Organismos Bioindicadores en lodos activados

1. 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:

2. 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.

3. Ciliados: alta clarificación, reducen patógenos, libres (inestables)= Carga excesiva, lodo poco oxigenado, contaminación reciente. Fijos (estables) lodo bueno, sedimentan con el floc.

4. 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.

5. ENFERMEDADES DE TRANSMISIÓN HÍDRICA María Cecilia Escobar Restrepo

6. Los patógenos comúnmente encontrados en aguas contaminadas incluyen: • Virus entéricos • Bacterias entéricas • Hongos • Protozoos • Helmintos También se pueden encontrar alergenos, endotoxinas y exotoxinas

7. 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 Cuerpo de agua superficial sin tratar *Bacterias patógenas en heces de hospederos infectados 1000.000/gr de heces en peso húmedo

8. … Fuentes de contaminación para el hombre y animales » Patógenos que han resistido un proceso de desinfección » Patógenos que permanecen en las redes de distribución

9. … 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

10. Grupos de virus normalmente encontrados en aguas contaminadas: Virus/grupo viral Enfermedad Tracto respiratorio Resfriado común y faringitis Tracto respiratorio y gastroenteritis Hepatitis Gastroenteritis Poliomielitis Tracto respiratorio y gastroenteritis Gastroenteritis Adenovirus Coxsackievirus Enterovirus Hepatitis (A) Influenza Norwalk Poliovirus Reovirus Rotavirus * EPA y Centro de control de enfermedades

11. Bacterias patógenas normalmente encontradas en aguas contaminadas: Bacteria Enfermedad 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 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

12. Hongos patógenos normalmente encontrados en aguas contaminadas: Hongo Enfermedad Aspergillus fumigatus Candida spp. Enfermedad pulmonar alérgica Candidiasis La mayoría de los hongos patógenos asociados con aguas contaminadas son oportunistas * EPA y Centro de control de enfermedades

13. Protozoos parásitos normalmente encontrados en aguas contaminadas: Protozoo Enfermedad Balantidium coli Cryptosporidium parvum Entamoeba coli Entamoeba histolytica Giardia lamblia Balantidiosis Cryptosporidiosis (diarrea) Diarrea, ulcera intestinal Amebiasis Giardiasis (diarrea, síndrome de mala absorción) * EPA y Centro de control de enfermedades

14. Helmintos parásitos comúnmente encontrados en aguas contaminadas: Helmintos Tipo de gusano Enfermedad Taenia saginata Ancylostoma spp. Ascaris spp. Echinococcus granulosus Enterobius spp. Necator americanus Schistosoma spp. Strongiloydes stercoralis Taenia spp. Trichuris spp. Solitaria Gusano redondo Gusano redondo Solitaria Gusano redondo Gusano redondo Gusano plano Gusano redondo Solitaria Gusano redondo Teniasis Anemia Ascariasis Echonococcosis Enterobiasis Anemia Schistosomiasis Strongyloidiasis Teniasis Anemia, diarrea * EPA y Centro de control de enfermedades

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. » 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

20. Su presencia indica fallas en algún paso del tratamiento » 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

21. 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

22. La relación patógeno - huésped es dinámica, ya que cada uno modifica las actividades y funciones del otro: La confrontación entre los factores de virulencia del patógeno y los mecanismos de defensa del hospedero determinan si ocurre o no una infección El huésped tiene sistemas que matan y eliminan a los microbios que lo infectan El patógeno posee factores que promueven la infección

23. Exposición al patógeno 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) Fases de la patogénesis Adherencia (a la piel o mucosas) Nueva exposición Nueva exposición en el foco de entrada Invasión (a través del epitelio)

24. Exposición al patógeno La puerta de entrada de un microorganismo determina la capacidad de producir enfermedad Vía digestiva Vía respiratoria Las toxinas de Clostridium tetani y el estreptococo hemolítico: • No producen enfermedad cuando penetran al tubo digestivo • Producen reacción severa cuando penetran en la piel o los músculos Vía parenteral Vía cutánea

25. 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)

26. 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)

27. 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 -)

28. 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)

29. 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 Factores que influyen en la infección • Afinidad tisular • Puerta de entrada • Transmisión

30. Agentes de enfermedades respiratorias como Streptococcus pneumoniae, Mycobacterium tuberculosis y Bordetella pertusisexudados de la boca, nariz y garganta La salida del patógeno depende de la localización de la infección en el huésped: • Patógenos entéricos: salen del huésped • en las heces fecales  agua y alimentos  ingestión

31. El tiempo entre la salida y la nueva infección cuenta: Otros microorganismos pueden permanecer latentes por largo tiempo en el ambiente: La maldición de la momia • Neisseria gonorrhoeae y Treponema pallidum no pueden sobrevivir mucho fuera del huésped adecuado: sólo contacto directo - Por contacto Tipos de microorganismo según mecanismo de transmisión - Por el aire - Por alimentos y el agua - Por insectos

32. Resistencia natural DEFENSAS DEL HOSPEDADOR Conjunto de mecanismos utilizados por el huésped para prevenir o impedir la invasión de microorganismos patógenos • Defensas inespecíficas: dirigidas contra distintos • patógenos Es una propiedad innata controlada por factores complejos e interdependientes: Especie Individual Mecanismos externos de defensa Racial (barreras)

33. 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

34. Resistencia racial • Perros resistentes al carbunco, enfermedad grave de ovejas, bovinos y humanos 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

35. Resistencia individual • 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 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

36. Mecanismos externos de defensa • Las secreciones mucosas; forman una cubierta protectora que colecta y detiene microorganismos hasta eliminarlos o hacerlos inefectivos: • Aparato respiratorio, digestivo y urogenital • Los fluidos: flujos mecánicos que arrastran microorganismos y algunos tienen sustancias antimicrobianas: Lágrimas, tos, estornudo, sudoración y salivación • Piel y mucosas intactas son una barrera mecánica efectiva • Es posible que los microorganismos penetren por: • folículos pilosos • glándulas sudoríparas • raspaduras o rozaduras. • Ciertos hongos atacan la piel húmeda y suave: pie de atleta, candidiasis

37. 2. Defensas específicas: dirigidas contra especies o cepas individuales de patógenos Mecanismos de defensa internos Inmunidad inespecífica Inmunidad específica adquirida Fagocitosis Producción de anticuerpos humorales Interferón Complemento

38. Resistencia natural Especie Individual Mecanismos externos de defensa (barreras) Racial Interacciones entre los mecanismos de defensa Operan en armonía Mecanismos de defensa internos Inmunidad inespecífica Inmunidad específica adquirida Fagocitosis Producción de anticuerpos humorales Interferón Complemento

39. ENFERMEDADES INFECCIOSAS PRINCIPALES CAUSA DE MUERTE EN LOS SERES HUMANOS CAUSA DE MUERTE AGENTES CAUSALES MUERTES/AÑO 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 40.000-100.000 Protozoos Anquilostoma 50.000-60.000 Gusano parásito Rabia 35.000 Virus Fiebre amarilla 30.000 Virus

40. FRECUENCIA DE APARICIÓN DE LAS 10 CUSAS MAS IMPORTANTES DE MUERTE EN ESTADOS UNIDOS 1900 1990 Enfermedades cardíacas Gripe y neumonía Cáncer Tuberculosis Embolia cerebral Gastroenteritis Enfermedades cardíacas Accidentes Embolia cerebral Gripe y neumonía Accidentes Diabetes Cáncer Cirrosis hepática Arterioesclerosis Enfermedades infantiles Difteria Homicidios 0 100 200 0 100 200 Muertes por cada 100.000 habitantes 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

41. 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 (Helycobacterpilori) • La enfermedad resulta de mutación/recombinación de microorganismos La mutación/recombinación de organismos existentes produce nuevos niveles de virulencia  la gripe

42. 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

43. Determinan hacinamiento en barrios con alto grado de: Exclusión social Vivienda inadecuada Falta de servicios básicos Condiciones antihigiénicas Incremento de los desplazamientos internacionales que facilitan el riesgo de infección y la introducción en países distantes de infecciones • Cambios demográficos y del estilo de vida • 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

44. Dificultan el conocimiento oportuno de la evolución de las enfermedades, que retardan o dificultan las medidas correctivas necesarias • Sistemas de vigilancia epidemiológica, de diagnóstico y de comunicación sanitaria con grados distintos de desarrollo • Programas de prevención reducidas o en situación crítica • Saneamiento y medidas inadecuadas de control de vectores • Recursos financieros e infraestructura sanitaria insuficientes

45. Enfermedades aerotransportadas Bloquear la dispersión de aerosoles Aislar pacientes con enfermedades contagiosas. Usar mascarillas (comunes en Japón) 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 Control de epidemias 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

46. 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