Download microorganismos y enfermedad

Organismos Bioindicadores en lodos activados


PROTOZOOS: Los más abundantes en un
sistema aerobio.
En una planta de lodos activados se pueden
discriminar de la siguiente forma para definir
el estado del proceso:
Protozoos

Flagelados: Reactor
nuevo, abundancia implica
baja oxigenación o exceso
de carga.

Amebas: Desnudas entran
con la carga. Testáceas
cuando hay nitrificación o
carga baja.

Ciliados: alta
clarificación, reducen
patógenos, libres
(inestables)= Carga
excesiva, lodo poco
oxigenado,
contaminación reciente.
Fijos (estables) lodo
bueno, sedimentan con
el floc.
Metazoos

Menor presencia que
los protozoos,
aparecen al final de la
estabilización, su alta
presencia indica un
lodo viejo y que
necesita ser renovado,
aquí están los
nematodos y rotíferos.
ENFERMEDADES
DE TRANSMISIÓN
HÍDRICA
María Cecilia Escobar Restrepo
Los patógenos comúnmente encontrados en
aguas contaminadas incluyen:
•
•
•
•
•
Virus entéricos
Bacterias entéricas
Hongos
Protozoos
Helmintos
También se pueden encontrar alergenos,
endotoxinas y exotoxinas
Fuentes de contaminación para el hombre
y animales
PATÓGENOS
Desechos de origen
doméstico
*
*
Virus patógenos en heces
de hospederos infectados
10.000.000.000/gr de heces
en peso húmedo
Bacterias patógenas en
heces de hospederos
infectados 1000.000/gr
de heces en peso húmedo
Cuerpo de agua superficial
sin tratar
… Fuentes de contaminación para el hombre y animales
» Patógenos que han resistido
un proceso de desinfección
» Patógenos que permanecen
en las redes de distribución
… Fuentes de contaminación para el hombre y animales
» Patógenos en aguas
residuales y lodos de
plantas de tratamiento
» Sitios de disposición
final de lodos
» El personal que labora
en plantas de tratamiento
está expuesto a aerosoles,
lodos y superficies
contaminadas
Sin embargo puede disminuir el riesgo de contaminación
si usa los implementos de protección adecuados
Grupos de virus normalmente encontrados
en aguas contaminadas:
Virus/grupo viral
Adenovirus
Coxsackievirus
Enterovirus
Hepatitis (A)
Influenza
Norwalk
Poliovirus
Reovirus
Rotavirus
Enfermedad
Tracto respiratorio
Resfriado común y faringitis
Tracto respiratorio y gastroenteritis
Hepatitis
Gastroenteritis
Poliomielitis
Tracto respiratorio y gastroenteritis
Gastroenteritis
* EPA y Centro de control de enfermedades
Bacterias patógenas normalmente encontradas en aguas
contaminadas:
Bacteria
Actinomyces israelii
Bacillus anthracis
Brucella spp.
Campylobacter jejuni
Clostridium spp.
E. coli enterotoxigénica
E. coli enteropatógena
E. coli enteroinvasiva
Francisella tularensis
Nocardia spp.
Salmonella entérica paratythi
Salmonella spp.
Salmonella tythi
Shigella spp.
Vibrio cholerae
Vibrio parahaemolyticus
Yersinia enterocolitica
Enfermedad
Actinomycosis
Anthrax
Brucellosis (fiebre de Malta)
Gastroenteritis
Gangrena gaseosa
Diarrea, gastroenteritis
Tularemia
Nocardiosis
Fiebre paratifoidea
Salmonelosis (envenenamiento)
Fiebre tifoidea
Shigelosis (disentería bacilar)
Cólera
Gastroenteritis
Gastroenteritis
Hongos patógenos normalmente encontrados
en aguas contaminadas:
Hongo
Aspergillus fumigatus
Candida spp.
Enfermedad
Enfermedad pulmonar
alérgica
Candidiasis
La mayoría de los hongos patógenos asociados con
aguas contaminadas son oportunistas
* EPA y Centro de control de enfermedades
Protozoos parásitos normalmente encontrados
en aguas contaminadas:
Protozoo
Balantidium coli
Cryptosporidium parvum
Entamoeba coli
Entamoeba histolytica
Giardia lamblia
Enfermedad
Balantidiosis
Cryptosporidiosis (diarrea)
Diarrea, ulcera intestinal
Amebiasis
Giardiasis (diarrea,
síndrome de mala
absorción)
* EPA y Centro de control de enfermedades
Helmintos parásitos comúnmente encontrados
en aguas contaminadas:
Helmintos
Taenia saginata
Ancylostoma spp.
Ascaris spp.
Echinococcus
granulosus
Enterobius spp.
Necator americanus
Schistosoma spp.
Strongiloydes
stercoralis
Taenia spp.
Trichuris spp.
Tipo de gusano
Enfermedad
Solitaria
Gusano redondo
Gusano redondo
Solitaria
Teniasis
Anemia
Ascariasis
Echonococcosis
Gusano redondo
Gusano redondo
Gusano plano
Gusano redondo
Enterobiasis
Anemia
Schistosomiasis
Strongyloidiasis
Solitaria
Gusano redondo
Teniasis
Anemia, diarrea
* EPA y Centro de control de enfermedades
El aislamiento de un microorganismo patógeno
constituiría la prueba irrefutable de peligro
potencial
En el análisis rutinario de aguas no se aíslan patógenos
porque:
 Podrían no aparecer en muestras de laboratorio, ya que:
 Tienen acceso en forma esporádica
 No sobreviven en el agua por mucho tiempo

Necesitan mucho tiempo para detectarse
 Si están en número muy pequeño no se pueden detectar
por métodos de laboratorio

Los procedimientos actuales de análisis microbiológico de
agua se basan en que la mayoría de los microorganismos
patógenos alcanzan los cauces como resultado de la
contaminación fecal

Por lo tanto, la posibilidad de detectar ésta a niveles
bajos es la mejor garantía para preservar la potabilidad
de las reservas de agua.

La contaminación fecal puede ser demostrada mediante
la detección en el agua de bacterias que están presentes
en números muy elevados en el contenido intestinal del
hombre y de otros animales.

La prueba de “Determinación de Coliformes”: es la única
prueba microbiológica estatutaria vigente en muchos
países del mundo
Pruebas alternativas para determinar la
contaminación fecal:
» Detección de virus entéricos en cuerpos de agua
* A diferencia de las bacterias los virus no se encuentran
normalmente en las heces del hombre
- Están presentes solamente en el tracto
gastrointestinal de individuos que han
sido afectados
* Algunos virus son más resistentes a la desinfección que
los coliformes
- El virus Norwalk siguió siendo infeccioso después
de estar expuesto a 3.7 mg/L de cloro por 30 min
Sin embargo la detección de virus entéricos
Requiere laboratorios especializados y los
resultados tardan varios días
La detección de colifagos
(virus que infectan bacterias
coliformes) es una alternativa
interesante, ya que su hallazgo
obliga a un tratamiento efectivo
del agua que puede eliminar
tanto bacterias como virus
presentes en el agua
» Los colifagos están presentes en cantidades bajas
en las heces humanas y animales homeotérmicos
» Se encuentran en números elevados en aguas
residuales y contaminadas
» Las poblaciones de colifagos son mucho más
abundantes que las de enterovirus
» Los colifagos se pueden aislar y contar usando
métodos sencillos
» Ciertos colifagos son tan resistentes como los
enterovirus a procesos de desinfección
» Los colifagos están presentes donde quiera que
hayan bacterias coliformes totales y fecales
» Son más resistentes a factores ambientales y a la
desinfección con cloro que los coliformes, por lo tanto
son mejores indicadores de la eficiencia en la
desinfección que las bacterias coliformes
Su presencia indica fallas en algún paso
del tratamiento
CUANTIFICACIÓN DE COLIFAGOS
• Las correlaciones entre la presencia de colifagos y
bacterias coliformes en agua fresca generalmente
muestra que se pueden usar para indicar la calidad
sanitaria del agua
4 a 6 horas
+
1ml cultivo
de E. coli
+
5 ml muestra
problema
Medio de
cultivo
Calvas de fagos
La relación patógeno - huésped es dinámica,
ya que cada uno modifica las actividades y
funciones del otro:
El huésped
tiene sistemas
que matan y
eliminan a los
microbios que
lo infectan
El patógeno
posee factores
que promueven
la infección
La confrontación entre los factores de
virulencia del patógeno y los mecanismos
de defensa del hospedero determinan si
ocurre o no una infección
Fases de la patogénesis
Exposición al patógeno
Adherencia
(a la piel o mucosas)
Nueva
exposición
en el foco
de entrada
Nueva
exposición
Invasión
(a través del epitelio)
Colonización y crecimiento
(producción de factores de virulencia)
Toxicidad
(toxinas que afectan
el entorno donde se
produce)
Invasividad
(multiplicación en el sitio
de entrada y en otros lugares)
Daño tisular
(enfermedad)
Exposición al patógeno
La puerta de entrada de
un microorganismo
determina la capacidad
de producir enfermedad
Vía digestiva
Las toxinas de Clostridium tetani
Vía cutánea
y el estreptococo hemolítico:
 No producen enfermedad
cuando penetran al tubo digestivo
 Producen reacción severa cuando
penetran en la piel o los músculos
Vía respiratoria
Vía parenteral

Tifoidea, disentería, cólera, amebiasis
capaces de resistir acción de la saliva,
jugos digestivos y ácidos del estómago

Aparato respiratorio: tuberculosis,
difteria, neumonía, gripe

El sida se transmite por contacto directo
de fluidos corporales pero no por vía
digestiva

Picaduras de artrópodos o mordedura
de animales mayores

Mosquitos (dengue y paludismo)

Chinche pito (chagas)
Adherencia
(a la piel o mucosas)
Especificidad de tejido




Bacilo de la tifoidea: pared intestinal
Virus de la poliomielitis: células nerviosas
Bacteria de la brucelosis: placenta
Plasmodium sp: tejido de los mosquitos  transmite
enfermedad
Especificidad de hospedador
Una bacteria que normalmente infecta al hombre, se adhiere
más fácilmente a sus células epiteliales que a células
semejantes en otro animal
Cápsula
Factores de adherencia Proteínas de adherencia
Fimbrias (pili)
Invasión
(a través del epitelio)
• Los patógenos pueden ocasionar una lesión en el sitio
de entrada o desarrollarse en lugares alejados a este
sitio, por vía sanguínea o linfática
• Unos pocos microorganismos son patógenos solamente
por las toxinas que producen
-Exotoxinas: Se liberan al medio durante el crecimiento del
microorganismo, termolábiles (toxoides), muy
toxicas
-Enterotoxinas: Exotoxinas que actúan en intestino delgado
-Endotoxinas: Toxinas que se hallan unidas a la célula,
liberándose cuando ésta se lisa, son
termoestables, no forman toxoides y son menos
tóxicas ejo: (lipopolisacáridos en bacterias Gram -)
Colonización y crecimiento
(producción de factores de virulencia)
• La colonización implica la fijación del patógeno a receptores
de superficie específicos del tejido y la evasión de los
mecanismos de defensa del hospedador
• El patógeno debe crecer en
los tejidos del hospedador
para producir una patología
Disponibilidad de nutrientes
Condiciones ambientales
adecuadas (temperatura, pH)
Brucella abortus, crece lentamente en tejidos
diferentes a la placenta (rica en eritrol)
Sideróforos: quelantes de hierro
Factores de virulencia: Proteínas extracelulares (enzimas)
producidas por el patógeno que ayudan en el establecimiento
de la enfermedad (colagenasa en gangrena gaseosa)
Factores que influyen
en la infección




Afinidad tisular
Puerta de entrada
Transmisión
Transmisión
Un microorganismo no podrá producir enfermedad
si no encuentra nuevos huéspedes
Un microorganismo patógeno se autodestruye  al
destruir al huésped que lo sostiene  autolimitación de las
epidemias
La salida del patógeno depende de la localización de la
infección en el huésped:

Agentes de enfermedades
respiratorias como Streptococcus
pneumoniae, Mycobacterium
tuberculosis y Bordetella pertusis 
exudados de la boca, nariz y garganta
• Patógenos entéricos: salen del huésped
en las heces fecales

agua y alimentos

ingestión
El tiempo entre la salida y la nueva infección cuenta:

Neisseria gonorrhoeae y
Treponema pallidum no
pueden sobrevivir mucho
fuera del huésped
adecuado: sólo contacto
directo

Otros microorganismos
pueden permanecer
latentes por largo tiempo en
el ambiente: La maldición
de la momia
- Por contacto
Tipos de microorganismo según
mecanismo de transmisión
- Por el aire
- Por alimentos y el agua
- Por insectos
DEFENSAS DEL HOSPEDADOR
Conjunto de mecanismos utilizados por el huésped
para prevenir o impedir la invasión de microorganismos
patógenos
1. Defensas inespecíficas: dirigidas contra distintos
patógenos
Resistencia
natural
Es una propiedad innata controlada por
factores complejos e interdependientes:
Especie
Individual
Mecanismos
externos de
defensa
(barreras)
Racial
Resistencia de especie

Enfermedades de animales de
sangre fría rara vez se transmite a
animales de
sangre caliente

Mycobacterium: infección cruzada
entre humanos y bovinos

Enfermedades digestivas de
rumiantes diferentes a las de
carnívoros

Perros resistentes al carbunco, enfermedad grave
de ovejas, bovinos y humanos
Resistencia racial
Depende de:
 La convivencia por siglos de un organismo con
el microorganismo patógeno
 Diferencia de costumbres y hábitos de vida
que exponen al individuo al patógeno
Etnias también tienen resistencia variable:
Indígenas americanos menos resistentes a tuberculosis
que descendientes de europeos
Negros más resistentes a fiebre amarilla
Sífilis menos grave en asiático
Resistencia individual
Varios factores aumentan la susceptibilidad a las enfermedades:
 Anomalías anatómicas





Desnutrición
Higiene personal deficiente
Mayor oportunidad de exposición al patógeno
Edad (infancia, vejez: falta de tono tisular)
Sexo
Mecanismos externos
de defensa



Las secreciones mucosas;
forman una cubierta protectora
que colecta y detiene
microorganismos hasta
Piel y mucosas intactas son
una barrera mecánica
eliminarlos o hacerlos
efectiva
inefectivos:
Es posible que los
 Aparato respiratorio,
microorganismos penetren por:
digestivo y urogenital
 folículos pilosos
 Los fluidos: flujos
 glándulas sudoríparas
mecánicos que arrastran
 raspaduras o rozaduras.
microorganismos y algunos
Ciertos hongos atacan la piel
tienen sustancias
húmeda y suave: pie de atleta, antimicrobianas: Lágrimas,
candidiasis
tos, estornudo, sudoración y
salivación

2. Defensas específicas: dirigidas contra especies o cepas
individuales de patógenos
Mecanismos
de defensa
internos
Inmunidad
específica
adquirida
Producción de
anticuerpos
Inmunidad
inespecífica
Fagocitosis
Interferón
humorales
Complemento
Interacciones entre los mecanismos de defensa
Resistencia
natural
Especie
Mecanismos
externos de
defensa
(barreras)
Operan en armonía
Individual
Racial
Mecanismos
de defensa
internos
Inmunidad
específica
adquirida
Producción
de
anticuerpos
humorales
Inmunidad
inespecífica
Fagocitosis
Interferón
Complemento
ENFERMEDADES INFECCIOSAS PRINCIPALES CAUSA DE MUERTE
EN LOS SERES HUMANOS
CAUSA DE MUERTE
MUERTES/AÑO
AGENTES CAUSALES
Enfermedades respiratorias agudas
6.900.000
Bacterias, virus, protozoos, hongos
Enfermedades diarreicas
4.200.000
Bacterias, virus
Tuberculosis
3.300.000
Bacterias
SIDA
1.000.000-2.000.000
Virus
Paludismo
1.000.000-2.000.000
Protozoos
Hepatitis
1.000.000-2.000.000
Virus
Sarampión
220.000
Virus
Meningitis bacteriana
200.000
Bacterias
Esquistosomiasis
200.000
Gusano parásito
Tos ferina
100.000
Bacteria
Amebiasis
Anquilostoma
40.000-100.000
50.000-60.000
Protozoos
Gusano parásito
Rabia
35.000
Virus
Fiebre amarilla
30.000
Virus
FRECUENCIA DE APARICIÓN DE LAS 10 CUSAS MAS IMPORTANTES
DE MUERTE EN ESTADOS UNIDOS
1900
1990
Gripe y neumonía
Enfermedades cardíacas
Tuberculosis
Cáncer
Gastroenteritis
Embolia cerebral
Enfermedades cardíacas
Accidentes
Embolia cerebral
Gripe y neumonía
Accidentes
Cáncer
Diabetes
Cirrosis hepática
Arterioesclerosis
Enfermedades infantiles
Difteria
Homicidios
0
100
200
Muertes por cada 100.000 habitantes
0
100
200
Muertes por cada 100.000 habitantes
 Sin embargo en países en desarrollo (75% de la población mundial),
las enfermedades infecciosas son todavía un importante problema
 A nivel mundial, las enfermedades infecciosas responden por casi
el 40% del total del 50 millones de muertes anuales
ENFERMEDADES EMERGENTES
No incluye solamente a enfermedades nuevas
sino a la aparición repentina de enfermedades
que se creían controladas: dengue, cólera, fiebre
amarilla, la peste, la sífilis, la fármacorresistencia
POR QUÉ APARECEN LAS ENFERMEDADES
EMERGENTES ?
 La enfermedad ha pasado desapercibida
La enfermedad ha existido por largo tiempo, pero
pasaba desapercibida (Helycobacter pilori)
 La enfermedad resulta de mutación/recombinación de microorganismos
La mutación/recombinación de organismos existentes produce
nuevos niveles de virulencia  la gripe
 La enfermedad se origina cruzando límites geográficos de la
especie de algún otro animal


SIDA, probablemente se movió desde los
primates a los seres humanos.
El Hantavirus, 1993, de ratones silvestres a
humanos
 La enfermedad resulta de cambios ecológicos

Cambios ambientales derivados de:

Contaminación del aire, agua y suelos

Deforestación/reforestación

Variaciones climáticas
- Uso indiscriminado de plaguicidas, etc.

Represas y cambios en ecosistemas
acuáticos

Inundaciones/sequías, hambruna
 Cambios demográficos y del estilo de vida
Determinan hacinamiento en barrios con
alto grado de:
 Exclusión social
 Vivienda inadecuada
 Falta de servicios básicos
 Condiciones antihigiénicas
 Manejo inadecuado de alimentos
Manejo inadecuado de alimentos en todas las etapas de
producción, mercadeo y consumo, que determinan riesgos
de contaminación
 Viajes y comercio internacional
Incremento de los desplazamientos internacionales que facilitan el
riesgo de infección y la introducción en países distantes de infecciones
 Sistemas de vigilancia epidemiológica, de diagnóstico
y de comunicación sanitaria con grados distintos de
desarrollo

Dificultan el conocimiento oportuno de la
evolución de las enfermedades, que retardan
o dificultan las medidas correctivas necesarias

Programas de prevención reducidas o en
situación crítica
Saneamiento y medidas inadecuadas de
control de vectores

 Recursos financieros e infraestructura sanitaria insuficientes
Control de epidemias
Enfermedades aerotransportadas
 Bloquear la dispersión de aerosoles
 Aislar pacientes con enfermedades contagiosas.
 Usar mascarillas (comunes en Japón)
Enfermedades transmitidas por artrópodos

Control de las poblaciones del vector por medidas de
control del insecto
Enfermedades por contacto directo.

Lave las manos con frecuencia.

Reduzca al mínimo el contacto.
 Utilice los condones para prevenir el contagio de las
enfermedades de transmisión sexual
Enfermedades transmitidas por el agua y por los alimentos
 Saneamiento: tratamiento de las aguas residuales y
desinfección del agua (cloración).
 Cuidadosa manipulación y preservación de los alimentos
Reducción o eliminación de reservorios
 Animales domésticos, es factible. Ej. la
tuberculosis de los bovinos
 Animales salvajes, no fácil. Rabia: problema clásico.
 Seres humanos, no puede hacer normalmente casi
nada (portadores sanos)
Rompimiento de las rutas de transmisión
- Las medidas de salud pública para el control de
enfermedades transmitidas por agua y alimentos
- La transmisión respiratoria es difícil de controlar.
(mascarillas para las personas enfermas son efectivas ?)
Reducción del número de individuos susceptibles
- Las vacunaciones
- Cuarentenas en caso de: Cólera, viruela, peste, fiebre amarilla,
fiebre tifoidea