3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.1. Các yếu tố không phải là độc tố
1.4.1.1. Khả năng bám dính của vi khuẩn
Khả năng bám dính là yếu tố vô cùng quan trọng để thực hiện bước đầu tiên trong quá trình gây bệnh của vi khuẩn E.coli nói riêng và vi khuẩn đường ruột nói chung. 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 trên bề mặt niêm mạc ruột, đó là các pili (fimbriae). Fimbriae bao gồm các đơn vị cấu trúc nhỏ, gọi là sợi bám dính, sợi bám dính có kháng nguyên gọi là kháng nguyên bám dính (kháng nguyên F)(Elsinghorst. E. A and Weit. J. A. 1994) [48]. 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.
Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định được các kháng nguyên bám dính của E.coli như: F4 có ở E.coli gây bệnh tiêu chảy ở lợn con, F18 gây bệnh phù đầu ở lợn 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) [61].
Lê Văn Tạo và cs (1996) [31] đã nghiên cứu về cấu trúc Fimbriae vai trò của K88 trong quá trình gây bệnh, về tổ hợp các yếu tố gây bệnh có trong một chủng E.coli phân lập, trong đó nêu rõ vai trò của kháng nguyên K88.
Khả năng bám dính của vi khuẩn là yếu tố gây bệnh vô cùng quan trọng để thực hiện bước đầu tiên của quá trình gây bệnh của vi khuẩn đường ruột.
Đó là một quá trình liên kết vững chắc giữa bề mặt vi khuẩn với bề mặt tế bào vật chủ (Jones, 1977) [57]. 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 được thực hiện theo 3 bước sau:
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bước 1: 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) [58]. Sự liên kết này sẽ tăng lên khi bề mặt 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 thụ, nó phụ thuộc vào đặc tính bề mặt của vi khuẩn và tế bào mà vi khuẩn bám dính. Quá trình này thực hiện theo hướng thuận nghịch dưới sự tác động của những lực tương hỗ khác nhau (Freter,1981) [52]. 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.
Bước 3: Là quá trình tác động tương tác giữa yếu tố bám dính của vi khuẩn với các điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào. Yếu tố bám dính của vi khuẩn có thể tác dụng liên kết với điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào như màng Glycoprotein của tế bào niêm mạc ruột non, tế bào nhung mao, tế bào biểu mô, các vi tế bào trên tế bào nhung mao (Jones, 1977) [57].
1.4.1.2. Khả năng xâm nhập của vi khuẩn E.coli
Sau khi bám dính, vi khuẩn sẽ xâm nhập vào sâu bên trong lớp tế bào. Tại đây 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 là một khái niệm dùng để chỉ quá trình mà nhờ đó vi khuẩn đường ruột qua được hàng rào bảo vệ của lớp mucosa trên bề mặt niêm mạc để xâm nhập vào tế bào biểu mô (Ephitel), đồng thời sinh sản và phát triển trong lớp tế bào này. Trong khi đó, những vi khuẩn khác không có khả năng xâm nhập, không thể qua được hàng rào bảo
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
vệ của lớp mucosa hoặc khi qua được lớp hàng rào này sẽ bị bắt bởi tế bào đại thực bào của tổ chức hạ niêm mạc (Giannella, 1976) [53].
1.4.1.3. Khả năng dung huyết (Hly)
Các chủng E.coli độc có khả năng sản sinh men Haemolyzin để phá huỷ hồng cầu của vật chủ, giải phóng Fe+++ dùng cho mình trong quá trình phát triển, vì vậy, đây là một trong những yếu tố độc lực quan trọng của các chủng E.coli gây bệnh.
Có 4 kiểu dung huyết của E.coli nhưng quan trọng nhất là kiểu ỏ và õ Trong đó kiểu gắn với tế bào vi khuẩn do vậy mà không có tác dụng độc lực (Smith, 1963) [68].
Kentyl (1975) [59] cho biết: khả năng dung huyết là yếu tố độc lực quan trọng của vi khuẩn E.coli gây bệnh đường tiết niệu và E.coli phân lập từ cơ quan cảm nhiễm ngoài đường ruột thường có khả năng dung huyết cao hơ nhiều so với E.coli phân lập từ phân (49% so với 8-18%).
Kiểu ỏ 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 Hydratcacbon (Cavalieri 1982) [46].
Theo Smith (1967) [69] thì gen này nằm ở Plasmid được đặt tên là Hlyplasmid chỉ sản sinh Haemolyzin có trọng lượng phân tử 41 Md. Gen trong AND sản sinh Heamolyzin có trọng lượng phân tử 3,2 Md. Những gen di truyền này không cố định ở Plasmid hay AND và không giống nhau ở các loại vi khuẩn.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Smith (1963) (trích dẫn bởi Nguyễn Thị Nội, 1986) [20] cho biết các Serotype E.coli gây bệnh cho lợn thường có khả năng sản sinh Haemolyzin chủ yếu là các Serotype kháng nguyên O như: O8, O138, O141, O147.
1.4.1.5. Yếu tố kháng khuẩn của vi khuẩn đường ruột (ColV)
Để tạo thuận lợi cho quá trình phát triển của mình trong quá trình tồn tại, phát triển và trở thành vi khuẩn chiếm ưu thế trong đường ruột cùng với nhiều loại vi khuẩn đường ruột khác như Salmonella, Staphylococcus, Proteus, họ Clostridium, Vibriocholera. Vi khuẩn E.coli thường sản sinh ra một loại chất kháng khuẩn có khả năng hạn chế hoặc tiêu diệt các loại vi khuẩn khác gọi là ColV (Colicin V). Vì vậy, yếu tố này cũng được coi là yếu tố độc lực của vi khuẩn E.coli gây bệnh (Smith và cs 1967) [69].
Theo Virginial (1991) [71] khả năng sản sinh ColV của E.coli được di truyền bằng Plasmid, ColV Plasmid đã được tìm thấy không chỉ ở vi khuẩn
E.coli gây bệnh mà còn tìm thấy ở các loại vi khuẩn đường ruột gây bệnh khác. Nhiều tác giả cho rằng 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 hy vọng trong thời gian tới ColV được sử dụng rộng rãi như một loại kháng sinh để ức chế hay tiêu diệt các loại vi khuẩn đường ruột khác.
1.4.1.6. Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột
Trong 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 kính thích tăng trọng cho gia súc, gia cầm. Do đó, sự kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột đang ngày một tăng, làm cho hiệu quả điều trị giảm thấp, thậm chí nhiều loại kháng sinh còn bị kháng hoàn toàn.
Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Nghiên cứu về khả năng kháng thuốc của vi khuẩn E.coli, Phạm Khắc Hiếu (1999) [11] đã tìm thấy chủng E.coli kháng lại 11 loại kháng sinh, đồng thời chứng minh khả năng di truyền tính kháng thuốc của vi khuẩn E.coli và Salmonella qua Plasmid và E.coli phân lập từ lợn con ỉa phân trắng tỷ lệ kháng Sulphonamid lên tới 89,97%.
Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn nói chung và của vi khuẩn
E.coli nói riêng tăng nhanh, lan rộng là do gen sản sinh yếu tố kháng kháng sinh năm trong Plasmid R. Plasmid này có thể di truyền dọc và di truyền ngang cho tất cả các quần thể vi khuẩn thích hợp (Falkow và cs 1987) [51].