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Escherichia coli (E. coli). bacteria

Colibacilose

Infecção de suínos por E. coli, causas e medidas corretivas

A colibacilose, ou infecção por E. coli, é uma das principais doenças na suinocultura. É uma doença bacteriana típica causada por Escherichia coli (E. coli) patogênica. Ela causa principalmente doença e morte em leitões neonatos e desmamados. Com o aumento da área de incidência, prevalência e taxa de mortalidade, a colibacilose se tornou uma nova doença histórica de ocorrência frequente.

A colibacilose suína causa importantes prejuízos econômicos e para a saúde animal. A diarreia pós-desmame (DPD), comumente associada à E. coli enterotoxigênica (ETEC), é uma das doenças mais prevalentes na suinocultura e é responsável por importantes prejuízos econômicos em todo o mundo (Han et al., 2007; Cheng et al., 2006).

Tipos de colibacilose

Existem cinco tipos principais de colibacilose (Straw et al., 2006):

Tipos de colibacilose

Tempo
Diarreia neonatalPrimeiros 4 dias após o parto
Diarreia pré-desmame de leitõesPrimeira semana após o parto até o desmame
Diarreia pós-desmame  Primeiros dias após o desmame
Doença deo edemaTipicamente após o desmame

Outras infecções por E. coli

como a mastite, infecção do trato urinário, septicemia e outras)

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Diarreia neonatal

As fezes podem ter coloração clara ou branca/amarela/marrom. A diarreia ocorre 2 a 3 horas após a infecção por E. coli e pode afetar apenas um leitão ou leitegadas inteiras (Bertschinger e Fairbrother, 1999). Nos casos graves, observa-se desidratação e mortalidade de até 56% dos leitões infectados nos primeiros dias de vida.

Diarreia pré-desmame em leitões

Os leitões apresentam diarreia cinza ou branca e podem tornar-se peludos e magros (Taylor, 2013). Esse tipo de diarreia pode afetar facilmente os animais alimentados com substitutos do leite ou ração creep-feed de baixa qualidade.

Colibacilose pós-desmame

Diarreia aquosa em jatos de coloração amarela ou cinza/marrom e desidratação. Sangue e muco raramente estão presentes. Uma vez que os leitões não recebam mais os anticorpos maternos do leite da porca, eles se tornam suscetíveis às infecções por E. coli adquiridas no ambiente da granja. A taxa média de mortalidade é de até 30-40% (Straw et al., 2006).

Doença do edema

A doença do edema pode ocorrer junto com a diarreia pós-desmame. É uma enterotoxemia transmissível causada por cepas verotoxigênicas de E. coli (Straw et al., 2006). A toxina liberada pela E. coli entra na corrente sanguínea e causa lesões em determinados tecidos. O edema do mesocólon e da submucosa gástrica são observados com frequência, com uma taxa de mortalidade média de 50-90% (Straw et al., 2006).

Síndrome Metrite Mastite Agalaxia

A síndrome Metrite Mastite Agalaxia (MMA) é a doença mais comum de matrizess após o parto. A MMA é uma doença multifatorial, com causas específicas relacionadas às áreas de manejo e higiene, alimentação, fornecimento de água e fatores específicos dos animais, como condição corporal e idade das fêmeas. As bactérias isoladas das matrizes infectadas são sempre E. coli dominantes no biofilme. Atualmente, acredita-se que as infecções do trato urinário estão associadas à colonização por E. coli.

Classificação

A Escherichia coli é parte da microbiota normal do corpo humano e também coloniza o trato intestinal de outros mamíferos. Entretanto, alguns patotipos de E. coli adquiriram supostos fatores de virulência (FV) de seus ambientes.

As cepas patogênicas de E. coli são classificadas em seis categorias bem descritas (Kaper et al., 2004):

  1. E. coli enteropatogênica (EPEC)
  2. E. coli produtora de toxina Shiga (STEC)
  3. E. coli enterotoxigênica (ETEC)
  4. E. coli enteroinvasiva (EIEC)
  5. E. coli enteroagressiva (EAEC)
  6. E. coli de aderência difusa (DAEC)

As enterotoxinas produzidas por cepas enterotoxigênicas de E. coli incluem a enterotoxina termolábil (LT) e/ou as enterotoxinas termoestáveis STa (STI) ou STb (STII). Esses organismos também produzem adesinas fimbriais responsáveis pela mediação da aderência da bactéria à superfície da mucosa. As fímbrias produzidas incluem K88, K99, 987P, F41 e F18. Algumas cepas de E. coli produzem uma toxina Shiga (Stx2e) e podem causar doença de edema, além da diarreia pós-desmame.

Algumas cepas de E. coli não produzem toxinas, mas destroem as microvilosidades das células epiteliais às quais se aderem (Taylor, 2013). As cepas de E. coli que causam lesões do tipo A/E (adesão/evasão) são conhecidas como E. coli enteropatogênica (EPEC). É fundamental identificar os fatores de virulência produzidos pelas cepas ETEC ou EPEC, já que muitas cepas de E. coli isoladas de animais não são patogênicas.

Controle e prevenção

Acredita-se que o uso contínuo de antibióticos pode contribuir para a criação de um reservatório de bactérias resistentes a antibióticos, as quais podem transferir sua resistência para as bactérias patogênicas tanto em animais como em seres humanos (Han et al., 2007). Com o aumento da incidência mundial de enterobactérias resistentes aos carbapenêmicos, as polimixinas têm sido adotados como a última linha de defesa contra infecções por bactérias Gram-negativas em humanos (Liu et al., 2016). A resistência às polimixinas depende principalmente da modificação dos lipopolissacarídeos (LPS), frequentemente mediada por cromossomos (Olaitan et al., 2014).

Os princípios de prevenção de um surto de colibacilose têm como base fatores de higiene e de manejo visando reduzir o acúmulo de patógenos e a transmissão da infecção, estabelecendo e mantendo a imunidade dos leitões e das porcas.

Os leitões recebem os anticorpos maternos específicos para E. coli no ambiente imediato através do colostro, porém apenas se a matriz suína houver sido exposta àquele ambiente. O grau de exposição à infecção ao nascimento e a imunidade adquirida pelo colostro determinarão a possível ocorrência da doença clínica (Taylor, 2013).

Os antibióticos comumente utilizados em todo o mundo constituem uma forma relativamente eficaz de eliminar patógenos infecciosos (Philips et al., 2004). Alternativas com efeitos antimicrobianos, como os ácidos orgânicos ou fitogênicos, são cada vez mais importantes, já que muitos países proibiram o uso de antibióticos para o controle de infecções bacterianas em suínos (Turner et al., 2001; Thacker, 2013).

Fatores de controle e de prevenção

Adaptado de Taylor, 2013

Higiene

  • Higiene dos funcionários e do veterinário
  • Move and re-bed farrowing huts on clean ground after every litter
  • Burn and remove old beds from paddocks
  • Move farrowing site annually and keep stocking rate low
  • Limpe e desinfete os equipamentos (especialmente importante se os animais estiverem alojados) com detergentes e desinfetantes adequados. Certifique-se de que o ambiente esteja seco antes de reintroduzir os animais.

Manejo

  • Ajude as matrizes a criar e a manter uma cama uniforme e seca
  • Add straw in small amounts frequently, in particular in wetter weather
  • Evite frestas que causem correntes de ar ao redor da base das baias
  • Para evitar o edema de úbere, controle cuidadosamente os níveis de alimentação das matrizes, reduzindo a oferta de ração de 0,5 até 1 kg/dia, 4 a 5 dias antes do parto
  • Certifique-se de que os leitões sejam mantidos na temperatura adequada, já que o frio pode desencadear doenças (consulte o The Pig Site para saber quais são as temperaturas adequadas para cada faixa etária)

Imunidade

  • Expor as marrãs em gestação às camas de parto e às fezes dos leitões
  • Transferir os leitões para mães adotivas/de leite somente após a ingestão do colostro
  • Considere usar a vacina contra E. coli nos rebanhos com problemas persistentes

Nutrição

  • Dietas com baixos níveis de proteína
  • Ácidos orgânicos ou acidificantes
  • Óxido de zinco
  • Óleos essenciais ou aditivos fitogênicos para rações
  • Ácidos graxos de cadeia média do óleo de eucalipto

Soluções

Os ácidos orgânicos têm sido usados há décadas no combate das bactérias patogênicas em animais e rações. O uso de combinações de ácidos ao invés de ácidos individuais pode ser mais benéfico devido ao espectro mais amplo de atividade (Namkung et al., 2003).

Sabe-se que os ácidos orgânicos melhoram o desempenho de crescimento e modulam a microbiota intestinal de suínos (Piva et al., 2002). Os ácidos orgânicos diminuem o pH da ração e do trato gastrointestinal, criando condições desfavoráveis para bactérias potencialmente nocivas (Freitag, 2007). Na sua forma não dissociada, eles são capazes de penetrar a célula bacteriana e interromper seu crescimento, podendo até mesmo causar sua morte (Stonerock, 2007).

Os aditivos para rações à base de ácidos orgânicos, com ou sem o uso de antibióticos promotores de crescimento (AGPs), podem ajudar a aliviar os efeitos negativos da infecção por E. coli em suínos. A otimização da atividade dos ácidos orgânicos com fitoquímicos e de substâncias permeabilizantes podem fortalecer sua atividade contra bactérias Gram-negativas, como E. coli e Salmonella.

Além dos fitoquímicos, o cinamaldeído (CA) inibe a proteína FtsZ e tem um papel importante na divisão celular de bactérias potencialmente nocivas (Domadia et al., 2007). Em circunstâncias normais, a FtsZ é polimerizada em filamentos, tomando forma dentro das células, no local onde acontece a divisão celular. Neste local, eles formam uma estrutura polimérica conhecida como “anel de Z” na membrana interna do meio da célula, o qual é responsável pela divisão celular. O CA inibe não apenas a transformação da FtsZ em filamentos, mas também processos essenciais envolvidos na formação e na função do anel Z e, portanto, na divisão celular. Isso causa uma redução da carga de bactérias dentro do trato gastrointestinal.

O Biomin® Permeabilizing Complex presente em Biotronic® Top3 enfraquece a membrana externa das bactérias Gram-negativas, aumentando o efeito sinérgico de seus componentes, os ácidos orgânicos e fitoquímicos. Como se pode observar na Figura 1, as contagens de E. coli no íleo (log UFC/g) foram mais baixas no grupo que recebeu Biotronic® Top3 na dieta.

Figure 1. E. coli and Salmonella counts in negative and positive control and Biotronic® Top3 groups. | Source: BIOMIN
Figure 1. E. coli and Salmonella counts in negative and positive control and Biotronic® Top3 groups.
Source: BIOMIN

Referências

Bertschinger, H. U., & Fairbrother, J. M. (1999). Escherichia coli infections. In B. E. Straw, S. D’Allaire, W. L. Mengeling, & D. J. Taylor (Eds.), Diseases of swine (Eighth, p. Chapter 32). Ames, Iowa: Iowa State University Press.

Cheng D., Sun H., Xu J., Gao S. (2006). PCR detection of virulence factor genes in Escherichia coli isolates from weaned piglets with edema disease and/or diarrhea in China. Vet Microbiol. 115(4):320–329. Domadia P., Swarup S., Bhunia A., Sivaraman J., Dasgupta D. Inhibition of bacterial cell division protein FtsZ by cinnamaldehyde. Biochemical Pharmacology 74, 2007. P. 831–840.

Freitag M. Organic acid and salts promote performance and health in animal husbandry. In: Acidifiers in animal nutrition (Ed. Lückstädt C.). 2007. Nottingham University Press, Nottingham. P. 1–11.

Han W., Liu B., Cao B., Beutin L., Kruger U., Liu H., Li Y., Liu Y., Feng L., Wang L. (2007).DNA microarray-based identification of serogroups and virulence gene patterns of Escherichia coli isolates associated with porcine postweaning diarrhea and edema disease. Appl Environ Microbiol. 73 (12):4082–4090.

Kaper J.B., Nataro J.P., Mobley H.L.(2004) Pathogenic Escherichia coli. Nat Rev Microbiol. 2(2):123–40.

Liu Y.Y., Wang Y., Walsh T.R., Yi L.X., Zhang R., Spencer J., Doi Y., Tian G., Dong B.,Huang X., et al.(2016) Emergence of plasmid-mediated colistin resistance mechanism MCR-1 in animals and human beings in China: a microbiological and molecular biological study. Lancet Infect Dis. 16(2):161–169.

Namkung H., Li M., Yu H., Cottrill M., Gong J., de Lange C.F.M. Impact of feeding blends of organic acid or herbal extracts on growth performance, gut microflora and digestive function in newly weaned pigs. 2003. Proceedings of the 9th International Symposium on Digestive Physiology in Pigs, vol. 2, P.93–95.

Olaitan A.O., Morand S., Rolain J.M. (2014) Mechanisms of polymyxin resistance: acquired and intrinsic resistance in bacteria. Front Microbiol. 5:643.

Piva A., Casadei G., Biagi G. An organic acid blend can moderate swine intestinal fermentation and reduce microbial proteolysis. 2002. Canadian Journal of Animal Science 82, P.527-537.

Philips I, Casewell M, Cox T, de Groot B, Friis C, Jones R, et al. 2004. Does the use of antibiotics in food animals pose a risk to human health? A critical review of published data. J Antimicrob Chemother.53:28–52.

Stonerock R. Possibilities of salmonella control with the aid of acidifiers. In: Acidifiers in animal nutrition, (Ed. Lückstädt C.). 2007. Nottingham University Press, Nottingham. P.21–30

Straw, B. E., Zimmerman, J. J., D’Allaire, S., & Taylor, D. J. (2013). Diseases of Swine. John Wiley & Sons.

Taylor, D. J. (2013). Pig Diseases (9th ed.).

Turner JL, Pas S, Dritz SS, Minton JE. 2001. Review: Alternatives to conventional antimicrobials in swine diets. Prof Anim Sci. 25:217–243.

Thacker PA. (2013). Alternatives to antibiotics as growth promoters for use in swine production: A review. J Anim Sci Biotechnol. 4:35-47.

Soluções

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