É reconhecido hoje que o fator mais importante que deve regular e restringir o uso de excretas humanas no solo é a presença de organismos patogênicos (WHO, 2006; AUSTIN e CLOETE 2008; WINKER et al., 2009).
Doenças entéricas podem ser causadas por bactérias, vírus e parasitas, tanto protozoários quanto helmintos. Estes microorganismos são encontrados em altas concentrações nas fezes e em baixas concentrações na urina, tendo em vista que esta última não é a via usual de excreção da maior parte dos patógenos entéricos (WHO, 2006).
A maioria dos patógenos de importância sanitária que podem ser transmitidos por meio de fezes contaminadas causam problemas gastrointestinais com sintomas como diarreia, vômito e cólicas. Alguns outros podem agir prejudicando outros órgãos provocando sequelas severas. O quadro 04 apresenta uma lista com os principais patógenos encontrados nas fezes humanas e as doenças associadas.
Grupo Patógeno Doenças relacionadas
Bactéria
Aeromonas spp. Enterite
Campilobacter jejuni/coli Enterite
Escherichia coli (EHEC, EIEC, EPEC, ETEC) Enterite
Plesiomonas shigelloides Enterite
Salmonella typhi/paratyphi Febre tifóide, paratifóide
Salmonella spp. Salmonelose
Shigella spp. Shigelose
Vibrio choleare (O1, O139) Cólera
Yersinia spp. Enterite
Vírus
Adenovirus enterico Enterite
Astrovirus Enterite
Calcivirus Enterite
Coxsackievirus Enterite, Meningite viral Doença respiratória,
Echovirus Meningite, Encefalite
Enterovirus tipos 68-71 Meningite, Encefalite, Paralisias
Virus da Hepatite A Hepatite A
Virus da Hepatite E Hepatite E
Poliovirus Poliomielite
Norovírus Enterite
Rotavirus Enterite
Protozoários parasitários
Balantidium coli Enterite
Cryptosporidium parvum Criptosporidíase
Cyclospora cayetanensis Enterite
Entamoeba histolytica Amebíase
Giardia intestinalis Giardíase
Toxoplasma gondi Toxoplasmose
Helmintos parasitários
Ascaris lumbricoides Ascaridíase
Ancylostoma duodenale/Necator americanus Ancilostomíase
Schistosoma mansoni Esquistossomose
Taenia solium/saginata Teníase
Trichuris trichiura Tricuríase
2.3.1.1 Modelos e organismos indicadores
Os patógenos são inativados no ambiente ao longo do tempo dependendo de uma combinação de fatores como umidade, pH, presença
Quadro 04. Principais patógenos que podem ser excretados nas fezes humanas e doenças relacionadas. (Adaptado de OTTOSSON, 2003; WHO, 2006; FUNASA, 2007).
de outros microorganismos, concentração de carbono e nutrientes, dentre outros. Em geral, os métodos de sanitização de excretas mais bem estabelecidos são baseados nos fatores: pH, temperatura, umidade e amônia (NORDIN, 2010).
Para avaliar a eficiência destes processos deve-se verificar a inativação de organismos patogênicos. No entanto, não é factível o estudo de todos os patógenos presentes em matrizes como as fezes, em função de limitações de tempo, custos e métodos analíticos.
Desta forma, é comum a adoção de microorganismos modelos ou indicadores, os quais devem ser igualmente ou mais resistentes do que os potenciais patógenos. A partir destes elaboram-se previsões sobre o comportamento de microorganismos patogênicos que tenham características similares frente ao fator de inativação estudado. Diferentemente dos microorganismos considerados modelos, os indicadores são endógenos, ou seja, são excretados no material de estudo.
A maioria dos estudos sobre bactérias patogênicas utiliza indicadores fecais pertencentes aos gêneros e família Enterococcus e Enterobacteriaceae, respectivamente. As bactérias pertencentes à estes grupos são em sua maioria gram-positivas, com a parede celular que oferece maior resistência à temperaturas elevadas, agentes desinfetantes e secagem, quando comparadas às bactérias gram-negativas. Vale ressaltar que vários estudos tem utilizado também a Salmonella como indicadora. Apesar de ser gram-positiva ela tem apresentado grande resistência à uma série de fatores ambientais (SPECTOR e KENYON, 2012). Destaca-se também seu uso na normatização brasileira por meio dos limites estabelecidos na Resolução CONAMA 375/2006 que orienta o reúso de lodo de esgoto na agricultura.
Com relação à avaliação de vírus patogênicos, destaca-se o uso de bacteriófagos como modelos pela facilidade metodológica de enumeração quando comparados com vírus humanos ou animais, os quais normalmente requerem células eucarióticas para sua replicação (SILVA, 2010). Alguns possuem ocorrência natural no material fecal, como colifagos somáticos, colifagos F-específicos ou F-RNA e bacteriófagos que infectam Bacterioides fragilis (HAVELAAR et al., 1991).
Os principais parasitas utilizados como modelos ou indicadores levam em consideração principalmente sua resistência à condições ambientais adversas e a prevalência de infecções nas populações. Neste contexto destacam-se os oocistos do protozoário Criptosporidium spp. e
os cistos de Giardia spp. e os ovos de Ascaris spp. e Taenia spp. Neste grupo os Ascaris destacam-se ainda como um dos mais importantes. A elevada resistência de seus ovos é função da sua estrutura de membranas que é extremamente impermeável à maioria das substâncias com exceção de gases e solventes lipídicos (figura 11) (WHARTON, 1980). A importância da avaliação deste parasita está refletida também nas exigências das resoluções brasileiras. A resolução CONAMA 375/2006 estabelece a presença de ovos de Ascaris como fator limitante para o reúso de lodo de esgoto na agricultura.
Figura 11. Estrutura da membrana de ovos férteis de A. lumbricoides.
É muito comum a utilização de ovos de Ascaris suum como modelo para Ascaris lumbricoides. A. summ é a espécie que infecta suínos, e seus ovos são utilizados como modelos pela maior facilidade de obtenção diretamente dos vermes e pelo menor risco de manipulação, apesar de zoonóticos. Os ovos de A. suum são muito semelhantes aos ovos de A. lumbricoides, existe inclusive uma vertente de pesquisadores que acreditam que eles são na verdade a mesma espécie (Leles et al., 2012), e outra que acreditam na diferenciação (ANDERSON e JAENIKE, 1997).
Estudos com grandes quantidades de ovos de A. lumbricoides não são muito frequentes. A falta de estudos é em parte explicada pela dificuldade de obtenção de grandes quantidades de ovos, pelo risco de manipulação dos mesmos tendo em vista seu elevado potencial de infectividade e pela complexidade metodológica de extração e avaliação de viabilidade nos processos de tratamento, principalmente quando envolvem matrizes complexas como fezes e lodo de esgoto.
Outra questão ainda incerta é a existência de diferenças ou não entre os ovos retirados do útero do verme adulto e os ovos extraídos das fezes. Existe a possibilidade de que os ovos retirados do verme sejam um pouco menos resistentes do que os ovos já excretados nas fezes. Assim, pesquisas que utilizem os ovos extraídos das fezes são geralmente consideradas mais realistas do ponto de vista de conformidade com a situação real, no entanto são menos comuns em função da complexidade metodológica associada.