Resumo
Casos de contaminação ambiental originados a partir de erros humanos estão ganhando cada vez mais espaço na mídia, alertando a todos quanto a fragilidade do meio ambiente perante os acontecimentos. Problemas técnicos e estruturais de barragens foram destaque na mídia nacional e internacional, ao qual geraram consequências inimagináveis tanto pela contaminação ambiental quanto pela morte de centenas pessoas no Estado de Minas Gerais, Brasil. Em 2015, o município mineiro de Mariana foi severamente acometido pelo vazamento de mais de 43 milhões de metros cúbicos de rejeito de minério de ferro devido ao rompimento da barragem do Fundão. A isso, o ambiente da região também sofre com o contínuo despejo de esgotos domésticos e agropecuários, contendo elementos nocivos ao equilíbrio ambiental. Os metais pesados podem, por vários mecanismos, desencadear a resistência a antibióticos e a modificação da microbiota, impactando na saúde dos animais e, consequentemente, na economia da região, além de ocasionar consequências negativas a saúde humana. O presente trabalho teve como objetivo estudar bovinos leiteiros criados na região de Mariana, Minas Gerais (impactada por resíduos tóxicos), quanto a saúde, ocorrência de resistência bacteriana aos antimicrobianos e as possíveis mudanças na microbiota desses animais. A água do rio também foi avaliada quanto a presença de metais pesados e bactérias resistentes a antimicrobianos. Cinquenta e oito fêmeas bovinas leiteiras foram estudadas, sendo 28 criadas em Mariana, Minas Gerais (F1) e 30 criadas em Caldas, Minas Gerais (local sem histórico de contaminação ambiental) (F2). Foram obtidas amostras de sangue total (para obtenção de soro), swab fecal e nasal profundo, líquido ruminal e água dos dois locais. Fez-se a avaliação física e do perfil renal e hepático dos animais, bem como da concentração de metais pesados no soro e na água utilizando a metodologia de fluorescência de raio-x. Estudou-se o microbioma e resistoma intestinal, ruminal e respiratório e, por fim, a presença de bactérias resistentes à antimicrobianos nas amostras de água. No momento da visita às propriedades, os animais não apresentavam nenhuma manifestação clínica decorrente de intoxicação por metais pesados. Houve detecção de arsênio e alumínio em animais de ambas regiões estudadas, em concentração abaixo do limite máximo seguro para a espécie. Quando ao metagenoma bovino, o microbioma e resistoma de F1 foi diferente de F2. A abundância relativa e prevalência de genes de resistência a antimicrobianos foi maior em F1 que em F2. As amostras de F1 apresentaram alta presença de genes de resistência a antibióticos, metais, biocidas e de multirresistência. A análise da água do rio indicou a presença de alumínio e ferro em concentrações consideradas abaixo do limite estabelecido pelos órgãos reguladores. O estudo microbiológico da água revelou inúmeras bactérias resistentes a antibióticos e metais pesados como arsênio e mercúrio e com a análise genética sugeriu-se a ocorrência da co-resistência. Sabendo que a contaminação por metais pesados afeta o microbioma e resistoma animal, a qualidade da água e o equilíbrio ambiental, ações ambientais em relação à mineração são necessárias e urgentes, como construção e manutenção adequadas de barragens, buscas por métodos de extração mineral menos danosos e com menor produção de rejeitos, adequado tratamento de rejeitos e avaliação continuada da presença e disseminação de genes de resistência. Essas ações são fundamentais para garantir a proteção ambiental, animal, e do sistema de produção de alimentos das consequências perigosas decorrentes do alto despejo de contaminantes.
Cases of environmental contamination originating from human errors are gaining more and more space in the media, alerting everyone to the fragility of the environment in the face of events. Technical and structural problems of dams were highlighted in the national and international media, which generated unimaginable consequences both for the environmental contamination and for the death of hundreds of people in the State of Minas Gerais, Brazil. In 2015, the mining municipality of Mariana was severely affected by the spill of over 43 million cubic meters of iron ore tailings due to the collapse of the Fundão dam. As a result, the region's environment also suffers from the continuous dumping of domestic and agricultural sewage, containing elements harmful to the environmental balance. Heavy metals can, by various mechanisms, trigger resistance to antibiotics and the modification of the microbiota, impacting the health of animals and, consequently, the economy of the region, in addition to causing negative consequences to human health. This study aimed to study dairy cattle raised in the region of Mariana, Minas Gerais (impacted by toxic waste), regarding health, the occurrence of bacterial resistance to antimicrobials, and possible changes in the microbiota of these animals. The river water was also evaluated for the presence of heavy metals and bacteria resistant to antimicrobials. Fourty-eight cattle females were studied, 28 raised in Mariana, Minas Gerais (F1), and 30 raised in Caldas, Minas Gerais (place without a history of environmental contamination) (F2). Samples of whole blood (to obtain serum), fecal and deep nasal swab, ruminal fluid, and water were obtained from both locations. The physical and renal and hepatic profiles of the animals were evaluated, as well as the concentration of heavy metals in serum and water using the x-ray fluorescence methodology. The intestinal, ruminal, and respiratory microbiome and resistome were studied and, finally, the presence of antimicrobial- resistant bacteria in the water samples. At the time of the visit to the properties, the animals did not show any clinical manifestation due to heavy metal poisoning. There was the detection of arsenic and aluminum in animals from both regions studied, in concentrations below the maximum safe limit for the species. As for the bovine metagenome, the F1 microbiome and resistome were different from F2. The relative abundance and prevalence of antimicrobial resistance genes were higher in F1 than in F2. F1 samples showed a high presence of antibiotics, metal, biocide, and multidrug resistance genes. The analysis of the river water indicated the presence of aluminum and iron in concentrations considered below the limit established by Organs regulatory agencies. The microbiological study of water revealed innumerable bacteria resistant to antibiotics and heavy metals such as arsenic and mercury and with genetic analysis, the occurrence of co-resistance was suggested. Knowing that heavy metal contamination affects the microbiome and animal resistome, water quality, and environmental balance, environmental actions concerning mining are necessary and urgent, such as adequate construction and maintenance of dams, searches for less harmful mineral extraction methods and with less production of tailings, adequate tailings treatment and continued evaluation of the presence and dissemination of resistance genes. These actions are fundamental to guarantee the environmental, animal, and food production system protection from the dangerous consequences resulting from the high dumping of contaminants.
Resumo
O complexo respiratório bovino é um dos principais problemas encontrados em bovinos tanto confinados quanto àqueles criados a pasto, levando a importantes perdas econômicas devido aos altos índices de morbidade e mortalidade. O objetivo geral deste trabalho foi determinar a prevalência de M. bovis, M. díspar, M. mycoides subsp. mycoides SC, P. multocida, M. haemolytica, Parainfluenza Bovino tipo-3 (PIb-3) e Influenza vírus D e a prevalência de anticorpos contra Vírus da Diarreia Viral Bovina (VDVB), Herpesvírus tipo -1 (BoHV1) e o Vírus Respiratório Sincicial Bovino (VRSB) em bezerros sadios e com broncopneumonia criados nos assentamentos de Caiuá, Presidente Epitácio e Mirante de Paranapanema - SP. Além disso, objetiva-se avaliar a associação destes micro-organismos com a presença da broncopneumonia e dos sinais e sintomas apresentados pelos animais durante a avaliação física. Estudou-se 141 bezerros, machos e fêmeas de até um ano de idade, os quais, após exame físico, foram classificados em sadios e com pneumonia. Foram coletadas amostras de lavado traqueobrônquico e sangue total para obtenção do soro. As amostras foram utilizadas para isolamento e identificação de M. bovis, M. díspar, M. mycoides subsp. mycoides SC, P. multocida e M. haemolytica, detecção molecular de Parainfluenza Bovino tipo-3 (PIb-3) e Influenza vírus D (IVD) e detecção de anticorpos contra Vírus da Diarreia Viral Bovina (VDVB), Herpesvírus tipo -1 (HVBo-1) e o Vírus Respiratório Sincicial Bovino (VRSB). Não houve isolamento de P. multocida e M. haemolytica. Dentre as bactérias aeróbias isoladas, observou-se maior frequência de isolamento de Bacillus sp., Staphylococcus intermedius e bactérias Gram-negativas não fermentadoras. M. díspar foi a única espécie de micoplasma identificada com os oligonucleotídeos iniciadores utilizados. Faz-se necessário a busca por outras espécies de micoplasmas que podem estar relacionadas aos casos de broncopneumonia em bovinos. Não houve detecção de Parainfluenza Bovino tipo 3 e Influenza vírus D nas amostras de lavado traqueobrônquico. Os três municípios estudados apresentaram anticorpos para os vírus estudados. Observou-se prevalência de BoHV, VDVB e VRSB de 31,7%, 24,6 e 38,8%, respectivamente. Não houve associação entre o status de saúde dos bezerros e os achados microbiológicos e sorológicos. Foi observada associação entre M. díspar e a variável alerta (p<0,001). Associação entre enterobactérias e a variável desidratação leve (p=0,033/ OR= 11,25, IC: 1,809-41,834) foi observada. Foi observada associação entre a presença de anticorpos contra VDVB e a variável mucosa rósea (p=0,069/ OR=2,037; IC: 1,059-8,709). Observou-se associações entre Mollicutes e as variáveis secreção nasal serosa (p=0,03) e fluxo de ar nasal (p=0,055). Para concluir, foi observada associação entre S. intermedius e a variável fluxo de ar nasal (p=0,097).
Bovine respiratory disease complex is one of the major problems observed in feedlot and grazing cattle, causing economic losses due to high morbidity and mortality rates. The aim of this study was to determine the prevalence of M. bovis, M. díspar, M. mycoides subsp. mycoides SC, P. multocida, M. haemolytica, Bovine Parainfluenza type-3 (bPI-3) and Influenza vírus D (IVD) and the prevalence of antibodies against Bovine Viral Diarrhea Vírus (BVDV), Bovine Herpesvírus type -1 (BoHV1) and Bovine Respiratory Syncytial Vírus (VRSB) in healthy and pneumonic calves raised in settlements located in Caiuá, Presidente Epitácio e Mirante de Paranapanema São Paulo State. Moreover, we aimed to evaluate the association between those microorganisms and antibodies and the presence of bronchopneumonia and the symptoms observed during the physical examination. We studied 141 males and females calves that were classified as healthy and pneumonic calves. We collected tracheobronchial lavage samples and total blood to obtain serum samples. Isolation and biochemical/ molecular identification were performed in order to detect M. bovis, M. díspar, M. mycoides subsp. mycoides SC, P. multocida, M. haemolytica, Bovine Parainfluenza type-3 and Influenzavírus D. Serological survey was performed to detect antibodies aginst Bovine Viral Diarrhea Vírus (BVDV), Bovine Herpesvírus type -1 (BoHV1) and Bovine Respiratory Syncytial Vírus (VRSB). There was not any isolation of P. multocida and M. haemolytica. Bacillus sp., Staphylococcus intermedius and Non-fermenter Gram-negative bacteria were higher prevalent compared to the other aerobic bacteria isolated. M. díspar was the only mycoplasma species identified by the primers used. It is necessary the identification of other mycoplasma species that could be related to the cases of bronchopneumonia in cattle. Bovine Parainfluenza type-3 and Influenza vírus D were not identified. Antibodies were detected in all municipalities. The prevalence of BoHV, BVDV e VRSB was 31.7%, 24.6 and 38.8%, respectively. The association between health status and microbial/ serological findings was not observed. Association between M. díspar and the variable alert (p<0.001) was detected. Enterobacterias were associated to mild dehydration (p=0.033/OR=11.25; IC: 1.809-41.834). The association between the presence of antibodies against BVDV and mucosa rosea (p=0.069/ OR=2.037; IC: 1.059-8.709). Associations between Mollicutes and serous nasal discharge (p=0.03) and nasal air flow (p=0.055) were also detected. In conclusion, S. intermedius was associated to nasal air flow (p=0.097).