- Trang chủ
- Sách y học
- Bài giảng vi sinh y học
- Các chất kháng sinh và vi khuẩn
Các chất kháng sinh và vi khuẩn
Thuật ngữ kháng sinh theo định nghĩa ban đầu là những tác nhân kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi sinh vật, chúng có tác dụng chống vi khuẩn hữu hiệu ở nồng độ rất thấp.
Biên tập viên: Trần Tiến Phong
Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương
Nhận định chung
Thuật ngữ kháng sinh theo định nghĩa ban đầu là những tác nhân kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi sinh vật, chúng có tác dụng chống vi khuẩn hữu hiệu ở nồng độ rất thấp. Lúc đầu các kháng sinh đều chiết từ môi trường nuôi cấy nấm mốc hoặc vi khuẩn, sau đó nhiều kháng sinh được bán tổng hợp bằng cách biến đổi cấu trúc phân tử của kháng sinh để thu được kháng sinh mới.
Hiện nay kháng sinh được xem như là những hợp chất hóa học có tác dụng cản khuẩn hoặc diệt khuẩn với cơ chế tác động ở mức phân tử, hữu hiệu ở liều lượng thấp và có thể sử dụng để điều trị bệnh nhiễm trùng.
Các kháng sinh có tác dụng đặc hiệu đối với một loại vi khuẩn hoặc một nhóm vi khuẩn nhất định. Các kháng sinh có hoạt tính khác nhau, có loại có phổ kháng khuẩn rộng, có loại có phổ kháng khuẩn hẹp.
Cơ chế tác dụng của kháng sinh
Ức chế tổng hợp vách tế bào
Khác với tế bào động vật, vi khuẩn có vách tế bào. Loại bỏ vách hoặc ngăn cản sự tạo thành vách đều làm tan tế bào vi khuẩn. Vách tế bào vi khuẩn chứa mucopeptit còn gọi là murein hay peptidoglycan. Các penicilline và cephalosporin tác động lên các phân tử protein chọn lọc đặc hiệu nên ức chế sự liên kết ngang cuối cùng của cấu trúc mucopeptit của vách tế bào, vi khuẩn dể dàng bị tan.
Các kháng sinh khác như bacitracin, vancomycin, novobiocin, D-cycloserin cũng ức chế sự tạo vách của vi khuẩn bằng ức chế sự hình thành mucopeptit của vách .
Ức chế chức năng của màng nguyên tương
Màng nguyên tương hoạt động như một màng bán thấm. Màng này thẩm thấu các chất chọn lọc và nhờ vậy kiểm soát được các thành phần bên trong của các tế bào. Nếu sự toàn vẹn của màng nguyên tương bị phá vỡ thì các thành phần nội bào thoát ra khỏi tế bào và tế bào chết. Màng tế bào của một số vi khuẩn và nấm dễ bị phá vỡ bởi một số thuốc kháng sinh hơn tế bào động vật do hoạt tính tác dụng chọn lọc của các kháng sinh này lên các nhóm cấu trúc hóa học đặc biệt có ở màng của vi khuẩn hoặc của nấm mà không có ở tế bào động vật. Polymycin có tác động ở màng nguyên tương của vi khuẩn gram âm, polyen có tác động ở màng nguyên tương của nấm.
Ức chế tổng hợp protein
Nhiều thuốc kháng sinh ức chế tổng hợp protein của vi khuẩn:
Chloramphenicol: chloramphenicol và các dẫn chất thuộc nhóm này ngăn cản sự kết hợp axit amin vào chuỗi peptit mới sinh ở đơn vị 50S của ribosome vi khuẩn qua việc cản trở tác động của enzyme peptidyl-transferaza.
Các tetracyclin: tetracyclin và các thuốc kháng sinh nhóm này ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn bằng cách ngăn cản sự gắn liền của amino acyl-RNA vận chuyển vào đơn vị 30S của ribosome .
Các macrolid và lincomycin: Các kháng sinh nhóm này ngăn cản sự tổng hợp protein bằng cạnh tranh vị trí kết hợp của axit amin ở ribosome và bằng cách phong bế phản ứng dây chuyển aminoacyl.
Các aminoglycoside: các thuốc kháng sinh nhóm aminoglycoside ức chế tổng hợp protein bằng cách gắn vào protein tiếp nhận trên đơn vị 30S của ribosome làm đọc sai thông tin của ARN thông tin làm hình thành các protein không có họat tính, ngoài ra còn làm tách các ribosome ở trạng thái polymer thành monomer
Tác dụng ức chế sự hình thành acid nucleic
Các sulfonamid và trimethoprim: Đối với nhiều vi sinh vật, axit para-aminobenzoic (viết tắt là PABA) là một chất chuyển hóa cần thiết trong quá trình tổng hợp axit folic cần thiết để tổng hợp purin và ADN. Sulfonamid do có cấu trúc tương tự như PABA nên có thể đi vào phản ứng thay cho PABA, hậu quả là một chất tương tự như axit folic nhưng không có họat tính được tạo thành và ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn.
Trimethoprim ức chế enzyme dihydro folic reductase, enzyme này biến đổi axit dihydro folic thành axit tetrahydro folic, một giai đọan trong chuổi phản ứng tổng hợp purin và DNA.
Sự phối hợp một trong các sulfonamid với trimethoprim, hai chất tác động ở hai khâu khác nhau của một quá trình tổng hợp làm tăng rõ họat tính của thuốc, cotrimoxazol (sulfamethoxazol và trimethoprim) là chế phẩm phối hợp sử dụng hiệu quả trong điều trị các bệnh nhiễm trùng
Rifampin: Rifampin và các dẫn chất kết hợp với ARN polymerase phụ thuộc ADN và như thế ức chế sự tổng hợp ARN ở vi khuẩn.
Các quinolone: Các quinolon và cacboxy fluoroquinolon kết hợp vào ADN gyrase nên ức chế tổng hợp ADN.
Các nhóm thuốc kháng sinh
Sulfonamid
Là những hợp chất thay thế nhóm amit (SO2NH2) hoặc nhóm amin (NH2) của axit sulfanilamic.
Sulfonamid có tác dụng cản khuẩn đối với vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram dương. Chúng ức chế nhiều vi khuẩn gram dương và vi khuẩn đường ruột bao gồm E.coli, Klebsiella và Proteus.
Các sulfonamid đưọc sử dụng rộng rãi như sulfaguanidin, sulfadiazim, sulfisoxazol, sulfamethoxazol, sulfadimethoxin....
Trở ngại chính của các thuốc nhóm sulfamid là vi khuẩn trở nên đề kháng với thuốc nhanh chóng, thêm vào đó nhiều sulfamid có thể gây phản ứng phụ nghiêm trọng. Nên hiện nay các thuốc nhóm sulfamid chỉ được dùng hạn chế.
Chế phẩm sulfamid đang được dùng rộng rãi hiện nay là cotrimoxazol là phối hợp của sulfamethoxazol và trimethoprim. Thuốc này được dùng trong điều trị các nhiễm trùng đường tiêu hóa, hô hấp và tiết niệu. Dạng phối hợp khác là fansidar bao gồm sulfadoxin và pyrimethamin có hiệu quả trong điều trị sốt rét, ít hiệu quả đối với bệnh nhiễm trùng .
Các beta- lactamin
Các thuốc này trong công thức hóa học có chứa vòng beta-lactam bao gồm các penicillin và các cephalosporin.
Các penicillin
Các penicillin có nhân chung là axit 6 amino-penicillanic hợp bởi một vòng thiazolidin và một vòng b-lactam các penicillin này khác với penicillin khác ở chổ gốc R gắn vào nhân chung.
Các penicillin dùng trong điều trị thuộc 3 nhóm chính:
Các penicillin có hoạt tính cao đối với vi khuẩn gram dương, bị phá hủy bởi enzyme penicillinase: penicillin G, penicillin V (phenoxy methylpenicillin), benzathin penicillin.
Các penicillin có hoạt tính đối với vi khuẩn gram dương, đề kháng đối với enzyme penicillinase: methicillin, nafcillin, oxacillin, dicloxacillin .
Các penicillin có hoạt tính rộng đối với cả vi khuẩn gram duơng và vi khuẩn gram âm, bị phá hủy bởi enzyme penicillinase. Các penicillin nhóm này bao gồm:
+ Các aminopenicillin: ampicillin, amoxicillin, becampicillin, metampicillin.
+ Các carboxy penicillin: carbenicillin, ticarcillin.
+ Các ureidopenicillin: azlocillin, mezlocillin, piperacillin.
Ngoài 3 nhóm chính trên hiện nay người ta còn có các penicillin phối hợp trong đó người ta kết hợp các penicillin khác nhau với những chất ức chế enzyme b lactamase dùng để điều trị các nhiễm trùng do vi khuẩn đề kháng sản xuất enzyme b lactamase. Hai chất ức chế enzyme này được dùng để phối hợp với các penicillin là axit clavulanic và sulbactam: các thuốc của sự kết hợp này như: timentin gồm ticarcillin và axit lavulanic, augmentin (amoxicillin và a.clavulanic), unasyn (ampicillin & sulbactam).
Các cephalosporin
Các cephalosporin có một nhân chung là axit faminocephalo-sporanic hình thành bởi một vòng b lactam kết hợp với một vòng dihydrotiazin thay thế hydro cuả nhóm amin bằng các gốc R khác nhau thì thu được các cephalosporin bán tổng hợp .
Các cephaloporin có hoạt tính với cả vi khuẩn gram dương và với cả vi khuẩn gram âm .
Dựa vào tính kháng khuẩn các cephalosporin được chia các thế hệ:
Các cephalosporin thế hệ thứ nhất:
Bao gồm cephalothin, cephazolin, cephalein, cefaclor. Các thuốc này có hoạt tính đối với tụ cầu liên cầu A, phế cầu, E. coli, Klebsiella, Proteus..
Cephalosporin thế hệ thứ hai:
Các thuốc nhóm này có hoạt tính tốt hơn các thuốc cephalosporin thế hệ thứ nhất chống lại E. coli, Klebsiella, Proteus, Citrobacter, Enterobacter, H.influenzae, N.gonorrhoe, N. meningitidis. Các thuốc nhóm này gồm: cefamandol, cefuroxime, cefonicid, cefoxitin...
Cephalosporin thế hệ thứ ba:
Có phổ tác dụng kháng khuẩn bao trùm toàn bộ vi khuẩn đường tiêu hóa, tuy nhiên có tác dụng kém với vi khuẩn gram dương, thuốc nhóm này có thể chia 02 nhóm, nhóm có tác dụng chống Pseudononas aeruginosa gồm ceftazidime và cefoperazone, và các nhóm không có tác dụng chống P. aeruginosa bao gồm cefotaxim, ceftazidime, ceftizoxime, moxalactam. Nhiều thuốc nhóm này thấm vào màng não tốt nên được dùng để điều trị viêm màng não do vi khuẩn gram âm.
Monobactam và Carbapenem
Hai nhóm thuốc này khác với các beta-lactam về cấu tạo hóa học nhưng cơ chế tác dụng là ức chế tổng hợp vách tương tự như cách tác dụng của các beta lactam, aztreonam là thuốc thuộc nhóm monobactam có sẵn hiện nay, phổ kháng khuẩn giới hạn trên vi khuẩn gram âm tương tự như các aminoglycoside.
Imipenem là kháng sinh carbapenem có sẵn hiện nay, phổ kháng khuẩn của thuốc này được xem là rộng nhất trong các thuốc kháng sinh hiện nay bao trùm lên các vi khuẩn gram dương gồm cả liên cầu D, có tác dụng chống lại hầu hết các vi khuẩn gram âm kể cả P.aeruginosa, và có tác dụng chống lại vi khuẩn kỵ khí.
Các kháng sinh aminoglycoside
Gồm streptomycin, neomycin, gentamycin, tobramycin, amikacin, kanamycin
Các kháng sinh nhóm này có tác dụng diệt khuẩn bao gồm cả vi khuẩn gram dương và nhiều vi khuẩn gram âm. gentamycin, tobramycin, neomycin có tác dụng chống P.aeruginosa, trái lại streptomycin có tác dụng với vi khuẩn lao nên là thuốc dành riêng để điều trị lao.
Các thuốc tetracyclin
Có công thức hóa học tương tự nhau. Các thuốc khác nhau chỉ ở các gốc R khác nhau.
Các thuốc này bao gồm tetracyclin, chlotetracyclin, oxytetracyclin, doxycyclin, minocyclin, thuốc nhóm này có tác dụng cản khuẩn với vi khuẩn gram dương và gram âm, các tetracyclin có hiệu quả với Rickettsia, Chlamydia, Mycoplasma pneumoniae và Leptospira.
Chloramphenicol
Lúc đầu chiết xuất từ Streptomyces venezuelae nhưng hiện nay được tổng hợp. Thuốc này có tác dụng cản khuẩn và phổ kháng khuẩn rộng. Nó có hiệu quả trong bệnh thương hàn và các nhiễm trùng do Rickettsia.
Macrolit và các thuốc tương tự
Các thuốc kháng sinh macrolit gồm erythromycin, oleandomycin, spiramycin. Các kháng sinh thuộc nhóm này có tác dụng cản khuẩn, chúng tác dụng tốt trên vi khuẩn gram dương, một số vi khuẩn gram âm như phẩy khuẩn tả. Erythromycin là thuốc an toàn nên đựơc dùng làm thuốc thay thế penicillin trong các nhiễm trùng do vi khuẩn gram dương ở bệnh nhân dị ứng với penicillin. Lincomycin và clindamycin có cơ chế tác dụng và họat phổ tương tự như erythromycin.
Polypeptid
Kháng sinh nhóm polypeptit chủ yếu là polymycin, phổ tác dụng chủ yếu diệt khuẩn với vi khuẩn gram âm kể cả Pseudomonas. Polymycin độc với thần kinh và thận, hiện nay ít được dùng đường toàn thân để điều trị các nhiễm trùng gram âm. Cac thuốc có polymycin thường được dùng để điều trị nhiễm trùng tại chỗ.
Rifamycin
Là kháng sinh chiết suất từ Streptomyces mediterranei, chất dẫn xuất bán tổng hợp là rifampin, hai thuốc này có họat phổ đối với một số vi khuẩn gram âm và gram dương, vi khuẩn đường ruột, vi khuẩn kháng acid cồn. Rifamycin do vậy là thuốc sử dụng chủ yếu để điều trị bệnh lao hiện nay.
Các quinolon và cacboxy - fluoroquinolon
Hợp chất quinolon tổng hợp đầu tiên là axit nalidixic chủ yếu dùng để điều trị nhiễm trùng đường tiết niệu. Các cacboxy-fluoroquinolon là các dẫn chất từ axit nalidixic, các thuốc này có tác dụng diệt khuẩn đối nhiều vi khuẩn gram dương và vi khuẩn gram âm kể cả tụ cầu đề kháng với methicillin và P.aeruginosa, chúng còn còn có tác dụng chống Mycoplasma và Chlamydia. Các fluoroquinolon được sử dụng trong nhiều nhiễm trùng các cơ quan. Một số fluoroquinolon thường dùng hiện nay gồm ciprofloxacin, enoxacin, norfloxacin, pefloxacin.
Bài viết cùng chuyên mục
Rickettsia vi khuẩn hoại tử mạch máu
Rickettsia hình dạng thay đổi qua các giai đoạn phát triển: cầu khuẩn đứng riêng rẻ hoặc xếp từng đôi, trực khuẩn và hình sợi. Thường gặp nhất là hình trực khuẩn.
Sự né tránh với đáp ứng miễn dịch của vi sinh vật gây bệnh
Về lý thuyết, vi khuẩn tồn tại trong cơ thể vật chủ càng lâu thì chúng càng có nhiều thời gian để gây tổn thương cho cơ thể.
Ảnh hướng của nhân tố sinh vật đến sự phát triển của vi sinh vật
Trong quá trình tồn tại của vi sinh vật nếu chúng phải sống trong điều kiện có vi sinh vật khác thì chúng có thể bị cạnh tranh sinh tồn, bị tiêu diệt hoặc song song tồn tại.
Virus quai bị
Họ virus này là một nhóm gồm nhiều tác nhân khác nhau về khả năng gây bệnh, về sự phân bố trong giới động vật và về tính chất sinh vật học của chúng.
Cơ sở di truyền của độc lực vi sinh vật gây bệnh
Các yếu tố độc lực của vi sinh vật có thể được mã hoá trên DNA nhiễm sắc thể, trên DNA của bacteriophage, trên các plasmid.
Helicobacter pylori (vi khuẩn gây viêm loét dạy dày)
Vi khuẩn không lên men các loại đường, có oxydase và catalase, urease dương tính mạnh. Urease dương tính mạnh là tính chất dùng để phân biệt H. pylori với các vi khuẩn có hình cong khác như Campylobacter.
Phản ứng miễn dịch huỳnh quang trong chẩn đoán vi sinh
Trước hết cho kháng nguyên cố định lên tiêu bản rồi cho tác dụng với huyết thanh bệnh nhân, rửa để loại bỏ kháng thể thừa sau đó nhỏ một giọt globulin người gắn Fluorescein rồi quan sát ở kính hiển vi huỳnh quang.
Liên cầu khuẩn gây bệnh (streptococci)
Liên cầu là những vi khuẩn hiếu kị khí tùy ý, chỉ phát triển tốt ở môi trường có máu hoặc có các dịch của cơ thể khác. Những chủng gây bệnh thường đòi hỏi nhiều yếu tố phát triển.
Virus viêm gan A (hepatitis a virus HAV)
So với các Enterovirus khác, HAV tương đối ổn định với nhiệt độ, ở nhiệt độ 60 độ C virus chỉ bị bất hoạt một phần, khi đun sôi 5 phút làm bất hoạt tòan bộ virus.
Não mô cầu khuẩn gây bệnh (neisseria meningitidis)
Não mô cầu hiếu khí tuyệt đối, chỉ mọc ở các môi trường giàu chất dinh dưỡng như thạch máu, thạch chocolat.
Shigella vi khuẩn đường ruột
Shigella lên men glucose không sinh hơi, lên men manitol, hầu hết Shigella không lên men lactose, chỉ có Shigella sonnei lên men lactose nhưng chậm.
Mối quan hệ giữa Bacteriophage và vi khuẩn túc chủ
Mỗi vi khuẩn có thể là vật chủ của một hoặc nhiều phage. Phage được sử dụng để khảo sát sự liên hệ giữa ký sinh và vật chủ, sự nhân lên của virus, vận chuyển các yếu tố di truyền trong nghiên cứu sinh học phân tử.
Virus vêm gan E (hepatitis e virus HEV)
Nhiễm trùng do virus viêm gan E trước đây được cho là viêm gan do virus không A- không B truyên qua đường tiêu hóa, virus này trước đây được xếp vào họ Caliciviridae, hiện nay được tách riêng và đang được xếp loại trong thời gian tới.
Tụ cầu khuẩn gây bệnh (staphylococci)
Tụ cầu tìm thấy khắp nơi và có thể phân lập từ không khí, bụi, thực phẩm, cơ thể người và động vật. Tụ cầu là thành viên của khuẩn chí da hoặc niêm mạc tị hầu người.
Virus dại (rabies virus)
Virus dại có hình gậy giống như hình viên đạn, dài 130 - 240nm và đường kính 70 -80nm. Nucleocapsid đối xứng hình xoắn ốc, chứa ARN 1 sợi, có một vỏ ngoài mang các gai ngưng kết hồng cầu, bản chất là glycoprotein.
Campylobacter jejuni (vi khuẩn gây viêm ruột)
Campylobacter jejuni là những vi khuẩn bé, mảnh, Gram âm, hình dấu phẩy nhọn hai đầu, rất di động nhờ có 1 lông ở 1 đầu, không sinh nha bào. Nuôi cấy C.jejuni trên môi trường nhân tạo thường khó khăn vì vi khuẩn đòi hỏi điều kiện vi hiếu khí.
Trực khuẩn than (bacillus anthracis)
Trực khuẩn than đi đến các hạch lymphô, lách rồi đến máu. Ở máu, chúng nhân lên nhanh chóng, gây nên nhiễm khuẩn huyết và xâm nhập vào các cơ quan.
Các virus sinh khối u
U lành tinh và ác tính đều được gọi bằng một từ tận cùng là oma. Ung thư tạo bởi từ những lớp tế bào gọi là carcinoma, ung thư phát sinh từ mô liên kết hoặc mạch máu gọi là sarcoma.
Các hình thái của sự nhiễm trùng
Đối với vi khuẩn, cơ thể con người là môi trường sống thích hợp cho nhiều vi sinh vật, môi trường này có nhiệt độ, độ ẩm và thức ăn thích hợp cho chúng phát triển được.
Vaccine phòng chống bệnh nhiễm trùng
Sử dụng vaccine là đưa vào cơ thể kháng nguyên có nguồn gốc từ vi sinh vật gây bệnh hoặc vi sinh vật có cấu trúc kháng nguyên giống vi sinh vật gây bệnh, đã được bào chế đảm bảo độ an toàn cần thiết.
Ảnh hướng của nhân tố hóa học đến sự phát triển của vi sinh vật
Chất tẩy uế là những hóa chất có khả năng giết chết các vi khuẩn gây bệnh và vi sinh vật khác, còn đối với nha bào thì tác dụng giết khuẩn một phần.
Phản ứng kết hợp bổ thể của kết hợp kháng nguyên kháng thể trong chẩn đoán vi sinh
Trong hệ thống 1, kháng nguyên được cho tác dụng với kháng thể. Nếu kháng nguyên và kháng thể phản ứng đặc hiệu thì tất cả lượng bổ thể kết hợp vào phức hợp kháng nguyên kháng thể.
Cơ chế đề kháng bảo vệ cơ thể không đặc hiệu chống lại vi sinh vật gây bệnh
Sự bài tiết các chất bả nhờn, bài tiết mồ hôi (axit lactic) trên bề mặt da và độ pH thấp của một số vị trí ở da và niêm mạc dạ dày hay đường tiết niệu sinh dục.
Ảnh hướng của nhân tố vật lý đến sự phát triển của vi sinh vật
Vi sinh vật chịu ảnh hưởng của các tần số rung động của môi trường, yếu tố này có thể có tác dụng kích thích hay ức chế sự phát triển của vi sinh vật và tiêu diệt vi sinh vật.
Các vi khuẩn gây bệnh hoại thư
Vi khuẩn có hình dạng trực khuẩn, không di động có vỏ khi phát triển ở trong cơ thể động vật và người, vi khuẩn sinh nha bào khi phát triển trong môi trường tự nhiên.