tiểu luận sinh học đại cương đề tài clostridiumbotulinum

Vào những lúc khó khăn như những đợt mưa bão, ngập lụt hay đợt dịchCovid-19 vừa rồi, nhà nhà lại quan tâm đến vấn đề dự trữ các loại thực phẩm đóng hộp.Nếu người tiêu dùng mua và sử dụng

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG TP HỒ CHÍ MINH

KHOA SINH HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG



TIỂU LUẬNSINH HỌC ĐẠI CƯƠNGĐỀ TÀI : Clostridium botulinum

GIẢNG VIÊN GIẢNG DẠY : LÊ THỊ THÚY

LỜI MỞ ĐẦU

Trong đời sống sinh hoạt hiện nay, các thực phẩm tiêu dùng ngày càng đa dạng vàphong phú đã có mặt ở tất cả các thị trường trong nước và nhiều quốc gia khác Trong đó,thực phẩm đóng hộp là một trong những loại thực phẩm được rất nhiều người ưa chuộngquan tâm nhiều nhất và sử dụng với số lượng lớn Do những người có lịch trình bận rộn,những người thiếu kỹ năng nấu nướng hoặc những người có thu cầu thiết yếu, họ thíchnhững thực phẩm dễ dàng, thuận tiện và nhu cầu về thực phẩm lành mạnh giàu các chấtdinh dưỡng, họ sẵn sàng chi tiêu một khoảng lớn cho các sản phẩm cung cấp các đặc tínhnhư vậy, cùng với nhu cầu về thịt tôm cá dễ nấu hoặc nấu sẵn Thực phẩm đóng hộp làmgiảm sự hư hỏng của thực phẩm vì các yếu tố bên ngoài như ánh sáng mặt trời, không khívà côn trùng Vào những lúc khó khăn như những đợt mưa bão, ngập lụt hay đợt dịchCovid-19 vừa rồi, nhà nhà lại quan tâm đến vấn đề dự trữ các loại thực phẩm đóng hộp.Nếu người tiêu dùng mua và sử dụng các loại thực phẩm đóng hộp không cẩn thận,không may con người có thể bị ngộ độc do mắc phải mầm bệnh phát triển trong thựcphẩm đóng hộp Mặc dù rất hiếm gặp, nhưng thực phẩm đóng hộp chưa được xử lí hoàn

toàn có thể chứa một loại vi khuẩn mang tên Clostridium botulinum - loài gây hại thần

kinh cực mạnh, là một trong những nguyên nhân gây ra hàng loạt vụ tử vong cho conngười

Vậy vi khuẩn Clostridium botulinum là gì? Có rất nhiều người ít quan tâm và tìm

hiểu rõ về vi khuẩn này như thế nào, nó có đặc điểm ra sao cũng như cơ chế gây bệnh,cách điều trị, phòng tránh và ứng dụng của botox trong y tế và thẩm mĩ Vì vậy, trong bàitiểu luận này chúng tôi sẽ trình bày rõ ràng và cụ thể cũng như giải đáp mọi thắc mắc củatất cả mọi người

Bài tiểu luận này nhằm mục đích giúp chúng ta hiểu rõ hơn về Clostridium

botulinum, từ nguyên nhân gây bệnh cho đến các biện pháp phòng ngừa và điều trị Hi

vọng rằng thông qua việc nghiên cứu kỹ lưỡng về loại vi khuẩn này, chúng ta có thể nângcao kiến thức y học và ứng dụng hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh botulism

1 Lịch sử về Clostridium botulinum

Clostridium botulinum là một loại vi khuẩn gram dương gây ngộ độc ở người và

động vật Vi khuẩn này lần đầu tiên được phát hiện vào thế kỷ 19 Năm 1820, nhà sinhvật học người Đức Justinus Kerner đã nghiên cứu bệnh ngộ độc và nhận ra rằng bệnh cóthể lây nhiễm từ nguồn thực phẩm đã bị nhiễm độc Ông gọi căn bệnh này là "bệnh ngộđộc" từ tiếng Latin "botulus", có nghĩa là " xúc xích vụn " Ông đã phân tích các triệuchứng của bệnh và công bố kết quả nghiên cứu của mình

Hình 1: Emile Pierre Van Ermengem

https://bom.so/9sA9ok

Năm 1895, nhà vi khuẩn học người Bỉ Emile Pierre Van Ermengem lần đầu tiên

phân lập được Clostridium botulinum từ một trường hợp mắc bệnh ngộ độc trong xúc

xích từ một gia đình người Bỉ Ông đã có thể đưa ra chẩn đoán sơ bộ về căn bệnh nàybằng cách quan sát sự phát triển của vi khuẩn và sự tiết ra độc tố botulinum

Hertha Meyer, một bác sĩ người Đức, đã phân tích chi tiết độc tố botulinum vàonhững năm 1920 và mô tả tác dụng cũng như cơ chế hoạt động của nó Ông đã phát triểnphương pháp tiêu hủy độc tố ở nhiệt độ cao (dùng phương pháp bảo quản) và chữa thànhcông bệnh ngộ độc ở người Vào những năm 1940, độc tố botulinum loại A đã được tinhchế thành dạng kháng nguyên và được sử dụng làm dịch truyền để điều trị bệnh ngộ độc

Sau đó, các loại độc tố khác cũng đã được tinh chế và sử dụng trong điều trị y tếvà các ứng dụng thẩm mỹ

2 Đặc điểm sinh học:2.1 Phân loại

Clostridium botulinum thuộc:

 Vực (domain): Bacteria Ngành (phylum): Firmicutes Lớp (class): Clostridia Bộ (ordo): Clostridiales Họ (familia): Clostridiaceae Chi (genus): Clostridium botulinum Loài (species): C botulinum

Hình 2: Clostridium botulinum

https://bom.so/NPHccN

2.2 Đặc điểm hình thái

Clostridium botulinum là một loại vi khuẩn có dạng hình que với hai đầu tròn có

nhiều lông quanh thân, di động, chúng có khả năng phân bố rộng rãi ở khắp mọi nơi ( đất,nước không khí …) đặc biệt những nơi như đất vườn, nơi chăn nuôi gia súc gia cầm.Trong các loại rau, trái cây Chúng cũng có thể có sinh sống trong ruột của các động vậtnuôi trong nhà hoặc ruột người, những nơi ô nhiễm nguồn nước Do vi khuẩn có trong tự

3nhiên nên dễ bị nhiễm độc qua các khâu sản xuất, chế biến, vận chuyển và bảo quản thựcphẩm Đặc biệt chúng có khả năng lây và phát triển mạnh đối với các loại thực phẩm nhưthịt cá ướp muối, ướp lạnh, các loại thịt hun khói, xúc xích, đồ hộp, thực phẩm lên menyếm khí… vì các loại thực phẩm này thuận lợi về điều kiện kị khí, nhiệt độ, độ pH.

https://bom.so/lR4bZa

Hình 3: Clostridium botulinum có mặt khắp mọi nơi

Thuộc nhóm vi khuẩn gram dương có dạng thẳng hoặc hơi cong trong môi trườngnuôi cấy dưới 18 giờ Có kích thước với chiều rộng 0.5- 2.0 µm và chiều dài 1.6-22 µmkhông thể quan sát bằng mắt thường mà phải dùng tới kính hiển vi, hình thành bào tửhình bầu dục trung tâm hoặc hình dùi trống Khi gặp điều kiện sống bất lợi bào tử của vi

khuẩn Clostridium botulinum chuyển sang dạng “nghỉ” và có thể tồn tại ở dạng này trongthời gian khoảng 30 năm hoặc hơn Vi khuẩn Clostridium botulinum là một loại vi khuẩn

kỵ khí tuyệt đối nên không thể phát triển trong môi trường có oxy Sinh vật đặc biệt nàyphát triển mạnh trong điều kiện đặc trưng bởi nguồn cung cấp oxy hạn chế, dẫn đến việcsinh bào tử và độc tố Các bào tử của tế bào có khả năng chịu nhiệt, tồn tại trong 100 độ

C trong hơn 5 phút Clostridium botulinum không thể phát triển trong môi trường chua

có giá trị pH < 4,6 và phát triển ở nhiệt độ 37 độ C và pH là 7.4 , môi trường mặn ( nồngđộ NaCl > 5%) Có thể di động và sản xuất ra các độc tố sinh học mạnh nhất được gọi làđộc tố thần kinh botulinum gồm 7 chủng A, B, C, D, E, F, G Độc tố botulinum bản chấtlà protein và chúng dễ bị phân hủy bởi nhiệt độ sôi 1000 độ C Chỉ các loại A, B, E, Fgây bệnh ở người Loại C, D gây bệnh ở các động vật có vú, chim và cá khác Độc tố loạiG tuy phát hiện từ năm 1970 nhưng chưa xác định chắc chắn có gây bệnh cho người hay

động vật không Độc tố A là độc tố độc nhất trong các loại độc tố, nó gây chết người mặcdù một lượng rất nhỏ.

https://bom.so/ulu8pr

Hình 4 : 3DBotulinum toxin

Vi khuẩn gram dương là vi khuẩn cho kết quả dương tính trong thử nghiệm nhuộmgram và sẽ giữ lại màu tím tinh thể được sử dụng trong thử nghiệm, khi nhìn qua kínhhiển vi sau đó chúng sẽ có màu tím Điều này là do lớp peptidoglycan dày trong thành tếbào vi khuẩn giữ lại

Bộ gen của Clostridium botulinum là 3.886.916 bp Trong đó G + C khoảng

28,2% ngoài ra còn có một plasmid 16.344bp

Toxin được tổng hợp từ một chuỗi polypeptid có trọng lượng phân tử gần 150.000dalton Ở cấu trúc này phân tử độc tố có hoạt lực tương đối thấp, nhưng khi bị một sốenzim của vi khuẩn và trypsin tách ra thành hai chuỗi nặng ( 100.000 dalton) và nhẹ50.000 dalton nối với nhau bằng cấu nối sulfur có gắn với một phân tử Zn

3 Điều trị: cơ chế gây độc và điều trị3.1 Cơ chế

Clostridium botulinum là một loại vi khuẩn gây ra cơ chế độc tố bằng cách tiết ra

độc tố botulinum Độc tố botulinum được coi là một trong những độc tố mạnh nhất tồn tạitrên Trái Đất, chỉ cần một lượng rất nhỏ để gây ra hiện tượng độc tố nghiêm trọng Độc tốnày là một protein mạch dài có khả năng gắn kết vào các sợi thần kinh và ức chế hoạtđộng của chúng Cơ chế chính của độc tố botulinum là làm suy yếu và tạm ngừng chứcnăng của hệ thần kinh cơ, gây ra hiện tượng liệt và yếu cơ Khi phát triển trên thực phẩm,

C.botulinum tiết độc tố Acetylcholine là một chất dẫn truyền thần kinh gây đáp ứng bằng

tình trạng co thắt cơ Botulin tác động như một độc tố thần kinh mạnh làm ức chế phóngthích Acetylcholine, do đó gây kết quả như cắt dây thần kinh bằng chất hóa học, gây liệtphản hồi Mặc dù có đến 07 loại BTX ( A, B, C1, D, E, F, G ) gây liệt phản hồi do ức chếphóng thích acetylcholine tại đường nối thần kinh - cơ của các sợi vân, chúng lại khônggiống nhau tại vị trí gắn kết trên tế bào niêm mạc và vị trí tác động Có 7 loại nhưng 3loại A, B và E thuộc loại hay gây ngộ độc và nguy hiểm do tác động lên hệ thống thầnkinh Khi con người tiếp xúc với độc tố botulinum thông qua việc ăn phải thực phẩm bịnhiễm vi khuẩn hoặc uống nước ô nhiễm, độc tố sẽ được hấp thụ vào máu và lan truyềnqua hệ thần kinh peripherial (ngoại vi) Độc tố sẽ gắn kết vào các sợi thần kinh motor vàchức năng của axon và tế bào thần kinh sẽ bị tạm ngừng Quá trình này làm gián đoạnquá trình truyền tín hiệu từ não đến cơ bắp, gây ra liệt và yếu cơ Điều này có thể làm suyyếu các cơ chức năng như cơ chuyển động, cơ hô hấp, và cơ tiêu hóa

3.2 Điều trị

Điều trị độc tố Clostridium botulinum bao gồm các biện pháp như sau:Khẩn cấp và loại trừ chất độc: Nếu nghi ngờ bị nhiễm độc tố Clostridium

botulinum, việc loại bỏ chất độc khỏi cơ thể là ưu tiên hàng đầu Điều này có thể được

thực hiện bằng cách rửa dạ dày (lavage) hoặc rửa ruột (enema) Quá trình này giúp loạibỏ chất độc chưa hấp thụ ra khỏi hệ tiêu hóa

Sử dụng thuốc kháng độc botulinum: Thuốc kháng độc botulinum (Botulism

Antitoxin) được sử dụng để ngăn chặn chất độc Clostridium botulinum trong cơ thể và

ngăn chặn tổn thương do chất độc lan rộng Tuy nhiên, hiệu quả của thuốc kháng độc phụthuộc vào thời gian sử dụng sau khi tiếp xúc với chất độc Do đó, việc sớm tiếp cận vàđiều trị là rất quan trọng

Hỗ trợ hô hấp: Trong trường hợp bị suy hô hấp nghiêm trọng, bệnh nhân cần đượchỗ trợ hô hấp thông qua máy trợ thở Điều này giúp duy trì lưu thông không khí và cungcấp oxy đến các cơ quan quan trọng

Quản lý triệu chứng: Điều trị các triệu chứng bao gồm co giật, tê liệt và suy giảmsự hiểu biết Những biện pháp điều trị tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể và có thể baogồm dùng thuốc giảm co giật, cung cấp chất dinh dưỡng qua ống tiêm hoặc qua miệng(nếu bệnh nhân có khả năng ăn uống), và các biện pháp cung cấp chăm sóc theo dõi chobệnh nhân

Chăm sóc dinh dưỡng: Bệnh nhân cần được cung cấp đủ dinh dưỡng và nước đểduy trì sức khỏe Nếu bệnh nhân không thể ăn uống thông thường, cần sử dụng ống tiêmhoặc các phương pháp khác để cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết Quan trọng nhất là

việc điều trị độc tố Clostridium botulinum yêu cầu sự can thiệp và giám sát từ các chuyên

gia y tế Hãy liên hệ ngay với bác sĩ hoặc cơ quan y tế địa phương để được tư vấn và điềutrị thích hợp

4 Vấn đề nhiễm độc botulinum trong thực phẩm và cách phòng tránh4.1 Trong thực phẩm:

Hiện nay, an toàn thực phẩm luôn là vấn đề nóng được mọi người hết sức quantâm Những ca ngộ độc botulinum xảy ra liên tiếp trong thời gian gần đây đã báo động vềloại ngộ độc này ở Việt Nam.điển hình như vụ Pate Minh Chay được sản xuất tại Hà Nộivào năm 2020 khiến hàng chục người bị ngộ độc trong đó có 17 bệnh nhân nặng và 1người tử vong 19/03/2023 tại Quảng Nam xảy ra vụ ngộ độc cá chép muối ủ chua khiến10 người ngộ độc, 3 bệnh nhân nặng và 1 người tử vong gần đây nhất vào lúc tháng

5/2023 tại thành phố thủ đức xảy ra ngộ độc do ăn giò lụa và mắm Tuy nhiên, trên thế

giới bệnh ngộ độc thực phẩm do vi khuẩn Clostridium Botulinum đã xảy ra rất lâu Bệnh

này thường thấy ở những nước thường xuyên sử dụng đồ hộp như ở Mỹ dùng rau hộp, ởĐức Pháp dùng dăm bông lạp xưởng, ở Liên xô dùng lạp xưởng, cá ướp muối, Theothống kê của Cơ quan Phòng chống bệnh tật Mỹ (CDC), hằng năm trên thế giới có trên76 triệu người bị ngộ độc thực phẩm, nhiều ca nặng có thể dẫn đến tử vong lần đầu tiênnhững nghiên cứu thí nghiệm đã khẳng định rằng thức ăn nhiễm botulin có nguồn gốc từthức ăn măng tre ở Thái năm 1998

Hình 5 : Bệnh nhân mắc Botulinum

Năm 1986, tại lãnh thổ Tây Bắc Canada bùng phát dịch bệnh được ghi nhận sau bữaăn có chứa nguyên liệu sống cá, thịt hải cẩu và chân vịt lên men Kết quả điều tra đã xác

định có vi khuẩn Clostridium botulinum trong thực phẩm Năm 1987, một hành khách đi

máy bay châu Âu mắc bệnh vì ăn salad rau đóng gói sẵn do người sản xuất lạm dụngnhiệt độ và môi trường kỵ khí được tạo ra bằng cách đóng gói hút chân không hoặc bọctrong giấy nhôm

4.2 Cách phòng tránh:

 Đối với ngộ độc thực phẩm:-Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Lựa chọn các mặt hàng sản phẩm có nguồngốc, xuất xứ, nhãn hiệu, thành phần rõ ràng đạt chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm.

https://bom.so/5UBHvZ https://bom.so/iTf0V6

Hình 6 : Đồ hộp có nguồn gốc rõ ràng-Tuyệt đối không sử dụng các loại thực phẩm đóng gói có mùi, vị hoặc màu sắcbất thường

-Hạn chế bảo quản thực phẩm trong môi trường thiếu oxi Bởi vì chất độcbotulinum phát triển trong môi trường kỵ khí Không ăn những sản phẩm đóng hộp đã hết

Hình 8 : Bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thích hợp-Thực hiện ăn chín, uống sôi Ưu tiên dùng những thực phẩm mới nấu chín, mớichế biến Vì chế biến chín sẽ phá hủy các độc tố botulinum (nếu có) cần phải hâm nónglại thức ăn trong vòng 15 phút ở nhiệt độ cao nếu thấy nghi ngờ Khi dùng các thực phẩmxông khói cần phải đảm bảo an toàn, tuân thủ một số nguyên tắc như luôn giữ thực phẩmsạch sẽ, quá trình xông khói và bao bì gói phải đúng theo tiêu chuẩn của bộ y tế

Hình 9 : Ăn chín uống sôi

-Các loại thực phẩm lên men, đóng gói hoặc che đậy kín theo cách truyền thống(như dưa muối, kim chi, nem chua, ) phải đủ độ mặn và độ chua.

-Cần phải giữ vệ sinh cho trẻ em, không được cho trẻ em đưa tay bẩn vào miệng

Hình 11 : Mật ong và siro bắp

11 Đối với nhiễm độc vết thương:-Không nên lạm dụng thuốc tiêm.-Nhiễm độc botulinum từ vết thương được xử lí bằng cách tiến hành chăm sócngay khi bị những vết thương nhiễm trùng và hỏi ý kiến bác sĩ trong việc dùng thuốc điềutrị.

-Nên làm sạch vết thương khi bị dơ bởi bụi bẩn, đất-Thời gian ủ bệnh trong thời gian dài hơn 10 ngày

https://bom.so/WFXG74

Hình 12 : Vết thương nhiễm Clostridium Botulinum

5 Ứng dụng của Botox trong y tế và thẩm mỹ

Độc tố Botox được sinh ra bởi vi khuẩn Clostridium Botulinum đây là một chấtđộc cực mạnh, tiêm tĩnh mạch 0,03 mcg có thể gây tử vong một người nặng 70 kilogram,1 kilogram có thể gây chết 1 tỷ người

Độc tố Botox là loại độc tố thần kinh ( neurotoxin) có bản chất là chuỗipolypeptid với phân tử lượng 150 nghìn Dalton

5.1 Trong y tế :

Mặc dù Clostridium botulinum là một loại vi khuẩn gây ngộ độc nhưng chúng lại

được con người ứng dụng vào một số lĩnh vực quan trọng Botulinum có đến 7 loại (A, B,C, D, E, F và G) nhưng chỉ có hai loại A và B là được ứng dụng trong lĩnh vực y học ( docơ chế gây độc của từng loại là khác nhau)

Độc tố này được áp dụng rộng rãi trong y học mục đích để chữa các bệnh co cơngoài ý muốn do độc tố này làm ngăn chặn luồng thần kinh đến cơ làm liệt vận động cơ.

5.2 Trong thẩm mỹ :

Ứng dụng trong thẩm mỹ được xem là phổ biến nhất hiện nay là phương pháptiêm Botulinum toxin (Botox) nằm mục đích giảm đi các vết nhăn ở vùng trán, mắt và cổngoài ra còn có thể ứng dụng để điều trị tăng tiết mồ hôi, tăng tiết da dầu, thu nhỏ lỗ chânlông,

Botox thường được dùng thuộc nhóm A( có độc lực thấp chỉ gây yếu cơ và đảmbào được mức độ an toàn ) trong thẩm mỹ chúng được tiêm vào với liều lượng rất nhỏkhông gây phản ứng toàn thân như Botulinum loại B

Hiện nay Botox được cấp phép sử dụng trong ngành thẩm mỹ trên toàn thế giới,mặc dù nó khá an toàn nhưng chúng ta không nên quá lạm dụng việc tiêm Botox, dùngquá liều lượng cho phép để đảm bảo an toàn không gây nguy hiểm đến sức khỏe củamình

Trị liệu chứng co giật cơ: Botox được sử dụng để giảm co giật cơ ở các bệnh nhânmắc các bệnh như co giật cơ vô điều kiển, co giật cơ vùng cổ (cổ chuột), co giật cơ mắt(co giật mắt), và co giật cơ vùng chậu Điều trị rối loạn vận động: Botox được sử dụng đểđiều trị các rối loạn vận động như chứng run chứng Parkinson và chứng run động tự phát.Điều trị chứng ho lạc quan: Botox có thể được sử dụng để giảm triệu chứng chứng ho lạcquan (thở căng thẳng) bằng cách làm giảm co bóp cơ phế quản Điều trị chứng mất điềukhiển cơ: Botox có thể được sử dụng để giảm các triệu chứng mất điều khiển cơ trong cáctrường hợp như tê liệt cơ hay một số chứng liên quan đến hư hỏng thần kinh Ứng dụngtrong thẩm mỹ: Xóa nhăn và nếp nhăn: Botox là một liệu pháp phổ biến để làm giảm nếpnhăn và vết chân chim trên khuôn mặt bằng cách làm giảm sự co bóp của cơ mặt Điềunày tạo ra hiệu ứng làm mờ các đường nhăn và mang lại diện mạo trẻ trung hơn Điều trịđồng môi: Botox có thể được sử dụng để giảm mồ hôi đồng môi (mồ hôi dày đặc ở vùngnách) bằng cách ngăn chặn tín hiệu thần kinh gây ra sự tiết mồ hôi quá mức Điều trịchứng chùng mày: Botox có thể được sử dụng để làm giảm sự co bóp không cần thiết của