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    Escherichia coli

    Escherichia coli

    Bacterium coli foi isolada de fezes de crianças  por Theodor Escherich em 1885. Em 1920 esta bactéria passou a denominar-se  Escherichia coli e as evidências de que poderia ocasionalmente causar  gastroenterites com uma taxa de mortalidade significativa em crianças foram  aumentando. Em 1940, foi estabelecido o papel de E. coli como bactéria patogénica entérica e foram definidas medidas para o seu controlo pelos países desenvolvidos. A indústria alimentar também reconheceu a importância desta bactéria pelo que desde o início do século XX é utilizada como organismo indicador de contaminação fecal em água e em alimentos.

    A maioria das estirpes de E. coli não representa  qualquer perigo para o seu hospedeiro. No entanto, algumas estirpes causam  diarreia e são classificadas com base nos seus factores de virulência,  mecanismos de patogenicidade, sindromas clínicos e serologia. Actualmente,  consideram-se E. coli enteropatogénicas (EPEC), E. coli  enterotoxigénicas (ETEC), E. coli enteroinvasivas (EIEC)  e E. coli enterohemorrágicas (EHEC), onde se inclui E. coli  O157:H7, os principais grupos de E. coli patogénica associada ao consumo de alimentos.

    Características gerais

    As bactérias do género E. coli é uma  bactéria são Gram-negativas que pertence à família Enterobacteriaceae,  . As células têm a forma de bastonetes (bacilos) e podem ser imóveis ou móveis  por flagelos. As estirpes de E. coli podem ser diferenciadas com base nos antigénios somáticos (O), flagelares (H) e capsulares (K). Adicionalmente, a presença de fímbrias e de outras estruturas relacionadas desempenham um papel importante na virulência da bactéria.

    As condições que permitem o seu crescimento e sobrevivência são as seguintes::

    Temperatura
    Algumas estirpes de E. coli conseguem crescer em  ambientes com temperaturas entre 7 e 46°C e têm uma temperatura óptima de  crescimento (temperatura à qual a taxa específica de crescimento é máxima) entre  35 e 40°C. Contudo, E. coli cresce em intervalos de temperatura mais apertados, com uma temperatura mínima de crescimento de 8ºC e uma temperatura máxima de 44 a 45ºC, a temperatura óptima de crescimento é de 37ºC.

    As estirpes patogénicas sobrevivem, geralmente, às  temperaturas de refrigeração, apesar de ocorrer uma ligeira redução após 1 a 5  semanas de armazenamento. No caso da E. coli não ocorre qualquer redução mesmo quando os produtos são armazenados a -20ºC.

    Os estudos realizados sobre a inactivação térmica de E.  coli revelaram que esta é mais sensível do que Salmonella  pelo que os tratamentos térmicos utilizados para eliminar as salmonelas  podem ser aplicados na destruição de E. coli.                                    

    pH
    O  efeito do pH no crescimento depende do tipo de ácido presente. E. coli consegue crescer a pH 4,5 ajustado com ácido clorídrico mas não consegue crescer a esse mesmo pH quando ajustado com ácido láctico. Em queijo com valores de pH abaixo de 5,4 as estirpes patogénicas não conseguem crescer.

    Actividade de água (aw)
    O limite mínimo de aw que permite o crescimento de  E. coli é 0,95. O crescimento pode ocorrer em meios (ou alimentos) com concentrações de NaCl de 6,5%. Concentrações de 8,5% são consideradas inibitórias.

    Relação com o oxigénio
    E. coli é uma bactéria anaeróbia facultativa (cresce em presença ou na ausência de oxigénio).

    Radiação
    Tal como Salmonella, E. coli  é destruída por irradiação. A presença de oxigénio aumenta o efeito letal da irradiação, que é máximo a temperaturas entre os 45 e os 55ºC.

    Principais fontes de contaminação

    O principal habitat de E. coli é o tracto  intestinal dos humanos e de outros animais de sangue quente. A maioria dos  serogrupos de E. coli faz parte da flora comensal do intestino dos mamíferos. No  entanto, certos serótipos são patogénicos para o Homem e para outros animais e  estes não são considerados como fazendo parte da flora intestinal normal. A  transmissão das infecções causadas por E. coli  seguem principalmente três vias: o contacto directo com animais, o contacto com humanos e o consumo de alimentos contaminados. As estirpes patogénicas para o Homem que são transportadas por animais representam um risco potencial de infecção por diversas vias:

    fecal-oral durante a criação de animais;
    contaminação das terras quando os excrementos dos animais são utilizados como fertilizantes sem qualquer tratamento prévio;
    contaminação fecal das carcaças devido ao não cumprimento das boas práticas durante o abate e a evisceração;
    consumo de leite cru com contaminantes fecais;
    consumo  de leite proveniente de vacas com mastites causadas por E. coli            .
    consumo de água contaminada.

    Por  outro lado, a água de rega contaminada com esgotos humanos e os animais e os  operadores infectados podem também constituir vias de contaminação de alimentos  com E. coli  ETEC. Nos países onde existe um elevado padrão de higiene a ETEC não é considerada um problema de saúde pública.

    Alimentos mais frequentemente associados a infecções por E. coli

    Vários surtos e casos pontuais associados ao consumo de  alimentos contaminados com E. coli foram descritos nas últimas décadas. No entanto, os episódios atribuídos a E. coli, pela sua severidade e elevada taxa de mortalidade, alertaram o público, as entidades de saúde pública e a indústria alimentar para o risco que esta bactéria representa.

    A análise dos surtos causados por qualquer um dos tipos  de E. coli revela que estes têm como primeira causa a contaminação  fecal de água ou de alimentos devido a saneamentos deficientes, más práticas de  fabrico e higiene pessoal desadequada. No que se refere aos problemas causados  por E. coli os principais alimentos descritos foram carnes mal cozinhadas, principalmente de origem bovina (hambúrgueres), enchidos curados, sementes de alfalfa, alface, sumos de fruta não pasteurizados, queijo curado e leite cru.

    Principais sintomas de infecção por E. coli

    Dependendo da estirpe envolvida, as infecções provocadas  por E. coli  podem-se traduzir em diferentes síndromas, que a seguir se referem:

    E. coli enteropatogénica (EPEC)
    EPEC tem a  capacidade de colonizar o intestino onde causa lesões nas microvilosidades,  semelhantes às causadas por E. coli  O157:H7, não havendo evidência de uma invasão dos tecidos.
    Os sintomas surgem 17 a 72 horas após o consumo do alimento contaminado e desaparecem, normalmente, ao fim de 3 dias. Os sintomas mais comuns incluem diarreia aquosa com muco mas sem sangue, náuseas, dores abdominais, vómitos, dores de cabeça, febre e arrepios.

    E. coli enterotoxigénica (ETEC)
    ETEC é a maior responsável por diarreias em crianças nos países desenvolvidos. É também a maior responsável pela diarreia do viajante. Em contraste com a EPEC, a ETEC só coloniza o intestino próximo através das fímbrias, tendo capacidade de produzir toxinas que se podem distinguir com base na resistência térmica, peso molecular e modo de acção.

    Os sintomas surgem cerca de 8 a 44 horas após o consumo do alimento contaminado e têm uma duração de 3 a 19 dias. Os sintomas mais comuns são diarreia aquosa, febre baixa, cólicas abdominais, fadiga e náuseas. Os casos mais severos fazem lembrar a cólera com diarreia tipo água de arroz que pode conduzir à desidratação.

    E. coli enteroinvasiva (EIEC)
    EIEC é muito  semelhante a Shigella na sua actividade bioquímica, antigénica e patológica. A sua acção desenvolve-se na mucosa do cólon, invadindo as células epiteliais, multiplicando-se e eventualmente causando uma úlcera no intestino. Os sintomas surgem cerca de 8 a 24 horas após o consumo do alimento contaminado, e podem durar alguns dias ou até semanas. Os sintomas mais comuns incluem diarreia profusa ou disenteria (as fezes geralmente são mucóides e sanguinolentas), arrepios, febre, dores de cabeça, mialgia e cólicas abdominais.

    E. coli enterohemorrágica (E. coli)
    E.  coli  O157:H7 foi identificada como bactéria patogénica em 1982 quando foi associada com dois surtos de colite hemorrágica. Subsequentes surtos foram relatados e posteriormente relacionados com carne picada mal cozinhada.

    O mecanismo de patogenicidade de EHEC não está ainda completamente elucidado, apesar de se terem identificado importantes factores de virulência. Todos os isolados clínicos produzem uma ou duas toxinas que são citotóxicas paras as células vero (rim do macaco verde africano) – verotoxinas. Aparentemente, EHEC coloniza o tracto intestinal e produz a(s) verotoxina(s) que são activas no cólon.

    Os sintomas surgem cerca de 3 a 9 dias após a ingestão do alimento contaminado e podem ter uma duração de até 9 dias. Os sintomas mais comuns são colite hemorrágica caracterizada por uma diarreia sanguinolenta, fortes dores abdominais, vómitos e ausência de febre. Em casos mais graves pode ocorrer síndroma hemolítico urémico (SHU) e Púrpura Trombótica Trombocitopénica (PTT) em crianças e idosos, respectivamente. Estas síndromas caracterizam-se por anemia hemolítica microangiopática, trombocitopénia, alterações da função renal, febre e anomalias do sistema nervoso central. A taxa de mortalidade associada é muito elevada.

    A utilização de antibioterapia não é recomendada. A hidratação deve ser mantida e, em casos mais graves como SHU e PTT, pode ser necessário recorrer a tratamentos especiais como a hemodiálise.

    Cerca de 5 a 10% dos indivíduos infectados com E. coli  desenvolvem HUS, sendo este microrganismo o responsável por mais de 90% dos casos HUS em crianças. Dos sobreviventes a HUS, cerca de 5% tem necessidade de tratamentos de diálise ou de transplante renal e, dos restantes, 5 a 10% apresentam problemas neurológicos ou pancreáticos que diminuem significativamente a sua qualidade de vida.

    Grupos de risco

    Para ETEC as crianças e os viajantes para países em vias de desenvolvimento são os principais grupos de risco.

    Os casos com EPEC afectam maioritariamente crianças, especialmente as que são alimentadas a biberão, sugerindo a utilização de água contaminada na hidratação dos leites em países subdesenvolvidos.

    Para EIEC não há grupos considerados de risco.

    Qualquer pessoa é  susceptível de contrair a colite hemorrágica causada por E. coli. No entanto, os sintomas são mais severos em idosos, em crianças e em indivíduos imunodeprimidos.

    Prevenção da contaminação

    O estabelecimento de códigos de boas práticas e de  acções correctivas com o objectivo de reduzir a contaminação fecal ao longo de  toda a cadeia alimentar poderá contribuir para a redução dos perigos de saúde  associados a E. coli.

    O conhecimento actual do microrganismo indica que o controlo da contaminação deve ter como principal objectivo a minimização da sua presença durante a criação e o abate de animais, principalmente bovinos. A prevenção das infecções com E. coli passa ainda pela cumprimento rigoroso das temperaturas ao longo da cadeia de frio, e por evitar o consumo de carnes mal cozinhadas, de bovino em particular, de leite não pasteurizado e de água não tratada.

    A implementação de sistemas de auto-controlo, como por exemplo o HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points), ao longo de toda a cadeia é considerada como uma estratégia importante de prevenção.

    É ainda importante  referir, que vários surtos causados por E. coli têm sido associados a visitas de crianças a quintas de criação de animais.


    Bibliografia

    Bell C and Kyriakides (1998) E. coli – A practical approach to the organism and its control in foods. Pratical Food Microbiology Series. London: Blackie Academic & Professional.

    CFSAN Bad Bug Book (http://www.cfsan.fda.gov/~mow/chap13.html).

    CFSAN Bad Bug Book (http://www.cfsan.fda.gov/~mow/chap14.html).

    CFSAN Bad Bug Book (http://www.cfsan.fda.gov/~mow/chap16.html).

    CFSAN Bad Bug Book (http://www.cfsan.fda.gov/~mow/chap15.html).

    Doyle M P, Zhao T, Meng J and S Zhao (1997) Escherichia coli O157:H7. Food Microbiology – Fundamentals and Frontiers. Microbiological Specifications of Food Pathogens. Washinghton: A S M Press, 337-352.

    ICMSF (1996) Intestinally Pathogenic Escherichia coli. Microorganisms in Foods, vol 5. Microbiological Specifications of Food Pathogens. Londres, Blackie Academic & Professional: 126-140.

    Escola Superior de Biotecnologia
    Universidade Católica

     

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