1.4.1.1. Khả năng bám dính của vi khuẩn
Khả năng bám dính của vi khuẩn là yếu gây bệnh vô cùng quan trọng để thực hiện bước đầu tiên của quá trình gây bệnh của vi khuẩn E. coli nói riêng và vi khuẩn đường ruột nói chung. Đó là quá trình liên kết vững chắc giữa bề mặt vi khuẩn với bề mặt tế bào vật chủ (Jones G, 1976) [67].
Ngày nay, bằng phương pháp chụp vi khuẩn dưới kính hiển vi điện tử và các phản ứng sinh hoá, PCR đã xác định cấu trúc vi thể thực hiện chức năng bám dính, giúp vi khuẩn cố định lên niêm mạc ruột, đó là các pili (fimbriae). Fimbriae bao gồm các đơn vị cấu trúc nhỏ, gọi là sợi bám dính có kháng nguyên gọi là kháng nguyên bám dính (kháng nguyên F) (Elsinghorst.
E. A and Weit. J. A, 1994) [47]. Mỗi loại kháng nguyên bám dính có các quyết định kháng nguyên tương xứng, phù hợp với cấu trúc điểm tiếp nhận trên bề mặt biểu mô nhung mao ruột non.
Lê Văn Tạo và cộng sự (1996) [25]đã nghiên cứu về cấu trúc Fimbriae và vai trò K88 trong quá trình gây bệnh, về tổ hợp các yếu gây bệnh có trong một chủng E. coli phân lập, trong đó nêu rõ vai trò của kháng nguyên K88.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định các kháng nguyên bám dính của vi khuẩn E. coli như: F4 có ở E. coli gây bệnh tiêu chảy ở lợn con, F18 gây bệnh phù đầu ở lợn con sau cai sữa, F5 có ở E. coli gây bệnh cho bê nghé, F41 có ở E. coli gây bệnh cho trẻ em (Nagy, 1999)[71].
Hiện tượng bám dính của vi khuẩn lên bề mặt tế bào vừa mang tính chất hoá học, vừa mang tính chất sinh học và thực hiện theo 3 bước sau:
Bước1: vi khuẩn liên kết từng phần với bề mặt tế bào, thực hiện quá
trình này đòi hỏi vi khuẩn phải có khả năng di động (Jones, 1983) [68]. Sự liên kết này tăng lên khi bề mặt của vi khuẩn có các ion hoá học hoạt động mạnh, nhờ có ion hoá học này vi khuẩn mới được giữ lại trong lớp dịch nhầy của niêm mạc ruột.
Bước 2: đây là quá trình hấp phụ, nó phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của vi khuẩn và tế bào mà vi khuẩn bám dính và thực hiện theo hướng thuận nghịch, dưới sự tác động của những lực tương hỗ khác nhau (Freter, 1981) [53]. Việc chuyển động thẳng tiến của vi khuẩn cũng có thể giúp vi khuẩn cố định và bám chắc trên bề mặt tế bào tham gia vào sự hấp thụ của quá trình bám dính (theo Uhllman, 1982) (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Nội, 1986) [16].
Bước 3: quá trình tác động tương tác giữa các yếu tố bám dính của vi khuẩn với các điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào như màng glucoprotein của tế bào ruột non (nhung mao, tế bào biểu mô, các vi tế bào trên tế bào nhung mao), nó là hợp chất protein mạch thẳng, được tạo bởi những đơn vị tiểu
phần, số lượng tiểu phần quyết định trọng lượng, độ dài của yếu tố bám dính. Lực lượng để giữ và liên kết giữa các tiểu phần trong yếu tố bám dính đến nay chưa rõ ( Isaacson, 1980) [61].
1.4.1.2. Khả năng xâm nhập của vi khuẩn
Sau khi bám dính, vi khuẩn sẽ xâm nhập vào bên trong lớp tế bào. Tại đây vi khuẩn E. coli phát triển nhân lên với tốc độ lớn, sản sinh độc tố đường ruột, gây phản ứng niêm mạc và đầu độc cơ thể.
Khả năng xâm nhập của vi khuẩn đường ruột là một khái niệm để chỉ quá trình chưa được xác định rõ mà nhờ đó vi khuẩn đường ruột qua được hàng rào bảo vệ của lớp màng nhầy trên bề mặt niêm mạc để xâm nhập vào tế bào biểu mô, đồng thời sản sinh và phát triển trong lớp tế bào này. Trong khi đó các vi khuẩn khác không có khả năng xâm nhập, không thể qua được hàng rào bảo vệ lớp màng nhầy hoặc đi qua được lớp hàng rào này sẽ bị vây bắt bởi tế bào đại thực bào của tổ chức hạ niêm mạc (Giannella, 1976) [54].
1.4.1.3. Khả năng dung huyết (Hly)
Vi khuẩn E. coli phát triển trong tổ chức cơ quan vật chủ, F3+ được cung cấp cho sự dinh dưỡng phụ thuộc vào chất Siderofor do vi khuẩn sinh ra. Chất này có khả năng phân huỷ sắt liên kết trong tổ chức của vật chủ thông qua sự phá vỡ hồng cầu để vi khuẩn sử dụng dạng hợp chất HEM. Vì vậy, việc sản sinh ra chất dung huyết (haemolyzin) của vi khuẩn có thể coi là một yếu tố độc lực của vi khuẩn.
Có 4 kiểu dung huyết của vi khuẩn E. coli nhưng quan trọng nhất là kiểu và . Trong đó kiểu gắn với tế bào vi khuẩn do vậy mà không có tác dụng độc lực (Smith, 1963) [77].
Kiểu α hình thành là do một protein thẩm thấu qua lọc, không được gắn với tế bào vi khuẩn, được giải phóng vào môi trường nuôi cấy ở pha logarit của chu trình phát triển vi khuẩn và được coi là yếu tố độc lực của vi khuẩn.
Các nhà khoa học đã chứng minh được mức độ gây chết của Haemolyzin trên chuột, trên thai trứng, gây hoại tử trên da thỏ, trên tế bào xơ thai gà, tế bào thận chuột... Trọng lượng phân tử của Haemolyzin khoảng 300.000 Dalton, được cấu tạo chủ yếu là protein còn có cả hydrocacbon (Cavalieri, 1982) [42]. Theo Smith (1967) [79] thì gen này nằm ở Plasmid được đặt tên là Hlyplasmid chỉ sản sinh Haemolyzin có trọng lượng phân tử 41 Md. Gen trong ADN sản sinh Haemolyzin có trọng lượng phân tử 3,2 Md. Những gen di truyền này không cố định ở plasmid hay ADN và không giống nhau ở các loại vi khuẩn.
1.4.1.4. Khả năng kháng kháng sinh
Trong thực tế, để điều trị bệnh đường ruột người ta sử dụng nhiều loại kháng sinh, ngoài ra còn trộn chúng vào thức ăn với tỷ lệ thấp để phòng bệnh và kích thích tăng trọng gia súc, gia cầm đã gây nên hiện tượng kháng thuốc của vi khuẩn. Sự kháng kháng sinh của vi khuẩn nói chung và vi khuẩn đường ruột nói riêng đang ngày càng gia tăng làm hiệu quả điều trị thấp, thậm chí nhiều liệu pháp kháng sinh còn vô hiệu hoá hoàn toàn.
Hosoda và cộng sự (1990) [59] nghiên cứu sự kháng thuốc của vi khuẩn
E. coli về các plasmid - R của vi khuẩn này phân lập được từ bê tiêu chảy. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ kháng mỗi loại kháng sinh là: Tetracycline 59,7%, Chloramfenicol 21,0%, Streptomycin 52,9%, Sulfadimethoxine 37,8%, Kanamycin 45,4%, Aminobenzyn penicillin 43,7% và Nalidixic axit 28,6%. Trong các chủng kháng thuốc có tới 53,7% số chủng mang các plasmid - R.
Theo Lê Văn Tạo và cộng sự (1993) [24] đã xác định được khả năng kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn E. coli gây bệnh phân trắng và tác giả đi đến kết luận: khả năng kháng sinh được di truyền ngang và dọc bởi các loại plasmid.
Bùi Thị Tho (1995) [30], cần có một chiến lược sử dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi và thú y hợp lý để ngăn chặn kịp thời hiện tượng kháng
thuốc vì nó ảnh hưởng đến đời sống gia súc và con người, đến môi sinh. đặc biệt sử dụng thuốc kháng sinh như một chất kích thích tăng trọng cần phải được kiểm tra nghiêm ngặt trong sản xuất và đời sống vì nó góp phần không nhỏ vào sự hình thành kháng thuốc và truyền kháng của vi khuẩn E. Coli.
Phạm Khắc Hiếu (1996) [5] kiểm tra tính kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn E. coli phân lập từ lợn con bị bệnh phân trắng ở những cơ sở chăn nuôi ở các tỉnh phía Bắc từ năm 1975 - 1995 đã nhận định:
+ Tính kháng thuốc của vi khuẩn E. coli với một số kháng sinh thường dùng tăng lên rất nhanh.
+ Một số thuốc có hiệu quả trước đây với vi khuẩn E. coli hầu như không có tác dụng như: Penicillin, Streptomycin, Chloramphenicol.
+ Tỷ lệ các chủng vi khuẩn E. coli kháng nhiều loại kháng sinh phát triển nhanh, có chủng kháng hết các loại kháng sinh thường dùng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ những nhận định trên theo tác giả khi điều trị bệnh do vi khuẩn
E. coli gây ra cần chọn những loại thuốc thật đặc hiệu.
Vi khuẩn E. coli ở các loài khác nhau cho tỷ lệ kháng thuốc khác nhau, như E. coli phân lập từ trâu, bò kháng Sulfonamid 23,08% - 33,33%. Trong khi đó E. coli phân lập từ lợn con tỷ lệ kháng lên tới 99,97%. So sánh tỷ lệ kháng thuốc hiện nay với 20 năm trước đây thấy tỷ lệ kháng thuốc của vi khuẩn E. coli tăng dần theo năm tháng, còn hiệu lực của thuốc giảm dần khi đề kháng của E. coli tăng lên so với từnh loại thuốc.
Phạm Khắc Hiếu và cộng sự (1999) [7] nghiên cứu về khả năng kháng thuốc của vi khuẩn E. coli đã tìm thấy chủng kháng lại 11 kháng sinh, đồng thời chứng minh khả năng di truyền tính kháng thuốc giữa vi khuẩn E. coli và
Salmonella di truyền plasmid, E. coli phân lập từ lợn con phân trằng tỉ lệ kháng Sulphonamid lên tới 89,97%.
Theo báo cáo về kết quả xác định type lệ kháng kháng sinh và các yếu tố gây bệnh của các chủng vi khuẩn E. coli phân lập từ lợn con theo mẹ của
Nguyễn Ngọc Nhiên, Cù Hữu Phú, Đỗ Ngọc Thuý, (2003) [13] cho biết hiện tượng kháng cùng một lúc với nhiều loại kháng sinh là phổ biến trong số các chủng E. coli được kiểm tra. Hầu hết các chủng vi khuẩn E. coli đều có tỷ lệ kháng khá cao với Tetracyclin, Trimethoprim/sulfamethoxazole, Amoxicillin, Streptomycin và Chloramphenicol (từ 76,42 - 97,17%). Trong khi đó, phần lớn các chủng đều mẫn cảm với các loại kháng sinh như: Amikacin, Apramycin và Ceftiofur với các tỷ lệ tương ứng là 92,455, 99,06% và 100%.
Các tác giả cũng cho biết: đối với các kháng sinh thuộc nhóm Aminoglycosides, chỉ có 58,49% các chủng được thử mẫn cảm với Gentamycin và 47,17% các chủng mẫn cảm với Neomycin. Một trong những điều đáng được quan tâm là: Enrofloxacin một loại kháng sinh thuộc thế hệ mới thuộc nhóm Quinolone mới được sử dụng trong nhân y và thú y từ những năm 90, nhưng có tới 44,34% số chủng kháng.
Phạm Quang Phúc (2003) [18] vi khuẩn E. coli phân lập ở TháiNguyên có tính mẫn cảm khác nhau đối với một số loại kháng sinh: Ofloxacin, Norfloxacinvà Amikacin với tỷ lệ 100%, Gentamycin 88,4%, Neomycin 84,6%, Kanamycin 66,15%, Erythromycin 13,84%, Ampicilin 11,53%.
Theo Nguyễn Văn Quang (2004) [20] vi khuẩn E. coli phân lập từ bò, bê bị tiêu chảy có khả năng kháng lại các loại kháng sinh như: Ampicilin với tỷ lệ 91,66%, Erythromycin 58,33%, Rifamycin 33.33%, Trimsulfa 25% và Cefotexime 16,66%. Các thuốc còn lại như: Neomycin, Kanamycin và Gentamycin chưa bị kháng.
Nguyễn Văn Sửu (2005) [23] đã xác định vi khuẩn E. coli phân lập từ bê, nghé dưới 6 tháng tuổi bị tiêu chảy mẫn cảm mạnh với Norfloxacin với tỷ lệ 75%, Colistin 72,22% và kháng mạnh với Penicillin tỷ lệ 100%, Erythromycin 83,33% số chủng nghiên cứu.
Trương Văn Quang (2006) [21] cho rằng khả năng mẫn cảm của vi khuẩn E. coli phân lập từ bê, nghé bi tiêu chảy với kháng sinh cho thấy các
loại Norfloxacin 83,33%, Colistin 83,33% và Neomycin 58,33%. Kháng mạnh với Penicillin 100%, Ampicillin 83,33%, Kanamycin và Lincomycin là 66,66%.
1.4.1.5. Yếu tố kháng khuẩn của vi khuẩn E. coli
Vi khuẩn E. coli sống cộng sinh với nhiều loại vi khuẩn đường ruột khác, để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phát triển, chúng thường sản sinh ra một loại chất kháng khuẩn có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các vi khuẩn khác gọi là Colv và trở thành vi khuẩn chiếm ưu thế trong đường ruột.
Virginial (1991) [84] khả năng sản sinh Colv của vi khuẩn E. coli được di truyền bằng plasmid, Colv plasmid không chỉ tìm thấy ở E. coli gây bệnh mà còn tìm thấy ở các vi khuẩn đường ruột khác. nhiều tác giả cho Colv là một kháng sinh có hiệu quả, có thể tác dụng với tất cả các loại vi khuẩn đường ruột trừ vi khuẩn sinh ra nó và mong muốn trong thời gian tới Colv được sử dụng rộng rãi như một loại kháng sinh.