Khi nhắc đến vi khuẩn, chúng ta thường nghĩ đến những vi sinh vật gây hại, tuy nhiên nhiều loại vi khuẩn lại rất hữu ích đối với con người. Chúng ta sẽ không thể tồn tại mà không có sự hiện diện của vi khuẩn.
Nhiều vi khuẩn trong cơ thể đóng một vai trò quan trọng trong sự sống còn của con người. Vi khuẩn trong hệ thống tiêu hóa giúp con người hấp thu các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như đường phức tạp, được vi khuẩn chuyển hóa thành các dạng mà cơ thể có thể sử dụng. Một số vi khuẩn cũng giúp ngăn ngừa bệnh bằng cách chiếm những nơi mà vi khuẩn gây bệnh muốn gắn vào. Một số vi khuẩn bảo vệ chúng ta khỏi bệnh tật bằng cách tấn công các mầm bệnh.
Số lượng tế bào vi khuẩn nhiều hơn khoảng 10 lần so với tế bào người trong cơ thể chúng ta. Một số vi khuẩn sống cộng sinh, hoặc "thân thiện", chia sẻ không gian và tài nguyên trong cơ thể con người và không gây hại cho vật chủ, thậm chí mang lại lợi ích sức khỏe.
Theo bài báo năm 2012 của nhà vi trùng học David A. Relman trên tạp chí Nature, số lượng nhiều nhất của các loài vi sinh vật được tìm thấy trong ruột người. Ruột người là một môi trường thoải mái cho vi khuẩn, với nhiều chất dinh dưỡng có sẵn. Theo Tạp chí Gastroenterology của Mỹ, các tác giả đã đề cập rằng vi khuẩn đường ruột và các vi sinh vật khác, chẳng hạn như các chủng E.coli và Streptococcus mang đến nhiều lợi ích cho con người, giúp hỗ trợ tiêu hóa, ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh gây hại và giúp phát triển hệ thống miễn dịch. Hơn nữa, sự gián đoạn của vi khuẩn đường ruột có liên quan đến một số tình trạng bệnh. Ví dụ, bệnh nhân mắc bệnh Crohn có phản ứng miễn dịch tăng lên chống lại vi khuẩn đường ruột, theo một đánh giá năm 2003 được công bố trên tạp chí The Lancet.
Không chỉ có lợi với sức khỏe con người, vi khuẩn còn có nhiều lợi ích trong những lĩnh vực khác.
Trong công nghệ thực phẩm, vi khuẩn axit lactic, như Lactobacillus và Lactococcus cùng với nấm men và nấm mốc, hoặc nấm, được sử dụng để chế biến các thực phẩm như phô mai, nước tương, natto [đậu nành lên men], giấm, sữa chua và dưa chua. Không chỉ lên men hữu ích để bảo quản thực phẩm, mà một số trong những thực phẩm này có thể mang lại lợi ích sức khỏe.
Một số vi khuẩn có thể phá vỡ các hợp chất hữu cơ. Điều này rất hữu ích cho các hoạt động như xử lý chất thải và làm sạch dầu tràn và chất thải độc hại. Các ngành công nghiệp dược phẩm và hóa chất cũng sử dụng vi khuẩn trong sản xuất một số hóa chất.
Vi khuẩn được sử dụng trong sinh học phân tử, sinh hóa và nghiên cứu di truyền, bởi vì chúng có thể phát triển nhanh chóng và tương đối dễ thao tác. Các nhà khoa học sử dụng vi khuẩn để nghiên cứu cách thức hoạt động của gen và enzyme. Vi khuẩn cũng là nhân tố cần thiết trong bào chế thuốc kháng sinh.
Vi khuẩn ở con người có cả lợi khuẩn và vi khuẩn có hại
Bên cạnh những lợi ích, vi khuẩn phần lớn là những vi sinh vật gây hại đối với con người, đó là do khả năng gây bệnh và lan truyền bệnh của vi khuẩn. Trên cơ thể người không có bộ phận nào mà vi khuẩn từ chối tấn công. Một số loại vi khuẩn có thể gây bệnh ở người, chẳng hạn như bệnh tả, bạch hầu, kiết lỵ, bệnh dịch hạch, viêm phổi, lao, thương hàn, và nhiều bệnh khác.
Nếu cơ thể con người tiếp xúc với vi khuẩn mà cơ thể không nhận ra là hữu ích, hệ thống miễn dịch sẽ tấn công chúng. Phản ứng này có thể dẫn đến các triệu chứng sưng và viêm mà chúng ta thấy, ví dụ, trong một vết thương bị nhiễm trùng.
Vi khuẩn tấn công con người nhờ nội và ngoại độc tố của chúng. Để chống lại vi khuẩn, con người đã tạo ra vô số loại thuốc kháng sinh. Đây là loại thuốc thường được sử dụng để điều trị nhiễm khuẩn. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, việc sử dụng kháng sinh không đúng cách và không cần thiết đã thúc đẩy sự lây lan của một số chủng vi khuẩn kháng kháng sinh. Trong trường hợp này, vi khuẩn truyền nhiễm không còn nhạy cảm với kháng sinh hiệu quả trước đây. Vì lý do này, các nhà khoa học và cơ quan y tế đang kêu gọi các bác sĩ không lạm dụng thuốc kháng sinh trừ khi cần thiết và để mọi người thực hành các cách khác để phòng bệnh, như vệ sinh thực phẩm tốt, rửa tay, tiêm phòng.
XEM THÊM:
Sự khác nhau giữa vi khuẩn và virus
XEM THÊM:
- Lacbiosyn là thuốc gì?
- Cách dùng Lactomin plus
- Bailuzym là thuốc gì?
BioMedia
Nguồn ảnh: //blogs.lshtm.ac.uk/
Vi sinh y học là lĩnh vực y học liên quan đến việc ngăn ngừa, chẩn đoán và điều trị các bệnh truyền nhiễm. Bên cạnh đó, lĩnh vực khoa học này nghiên cứu các ứng dụng lâm sàng của vi sinh vật trong việc cải thiện sức khỏe. Có 4 loại vi sinh vật gây nên các bệnh truyền nhiễm là: Vi khuẩn, nấm, kí sinh trùng, và virut, và một dạng truyền nhiễm khác do protein gây ra được gọi là prion.
Các nhà vi sinh y học nghiên cứu về các đặc tính của các mầm bệnh, cách thức lây nhiễm, cơ chế lây nhiễm và sinh trưởng phát triển của chúng. Việc sử dụng những thông tin này có thể mở ra các hướng điều trị mới. Các nhà vi sinh y học thường đóng vai trò như những nhà tư vấn cho các bác sỹ nhờ việc cung cấp đặc tính của mầm bệnh và đề xuất các lựa chọn cho hướng điều trị. Ngoài ra họ cũng có thể xác định các nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe cộng đồng hoặc kiểm soát sự phát triển của các yếu tố virut tiềm ẩn hoặc chủng vi sinh kháng thuốc, giáo dục cộng đồng và hỗ trợ các hoạt động rèn luyện sức khỏe. Họ cũng có thể giúp ngăn chặn và kiểm soát mầm bệnh và sự bùng nổ của bệnh. Không phải tất cả các nhà vi sinh y học đều nghiên cứu về bệnh vi sinh, cũng có một số nghiên cứu tổng thể, nghiên cứu các loài không gây bệnh để xác định đặc tính của chúng xem có thể dùng chúng để phát triển các loại kháng sinh hay sử dụng cho các hướng điều trị khác.
Xét nghiệm chẩn đoán
Việc xác định tác nhân truyền nhiễm gây ra một bệnh có thể thấy được đơn giản qua các biểu hiện lâm sàng như trong các bệnh về đường ruột và bệnh lây nhiễm trên da. Để đưa ra một kết luận có cơ sở cho việc một vi sinh vật là nguyên nhân gây bệnh thì các yếu tố dịch tễ học cần được xem xét như việc: có thể bị nhiễm bệnh khi tiếp xúc với các sinh vật nghi ngờ và sự có mặt, phổ biến của một chủng vi sinh vật trong cộng đồng.
Đầu tiên, sự chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm hầu như luôn được thực hiện bằng việc tìm hiểu lịch sử của bệnh và kiểm tra về mặt vật lý. Nhiều kỹ thuật nhất định liên quan đến việc nuôi cấy vi sinh vật, quan sát vi sinh vật dưới kính hiển vi, kiểm tra hóa sinh và xác định kiểu gen. Một số kỹ thuật ít phổ biến hơn [như tia X, quét CAT, quét PET hoặc NMR] được sử dụng để tạo các hình ảnh bất thường bên trong do sự sinh trưởng phát triển của các tác nhân lây nhiễm.
Nuôi cấy vi sinh vật
Nuôi cấy vi sinh là phương pháp bước đầu dùng để phân lập các bệnh truyền nhiễm cho việc nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. Mô hoặc mẫu dịch lỏng được kiểm tra sự có mặt của một tác nhân gây bệnh nào đó bằng việc cho sinh trưởng trong môi trường chọn lọc hoặc môi trường phân biệt.
Có 3 loại môi trường nuôi cấy chính dùng để thử nghiệm là:
- Môi trường nuôi cấy rắn: Bề mặt rắn được hình thành từ việc sử dụng hỗn hợp các chất dinh dưỡng, muối và thạch. Một vi khuẩn ban đầu trên môi trường thạch agar có thể phát triển thành các khuẩn lạc [các dòng ở đó các tế bào giống hệt nhau] gồm hàng nghìn tế bào. Môi trường này là môi trường cơ bản được sử dụng để nuôi cấy vi khuẩn và nấm.
- Môi trường nuôi cấy lỏng: Các tế bào sinh trưởng bên trong một môi trường lỏng. Sự sinh trưởng phát triển vi sinh vật được xác định bởi thời gian hình thành các hạt keo li ti. Kỹ thuật này được sử dụng để chẩn đoán sự có mặt của các ký sinh trùng và vi khuẩn lao.
- Môi trường nuôi cấy sử dụng tế bào:Môi trường tế bào động vật và tế bào người được lây nhiễm bởi vi khuẩn cần nghiên cứu. Sau đó, quan sát những môi trường này để xác định sự tác động của vi khuẩn mới này lên tế bào. Kỹ thuật này dùng để xác định các virut.
Quan sát dưới kính hiển vi
Các kỹ thuật nuôi cấy đề cập ở trên thường phụ thuộc vào việc kiểm tra dưới kính hiển vi để xác định vi khuẩn. Các công cụ như kính hiển vi quang học kép có thể được sử dụng để xác định các phần quan trọng của sinh vật. Nó có thể được thực hiện ngay sau khi mẫu được lấy từ bệnh nhân và sử dụng kết hợp với các kỹ thuật nhuộm hóa sinh, cho phép phân giải đặc tính của tế bào. Kính hiển vi điện tử và huỳnh quang cũng được sử dụng cho việc quan sát vi khuẩn ở mức độ chi tiết hơn.
Kiểm tra hóa sinh
Các cách kiểm tra hóa sinh đơn giản và nhanh chóng có thể được sử dụng để xác định yếu tố lây nhiễm. Để xác định vi khuẩn, thường sử dụng sự chuyển hóa hoặc các đặc tính của enzyme dựa trên đặc điểm loài của chúng. Axit, cồn và khí luôn được phát hiện trong kiểm tra khi vi khuẩn được nuôi cấy trong môi trường rắn và lỏng chọn lọc. Máy Vitek được sử dụng để tiến hành các kiểm tra đại trà. Những máy này tiến hành các thử nghiệm hóa sinh phức tạp cùng một lúc.
Các phương pháp huyết thanh thì rất nhạy, đặc hiệu và nhanh chóng, thường được sử dụng để xác định các dạng khác nhau của vi sinh vật. Các xét nghiệm này dựa trên khả năng bám đặc hiệu của một kháng thể lên một kháng nguyên. Kháng nguyên [thường là một protein hoặc cacbonhidrat được tạo ra từ các yếu tố lây nhiễm] bị bao bọc bởi kháng thể, thử nghiệm này có thể áp dụng trên các sinh vật khác mà không riêng vi khuẩn. Xét nghiệm huyết thanh có thể phát hiện hoặc xác định kháng nguyên từ yếu tố lây nhiễm hay từ những protein được sinh ra từ vật chủ bị lây nhiễm.
Phản ứng chuỗi trùng hợp [PCR- polymerase chain reaction]
Phản ứng chuỗi trùng hợp là kỹ thuật phân tử phổ biến nhất để phát hiện và nghiên cứu vi khuẩn, bởi vì khả năng đọc trình tự, khả năng phân tích mang tính tin cậy, chính xác và nhanh chóng so với các phương pháp khác. Ngày nay, kỹ thuật PCR định lượng là kỹ thuật cơ bản được sử dụng vì phương pháp này cung cấp dữ liệu nhanh hơn so với kỹ thuật PCR truyền thống. Ví dụ, kỹ thuật PCR truyền thống yêu cầu sử dụng điện di để quan sát phân tử ADN được khuếch đại, còn kỹ thuật PCR định lượng không yêu cầu điện di, mà sử dụng huỳnh quang và các mồi để phát hiện các phân tử ADN được nhân lên. Bên cạnh đó, kỹ thuật PCR định lượng cũng loại bỏ các nguy cơ tạp nhiễm có thể xảy ra ở kỹ thuật PCR truyền thống. Một ưu điểm nữa của việc sử dụng PCR để phát hiện và nghiên cứu về vi sinh vật là tăng khả năng xác định sinh vật nào là nguyên nhân gây ra bệnh truyền nhiễm và xem xét biện pháp điều trị được sử dụng. Hiện nay, đây là kỹ thuật tiêu chuẩn để phát hiện sự nhiễm virut như trong bệnh AIDS và bệnh gan.
Điều trị
Một khi sự lây nhiễm được phát hiện và xác định, các phương án điều trị thích hợp phải được xem xét bởi các bác sỹ và các nhà tư vấn vi sinh y học. Một số các bệnh lây nhiễm có thể được xử lý bởi chính hệ miễn dịch của cơ thể, nhưng đa số các bệnh lây nhiễm phải được điều trị bằng thuốc kháng vi sinh vật. Các vi khuẩn truyền nhiễm được điều trị bởi thuốc kháng khuẩn [thường gọi là kháng sinh] trong khi đó nấm và virut truyền nhiễm được điều trị bởi thuốc kháng virut và kháng nấm.
Các nhà vi sinh y học thường đưa ra lời khuyên về cách điều trị cho bác sỹ dựa trên chủng vi sinh và khả năng kháng kháng sinh của nó, vị trí bị lây nhiễm, độc tính tiềm ẩn của các thuốc kháng sinh và bất cứ các dị ứng nào mà người bệnh gặp phải.
Bên cạnh những thuốc đặc hiệu đối với một loại sinh vật nhất định [vi khuẩn, nấm,…] thì một số thuốc đặc hiệu đối với các chi và loài sinh vật nhất định, không đặc hiệu trên các sinh vật khác [ví dụ, rất nhiều loại thuốc kháng sinh chỉ có tác dụng trên những loại vi khuẩn nhất định]. Bởi tính đặc hiệu này, các nhà vi sinh y học phải xem xét sự tác động của các thuốc kháng sinh nhất định khi đưa ra các hướng điều trị. Hơn nữa, các chủng của cùng một sinh vật có thể kháng lại một loại thuốc nhất định hoặc một nhóm thuốc, kể cả khi chúng có tác dụng đối với loài đó. Những chủng này, được gọi là các chủng kháng thuốc, do đó cần có sự quan tâm đặc biệt tới sức khỏe cộng đồng khi xuất hiện nhiều chủng kháng thuốc.
Ngoài sự kháng thuốc liên quan đến các vi sinh vật bằng sự bất hoạt theo cơ chế hóa học lên các thuốc kháng sinh hoặc một tế bào ngừng sự hấp thụ thuốc, một dạng khác của sự kháng thuốc là do sự hình thành màng sinh học biofilms. Một số vi khuẩn có khả năng hình thành màng sinh học biofilm bằng cách gắn vào bề mặt các thiết bị ống thông đường tiểu hoặc các bộ phận giả, tạo thành các màng ngoại bào để cho các tế bào khác bám vào. Điều đó giúp chúng có một môi trường ổn định để chúng có thể phát tán và lây nhiễm đến các vị trí khác của vật chủ. Thêm nữa, màng ngoại bào và lớp màng ngoài dày của các tế bào có thể bảo vệ các tế bào khỏi tác động của thuốc kháng sinh.
Vi sinh y học không chỉ chẩn đoán và điều trị bệnh mà còn liên quan đến việc nghiên cứu các vi sinh vật có ích. Những vi sinh vật này có ích trong điều trị các bệnh truyền nhiễm và nâng cao sức khỏe, như sự khám phá của Alexander Fleming về thuốc kháng sinh penicillin, cũng như sự phát triển của kháng sinh mới từ các chi của vi khuẩn Streptomyces… Không chỉ tạo ra kháng sinh mà sinh vật còn có thể hoạt động như probiotic cung cấp lợi ích về sức khỏe cho con người, nhờ sự kích thích tiêu hóa hoặc ngăn ngừa mầm bệnh.
Dịch và tổng hợp từ WIKIPEDIA
BioMedia VN