Đại cương vi sinh y học – Đại cương vi khuẩn – Bệnh viện Quân Y 103

1.ĐẠI CƯƠNG VI SINH Y HỌC

1.1. Khái niệm

– Vi sinh vật y học là môn học NC về những vi sinh vật gây bệnh cho người .

–         VSV trong tự nhiên có số lượng rất lớn, đa số không gây bệnh, thậm chí một số còn có lợi cho người và môi trường:

• VSV hoại sinh: chu trình C và N.
• VSV cố định đạm: làm giàu dinh dưỡng cho đất.
• VSV lên men: rượu, bia, chế biến thức ăn .
• VSV sống cộng sinh, ký sinh trên người: giúp tổng hợp một số vitamin và ngăn cản VSV gây bệnh xâm nhập.

– Một số ít gây bệnh cho người ® Đối tượng điều tra và nghiên cứu của y học .

1.2. Lịch sử phát triển và vai trò vi sinh vật trong y học

– Quá khứ : Loài người trải qua nhiều vụ dịch – không biết nguyên do
– Về sau phát hiện ra đặc thù lây lan thành dịch bệnh .

–         1776          Antoni Van Leuwenhoek: KHV – Lần đầu tiên thấy hình thể những sinh vật nhỏ bé trong nước. Khái niệm VSV lần đầu xuất hiện nhưng không được quan tâm, loài người khi đó cho rằng VSV không có vai trò gì.

– Louis Pasteur ( 1822 – 1895 ) : Sáng lập chuyên ngành VSV và MD học

• Chứng minh VSV là nguyên nhân bệnh truyền nhiễm (Thí nghiệm 30/4/1878 tại Viện Hàn lâm khoa học Pari trên 2 lô cừu, một lô gây nhiễm canh khuẩn nhiệt thán đắp trên da đã chà xát gây xước và lô đối chứng đắp nước muối sinh lý, kết quả lô thí nghiệm đắp canh khuẩn bị bệnh). Thí nghiệm này mở đường cho nhiều phát hiện ra căn nguyên khác gây bệnh truyền nhiễm. Quan niệm của loài người về VSV thay đổi và trở nên sợ hãi chúng.
• Tìm ra nguyên lý phòng bệnh bằng vacxin và sáng tạo ra phương pháp chế tạo vacxin (tả gà, than, dại – 1885).

– Robert Koch ( 1843 – 1910 ) : Môi trường đặc và VK lao
– Fleming ( 1881 – 1955 ) : phát hiện Penicilline năm 1929
– Ivanovski ( 1864 – 1920 ) : Virus
– 1998, Prusiner : Prion

1.3. Các kỹ thuật cơ bản dùng trong nghiên cứu và chẩn đoán vi sinh y học

1.3.1 Kỹ thuật hiển vi

– Kính hiển vi quang học ( độ phóng đại 1000 X ) hoặc
– KHV điện tử ( độ phóng đại hàng trăm ngàn lần ) để quan sát hình thể, cấu trúc vi trùng, virus .
– Đơn giản, nhanh
– Không phân biệt được tác nhân gây bệnh và không gây bệnh

1.3.2 Kỹ thuật nuôi cấy

– Cơ bản nhất, là tiêu chuẩn ” vàng ” trong chẩn đoán VSV gây bệnh : Định danh đúng chuẩn + kháng sinh đồ
– Dùng để chẩn đoán xác lập loài VK, VR ; điều tra và nghiên cứu những đặc thù sinh lý, sinh hoá, sản xuất vacxin và thử thuốc điều trị .
– Nuôi VK thường được được triển khai trên những môi trường tự nhiên tự tạo thường thì ( thạch dinh dưỡng, những thiên nhiên và môi trường dinh dưỡng lỏng )
– Nuôi virus thường được triển khai trên những tế bào sống ( phôi gà, động vật hoang dã, tế bào nuôi trong ống nghiệm ) .
– Khó khăn : phức tạp – thời hạn lâu – một số ít VSV chưa nuôi được trên MT tự tạo .

1.3.3 Kỹ thuật miễn dịch

– Dựa trên nguyên lý sự tích hợp đặc hiệu giữa KN – KT tương ứng : Ngưng kết, trung hoà, kháng thể huỳnh quang, MD enzym, MD phóng xạ … .
– Ưu : đơn thuần, nhanh
– Nhược : Một số VSV không tạo được MD chẩn đoán – Giai đọan hành lang cửa số – nồng độ KN, KT thấp – KT giả, tự miễn .
– Tuỳ theo loại kỹ thuật và thực trạng đơn cử vận dụng .

1.3.4 Kỹ thuật gây bệnh thực nghiệm cho động vật

– Giá trị cao trong phát hiện năng lực gây bệnh của VSV ( hay dùng với VSV mới phát hiện )
– Chăm nuôi phức tạp, đặc biệt quan trọng với mầm bệnh nguy khốn .
– Một số VSV chỉ thích nghi ở người hoặc ĐV
– Động vật hay được dùng là chuột, thỏ, khỉ, vượn .

1.3.5 Kỹ thuật sinh học phân tử (kỹ thuật mới – bổ sung gần đây)

– Phát hiện ở mức độ gen và biểu lộ gen của VSV, thông dụng là kỹ thuật PCR ( Polymerase chain reaction ) .
– Độ nhậy và đặc hiệu cao nhất lúc bấy giờ .
– Cần trang thiết bị tân tiến, hạ tầng đồng điệu và con người đào tạo và giảng dạy cơ bản .

2. ĐẠI CƯƠNG VỀ VI KHUẨN

2.1. Kích thước

– Vi khuẩn có size rất nhỏ chỉ quan sát được bằng kính hiển vi
– Đơn vị đo VK là micromet : Phần lớn những VK có size là 1 micromet .
– Kích thước VK hoàn toàn có thể biến hóa theo tuổi và thiên nhiên và môi trường dinh dưỡng .

2.2 Hình thể

VK có nhiều hình phong phú nhưng hoàn toàn có thể xếp thành 3 mô hình cơ bản : hình cầu, hình trực ( thẳng ) và hình cong .
– Hình cầu còn gọi là cầu khuẩn .
– Hình thẳng : gọi là trực khuẩn .
– Hình cong :

• Phẩy khuẩn: hình cong ngắn (1/4 vòng tròn).
• Xoắn khuẩn: có nhiều vòng xoắn dày hoặc thưa.

* Lưu ý: Chỉ có giá trị định hướng cho công tác chẩn đoán, phân loại vi khuẩn. Đôi khi có giá trị chẩn đoán cao nếu kết hợp vị trí lấy bệnh phẩm và lâm sàng (Ví dụ như vi khuẩn giang mai tại vết săng, vi khuẩn lậu ở niệu đạo).

2.3 Cấu trúc tế bào vi khuẩn

Vi khuẩn có cấu trúc một tế bào tiền nhân gồm có 2 phần :

2.3.1. Cấu trúc cơ bản:

Nhân:

– Chưa có màng nhân
– Là 1 phân tử ADN hình sợi, uốn vòng kín, tạo nên TNS duy nhất của tế bào VK. Chứa những thông tin di truyền thiết yếu của vi trùng

Bào tương:

Bào tương ở trạng thái gel, chứa nước, những chất hoà tan và hạt vùi và Ribosom .
– Các chất hoà tan : protit, lipit, gluxit, muối khoáng, sắc tố, ARN thông tin, ARN luân chuyển, một số ít men ( enzym ) .
– Hạt vùi : Là những không bào chứa lipit, glucogen, những hạt volutin, những plasmit ( là những nhiễm sắc thể ngoài nhân ) .
– Là nơi diễn ra những hoạt động giải trí chuyển hóa của tế bào VK .

Màng bào tương: Bọc bên ngoài bào tương.

– Là màng thẩm thấu tinh lọc có những enzym làm trách nhiệm điều khiển và tinh chỉnh quy trình trao đổi chất giữa vi trùng và môi trường tự nhiên .
– Nó còn là nơi chứa nhiều mạng lưới hệ thống enzym quan trọng ( enzym hô hấp ) và tham gia quy trình sinh tổng hợp protein và quy trình phân loại tế bào .

Vách (thành) tế bào.

– Bọc ngoài màng bào tương
– Là bộ khung tạo hình dạng tế bào VK
– Được cấu trúc gồm nhiều lớp glycopeptit ( peptidoglycan hay murein .
– Một số trường hợp ngoại lệ không có vách tế bào hoàn hảo như họ Mycoplasma …

2.3.2. Các cấu trúc phụ.

Ngoài 3 thành phần cấu trúc cơ bản trên, một số ít giống vi trùng còn có những phần cấu trúc phụ như : vỏ, lông, pili, bào tử ..

Vỏ: một số vi khuẩn tiết ra chất polisaccarit bao bọc bên ngoài thành tế bào, giúp VK lẩn tránh kẻ thù, là một yếu tố độc lực của vi khuẩn và mang tính chất kháng nguyên mạnh.

Lông: Một số giống vi khuẩn có lông, là những sợi rất nhỏ và dài (10-20m) bắt nguồn từ bào tương và xuyên qua thành tế bào, giúp VK để di động.

Pili: ở một số loài gram (-) mặt ngoài có những sợi ngắn và nhỏ hơn lông gọi là pili. Có 2 loại: pili giới tính để chuyển ADN từ VK này sang VK khác và pili bám giúp VK bám vào các bề mặt.

Bào tử: Trong một số trường hợp bất lợi về điều kiện sống một số loài vi khuẩn có khả năng hình thành bào tử (còn gọi là nha bào) để có sức chống đỡ cao hơn. Bào tử có các đặc điểm: thành dày cấu tạo gồm nhiều chất canxi dipicolinat,  tỷ lệ nước tự do rất thấp. Bào tử có khả năng chịu đựng cao với hoá chất và nhiệt độ nên diệt bào tử khó hơn nhiều so với diệt vi khuẩn ở thể sinh dưỡng.

2.4 Sinh lý vi khuẩn

2.4.1. Dinh dưỡng:

– VK cần lượng thức ăn rất lớn ( gấp nhiều lần khối lượng của VK )
– Sự trao đổi chất diễn ra qua hàng loạt mặt phẳng TB VK
– Quá trình trao đổi chất được triển khai nhờ mạng lưới hệ thống enzyme, gồm

• Enzyme ngoại bào
• Enzyme nội bào

2.4.2. Chuyển hoá : gồm 2 quá trình

– Phân giải : VK tiết enzyme ra ngoài thiên nhiên và môi trường để phân giải thức ăn, quy trình này tạo ra những chất trung gian và những mẫu sản phẩm riêng không liên quan gì đến nhau với từng loại VK, ứng dụng trong chẩn đoán VK .
– Tổng hợp : những chất thiết yếu cho TB VK từ những thức ăn hấp thu được. Ngoài ra VK còn tổng hợp nên 1 số ít mẫu sản phẩm đặc biệt quan trọng tương quan đến y học :
+ Độc tố + Kháng sinh + Vitamin
+ Sắc tố, giúp VK trong quy trình hô hấp

2.4.3. Nhiệt độ:

Mỗi loài VK cần khoảng chừng nhiệt độ thích hợp để tăng trưởng, gồm 3 nhóm ,
– Nhóm ưa lạnh : 10 đến – 5 oC
– Nhóm ưa ấm : 20 – 45 oC
– Nhóm ưa nhiệt : 45 – 80 oC

2.4.4. pH: Hầu hết các VK gây bệnh phát triển trong khoảng pH 4-9 (chủ yếu 7 – 7,6)

2.4.5. Hô hấp

Như mọi TB sinh vật, hô hấp của VK là một chuỗi phản ứng hóa-khử nhằm mục đích tạo ra nguồn năng lượng thiết yếu cho VK hoạt động giải trí. Cơ chất sử dụng hoàn toàn có thể là vô cơ hoặc hữu cơ. Đa số VK gây bệnh sử dụng cơ chất hữu cơ và đường glucose. Tuỳ theo cách VK sử dụng oxi mà chia làm những nhóm :
– ưa khí tuyệt đối : Cần oxi để oxi hóa cơ chất tạo nguồn năng lượng
– kỵ khí tuyệt đối : Chuyển hóa bằng con đường yếm khí, bị chết khi tiếp xúc oxi vì gián đoạn chuyển hóa khi có oxi
– Tuỳ ngộ : Khi gặp oxi thì chúng oxi hóa cơ chất tạo nguồn năng lượng, không có oxi thì chúng chuyển sang con đường chuyển hóa yếm khí, có số lượng phần đông nhất trong những nhóm vi trùng .
– Vi hiếu khí : chỉ tăng trưởng ở điều kiện kèm theo nồng độ oxi thấp ( 5 % O2, 10 % CO2, 85 % N2 )

2.4.6. Sự phát triển của VK

2.4.6. 1 Cách nhân lên :
– Chia đôi theo kiểu trực phân : là đa phần
– Thể L : phình to rồi vỡ thành nhiều mảnh, mỗi mảnh tăng trưởng thành một vi trùng riêng không liên quan gì đến nhau khi gặp điều kiện kèm theo thuận tiện ( hiếm )
2.4.6. 2. Tốc độ nhân lên
– Trung bình : 20 – 30 phút / lần
– Nhanh : Vi khuẩn tả 5 – 7 phút / lần
– Chậm : VK lao 18 h / lần
2.4.6. 3. Sự tăng trưởng trong môi trường tự nhiên lỏng : đục, cặn lắng, váng, vẩn lơ lửng

Gồm 4 giai đoạn:

Ứng dụng:

Khi vi khuẩn xâm nhập gây hại nên can thiệp sớm, ngay trong giai đoạn vi khuẩn đang thích ứng với môi trường chưa sinh sản. Ví dụ: cần phải bố trí trạm cấp cứu hoả tuyến sao cho có thể băng bó và xử trí sớm vết thương trong 5 – 6 giờ đầu.

Muốn nghiên cứu và điều tra những đặc thù nổi bật của vi trùng, cần lấy vi trùng nuôi ở tiến trình tăng mạnh. Muốn thu nhiều vi trùng làm vắc xin, kháng nguyên, lấy ở tiến trình tối đa .
2.4.6. 4. Sự tăng trưởng của Vk ở thiên nhiên và môi trường đặc
– Tạo thành khuẩn lạc
– Các hình thái khuẩn lạc :

• S: chủ yếu gây bệnh
• R: chủ yếu hoại sinh
• M: nhầy

2.5. Xếp loại và đặt tên vi khuẩn

– Đơn vị phân loại VK cơ bản là loài ( Species ) : Các VK trong cùng một loài có cùng một nguồn gốc, cùng kiểu gen, cùng đặc thù sinh học và di truyền được .
– Trên loài là Chi ( genus ) : Những loài có chung một số ít đặc thù cơ bản được xếp thành một Chi .
– Trên Chi là họ, nhiều họ thành một bộ .
– Dưới loài là típ ( type ) hoặc là chủng ( souche ) .
– Viết tên VK rất đầy đủ gồm : tên chi viết hoa – cách một ký tự – tên loài không viết hoa .
– VD : Staphylococcus aureus
– Khi lặp lại nhiều trong một bài hoàn toàn có thể viết tắt : viết vần âm đầu tên Chi và viết hoa, đặt dấu chấm sau tên Chi, cách một ký tự viết tên loài không viết hoa :
VD : S. aureus .

Tài liệu tham khảo:

1 – Vi sinh y học, Học viện quân y, 2011
2 – Vi sinh y học, NXB Y học, 2008

3- Prescott; Harley, and Klein’s; Microbiology, 8th edition by Mc Graw Hill, Higher Education, 2013.

Source: https://vh2.com.vn
Category : Khoa Học