas

Catapora (Varicela) Coqueluche (Bordetella pertussis)Gripe (Influenza) Meningite (Neisseria spp.)Sarampo (Rubeola) Difteria (Corynebacterium diphtheriae)Rubela (Rubella) Pneumonia (Mycoplasma peneumoniae, Caxumba Streptococcus spp.)Varíola Tuberculose/Lepra (Mycobacterium

tuberculosis, M. leprae)Amigdalites (Streptococcus pyogenes)Impetigo (Staphylococcus aureus)

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

Outras doenças adquiridas pela inalação de partículas de fontes ambientais

Doença Fonte

Psitacose (Chlamydia psittaci) Gotículas de poeira oriundas de pássaros infectados(papagaios, pombos)

Doença do Legionário(Legionella Gotículas de sistemas de ar condicionado, pneumophila) tanques de armazenamento de água etc.

onde a bactéria cresce

Alveolite alérgica aguda (vários Esporos de fungos ou de actinomicetosfungos e actinomicetos) de matéria orgânica em decomposição

(compostos, armazenamento de grãos, feno etc.)

Aspergilose (Aspergillus fumigatus, Esporos de fungos inalados de matéria orgânica em A. flavus, A. niger) decomposção

Histoplasmose (Histoplasma Esporos do fungo de excrementos de morcegos capsulatum) ou de pássaros

Coccidioidomicose (Coccidioides Esporos em poeira de regiões desertas immitis) (América Central, do Sul e do Norte), onde o fungo

cresce no solo.

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

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

Métodos de avaliação da microbiotado ar

• Sedimentação

• Impacto em meio sólido– fenda– crivo

• Impacto em meio líquido

• Filtração

Sedimentação

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

Impactação - fenda

Amostrador de fenda

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

Impactação- Crivo

Amostrador de Andersen - 1 estágio

Amostrador de Andersen - vários estágios

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

Impactação- Crivo

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

Impactação- Crivo

Figuras P-R. Placas de meio sólido submetidas a um amostrador de ar Andersen e incubadas a 37 ºC. Figure P mostra uma placa do fundo do aparelho.As colônias são do actinomiceto termofílico (Faenia rectivirgula ouThermoactinomyces vulgaris) que causa a "doença do pulmão do fazendeiro". Figuras Q e R mostram placas da região intermediária do aparelho, onde váriasespécies de Aspergillus e Penicillium cresceram a partir de esporos de 3-5 µm de diâmetro.

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

Impactação- Crivo

Impactação em meio líquido

Fonte: Pelczar et al., 1993: Microbiologia - Conceitos e Aplicações

Amostrador tipo Impinger

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

Rotorod sampler

Outros amostradores

Duas doenças de plantas com esporos aéreos normalmente vistos em amostrasdo rotor F-G. Carvão do trigo, causado por Ustilago nuda. H-I. Míldio pulverulentode cereais, causado por Erysiphe graminis.

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

Outros amostradores

Dispositivo de amostragem de esporos Burkard

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

Outros amostradores

Controle das populações microbianas do ar

• filtração: filtros HEPA

• radiação

• desinfetantes/esterilizantes

Controle das populações microbianas do ar

• filtração: filtros HEPA

• radiação

• desinfetantes/esterilizantes

Controle das populações microbianas do ar

• filtração: filtros HEPA

• radiação

• desinfetantes/esterilizantes

Óxido de etileno

- Registrado em 1948 nos EUA como um antimicrobiano - Esterilização de material hospitalar, tratar temperos processados e locais de manuseio e preparo de alimentos. - Usado no estado gasoso, age como desinfetante, esterilizante e inseticida - Em 2001, foi usado para esterilizar prédios contaminados com esporos de Bacillus anthracis, agente do antraz, nos EUA

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

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

Amostras de superfície

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

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

Ambientes hospitalares

CP 109, 2003 ANVISA

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

Fonte: www.eagleih.com/microbiology.html

Parâmetros referenciais microbiológicos de QAI em ambientes hospitalares(ANVISA, CP nº 109 de 2003)

Nível 0 Nível 1 Nível 2 Nível 3

Partículas microbiológicas totais no ar

750 UFC/m3 500 UFC/m3 200 UFC/m3 50 UFC/m3

Nível 0: corresponde à “área onde o risco não excede aquele de ambientes de uso público e coletivo. Nível 2: UTI neonatal e a área coletiva de uma UTI e salas de cirurgia Nível 3: Quartos de internação de imunodeprimidos e salas de cirurgia especializada (ortopedia, neurologia, cardiologia, transplante)