Determinação do solo transmitida Estado de infecção por helmintos e Aptidão Física de crianças em idade escolar

Published 8/22/2012
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Immunology and Infection

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Summary

A infecção crônica por helmintos solo-transmissíveis (STHS) provoca má absorção, baixa estatura, e desperdiçando na criança em crescimento. Assim, é plausível que estas infecções também reduzir a aptidão física das crianças. Aqui, visualizamos duas técnicas para o diagnóstico de STHS e os 20 metros de teste shuttle run para avaliar aptidão física das crianças.

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Yap, P., Fürst, T., Müller, I., Kriemler, S., Utzinger, J., Steinmann, P. Determining Soil-transmitted Helminth Infection Status and Physical Fitness of School-aged Children. J. Vis. Exp. (66), e3966, doi:10.3791/3966 (2012).

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Abstract

Solo transmitidas por helmintos (STH) infecções são comuns. Na verdade, mais de 1 bilhão de pessoas são afetadas, principalmente no mundo em desenvolvimento, onde a pobreza prevalece e comportamento de higiene, abastecimento de água e saneamento são muitas vezes 1,2 deficiente. Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura, e as duas espécies de ancilostomídeos, Ancylostoma duodenale e Necator americanus, são as mais prevalentes STHS 3. O fardo global estimado devido à ancilostomíase doença, ascaridíase e tricuríase é 22,1, 10,5 e 6,4 milhões anos de vida ajustados por incapacidade (AVAI), respectivamente 4. Além disso, um número estimado de 30-100000000 pessoas estão infectadas com Strongyloides stercoralis, as espécies mais negligenciadas STH de importância mundial que possivelmente também causa um impacto na saúde pública considerável 5,6. Várias espécies de infecções (por exemplo, STHS diferentes abrigadas em um único indivíduo) são comuns, e infecções foram lin ked a menor produtividade e perspectivas assim econômico dos países em desenvolvimento 1,3.

Para o diagnóstico de STHS comuns, a Organização Mundial de Saúde (OMS) recomenda a técnica de Kato-Katz 7,8, que é um método relativamente simples para determinar a prevalência e intensidade de tais infecções. Ela facilita a detecção de ovos do parasita que indivíduos infectados passam em suas fezes.

No que diz respeito ao diagnóstico de S.stercoralis, não existe actualmente uma ferramenta simples e preciso disponível. A técnica de Baermann é o método mais amplamente utilizado para o diagnóstico. O princípio por trás da técnica de Baermann é que as larvas S.stercoralis ativo migrar para fora de uma amostra fecal fresca iluminado como as larvas são phototactic 9. Ela exige materiais de laboratório menos sofisticados e é menos demorado do que cultura e métodos imunológicos 5.

t "> morbidades associadas gama infecções STH de sintomas agudos, mas comum, como dor abdominal, diarréia e prurido, a sintomas crônicos, como anemia, sub-e desnutrição e déficit cognitivo 10. Uma vez que os sintomas são geralmente inespecíficos e sutil, que muitas vezes passam despercebidos, são considerados uma condição normal de indivíduos afetados, ou são tratadas como sintomas de outras doenças que podem ser mais comuns em um dado contexto. Portanto, é concebível que o verdadeiro peso de infecções STH é subestimado por avaliação ferramentas contando com auto-declarados sinais e sintomas, como é geralmente o caso em inquéritos de base populacional.

No final de 1980 e início de 1990, Stephenson e seus colegas destacaram a possibilidade de infecções STH redução da aptidão física de meninos com idades entre 6-12 anos 11,12. Esta linha de investigação científica ganhou novo impulso recentemente 13,14,15. O jogador de 20 metros (m) de teste shuttle run foi desenvolvido umd validado por 16. Léger et al e é utilizado mundialmente para medir a capacidade aeróbica de crianças de 17. O teste é fácil de padronizar e pode ser feita sempre que uma de 20 m de longo curso e plano em execução e uma fonte de áudio estão disponíveis, tornando seu uso atraente em recursos limitados configurações 13. Para facilitar e padronizar as tentativas de avaliar se as infecções STH ter um efeito sobre a aptidão física de crianças em idade escolar, apresentamos metodologias que diagnosticar infecções STH ou aptidão física medida que são simples de executar e ainda, fornecer resultados precisos e reprodutíveis. Isso vai ajudar a gerar novas evidências sobre o impacto na saúde de infecções STH.

Protocol

1. Kato-Katz Técnica

  1. Coloque um modelo Kato-Katz padrão com um orifício para a realização de 41,7 miligramas (mg) de fezes sobre uma lâmina de microscópio.
  2. Colher 2-3 gramas (g) de uma amostra fecal fresco sobre um pedaço de jornal ou de folha de alumínio, e pressionar um pedaço de arame ou de malha de plástico por cima de peneira-lo.
  3. Usando uma pequena espátula de plástico, raspar o material peneirado para fora da malha e encher completamente o orifício no molde Kato-Katz com ele. Para remover o excesso de material fecal, nivelar o conteúdo do orifício com a espátula.
  4. Verticalmente remover o molde, sem perturbar o material fecal agora aderindo à lâmina de microscópio. O modelo e espátula podem ser limpos em água com detergente, e reutilizados.
  5. Colocar uma folha de celofane, pré-embebidas em glicerina-malaquita solução verde durante pelo menos 24 horas (h), em relação à amostra fecal na lâmina de microscópio.
  6. Para espalhar o material fecal em uma gota espessa, pressione suavemente a micro limpodeslizante alcance contra a lâmina de amostra, de maneira uniforme a distribuição do material dentro de um círculo com um diâmetro ligeiramente menor do que a largura da lâmina de microscópio.
  7. Permitir o slide para limpar por 30-60 minutos (min), durante o qual os slides devem ser mantidos longe da luz solar direta. Em seguida, analisar sistematicamente o esfregaço espesso sob um microscópio de luz (40-100x ampliação). Contar o número de ovos STH e estratificar-los por espécie (ou seja, A.lumbricoides, T.trichiura, e ancilostomíase). De nota, ovos de helmintos outros (por exemplo, Schistosoma mansoni) podem também ser detectadas por este método e devem ser contados e registados separadamente.
  8. Para obter uma estimativa normalizada da intensidade da infecção, convencionalmente expressa como o número de ovos por grama de fezes (OPG), multiplicando o número de ovos por 24 (24 x 41,7 mg ≈ 1 g).

2. Técnica de Baermann

  1. Montou um stand que pode segurar um copo funil e anexar um tubo de borracha, fechada sagacidadeha clipe, para a parte inferior do funil.
  2. Coloque uma peneira ou um pedaço de tela de arame com a forma de um cone, no funil e uma camada com um pedaço de gaze.
  3. Encha-se o funil com água da torneira e garantir que o conjunto de set-up não vaza.
  4. Colher 20-30 g de fezes frescas para o meio da gaze e assegurar que ele está completamente submerso na água. Adicionar mais água se necessário. Dobre a gaze sobre a amostra.
  5. A partir de baixo, a luz artificial brilhar no funil durante 2 h.
  6. Drenar 50 mililitros (ml) da porção inferior da água no funil para um tubo de centrífuga por libertar suavemente o grampo do tubo de borracha.
  7. Centrifugar a água recolhida a 600 xg (força centrífuga relativa) durante 5 min e com cuidado derramar o sobrenadante sem perturbar o sedimento. Reter as últimas gotas do tubo.
  8. Re-suspender o sedimento e pipeta duas gotas da solução sobre uma lâmina de microscópio e examina a corrediçasob um microscópio de luz (ampliação de 40x para detecção e 100-400x de ampliação para confirmação espécies). Primeira fase de larvas (L1) de S. stercoralis estão vivos e movimentar ativamente sob o microscópio.

3. 20-m Shuttle Run Test

  1. Meça a 20-m percurso plano e reto correr e marcar com cones.
  2. Ajudar o participante teste usar um monitor de freqüência cardíaca no pulso eo transmissor correspondente ao redor do tórax 18. Este equipamento permite a frequência cardíaca do participante a ser medido antes e depois do teste e, assim, controla se o participante tem exercido esforço máximo.
  3. Instruir o participante a correr para trás e para frente no curso, seguindo o ritmo de sinais sonoros pré-gravados que delimitam 20 m de voltas. Começando com uma velocidade de funcionamento de 8,5 km por hora (km / h), a frequência dos sinais que indicam aumentos de 20 m por intervalos de um equivalente de 0,5 km / hr cada min.
  4. Certifique ªao participante começa um intervalo de 20 m novo a cada vez que um sinal é emitido e termina-lo antes do próximo sinal chega.
  5. Pare o participante se ele / ela não consegue acompanhar o ritmo de dois períodos consecutivos de 20 m de intervalos.
  6. Gravar a maior velocidade de execução indicado para o último intervalo que o participante completou totalmente, juntamente com a idade e sexo do participante.
  7. Verificar que a taxa cardíaca atingida no final do ensaio é a taxa da criança cardíaca máxima 19. Se esta taxa coração não for atingido, a criança pode não ter exercido o esforço máximo e, portanto, o teste deve ser repetido.
  8. Estimativa da capacidade aeróbica máxima (VO2 max) do participante, usando uma equação colocada por Léger e colegas de trabalho: VO 2 max = 31,025 + 3,238 * velocidade (em km / h) - 3,248 * idade (em anos) + 0,1536 velocidade * (em km / h) * idade (em anos).

4. Resultados representativos

Em termos deDiagnóstico STH com a técnica de Kato-Katz, as características únicas dos ovos de helmintos diferentes permitem a identificação da maioria das espécies de 20. Os ovos de A.lumbricoides (aproximadamente 45-75 micrómetros (um) de comprimento e 35-50 uM de largura, a figura 1) tem paredes mais grossas do que os ovos de casca de T.trichiura (Figura 2) e os ancilostomídeos (Figura 3). Um ovo fertilizado de A.lumbricoides (Figura 1) possui um revestimento exterior albuminosa, o que faz parecer dourar, enquanto que um óvulo fertilizado não carece deste revestimento exterior e é ligeiramente alongado e maior global. Os ovos de T.trichiura (cerca de 50 m de comprimento e 22 ^ M de largura, a figura 2) são alongadas e têm diferentes tampões polares. Ancilóstomo ovos (aproximadamente 64-76 m de comprimento e 36-40 uM de largura, a figura 3), por outro lado, tem uma parede muito fina, seguido de um anel em torno de um claro conjunto denso de célulasno centro do ovo.

S.stercoralis larvas L 1 (Figura 4) são de aproximadamente 180-380 m de comprimento e tem uma cavidade bucal muito curto. Um distinto primórdio genital (realçado com uma seta azul na Figura 4) pode ser observado e a cauda das larvas (realçado com uma seta vermelha na Figura 4) tem uma ponta afiada.

Como o verdadeiro impacto de infecções STH sobre a aptidão física das crianças ainda está sendo debatido 13,14,15, não há resultado representativo para o seu impacto neste momento. Interpretação dos resultados de lançadeira 20 m de execução de teste pode ser realizada de várias maneiras. A aptidão física de crianças podem ser comparados entre indivíduos infectados e não-infectados, que são semelhantes em termos de idade e sexo, outras condições de saúde potencialmente relevantes, status socioeconômico e hábitos culturais. Isto pode ser feito de um estudo transversal, onde o 13,14,15STH estado de infecção e de aptidão física de crianças infectadas e não infectadas são avaliados em um ponto determinado momento. A força das provas será maior quando na sequência de um design ensaio clínico randomizado, onde a aptidão física de crianças em idade escolar é avaliado antes e depois de anti-helmíntico / placebo tratamento, permitindo tanto para a avaliação de curto e longo prazo. Pode-se ainda tentar identificar uma relação dose-resposta entre a intensidade possível de infecções STH e de aptidão física e comparar diferentes níveis de multiparasitismo 1 com a aptidão física. No trabalho apresentado por Yap e colaboradores 15, aptidão física, como descrito pelo VO 2 max, foi encontrado para ser significativamente reduzido em crianças infectadas com T.trichiura em comparação com crianças que não estavam infectadas com T.trichiura (Figura 5) .

Figura 1
Figu re 1. imagens microscópicas de ovos fertilizados A.lumbricoides: (A) e não-fertilizado (B) com a ampliação de 500x. Barra de escala = 50 um.

Figura 2
Figura 2. Imagem microscópica de um ovo T.trichiura sob ampliação de 500x. Barra de escala = 50 um.

Figura 3
Figura 3. Imagem microscópica de um ovo de ancilóstomo sob a ampliação de 500x. Barra de escala = 50 um.

Figura 4
Figura 4. Imagem microscópica de um L S.stercoralis uma larva com a ampliação de 250x. As setas indicam a cauda (vermelho) e primórdio genital (azul). Barra de escala = 100 pm.

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Figura 5. Gráfico mostrando o nível de aptidão física de crianças infectadas com T.trichiura em comparação com o nível de aptidão física de crianças não infectadas com o T. trichiura.

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Discussion

Os três protocolos descritos neste documento foram testados e executados na parte sudoeste da província de Yunnan, na República Popular da China entre os membros da minoria étnica Bulang 21 e em diferentes partes da África 6,13,14.

Há vários modelos disponíveis para a técnica de Kato-Katz. Cada orifício de tamanho distinto-se administrar uma quantidade diferente de material fecal. Para o cálculo da GEP, pelo que é necessário conhecer a unidade do molde, de modo a multiplicar o número contado de ovos com o factor correcto para chegar à estimativa EPG. Além disso, quando está presente no ancilóstomo comunidade sob investigação, que é essencial para ler os slides logo após a preparação (depois de um tempo de compensação de 30 min, mas dentro de um tempo de eliminação máxima de 60 minutos). A razão principal é que a temperaturas elevadas, ancilostomídeos rapidamente se desintegram 22. O tempo entre a produção de fezes pelo par estudopante e a análise das amostras é também importante como um intervalo de 3 horas ou mais, podem levar a uma diminuição de 50% na sensibilidade da técnica de Kato-Katz para ancilóstomo diagnóstico 23. Por fim, a melhorar a sensibilidade diagnóstica da técnica de Kato-Katz, especialmente em áreas com infecções de baixa intensidade STH, várias amostras de fezes devem ser obtidos a partir de um participante, e duplas ou triplas de Kato-Katz gota espessa deve ser preparada a partir de cada amostra de fezes 7,24.

No que diz respeito à técnica de Baermann, cuidado deve ser tomado durante a execução da experiência como larvas infectantes podem estar presentes e, assim, as luvas devem ser usados. Embora a técnica de Baermann mostra uma sensibilidade significativamente maior do que outras técnicas de concentração e é menos trabalhosa do que os métodos de cultura, existem deficiências importantes. Por exemplo, uma grande quantidade de material fecal fresco é necessária, o que constitui um problema quando o paciente apresentar pequenas amostras fecais.Por outro lado, uma grande amostra fecal podem aumentar as possibilidades de detecção das larvas em baixa intensidade infecções 9. Além disso, existe o risco de que as larvas de nemátodos, tais como parasitas ou Trichostrongylus spp., Podem estar presentes, assim cuidadoso exame microscópico é justificada.

Há maneiras diretas e indiretas de medição VO max 2 para avaliações de aptidão aeróbia. Protocolos diretos requerem esteiras, cicloergômetros, e equipamentos especializados e volumosos outros, que podem medir as concentrações em volume e gás do ar exalado. Tal abordagem não é viável em um cenário de recursos limitados rural no mundo em desenvolvimento. Para tais ajustes, formas indiretas, como o teste de corrida de 20 m de transporte, são os métodos preferidos. Embora os métodos indiretos nunca são tão precisos como métodos diretos, o de 20 m teste shuttle run estabelecido por Léger e colegas de trabalho tem demonstrado alta reprodutibilidade (r = 0,89) e validity contra consumo máximo de oxigênio em uma esteira 16. Além disso, a relação de investigador e participante pode ser mais baixa e vários participantes pode realizar o teste, ao mesmo tempo, poupando os recursos humanos e de tempo. Monitores de frequência cardíaca geralmente não são usados ​​em tais testes 13,16. No entanto, a sua utilização permite ao investigador para se obter informação adicional de se o participante tem exercido esforço máximo no teste. Por fim, é aconselhável deixar os participantes fazem um teste dos intervalos primeiros para que eles possam se familiarizar com a velocidade eo curso.

Em conclusão, acreditamos que a combinação das metodologias acima mencionadas, seguindo protocolos padrão, permite a avaliação da prevalência e intensidade de infecções STH e de aptidão física de crianças em idade escolar em um som cientificamente, contudo na maneira gerenciável e acessível.

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Disclosures

Não há conflitos de interesse declarados.

Acknowledgements

Os autores agradecem às comunidades na província de Yunnan, na República Popular da China e Agboville, Côte d'Ivoire, para a sua participação nos estudos descritos acima. Estamos em dívida com as equipes de campo locais que tenham ajudado no teste e execução dos protocolos. Estamos particularmente gratos aos seguintes colegas da Tropical Suíço e Instituto de Saúde Pública: Yvette Endriss para fornecer as imagens microscópicas, Hanspeter Marti e sua equipe de laboratório de apoio e Krauth Stefanie por sua ajuda durante as filmagens de vídeo. Finalmente, agradecemos aos dois pareceristas anônimos para uma série de comentários úteis.

Materials

Name Company Catalog Number Comments

Note: Materials in this list are generic and can be obtained from different sources.

Kato-Katz kit
[400 plastic templates with a hole of 6 millimeter (mm) (diameter) in a 1.5 mm thick template; 400 plastic spatula; a 20-m role of nylon screen of 80 mesh size; a 20-m role of hydrophilic cellophane, 34 μm thick.]
Vestergaard Frandsen Please note that the glycerin-malachite green solution is not included in this kit but can be bought from any chemical supplier.
Glass funnel [about 8 centimeter (cm) wide and 6 cm deep] The glass funnel for the Baermann technique should be able to hold about 60 mL of water. The size of the rubber hose and gauze is dependent on the type of glass funnel used.
Biological microscope Olympus CX21LED/CX21
Centrifuge Shanghai Medical Instruments Group 80 - 2T
Pre-recorded signals Bitworks Design Team Bleep Test Version 1.3.1 iPhone application
Heart rate monitor POLAR FT1 Watch and transmitter

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