2.5.4.1 Các yếu tố không phải là ựộc tố
Chất lượng thành phần hóa học, cấu trúc kháng nguyên O ựều ảnh hưởng tới ựộc lực của vi khuẩn Salmonella. Cụ thể là: S. typhimurium nếu thay ựổi thành phần kháng nguyên từ công thức 1, 4, 12 sang 1, 9, 12 thì vi khuẩn từ dạng có ựộc lực chuyển sang dạng không có ựộc lực (Valtonen, 1977).
Kháng nguyên O là yếu tố ựộc lực giúp vi khuẩn chống lại khả năng phòng vệ của vật chủ, giúp vi khuẩn phát triển trong tế bào tổ chức, chống lại sự thực bào của ựại thực bào (Morris và cs, 1976).
Kháng nguyên O khắch thắch các cơ quan ựáp ứng miễn dịch hình thành kháng thể ựặc hiệu ngưng kết với kháng nguyên tương ứng. Cơ chế phòng vệ này giúp cơ thể vật chủ chống lại quá trình tái xâm nhập của vi khuẩn.
đến nay, người ta ựã xác ựịnh ựược trên 3000 serotyp kháng nguyên O
của Salmonella, thành phần kháng nguyên của vi khuẩn S. choleraesuis gồm: O6,
O7; S. typhimurium gồm: O1, O4, O5, O12; S. enteritidis gồm: O1, O9, O12. * Kháng nguyên H
Kháng nguyên H không có ý nghĩa trong việc tạo ra miễn dịch phòng bệnh, cũng không quyết ựịnh yếu tố ựộc lực, tuy vậy nó có vai trò bảo vệ cho vi khuẩn không bị tiêu diệt bởi quá trình thực bào, giúp vi khuẩn sống và nhân lên trong các tế bào ựại thực bào, cũng như trong tế bào gan và thận (Weinstein và cs, 1984).
* Kháng nguyên K
Bản chất hóa học của kháng nguyên K là polysaccharid nhưng thực chất chúng chỉ là thành phần của kháng nguyên O. Kháng nguyên K tạo hàng rào bảo vệ giúp vi khuẩn chống lại tác ựộng ngoại cảnh và hiện tượng thực bào (Nguyễn Như Thanh, 2001)
* Yếu tố bám dắnh
Theo Jones và Richardson (1981) khả năng bám dắnh của vi khuẩn
Salmonella lên tế bào nhung mao ruột là bước khởi ựầu quan trọng trong quá trình gây bệnh. Hiện tượng bám dắnh của vi khuẩn lên bề mặt tế bào vừa
mang tắnh chất lý hóa, vừa mang tắnh chất sinh học. * Yếu tố xâm nhập
Theo Finlay và cs (1988), khả năng xâm nhập vào tế bào có nhân hoặc lớp niêm mạc của ựường ruột là ựặc tắnh của một số chủng Salmonella có ựộc lực. Các biến chủng Salmonella không có khả năng xâm nhập vào tế bào thường là các chủng không có ựộc lực.
Sau khi tiếp cận tế bào vật chủ, vi khuẩn Salmonella tác ựộng làm tăng hàm lượng Ca++ nội bào, hoạt hóa Actin Depolimeriring Enzyme, làm thay ựổi cấu trúc, hình dạng các sợi actin, biến ựổi màng tế bào, dẫn ựến hình thành giả túc bao vây tế bào vi khuẩn dưới dạng các không bào chứa vi khuẩn. Sau ựó vi khuẩn Salmonella xâm nhập ựược vào trong tế bào, tồn tại, tiếp tục nhân lên với số lượng lớn, phá vỡ tế bào vật chủ, sản sinh ựộc tố ựường ruột (Enterotoxin) và gây tiêu chảy cho vật chủ (Frost và cs, 1970).
* Khả năng tổng hợp sắt
Theo Benjamin (1985), khả năng tổng hợp sắt là một yếu tố giúp vi khuẩn
Salmonella tăng nhanh về số lượng, làm suy yếu khả năng chống ựỡ của vật chủ
do bị thiếu sắt.
* Khả năng kháng kháng sinh
Khi vi khuẩn có sẵn những yếu tố gây bệnh, khả năng kháng kháng sinh là một trong các yếu tố quan trọng giúp cho vi khuẩn kháng lại các yếu tố bất lợi của môi trường xung quanh. Hầu hết các chủng Salmonella có khả năng kháng lại một hoặc nhiều loại kháng sinh.
2.5.4.2. Các yếu tố là ựộc tố
Nếu như các yếu tố gây bệnh không phải là ựộc tố là những tác nhân gián tiếp, quan trọng trong quá trình sinh bệnh của vi khuẩn Salmonella, thì các yếu tố gây bệnh là ựộc tố lại là tác nhân trực tiếp quyết ựịnh quá trình sinh bệnh. Các yếu tố gây bệnh là ựộc tố của Salmonella bao gồm: nội ựộc tố (Endotoxin), ngoại ựộc tố ựường ruột (Enterotoxin) và ựộc tố tế bào (Cytotoxin) (Finlay và Falkov, 1988)
* độc tố ựường ruột (Enterotoxin)
độc tố ựường ruột của vi khuẩn Salmonella có hai thành phần chắnh: độc tố thẩm xuất nhanh RPF (Rapid Permeability Factor) và ựộc tố thẩm xuất chậm DPF (Delayed Permeability Factor) (Peterson, 1980).
+ Theo Clarke và cs (1988), ựộc tố thẩm xuất nhanh có cấu trúc thành phần giống với ựộc tố chịu nhiệt của vi khuẩn E. coli (Heat-stabile toxin: ST).
Yếu tố thẩm xuất nhanh giúp Salmonella xâm nhập vào tế bào biểu mô của ruột, và thực hiện khả năng thẩm xuất sau 1- 2 giờ, kéo dài 48 giờ và làm trương tế bào CHO (Chinese Hamster Ovary cell). ST có khả năng chịu ựược nhiệt ựộ 100oC trong 4 giờ, bền vững ở nhiệt ựộ thấp, có thể bảo quản ở -20oC. Cấu trúc phân tử gồm nhiều polysaccharide và một số chuỗi polypeptide.
độc tố thẩm xuất nhanh (RPE) kắch thắch lên hệ thống men Guanylate Cyclase trong tế bào biểu mô ruột, chuyển GTP thành GDP. Trong tế bào, GDP tăng cao làm cho nồng ựộ ion Ca++ cũng tăng cao, dẫn ựến ngăn cản hấp thu chất ựiện giải và nước ở trong xoang ruột. Do vậy, lượng nước trong ruột tăng cao, kắch thắch niêm mạc ruột, tăng co bóp, làm gia súc ỉa chảy.
Theo đỗ Trung Cứ (2001) 72,7% các chủng Salmonella phân lập ựược từ lợn sau cai sữa bị ốm, chết nghi phó thương hàn sản sinh ựộc tố chịu nhiệt.
+ Yếu tố thẩm xuất chậm của Salmonella có cấu trúc, thành phần giống ựộc tố không chịu nhiệt của vi khuẩn E. coli (Heat Labile Toxin: LT), và thực hiện chức năng thẩm xuất chậm từ 18- 24 giờ, có thể kéo dài 36- 48 giờ. độc tố thẩm xuất chậm (DPF) bị phá hủy ở 70oC trong vòng 30 phút và ở 56oC trong vòng 4 giờ. Cấu trúc phân tử gồm 3 chuỗi polypeptid và một số hợp chất khác. Phân tử lượng 40.000- 50.000 dalton.
độc tố thẩm xuất chậm của Salmonella làm thay ựổi quá trình trao ựổi nước và chất ựiện giải, dẫn ựến tăng cường bài xuất nước và chất ựiện giải từ mô bào vào lòng ruột, cản trở sự hấp thu, gây thoái hóa lớp tế bào villi của thành ruột, gây tiêu chảy.
đỗ Trung Cứ và cs (2003) ựã kết luận: 81,81% số chủng S. typhimurium
phân lập từ lợn mắc bệnh tiêu chảy sản sinh ựộc tố không chịu nhiệt (LT) có khả năng gây tắch nước trong ruột non của lợn thắ nghiệm.
* Nội ựộc tố (Endotoxin)
Nội ựộc tố nằm ở lớp màng ngoài của tế bào vi khuẩn và ựược cấu tạo bởi thành phần cơ bản là Lipopolysaccharid (LPS). LPS có cấu tạo phân tử lớn, gồm 3 vùng riêng biệt với các ựặc tắnh và chức năng riêng biệt: Vùng ưa nước, vùng lõi và vùng lipit A.
Vùng ưa nước bao gồm một chuỗi Polysaccharid chứa các ựơn vị cấu trúc kháng nguyên O. Vùng lõi có bản chất là acid heterooligosaccharid, ở trung tâm, nối kháng nguyên O với vùng lipit A. Vùng lipit A ựảm nhận chức năng nội ựộc tố của vi khuẩn. Cấu trúc nội ựộc tố gần giống với cấu trúc của kháng nguyên O. Cấu trúc nội ựộc tố biến ựổi sẽ dẫn ựến sự thay ựổi ựộc lực của Salmonella. Các ựột biến gen ở vùng lõi, vùng ưa nước làm cho Salmonella không còn ựộc lực (Trần Quang Diên, 2002).
Lipit A có ái lực với màng tế bào, với lipit khác và với Protein. điều ựó chứng tỏ lipit A chắnh là trung tâm hoạt ựộng của nội ựộc tố. Vùng ựa ựường Polysaccharid, chỉ giữ vai trò là vật mang các lipit không hòa tan
Nội ựộc tố là LPS ựược tiết ra từ vách tế bào vi khuẩn khi bị dung giải. Trước khi thể hiện ựộc tắnh, LPS cần phải liên kết với các yếu tố liên kết tế bào hoặc các receptor bề mặt các tế bào như: Tế bào lâm bao cầu B, lâm bao cầu T, tế bào ựại thực bào, tiểu cầu, tế bào gan lách.
Rất nhiều các cơ quan trong cơ thể vật chủ chịu sự tác ựộng của nội ựộc tố LPS: Gan, thận, cơ, hệ tim mạch, hệ tiêu hóa và hệ thống miễn dịch với các biểu hiện bệnh lý như: Tắc mạch máu, giảm trương lực cơ, thiếu oxy mô bào, toan huyết, rối loạn tiêu hóa, mất tắnh thèm ăn.
* độc tố tế bào (Cytotoxin)
tế bào có nhân và làm trương tế bào CHO (Chinese Hamster Ovary cell). đa phần ựộc tố của chúng bị phá hủy bởi nhiệt ựộ.
Theo Clarke và cs (1988), làm tổn thương tế bào biểu mô là ựặc tắnh quan trọng của Cytotoxin. Có ắt nhất là 3 dạng Cytotoxin:
+ Dạng 1: Không bền vững với nhiệt và mẫn cảm với Trypsin. độc tố này có trọng lượng phân tử khoảng 56- 78 kDa, nó tác ựộng theo cơ chế là ức chế tổng hợp Protein của tế bào Hela và làm teo tế bào.
+ Dạng 2: Có nguồn gốc từ Protein màng ngoài tế bào vi khuẩn, có cấu trúc và chức năng gần giống với các dạng ựộc tố tế bào do Shigella và các chủng Enterotoxigenic E. coli (ETEC) sản sinh ra. Dạng ựộc tố này cũng có ở hầu hết các serovar Salmonella gây bệnh.
+ Dạng 3: Dạng này có liên quan với Hemolysin. Dạng ựộc tố này tác ựộng lên tế bào theo cơ chế dung giải các không bào nội bào.Trong phòng thắ nghiệm, ựộc tố này gây chết tế bào Vero, tế bào Hela và tế bào CHO (Rahman và cs, 1992).
Trên ựây là 3 loại ựộc tố gây bệnh chắnh của vi khuẩn Salmonella, chúng là các tác nhân trực tiếp, quyết ựịnh khả năng gây bệnh của vi khuẩn.
Một số serotyp như: S. choleraesuis, S. typhimurium, S. enteritidis, S. dublin, S. gallinarum, S. pullorum có mang các plasmid có kắch thước lớn (khoảng từ 50- 100 kb). Chắnh những plasmid này có mang các yếu tố di truyền quyết ựịnh khả năng sản sinh các yếu tố ựộc lực gây bệnh cho người và gia súc với tỷ lệ ốm và chết cao (Krause và Fang, 1995).