UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO
INSTITUTO QUALITTAS
CURSO DE HIGIENE E INSPEÇÃO DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL E
VIGILÂNCIA SANITÁRIA DE ALIMENTOS
ESCHERICHIA COLI ENTEROHEMORRÁGICA
Adriana Carvalhaes Xande
São Paulo, nov. 2007
ADRIANA CARVALHAES XANDE
Aluna do curso de Higiene e Inspeção de Produtos de Origem Animal e Vigilância Sanitária
de Alimentos
Matrícula n.23734-6
ESCHERICHIA COLI ENTEROHEMORRÁGICA
Trabalho monográfico de conclusão
de curso de HIPOA apresentado à UCB
como requisito para obtenção de título
de especialização “lato sensu”, sob
orientação da Profa.Dra. Georgiana Sávia Brito Aires.
São Paulo, nov. 2007
1
SUMÁRIO
Resumo..................................................................................................................................02
Summary...............................................................................................................................03
1. Introdução.........................................................................................................................04
2. Revisão bibliográfica .......................................................................................................05
2.1 Agente etiológico e sintomatologia.............................................................................05
2.2 Características gerais do grupo...................................................................................06
2.3 Fontes de contaminação.............................................................................................09
2.4 Distribuição geográfica da E. coli O157:H7..............................................................10
2.5 Diagnóstico ................................................................................................................12
2.6 Controle .....................................................................................................................13
3. Conclusão .......................................................................................................................16
4. Referências bibliográficas.................................................................................................17
RESUMO
A Escherichia coli enterohemorrágica é uma importante bactéria causadora de doença
veiculada por alimentos. Dentre os inúmeros sorotipos de E. coli, existem seis grupos
patogênicos, que incluem as enterohemorrágicas produtoras de toxinas, que causam colite
hemorrágica e/ou Síndrome Hemolítica-Urêmica (SHU) em humanos. O sorotipo mais estudado
é a E. coli O157:H7, que provoca surtos principalmente em países como EUA, Canadá, Japão e
países europeus. No Brasil não há dados suficientes para indicar a incidência dos surtos, mas
existem casos de SHU. Os alimentos mais implicados são aqueles à base de carne bovina, mas a
bactéria pode ser veiculada através de leite não pasteurizado, vegetais, alimentos ácidos, água
contaminada, diretamente entre pessoas.
Palavras-chave: Escherichia coli enterohemorrágica, síndrome hemolítica-urêmica, EHEC,
colite hemorrágica, O157:H7, doença veiculada por alimentos.
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SUMMARY
The enterohemorrhagic E. coli is an important bacteria responsible for foodborne disease.
Among several serotypes of E. coli, there are six pathogenic groups, wich include the toxin
producing enterohemorrhagics, responsible for causing enterohemorrhagic colitis and/or
Hemolytic Uremic Syndrome (HUS) in humans. The most studied serotype is E. coli
O157:H7, that produces outbreaks specially in the USA, Canada, Japan and european
countries. In Brazil there are not suficient data to indicate the incidence of outbreaks, but there
are reported cases of HSU. The main foods associated with the disease are cattle meat, but the
pathogen can also be veiculated through non-pasteurized milk, vegetables, acid foods,
contaminated water, person to person contact.
Keywords: Enterohemorrhagic Escherichia coli, hemolytic uremic syndrome, EHEC,
enterohemorrhagic colitis, O157:H7, foodborne disease.
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1. INTRODUÇÃO
A Escherichia coli foi reconhecida como sendo um patógeno veiculado por alimentos no
início dos anos 80, em surtos ocorridos nos EUA, que incluíram casos fatais. A carne e seus
derivados, principalmente hambúrgueres, foram responsáveis nestes primeiros surtos e ainda
são reconhecidos como principais fontes de infecção. A partir daí as pesquisas mostraram que
o trato intestinal dos ruminantes, principalmente bovinos e ovinos, parece ser o principal
reservatório das cepas enterohemorrágicas. Nos últimos anos, entretanto, houve um aumento
significativo no número de surtos associados com outros veículos, particularmente frutas,
sucos de frutas e vegetais. As conseqüências mais graves da infecção ocorrem em grupos
vulneráveis da população, como crianças, pessoas idosas ou imunodeprimidas. A maioria dos
surtos é relatada em países de clima temperado, como Escócia, EUA, Canadá, Japão e
Argentina, não havendo registro de ocorrência em países de clima tropical, como o Brasil.
Acredita-se que o clima quente e as condições de criação no Brasil dificultem a disseminação
da bactéria, já que no frio, o confinamento do gado e a alimentação com ração facilitam a
transmissão entre os animais. Por aqui tem havido diagnósticos clínicos da infecção, sem que
associação dos sintomas com os exames de fezes, ou dos alimentos possa ter sido estabelecida.
O Centro de Vigilância Epidemiológica/SP registrou, no período de 1998 a 2000, 15 casos de
SHU, com histórico anterior de diarréia e possível associação com a E. coli O157:H7. Nos
casos em que foi feita a coprocultura a presença de E. coli foi detectada, mas o agente não foi
isolado e/ou sorotipado para confirmação.
Este trabalho tem como objetivo fazer um levantamento bibliográfico sobre a ESCHERICHIA
COLI ENTEROHEMORRÁGICA.
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2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. AGENTE ETIOLÓGICO E EPIDEMIOLOGIA
A Escherichia coli é um dos principais habitantes do trato intestinal da maioria dos
animais de sangue quente, incluindo o homem e aves. O gado bovino é o reservatório de maior
impacto epidemiológico, portanto a maioria do surtos está associada ao consumo de produtos
cárneos contaminados ou mal cozidos. Entretanto a água, yogurtes, leite ou sucos não
pasteurizados, vegetais adubados com material orgânico, também podem ser fontes de
infecção, ocorrendo também transmissão direta entre as pessoas. A maioria das cepas não
representa qualquer perigo para seu hospedeiro. No entanto, algumas causam diarréia e são
classificadas com base em seus fatores de virulência, mecanismo de patogenicidade,
síndromes clínicas e sorologia. Estudos da década de 70 indicaram que certas cepas de E. coli
produzem toxinas, semelhantes à produzida pela Shigella, causando diarréia, colite
hemorrágica e/ou Síndrome Hemolítica-Urêmica (SHU) em humanos, principalmente em
crianças de até 5 ano. No grupo das Enterohemorrágicas (EHEC), a E. coli O157:H7 é o
sorotipo mais comum e mais estudado. Provoca uma colite hemorrágica aguda, através da
grande produção de toxinas, provocando severo dano à mucosa intestinal. O quadro clínico é
caracterizado por cólicas abdominais intensas e diarréia, inicialmente líquida, mas que se torna
hemorrágica na maioria dos pacientes. Ocasionalmente ocorrem vômitos e a febre é baixa ou
ausente. Alguns indivíduos apresentam apenas diarréia líquida. A doença é auto-limitante,
com duração de 5 a 10 dias, e o período de incubação é de 12-74horas (média de 18-36h).
Aproximadamente 15% das infecções por E. coli O157:H7 podem apresentar complicações
como a SHU, que se caracteriza pela tríade: anemia hemolítica microangiopática,
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trombocitopenia e insuficiência renal aguda. Além disto pode haver sintomas respiratórios ou
neurológicos, prolapso retal, e anúria severa (por mais de 7 dias). A taxa de mortalidade é de 2
a 6%, dependendo da precocidade do diagnóstico e do tratamento da insuficiência renal.
Alguns pacientes desenvolvem insuficiência renal crônica, com necessidade de diálise ou
transplante, outros apresentam seqüelas como hipertensão, defeitos da capacidade de
concentração de urina, proteinúria ou redução do clearense de creatinina (PAHO, 2001).
Embora a EHEC seja a principal causa de SHU, outros patógenos podem estar envolvidos,
como a Shigella, Campylobacter, Aeromonas, enterovírus, etc. Outra complicação associada à
E. coli O157:H7 é a Púrpura Trombocitopênica Trombótica (PTT). Esta condição se
assemelha à SHU, exceto por causar menor lesão renal. Ocorre um envolvimento neurológico
mais significativo, por exemplo, deterioração do sistema nervoso central, convulsão, derrames,
e normalmente é restrita aos adultos (BUCHANAN e DOYLE, 1997).
Nos animais, a E. coli causa uma doença chamada colibacilose, onde as espécies mais
freqüentemente afetadas são a bovina e suína, principalmente durante o período em que são
lactentes, sendo raro o aparecimento da enfermidade em animais com mais idade (CORREA e
CORREA, 1992). Segundo SANCHEZ et al. (2002) a infecção por E.coli O157 foi detectada
várias vezes em cães, mas nunca em gatos.
2.2. CARACTERÍSTICAS GERAIS DO GRUPO
As bactérias do gênero E. coli pertencem à família Enterobacteriaceae. São bacilos Gramnegativos, aeróbios facultativos, catalase positivos, oxidase negativos. Possuem fímbrias ou
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adesinas que permitem a sua fixação e desempenham papel importante na sua virulência.
Apresentam 3 antígenos:
•
Antígeno O: somático (grupo)
•
Antígeno H: flagelar (tipo)
•
Antígeno K: de superfície, associado ao grupo.
São classificadas com base nas diferenças antigênicas e fatores de virulência. Foram
identificados mais de 170 sorogrupos diferentes. As que não possuem flagelo e são imóveis,
são designadas NM (DOWNES, 2001) ou H(-) na fórmula do sorotipo.
São componentes da microbiota normal do intestino do homem e dos animais saudáveis
(cerca de 1.000.000 microrganismos /g) (VALENTE et al., 2006), impedindo o crescimento
de espécies bacterianas nocivas e sintetizando apreciável quantidade de vitamina K e do
complexo B.
Como microrganismo indicador, a presença de E. coli (coliformes termotolerantes) nos
alimentos em quantidades elevadas é utilizada para indicar a contaminação fecal, e a presença
de outros microrganismos enteropatogênicos (VALENTE et al., 2006), como a Salmonella.
Atualmente existem seis grupos reconhecidos de E. coli patogênicas que causam
gastroenterites em humanos: as enteropatogênicas (EPEC), as enteroinvasivas (EIEC), as
enterohemorrágicas (EHEC), as enterotoxigênicas (ETEC), as enteroagregativas (EaggEC) e
as difuso-aderentes (DAEC).
Dentre as enterohemorrágicas, os sorogrupos mais comumente isolados são: O157, O26,
O111 e os sorotipos H7, H11 e H32 (FERRÁN et al, 2003).
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As EHEC produzem toxinas, conhecidas como verotoxinas ou Shiga-toxinas, que recebem
este nome por sua similaridade com as toxinas produzidas pela Shigella dysenteriae. São
exotoxinas termolábeis, constituídas por uma sub-unidade A, enzimaticamente ativa, e cinco
sub-unidades B, com função de acoplamento a receptores celulares. São classificadas em dois
tipos: Stx1 e Stx2, que são sorologicamente distintas e apresentam efeito citotóxico em células
VERO e células de adenoma de útero humano (HeLa). O efeito citotóxico caracteriza-se por
arredondamento celular, morte e descolamento do tapete de células (BRITO et al, 2004). As
cepas enterohemorrágicas podem produzir só uma destas toxinas, ou ambas. A habilidade de
produzir Shiga toxina foi adquirida através de um bacteriófago, provavelmente direta ou
indiretamente de uma Shigella (BUCHANAN e DOYLE, 1997).
As EHEC podem crescer em temperaturas que variam de 7C a 40C, sendo que a
temperatura ótima é 37C. O pH ótimo de crescimento é de 7.0-7.5. Algumas podem crescer
em alimentos ácidos, com pH mínimo de crescimento de valor 4.0 (FRAZIER e WESTHOFF,
1993), e em alimentos com atividade água (Aw) mínima de 0.95. A E. coli O157:H7 pode
sobreviver por semanas ou meses em produtos ácidos como a maionese, salsichas, suco de
maçã, e queijo cheddar (DOWNES, 2001). A sobrevivência nestes produtos é prolongada
quando armazenados em temperatura de refrigeração. Por exemplo, o patógeno sobreviveu em
cidra de maçã por somente 2-3 dias a 25C, comparado com 10-31 dias a 8C (BUCHANAN e
DOYLE, 1997). Também sobrevive por longos períodos em carne congelada, aumentando o
seu potencial para causar surtos, embora não se multiplique a esta temperatura.
São destruídas através do cozimento dos alimentos após estes atingirem temperatura
interna acima de 70C. Também são inativadas pela pasteurização e irradiação. No trabalho
realizado por SILVA (2004), avaliando a resistência aos sanitizantes, observou-se que os
8
tratamentos com 100 e 200ppm de hipoclorito de sódio, dicloroisocianurato de sódio e cloreto
de benzalcônio/30s se mostraram eficazes contra a E. coli O157:H7.
A dose infectante (50-100/UFC) associada aos surtos de E. coli veiculada por alimentos é
considerada baixa (GRONEMEYER, 2007).
Muitos trabalhos relatam que a menor dose
infectante conhecida de E. coli O157:H7 é de 10 células/g.
2.3. FONTES DE CONTAMINAÇÃO
As EHEC são encontradas no trato intestinal de uma variedade de espécies animais e são
eliminadas através das fezes. Na natureza, a bactéria é normalmente encontrada no solo, água
ou qualquer outro local que ela possa alcançar a partir do seu habitat primário, normalmente
através de contaminação fecal. Portanto a principal fonte de contaminação para os animais são
a água, os alimentos e o ambiente.
Os bovinos são os principais reservatórios, além de outros animais de produção (ovelhas,
porcos, cabras, búfalo, camelo), de companhia (cães, gatos, cavalos), e silvestres (veados). A
mosca doméstica funciona como um importante vetor (BRITO et al., 2006).
Fatores de risco associados à contaminação animal incluem idade, lactação, movimentação
dos animais, estação do ano, composição do alimento e habilidade da bactéria de sobreviver
no ambiente. Estudos demonstraram que a eliminação fecal da bactéria foi maior durante o
período de lactação, e também no período do verão. A habilidade das EHEC de sobreviver e
persistir nas fezes, esterco e no solo pode ser considerada um fator de risco. A E. coli O157
pode sobreviver por vários meses em água ou sedimentos em cochos, e também por longos
9
períodos em fezes bovinas, principalmente se a umidade se conservar alta (FAIRBROTHER e
NADEAU, 2006).
A transmissão para o homem ocorre principalmente através do consumo de alimento
contaminado, como carne moída mal passada e leite cru. A carne pode ser contaminada
durante o abate ou processamento inadequado, quando as bactérias intestinais contaminam a
carcaça, ou quando a carne é moída. As bactérias presentes no úbere das vacas, ou no
equipamento de ordenha também podem contaminar o leite cru e seus derivados,
principalmente queijos (FERRAN et al., 2003). Outros alimentos associados aos surtos
incluem hambúrguer, rosbife, salame, alface, yogurte, suco de maçã não pasteurizado, couve
de Bruxelas, melão, manteiga, sorvetes. Surtos de E. coli O157 normalmente ocorrem em
restaurantes, devido à contaminação cruzada durante o preparo dos alimentos. A transmissão
entre pessoas através da via fecal-oral também é importante, e ocorre principalmente em
creches e berçários. Também ocorre transmissão através de água de abastecimento ou de
recreação contaminadas.
2.4. DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA DA E. coli O157:H7
Nos países industrializados, as infecções por EHEC se apresentam como surtos de
gastroenterite associados ao consumo de alimentos, preferencialmente derivados de carne
bovina. Ocorrem ao redor do mundo, mas são principalmente relatadas nos EUA e Canadá.
Também são importantes causadoras de diarréia em países como Japão, Austrália, Argentina e
países europeus. O Centro de Controle e Prevenção de Doenças nos EUA estima que lá, a E.
coli O157:H7 seja responsável por aproximadamente 62.500 casos de intoxicação alimentar
10
anualmente (SANCHEZ et al., 2002). No Japão, entre 1991 e 1995, mais de 80% das E. coli
isoladas foram identificadas como O157:H7 (FAIRBROTHER e NADEAU, 2006). Nos países
do Cone Sul das Américas, as infecções por EHEC são endêmicas e se apresentam casos
esporádicos de diarréias ou SHU, havendo pouca informação sobre surtos até 2002. Isto se
deve principalmente à falta de programas de vigilância dos surtos de toxi-infecção alimentar
nesta região, e carência de métodos de diagnóstico adequados para identificar a bactéria. Nos
casos de SHU ocorridos na Argentina, Chile e Uruguai, observou-se uma menor participação
do sorogrupo O157 com relação às cepas não-O157. No Chile, os sorotipos mais
freqüentemente isolados de crianças com SHU foram O157, O26, O111.
Na Argentina, há documentação da participação de EHEC em 32% dos episódios de
diarréia com sangue. Lá a SHU é endêmica, e são relatados aproximadamente 300 casos novos
anualmente (PAHO, 2001).
Um estudo feito por AIDAR-UGRINOVICH et al., em 2007, para determinar a ocorrência
de EHEC em fazendas no estado de São Paulo, não detectou o sorotipo O157. Os sorotipos
encontrados foram O7:H10, O22:H16, O111:H(-), O119:H(-) e O174:H21.
A E. coli O157:H7 foi inicialmente reconhecida durante um surto de diarréia
sanguinolenta nos Estados Unidos em 1982, tendo sido isolada em hambúrgueres
contaminados.
Em 1996, no Japão, um surto afetou 6300 crianças, resultando em 2 mortes. Foi o maior
surto registrado associado a este patógeno.
A mesma bactéria, também em 1996, na Escócia, causou a morte de 21 pessoas, todas
idosas.
11
Na cidade canadense de Walkerton, em 2000, outro surto causou 27 internações e 5 óbitos,
devido à contaminação do reservatório de água da cidade por E. coli O157.
Não há dados sistematizados sobre a ocorrência da doença no Brasil, devido à falta de
notificação. Dados do Centro de Vigilância Epidemiológica do Estado de São Paulo (CVE/SP)
indicam um total de 70 casos confirmados de síndrome hemolítica-urêmica, entre os anos de
1998 e 2005, sendo que 3 foram a óbito.
A importância das cepas não-O157 é provavelmente subestimada por estas serem pouco
caracterizadas, e mais difíceis de serem detectadas do que a O157.
2.5. DIAGNÓSTICO
A anamnese é dirigida buscando-se verificar a diarréia prodrômica ao aparecimento de
SHU, os tipos de alimentos ingeridos, tempo de incubação. A idade dos doentes pode ser um
dado importante quando se considera patógenos que afetam determinada faixa etária.
Os distintos procedimentos de diagnóstico se baseiam na detecção da Shiga-toxina ou dos
genes Stx na amostras de fezes ou nos cultivos, e/ou o isolamento da EHEC. Os
procedimentos diferem na sua complexidade, rapidez, sensibilidade, especificidade e custo,
portanto a estratégia diagnóstica dependerá das circunstâncias e dos recursos disponíveis.
Muitos estudos se concentram no isolamento do único sorotipo O157:H7, pois este tem a
propriedade fenotípica de não fermentar o sorbitol (PAHO, 2001).
Alguns métodos para detecção do patógeno na amostras clínicas são:
•
Isolamento da EHEC nas fezes utilizando o meio de cultura seletivo MacConkey
Sorbitol (SMAC), que permite diferenciar cepas fermentadoras de sorbitol das não-
12
fermentadoras. È a análise química recomendada para isolamento da E. coli O157:H7.
Para um diagnóstico definitivo deve-se confirmar a produção de citotoxinas.
•
Técnica de cultivo utilizando separação imunomagnética para E. coli O157 tem
demonstrado ser altamente sensível.
•
Polimerase Chain Reaction (PCR): altamente sensíveis e específicas.
•
PCR múltiplos: modificação da técnica básica, desenvolvida para detecção rápida dos
genes que decodificam as Stx.
•
Identificação das citotoxinas
•
Técnica imunoenzimática (ELISA): método para detecção das cepas que estão
produzindo as citotoxinas, utilizando-se anti-corpos específicos. Os resultados não são
confiáveis quando se trabalha diretamente com fezes.
•
Detecção de anti-corpos
2.6. CONTROLE
O controle das EHEC em fazendas deve ter como foco a fonte principal da contaminação:
o animal portador. Várias estratégias na tentativa de reduzir a colonização intestinal, e
conseqüentemente a eliminação da bactéria pelas fezes dos animais incluem vacinação,
tratamentos com pro-bióticos, administração de bacteriófagos, e modificação da dieta.
FAIRBROTHER e NADEAU (2006) relatam que o tratamento dos animais de abate com
certas cepas de Lactobacillus acidophilus, reduz em 50% a eliminação de E. coli O157 nas
fezes. Boas práticas de manejo como limpeza de cochos, cloração dos reservatórios de água,
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redução da contaminação fecal e umidade nos alimentos, evitar a superpopulação e pisos de
curral enlameados, correto preparo da silagem, vão contribuir minimizando a dispersão do
microrganismo na fazenda. O esterco é uma importante fonte de E. coli O157, e pode
contaminar o ambiente, incluindo riachos que vão ser usados na irrigação, aplicação de
pesticidas ou água de limpeza.
Boas práticas de higiene reduzem a contaminação das carcaças por fezes, mas não
garantem a ausência de EHEC nos produtos. Educar os funcionários de abatedouros e todos
aqueles envolvidos na produção de carne in natura é essencial para que a contaminação seja
mínima. O mesmo se aplica a trabalhadores de fazendas onde se produz leite cru. Os
procedimentos para fabricação de produtos de origem animal e vegetal devem estar
adequadamente regulados e supervisionados por autoridades sanitárias competentes. A
implementação de sistemas de controle, como HACCP (Hazard Analisys and Critical Control
Points) ao longo da cadeia de produção é considerado uma importante estratégia de prevenção.
É importante o controle rigoroso da cadeia de frio, assim como evitar o consumo de carnes
mal passadas, leite e sucos não pasteurizados, e água não tratada.
O lactato de sódio e o lactato de potássio são sais que podem ser adicionados aos produtos
cárneos para melhorar a barreira de segurança intrínseca do produto, através do controle de
bactérias presentes nos alimentos, como a E. coli, Clostridium botulinum, e Listeria
monocytogenes (SENAI, 2007).
As medidas preventivas para a população incluem:
14
•
Recomendar o consumo de carne bem cozida, principalmente se estiver moída.
•
Evitar contaminação cruzada entre os alimentos na cozinha.
•
Enfatizar a importância de se lavar as mãos e de limpar utensílios e superfícies ao
manipular carne crua.
•
Evitar contato da carne crua com outros alimentos, no refrigerador ou durante
manipulação.
•
Evitar o consumo de alimentos de origem bovina que não tenham sido adequadamente
pasteurizados, como leite, queijo, bem como hortaliças fertilizadas com esterco.
•
Lavar cuidadosamente verduras e frutas com água corrente, principalmente aquelas
que não serão cozidas.
•
Beber água tratada, e evitar engolir água de piscina ou lago.
Segundo o CENTRO DE VIGILÂNCIA EPIDEMIOLÓGICA (CVE), toda ocorrência de
agravos inusitados ou de surtos deve ser notificada, mesmo que a doença suspeita não conste
na lista de notificação obrigatória.
15
3. CONCLUSÃO
Segundo informações da WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO), a incidência
global de Doenças Transmitidas por Alimentos (DTA) é difícil de se estimar, mas calcula-se
que somente em 2005 tenham morrido 1.8 milhões de pessoas em decorrência de diarréia.
Uma grande proporção destes casos pode ser atribuída a alimentos e água contaminados.
Embora as DTA sejam esporádicas e raramente notificadas, seus surtos podem tomar
proporções enormes. As infecções causadas por E. coli enterohemorrágicas são doenças
importantes que têm emergido nas últimas décadas. Embora sua incidência seja relativamente
baixa, suas conseqüências severas e às vezes fatais, particularmente entre crianças e idosos, a
coloca entre as mais sérias infecções transmitidas por alimentos.
Embora os estudos feitos no Brasil, com análise de vegetais e produtos cárneos não
tenham detectado a presença da E. coli O157:H7, estes resultados não podem ser interpretados
como garantia de ausência deste patógeno no país. Indicam apenas que a ocorrência no nosso
meio é, certamente, mais baixa que nos outros países. Registros do CVE/SP atestam a
existência de SHU, e deixam clara a necessidade de monitoramento da bactéria em diferentes
produtos e regiões, pois a experiência tem demonstrado que no mundo atual, patógenos
emergentes podem ser rapidamente disseminados considerando-se a intensa movimentação
internacional de pessoas e mercadorias.
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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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