Atividade microbiana em solo cultivado com cana-de-açúcar após aplicação de herbicidas

Objetivou-se neste trabalho avaliar os efeitos dos herbicidas na atividade respiratória da microbiota, na biomassa microbiana e no quociente metabólico em solo cultivado com plantas de cana-de-açúcar. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, no esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, avaliou-se o efeito dos herbicidas e, nas subparcelas, o efeito do tempo após a aplicação destes. Os herbicidas utilizados foram: 2,4-D (1,30 kg ha-1), ametryn (1,00 kg ha-1), trifloxysulfuron-sodium (0,0225 kg ha-1) e a mistura ametryn+trifloxysulfuron-sodium (1,463+0,0375 kg ha-1, respectivamente). Realizou-se a aspersão dos herbicidas aos 60 dias após a brotação das gemas do material propagativo. Aos 15, 30, 45 e 60 dias após a aplicação dos herbicidas, amostras de solos rizosférico e não-rizosférico foram coletadas e analisadas quanto às seguintes características: taxa respiratória (TR), carbono da biomassa microbiana (CBM), quociente metabólico (qCO2) e acúmulo total de C-CO2 evoluído do solo (ATC). O ametryn aplicado isolado ou em mistura com trifloxysulfuron-sodium propiciou maiores TRs, ao passo que o 2,4-D apresentou pouca influência nessa variável. Maiores acúmulos de C-CO2 aos 60 dias após a aplicação dos herbicidas foram verificados nos tratamentos com trifloxysulfuron-sodium, ametryn e na mistura de ambos os produtos. A BM do solo foi reduzida na presença do ametryn isolado ou em mistura. Esses tratamentos resultaram em maiores valores de qCO2 aos 45 e 60 dias da aplicação.

Evolução de CO2 e atividades enzimáticas em amostras de solo tratado com herbicidas

Os efeitos dos herbicidas bentazon, metolachlor, trifluralin, imazethapyr, imazethapyr+lactofen, haloxyfop-methyl, glyphosate e chlorimuron-ethyl, testados em duas concentrações (duas e dez vezes a dose média recomendada por hectare), sobre a atividade microbiana foram estudados em amostras de solo que nunca haviam recebido tratamento com pesticidas. Como bioindicadores, utilizou-se a respiração microbiana, quantificando a emissão de CO2 aos 2, 4, 8, 12, 16, 20 e 24 dias após incubação, a atividade da enzima desidrogenase e a hidrólise de diacetato de fluoresceína (FDA), aos 8 e 28 dias. Bentazon e a mistura de imazethapyr+lactofen na maior concentração e o haloxyfop-methyl nas duas concentrações apresentaram efeitos inibitórios na respiração edáfica, embora diferentes em época e duração do efeito. Nenhum dos tratamentos herbicidas afetou a hidrólise da FDA. A atividade da desidrogenase foi inibida, o que foi verificado em análise realizada aos oito dias,nas amostras de solo com alta concentração de bentazon e imazethapyr; no entanto, foi estimulada nos tratamentos com baixa concentração de metolachlor e imazethapyr e na maior concentração de glyphosate. A respiração basal e a atividade da desidrogenase mostraram maior sensibilidade na detecção de efeitos dos herbicidas sobre a microbiota do solo que as determinações da hidrólise de FDA. Apenas foi encontrada correlação significativa entre a atividade da desidrogenase e a respiração basal aos oito dias de incubação. Os resultados destacam a importância da consideração de múltiplos indicadores na avaliação dos efeitos de herbicidas na microbiota do solo.

Biodegradation of glyphosate in rhizospheric soil cultivated with Glycine max, Canavalia ensiformis e Stizolobium aterrimum

Biodegradation of glyphosate was evaluated in rhizospheric soil cultivated with Glycine max (soybean, var. BRS245-RR), Canavalia ensiformis and Stizolobium aterrimum. After these species were cultivated for 60 days, soil samples were collected, placed in flasks and treated with 14C-glyphosate. After 30 days of incubation, the total release rate of C-CO2 was determined along with microbial biomass (MBC), metabolic quotient (qCO2), and degradation percentage of the radio-labeled glyphosate released as 14C-CO2. A higher mass of rhizosphere-associated microorganisms was verified in the soil samples from pots cultivated with soybean, regardless of glyphosate addition. However, in the presence of the herbicide, this characteristic was the most negatively affected. Microorganisms from the C. ensiformis rhizosphere released a lower amount of 14C-CO2, while for those originated from S. aterrimum, the amount released reached 1.3% more than the total carbon derived from the respiratory activity. The rhizospheric soil from S. aterrimum also presented higher glyphosate degradation efficiency per microbial biomass unit. However, considering qCO2, the microbiota of the rhizospheric soil cultivated with soybean was more efficient in herbicide degradation.

Soil microorganisms and their role in the interactions between weeds and crops

The competition between weeds and crops is a topic of great interest, since this interaction can cause heavy losses in agriculture. Despite the existence of some studies on this subject, little is known about the importance of soil microorganisms in the modulation of weed-crop interactions. Plants compete for water and nutrients in the soil and the ability of a given species to use the available resources may be directly affected by the presence of some microbial groups commonly found in the soil. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are able to associate with plant roots and affect the ability of different species to absorb water and nutrients from the soil, promoting changes in plant growth. Other groups may promote positive or negative changes in plant growth, depending on the identity of the microbial and plant partners involved in the different interactions, changing the competitive ability of a given species. Recent studies have shown that weeds are able to associate with mycorrhizal fungi in agricultural environments, and root colonization by these fungi is affected by the presence of other weeds or crops species. In addition, weeds tend to have positive interactions with soil microorganisms while cultures may have neutral or negative interactions. Competition between weeds and crops promotes changes in the soil microbial community, which becomes different from that observed in monocultures, thus affecting the competitive ability of plants. When grown in competition, weeds and crops have different behaviors related to soil microorganisms, and the weeds seem to show greater dependence on associations with members of the soil microbiota to increase growth. These data demonstrate the importance of soil microorganisms in the modulation of the interactions between weeds and crops in agricultural environments. New perspectives and hypotheses are presented to guide future research in this area.

Parasitic infections in germfree animals

The association of vertebrate hosts with the indigenous microbiota and its effect on the response to infections has long been a subject of scientific curiosity. From the first theory supported by Louis Pasteur that life would be impossible in the absence of associated microorganisms to the development of germfree mammals for research, a lot was learned about how the normal microbiota influences the environment in which pathogens may find themselves. In the present review, we attempt to summarize the more recent results from our group and others on the influence of the normal microbiota on the outcome of parasitic infections. Our results and those of others point to a complex relationship between the mammalian system and its indigenous microbiota, leading to greater resistance to some infections and enhanced susceptibility to others

Monoassociation with Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 stimulates the immune defense mechanisms of germfree mice

Probiotics are formulations containing live microorganisms or microbial stimulants that have some beneficial influence on the maintenance of a balanced intestinal microbiota and on the resistance to infections. The search for probiotics to be used in prevention or treatment of enteric infections, as an alternative to antibiotic therapy, has gained significant impulse in the last few years. Several studies have demonstrated the beneficial effects of lactic acid bacteria in controlling infection by intestinal pathogens and in boosting the host's nonspecific immune response. Here, we studied the use of Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20, a lactic acid bacterium isolated from a human newborn from Viçosa, Minas Gerais, Brazil, as a probiotic. A suspension containing 108 cells of Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 was inoculated into groups of at least five conventional and germfree Swiss mice to determine its capacity to stimulate the host mononuclear phagocytic activity. We demonstrate that this strain can survive the stressing conditions of the intestinal tract in vivo. Moreover, the monoassociation of germfree mice with this strain for seven days improved the host's macrophage phagocytic capacity, as demonstrated by the clearance of a Gram-negative bacterium inoculated intravenously. Monoassociated mice showed an undetectable number of circulating E. coli, while 0.1% of the original inoculum was still present in germfree animals. Mice treated with viable or heat-killed Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 presented similarly improved clearance capacity when compared with germfree controls. In addition, monoassociated mice had twice the amount of Kupffer cells, which are responsible for the clearance of circulating bacteria, compared to germfree controls. These results suggest that the L. acidophilus strain used here stimulates a nonspecific immune response and is a strong candidate to be used as a probiotic.

The conservative physiology of the immune system

Current immunological opinion disdains the necessity to define global interconnections between lymphocytes and regards natural autoantibodies and autoreactive T cells as intrinsically pathogenic. Immunological theories address the recognition of foreignness by independent clones of lymphocytes, not the relations among lymphocytes or between lymphocytes and the organism. However, although extremely variable in cellular/molecular composition, the immune system preserves as invariant a set of essential relations among its components and constantly enacts contacts with the organism of which it is a component. These invariant relations are reflected, for example, in the life-long stability of profiles of reactivity of immunoglobulins formed by normal organisms (natural antibodies). Oral contacts with dietary proteins and the intestinal microbiota also result in steady states that lack the progressive quality of secondary-type reactivity. Autoreactivity (natural autoantibody and autoreactive T cell formation) is also stable and lacks the progressive quality of clonal expansion. Specific immune responses, currently regarded as the fundament of the operation of the immune system, may actually result from transient interruptions in this stable connectivity among lymphocytes. More permanent deficits in interconnectivity result in oligoclonal expansions of T lymphocytes, as seen in Omenn's syndrome and in the experimental transplantation of a suboptimal diversity of syngeneic T cells to immunodeficient hosts, which also have pathogenic consequences. Contrary to theories that forbid autoreactivity as potentially pathogenic, the physiology of the immune system is conservative and autoreactive. Pathology derives from failures of these conservative mechanisms.

Ethanol-induced colitis prevents oral tolerance induction in mice

The gut mucosa is a major site of contact with antigens from food and microbiota. Usually, these daily contacts with natural antigens do not result in inflammatory reactions; instead they result in a state of systemic hyporesponsiveness named oral tolerance. Inflammatory bowel diseases (IBD) are associated with the breakdown of the immunoregulatory mechanisms that maintain oral tolerance. Several animal models of IBD/colitis are available. In mice, these include targeted disruptions of the genes encoding cytokines, T cell subsets or signaling proteins. Colitis can also be induced by intrarectal administration of chemical substances such as 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid in 50% ethanol. We report here a novel model of colitis induced by intrarectal administration of 50% ethanol alone. Ethanol-treated mice develop an inflammatory reaction in the colon characterized by an intense inflammatory infiltrate in the mucosa and submucosa of the large intestine. They also present up-regulation of both interferon gamma (IFN-gamma) and interleukin-4 (IL-4) production by cecal lymph node and splenic cells. These results suggest a mixed type of inflammation as the substrate of the colitis. Interestingly, cells from mesenteric lymph nodes of ethanol-treated mice present an increase in IFN-gamma production and a decrease in IL-4 production indicating that the cytokine balance is altered throughout the gut mucosa. Moreover, induction of oral tolerance to ovalbumin is abolished in these animals, strongly suggesting that ethanol-induced colitis interferes with immunoregulatory mechanisms in the intestinal mucosa. This novel model of colitis resembles human IBD. It is easy to reproduce and may help us to understand the mechanisms involved in IBD pathogenesis.

Immunoglobulin production is impaired in protein-deprived mice and can be restored by dietary protein supplementation

Most contacts with food protein and microbiota antigens occur at the level of the gut mucosa. In animal models where this natural stimulation is absent, such as germ-free and antigen-free mice, the gut-associated lymphoid tissue (GALT) and systemic immunological activities are underdeveloped. We have shown that food proteins play a critical role in the full development of the immune system. C57BL/6 mice weaned to a diet in which intact proteins are replaced by equivalent amounts of amino acids (Aa diet) have a poorly developed GALT as well as low levels of serum immunoglobulins (total Ig, IgG, and IgA, but not IgM). In the present study, we evaluated whether the introduction of a protein-containing diet in 10 adult Aa-fed C57BL/6 mice could restore their immunoglobulin levels and whether this recovery was dependent on the amount of dietary protein. After the introduction of a casein-containing diet, Aa-fed mice presented a fast recovery (after 7 days) of secretory IgA (from 0.33 to 0.75 mg/mL, while in casein-fed mice this value was 0.81 mg/mL) and serum immunoglobulin levels (from 5.39 to 10.25 mg/mL of total Ig). Five percent dietary casein was enough to promote the restoration of secretory IgA and serum immunoglobulin levels to a normal range after 30 days feeding casein diet (as in casein-fed mice - 15% by weight of diet). These data suggest that the defect detected in the immunoglobulin levels was a reversible result of the absence of food proteins as an antigenic stimulus. They also indicate that the deleterious consequences of malnutrition at an early age for some immune functions may be restored by therapeutic intervention later in life.

Hospital strain colonization by Staphylococcus epidermidis

The skin and mucous membranes of healthy subjects are colonized by strains of Staphylococcus epidermidis showing a high diversity of genomic DNA polymorphisms. Prolonged hospitalization and the use of invasive procedures promote changes in the microbiota with subsequent colonization by hospital strains. We report here a patient with prolonged hospitalization due to chronic pancreatitis who was treated with multiple antibiotics, invasive procedures and abdominal surgery. We studied the dynamics of skin colonization by S. epidermidis leading to the development of catheter-related infections and compared the genotypic profile of clinical and microbiota strains by pulsed field gel electrophoresis. During hospitalization, the normal S. epidermidis skin microbiota exhibiting a polymorphic genomic DNA profile was replaced with a hospital-acquired biofilm-producer S. epidermidis strain that subsequently caused repetitive catheter-related infections.

Aterações químicas e microbiológicas em PACU (piaractus mesopotamicus) armazenado sob refrigeração a 5°c

A pesquisa foi conduzida com o objetivo de analisar a vida útil e o processo de deterioração do pacu (Piaractus mesopotanicus) armazenado sob refrigeração em temperatura inadequada (5°C). Amostras do pescado, imediatamente após a captura, foram armazenadas a 5°C e analisadas nos intervalos de 0-7-14 e 21 dias, com relação a características sensoriais e de natureza química (bases nitrogenadas voláteis - BNV, nitrogênio não protéico - NNP, aminoácidos livres totais, histidina livre e histamina) e microbiológicos (contagem padrão, produtores de histamina em ágar Niven, contagem de microrganismos gelatinase e H2S positivos, nas temperaturas de 35°C, 20° e 5°C). Os resultados obtidos confirmaram que, a exemplo de outros peixes fluviais de regiões tropicais, o pacu revelou-se bastante resistente ao armazenamento, somente evidenciando uma alteração marcante após 14 dias de estocagem. Assim mesmo, a rejeição do pescado foi baseada principalmente em características sensoriais (odor, aspecto, textura) uma vez que com relação aos índices químicos (BNV) e mesmo microbiológicos, não se caracterizava uma situação definitiva de deterioração e rejeição. Observou-se, também, que o processo de deterioração pareceu concentrar-se principalmente no muco superficial, sendo que as características químicas do tecido muscular não evidenciaram alterações marcantes, mesmo após 21 dias de armazenamento. A presença de histamina não foi positivada nas amostras e os níveis de histidina livre, embora relativamente elevadas, não sugerem maiores riscos desta espécie de peixe como eventual veículo de intoxicação por histamina. No entanto, bactérias his+ foram isoladas das amostras iniciais, entre elas cepas de Plesiomonas shigelloides e Vibrio fluvialis. A microbiota contaminante natural foi reduzida, predominando microrganismos mesófilos/psicrotrófilos, com baixas contagens iniciais a 5°C. Ao longo do armazenamento a 5°C esta microbiota mostrou uma lenta multiplicação, somente sendo alcançadas populações compatíveis com o processo de deterioração (> log7,0 UFC/cm²) após 14 dias de estocagem.

CONDIÇÕES HIGIÊNICO-SANITÁRIAS DO QUEIJO DE LEITE DE CABRA "TIPO COALHO", ARTESANAL ELABORADO NO CURIMATAÚ PARAIBANO

Foram analisadas 20 amostras de queijo de leite de cabra" tipo coalho", elaborados de forma artesanal e armazenados durante 28 dias sob refrigeração a 10 ± 2 ºC, em intervalos de 0, 7, 14, 21 e 28 dias, tendo sido avaliados os seguintes parâmetros: contagem de bactérias aeróbias mesófilas (UFC/g) número mais provável de coliformes totais e fecais (NMP/g), contagem de bolores e leveduras (UFC/g) e contagem de Staphylococcus aureus (UFC/g). As contagens de bactérias aeróbias mesófilas variaram de 2,35 x 103 a 1,5 x 109 UFC/g; enquanto que o número de coliformes totais oscilaram entre 2,4 x 103 a 2,4 x 106 e 2,4 x 109 NMP/g. Por outro lado, a contagem de coliformes fecais a apresentou variações de 2,4 x 103 a 2,4 x 106 NMP/g e bolores e leveduras < 30 a 5,5 x 108 UFC/g. Durante o armazenamento não foi evidenciada a presença de Staphylococcus aureus, constatando-se a necessidade de reavaliar as técnicas utilizadas na manipulação e processamento artesanal do queijo elaborado.

CONTROLE DE Staphylococcus aureus EM CHARQUES (JERKED BEEF) POR CULTURAS INICIADORAS

Jerked beef - JB - é um produto cárneo curado, salgado e seco ao sol, derivado de um típico produto cárneo brasileiro - o charque. Ambos carecem de estudos que orientem seu aprimoramento. Staphylococcus spp. têm sido reportado como o gênero predominante na microbiota do produto, o que evidencia o risco de desenvolvimento de linhagens enterotoxigênicas de S. aureus. Foram empregadas duas linhagens inócuas de estafilococos na elaboração de JB, a fim de avaliar sua influência sobre o desenvolvimento de S. aureus por mecanismo competitivo ou pela produção de bacteriocinas. Os resultados demonstraram que ambas inibiram o desenvolvimento do patógeno tanto in vitro como durante o processamento do produto. Não se observou produção de compostos inibitórios pelas linhagens iniciadoras, ficando a explicação para a inibição observada restrita ao mecanismo competitivo. Este trabalho permitiu demonstrar a possibilidade de aumentar a segurança e padronização de JB pelo emprego de culturas bacterianas selecionadas.

Estudo da atividade antimicrobiana dos ácidos anacárdicos do óleo da casca da castanha de caju (CNSL) dos clones de cajueiro-anão-precoce CCP-76 e CCP-09 em cinco estágios de maturação sobre microrganismos da cavidade bucal

A atividade antimicrobiana dos ácidos anacárdicos do óleo da casca da castanha de caju (CNSL) Anacardium occidentale (Anacardiaceae) foi estudada sobre os microrganismos da cavidade bucal Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 12598, Candida albicans ATCC 10231 e Candida utilis. Os ácidos anacárdicos obtidos dos extratos etílicos do CNSL apresentaram atividade antibacteriana contra os microganismos citados, porém a maior atividade inibitória ocorreu sobre a bactéria Gram positiva Streptococcus mutans, considerada predominante na cárie dentária. As cáries dentárias são uma das mais freqüentes doenças infecciosas nos países em desenvolvimento. Os elementos que influenciam na cárie dentária incluem o estado nutricional, a ingestão de açúcar e a presença da microbiota cariogênica.

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, HISTOLÓGICA E VIABILIDADE DE BACTÉRIAS LÁCTICAS EM IOGURTES COM FRUTAS

Foram analisadas 136 amostras de iogurtes com frutas de 8 marcas diferentes, adquiridas em supermercados da cidade de São Paulo, no período de 1997 a 1998, com a finalidade de caracterizá-los quanto aos parâmetros físico-químicos, identificação histológica das frutas adicionadas e viabilidade de bactérias lácticas viáveis. Nas avaliações foram utilizadas metodologias oficiais e recomendações. Quanto aos parâmetros físico-químicos, os resultados obtidos das variações médias e desvio padrão foram os seguintes: pH (4,01±0,11); substâncias voláteis (77,91%±1,85); resíduo mineral fixo (0,68%±0,10); lipídios (1,95%±0,65); proteínas (2,95%±0,46); carboidratos totais (15,89%±1,44) e valor calórico (93±9). Das 136 amostras analisadas, detectou-se fraude em 5,8% por não apresentarem as frutas indicadas na rotulagem, em 40,4% por apresentarem elementos histológicos de vegetais não discriminados pelos fabricantes e 44,1% por conterem fungos filamentosos, indicativo de utilização inadequada de matéria-prima. Quanto à viabilidade das bactérias lácticas, verificou-se a positividade da fermentação em até a diluição 10-7 em todas as amostras, mesmo naquelas que apresentavam apenas cocos Gram-positivos. Na contagem individual de estreptococos e de lactobacilos constituintes da microbiota láctica, 31,73% das amostras apresentaram quantidade igual ou superior a 10(7)UFC/mL, limite mínimo indicado pela Recomendação Mercosul nº 31/97.