Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn Và Khả Năng Trị Tiêu Chảy Của Cao Chiết Ethanol

Những nhóm chính của hợp chất thực vật có hoạt tính kháng khuẩn Cowan, 1999 .... Việc sử dụng kháng sinh không đúng cách, không những tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh mà tiêu diệt luôn cả cá

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN VÀ KHẢ

NĂNG TRỊ TIÊU CHẢY CỦA CAO CHIẾT

ETHANOL TỪ CÂY ELEPHANTOPUS SP

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Minh Nhựt Sinh viên thực hiện : Trương Thị Minh Hiền MSSV: 1151110051 Lớp: 11DSH02

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi được thực hiện trên cơ

sở lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn dưới sự hướng dẫn của ThS Phạm Minh Nhựt Các số liệu, kết quả trong đồ án là trung thực và chưa từng được công

bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015 Sinh viên

Trương Thị Minh Hiền

LỜI CÁM ƠN

Trước hết, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Minh Nhựt, người đã giúp đỡ, định hướng và tận tình hướng dẫn em suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn thầy vì đã truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu

Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM, quý thầy cô hiện đang giảng dạy và làm việc tại Khoa Công Nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường đã truyền dạy rất nhiều kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các anh chị đã luôn động viên và giúp đỡ em vượt qua khó khăn trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015 Sinh viên

Trương Thị Minh Hiền

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu về cây Elephantopus sp 3

1.1.1 Nguồn gốc 3

1.1.2 Phân loại khoa học 3

1.1.3 Đặc điểm và sự phân bố 3

1.1.4 Thành phần hóa học thường có trong thực vật 4

1.1.4.1 Alkaloid 4

1.1.4.2 Carbohydrate 6

1.1.4.3 Flavonoid 7

1.1.4.4 Tannin 9

1.1.4.5 Hợp chất phenolic 10

1.1.4.6 Glycoside 11

1.1.4.7 Steroid 14

1.1.5 Công dụng 15

1.2 Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật 16

1.2.1 Khái niệm hoạt tính kháng khuẩn 16

1.2.2 Cơ chế kháng khuẩn 16 1.2.3 Tình hình nghiên cứu kháng khuẩn của thực vật trên thế giới và tại Việt Nam

19

1.2.3.1 Tình hình kháng khuẩn trên Thế Giới 19

1.2.3.2 Tình hình kháng khuẩn tại Việt Nam 20

1.3 Giới thiệu về bệnh tiêu chảy 20

1.3.1 Khái niệm 20

1.3.2 Nguyên nhân gây bệnh 21

1.3.2.1 Do virus 21

1.3.2.2 Do vi khuẩn 22

1.3.2.3 Do ký sinh trùng 22

1.3.2.4 Do các nguyên nhân khác 23

1.3.3 Cơ chế gây bệnh tiêu chảy 23

1.3.3.1 Tiêu chảy do thẩm thấu 23

1.3.3.2 Tiêu chảy do xuất tiết 24

1.3.3.3 Tiêu chảy do tăng nhu động ruột 24

1.3.3.4 Tiêu chảy do tổn thương niêm mạc ruột 24

1.4 Đặc điểm một số vi sinh vật gây bệnh tiêu chảy điển hình 24

1.4.1 Nhóm vi khuẩn Escherichia coli 24

1.4.1.1 Đặc điểm 25

1.4.1.2 Độc tính 25

1.4.2 Nhóm vi khuẩn Salmonella spp 26

1.4.2.1 Đặc điểm 26

1.4.2.2 Độc tính 27

1.4.3.Nhóm vi khuẩn Shigella spp 27

1.4.3.1 Đặc điểm 27

1.4.3.2 Độc tính 28

1.4.4 Nhóm vi khuẩn Vibrio spp 28

1.4.4.1 Đặc điểm 28

1.4.4.2 Độc tính 29

1.5 Một số mô hình đánh giá hiệu quả trị tiêu chảy của thực vật trên động vật

30

1.5.1 Mô hình đánh giá khả năng trị tiêu chảy 30

1.5.1.1 Mô hình castor oil 30

1.5.1.2 Mô hình magnesium sulfate (MgSO4) 31

1.5.1.3 Mô hình serotonin 31

1.5.2 Mô hình khảo sát enteropooling 32

1.5.2.1 Mô hình prostaglandin E2 32

1.5.2.2 Mô hình irinotecan 33

1.5.2.3 Mô hình sử dụng Heat-labile toxin 33

1.5.2.4 Mô hình castor oil 34

1.5.3 Mô hình khảo sát sự di chuyển ở ruột non 34

1.5.3.1 Mô hình castor oil 35

1.5.3.2 Mô hình prostaglandin E2 35

1.5.3.3 Mô hình irinotecan 35

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Địa điểm và thời gian 36

2.1.1 Địa điểm thu mẫu 36

2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 36

2.1.3 Thời gian nghiên cứu 36

2.2 Vật liệu 36

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 36

2.2.2 Vật liệu nghiên cứu 36

2.2.2.1 Vi sinh vật chỉ thị 36

2.2.2.2 Động vật thí nghiệm 36

2.2.3 Môi trường, hóa chất và thuốc 37

2.2.4 Dụng cụ và thiết bị 37

2.2.4.1 Dụng cụ 37

2.2.4.2 Thiết bị 37

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Phương pháp tách chiết các hợp chất từ thực vật 37

2.3.2 Phương pháp tăng sinh vi sinh vật chỉ thị 38

2.3.3 Phương pháp cấy truyền và giữ giống vi sinh vật 38

2.3.4 Phương pháp xác định mật độ tế bào 39

2.3.5 Phương pháp pha loãng mẫu 39

2.3.6 Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết 39

2.3.7 Phương pháp gây tiêu chảy bằng castor oil trên mô hình chuột 40

2.3.8 Phương pháp đánh giá khả năng di chuyển ở ruột 40

2.3.9 Phương pháp khảo sát enteropooling 41

2.3.10 Phương pháp xử lý số liệu 41

2.4 Bố trí thí nghiệm 42

2.4.1 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu quy trình tách chiết cao ethanol 70% từ Elephantopus sp 42

2.4.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của EEE 43

2.4.3 Đánh giá độc tính của EEE trên mô hình chuột 45

2.4.4 Thí nghiệm 3: Đánh giá hiệu quả trị tiêu chảy của EEE trên mô hình chuột 45 2.4.4.1 Chuẩn bị chuột trước khi thí nghiệm 45

2.4.4.2 Thí nghiệm 3.1: Thử nghiệm khả năng trị tiêu chảy của EEE trên mô hình chuột 45

2.4.4.3 Thí nghiệm 3.2: Thử nghiệm enteropooling 46

2.4.4.4 Thí nghiệm 3.3: Khảo sát sự di chuyển ở ruột non 46

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

3.1 Kết quả hiệu suất thu hồi cao 48

3.2 Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết ethanol 70% đối với nhóm vi khuẩn gây tiêu chảy 48

3.2.1 Kết quả mức độ kháng khuẩn trên nhóm Vibrio spp của EEE 49

3.2.2 Kết quả kháng khuẩn trên các vi khuẩn khác 50

3.3 Kết quả đánh giá độc tính của cao ethanol 70% trên mô hình chuột 53

3.4 Kết quả đánh giá hiệu quả trị tiêu chảy của cao ethanol 70% trên mô hình

chuột 54

3.4.1 Kết quả đánh giá khả năng trị tiêu chảy của EEE bằng dầu thầu dầu trên mô hình chuột 54

3.4.2 Kết quả về thử nghiệm enteropooling 57

3.4.3 Kết quả về khả năng di chuyển ở ruột non 60

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 65

4.1 Kết luận 65

4.2 Đề nghị 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

PHỤ LỤC A: KẾT QUẢ HIỆU SUẤT THU HỒI VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN 1

PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ VỀ KHẢ NĂNG TRỊ TIÊU CHẢY TRÊN MÔ HÌNH CHUỘT 7

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ATP: Andenozin Triphotphat

cAMP: Cyclic Adenosine Monophosphate

Cip 500: Ciprofloxacin 500 µg/ml

Cip 8: Ciprofloxacin 8 µg/ml

DNA: Deoxyribo Nucleic Acid

EEE: Ethanolic extract of Elephantopus sp

EHEC: Enterohaemorrhagic E.coli

ETEC: Enterotoxigenic E.coli

HUS: Haemolytic Uraemic Syndrom

PABA: p Aminobenzoic Acid

SD: Standard Deviation

STEC: Shiga Toxin-producing E.coli

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Hình thái Elephantopus sp (Mercadante, 2013) 4

Hình 1.2 Một số loại alkaloid (A) Samandarin, (B) Samanin 5

Hình 1.3 Cấu trúc chung của flavonoid (A) và các dạng flavonoid, (B) Euflavonoid, (C) Isoflavonoid, (D) Neoflavonoid 8

Hình 1.4 Caffeic acid 11

Hình 1.5 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt, 2004) 17

Hình 1.6 Cơ sở đánh giá các loại phân (Thompson, 2006) 21

Hình 1.7 Hình thái của Rotavirus (De Junio Del, 2013) 22

Hình 1.8 E.coli quan sát dưới kính hiển vi với kích thước 2 µm (Bact, 2005) 25

Hình 1.9 Hình thái vi khuẩn Salmonella spp (Taragui, 2005) 26

Hình 1.10 Hình thái của vi khuẩn Shigella spp (Reynolds, 2011) 28

Hình 1.11 Hình thái vi khuẩn Vibrio spp (Microscopy, 2004) 29

Hình 2.1 Phương pháp pha loãng mẫu 39

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 42

Hình 2.3 Quy trình tách chiết cao EEE 43

Hình 2.4 Quy trình đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của EEE đối với vi khuẩn chỉ thị 44

Hình 3.1 Dịch của Elephantopus sp qua các lần ngâm ethanol 70% 48

Hình 3.2 Hoạt tính kháng khuẩn của EEE và Ciprofloxacin trên nhóm Vibrio spp.49 Hình 3.3 Đường kính vòng ức chế của EEE đối với V.alginolyticus 50

Hình 3.4 Hoạt tính kháng khuẩn của EEE và kháng sinh Ciprofloxacin trên các chủng vi khuẩn khác 50

Hình 3.5 Đường kính vòng kháng của EEE đối với E.coli 51

Hình 3.6 Đường kính vòng kháng khuẩn của EEE đối với S.flexneri 51

Hình 3.7 Kết quả đánh giá độc tính của EEE trên chuột 53

Hình 3.8 Tỷ lệ chuột bị tiêu chảy giữa các nghiệm thức 54

Hình 3.9 Thời gian bị tiêu chảy và khả năng ức chế tiêu chảy giữa các nghiệm thức

56

Hình 3.10 Khả năng ức chế sự mất nước ở ruột giữa các nghiệm thức 58 Hình 3.11 Tỷ lệ kìm hãm sự di chuyển của than giữa các nghiệm thức 60

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Những nhóm chính của hợp chất thực vật có hoạt tính kháng khuẩn

(Cowan, 1999) 17

Bảng 2.1 Thí nghiệm khảo sát khả năng trị tiêu chảy 46

Bảng 2.2 Thí nghiệm khảo sát enteropooling 46

Bảng 2.3 Thí nghiệm khảo sát sự di chuyển ở ruột 47

Bảng 3.1 Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết và kháng sinh Ciprofloxacin 49

Bảng 3.2 Thời gian và lƣợng phân tiêu chảy ở các nghiệm thức 55

Bảng 3.3 Thể tích dịch ruột và tỷ lệ ức chế sự co bóp ở ruột 57

Bảng 3.4 Chiều dài di chuyển của than và tỷ lệ ức chế sự di chuyển trong ruột 59

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Tiêu chảy là một vấn đề sức khỏe đang được quan tâm rộng rãi trên thế giới Đây là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Trong đó trẻ em chiếm đa số, trung bình hằng năm có khoảng 1,6 triệu trẻ em tử vong vì tiêu chảy và 4 tỷ trẻ dưới 5 tuổi bị tiêu chảy cấp Bệnh tiêu chảy vẫn là mối đe dọa toàn cầu đối với y tế công cộng, ước tính mỗi năm trên thế giới có khoảng 3 đến 5 triệu người mắc bệnh, trong đó có 100.000 đến 120.000 người chết theo Tổ chức Y tế Thế Giới (2013) Tại Việt Nam, tiêu chảy là một trong 10 nguyên nhân hàng đầu gây bệnh nghiêm trọng và dẫn đến

tử vong Theo thống kê của Trung tâm Y tế dự phòng Bình Thuận, chỉ trong hai tháng 4 và 5/2015, toàn tỉnh Bình Thuận đã có 984 trường hợp bị tiêu chảy

Một sai lầm thường gặp trong điều trị tiêu chảy hiện nay là việc sử dụng kháng sinh khá tràn lan và bừa bãi Việc sử dụng kháng sinh không đúng cách, không những tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh mà tiêu diệt luôn cả các vi khuẩn có lợi trong ruột, đồng thời làm xuất hiện những chủng vi khuẩn gây bệnh độc hại và kháng với nhiều loại kháng sinh Một số trường hợp sử dụng kháng sinh lại gây phản tác dụng,

giống như khi nhiễm Escherichia coli sinh độc tố Shiga, việc dùng kháng sinh lúc

này sẽ làm tăng sự phóng thích độc tố, dẫn đến hội chứng tan huyết và làm tăng urea huyết

Mặt khác, do việc lạm dụng kháng sinh trong tình trạng hiện nay, khiến cho việc điều trị tiêu chảy bằng kháng sinh không còn hiệu quả như trước mà còn đem lại nhiều tác dụng phụ Vì thế, con người đang dần trở về với thiên nhiên bằng cách

sử dụng những bài thuốc cổ xưa với nhiều loại thảo dược được biết đến có tác dụng trong việc điều trị tiêu chảy Tuy nhiên, các cây thuốc được sử dụng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm dân gian và được truyền miệng từ đời này sang đời khác Do đó, liều lượng sử dụng, hoạt tính trị liệu và độc tính của 1 số cây thuốc vẫn chưa được xác định Vì thế việc đánh giá hoạt tính sinh học của 1 số cây thuốc dựa trên kinh nghiệm dân gian là điều hết sức cần thiết Với cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn

như vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn

và khả năng trị tiêu chảy của cao chiết ethanol từ cây Elephantopus sp.” Đề tài

được thực hiện tại Phòng Thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường, Trường Đại học Công Nghệ TP.HCM và Phòng Thí nghiệm động vật tại Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM, cơ sở Linh Trung, quận Thủ Đức

2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá hoạt tính sinh học bao gồm hoạt tính kháng khuẩn đối với các vi khuẩn gây bệnh đường ruột và hoạt tính trị tiêu chảy trên mô hình động vật từ cao

chiết ethanol của cây Elephantopus sp

3 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn cao chiết ethanol 70% của cây Elephantopus

sp trên các nhóm vi sinh vật chỉ thị Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp., Vibrio spp

Đánh giá độc tính cao chiết ethanol 70% của cây Elephantopus sp trên mô

hình động vật

Đánh giá hiệu quả trị tiêu chảy của cao chiết ethanol 70% từ cây Elephantopus

sp trên mô hình động vật bằng các thử nghiệm đánh giá dấu hiệu lâm sàng, thử nghiệm enteropooling và khảo sát tốc độ di chuyển trong ruột

4 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn và khả năng trị tiêu chảy cây Elephantopus

sp chỉ tiến hành trên dung môi ethanol 70%

Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn cây Elephantopus sp chỉ thực hiện với những

nhóm vi khuẩn gây bệnh ở đường ruột

Hiệu quả trị tiêu chảy cây Elephantopus sp chỉ mới được đánh giá trên mô

hình chuột

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu về cây Elephantopus sp

1.1.1 Nguồn gốc

Elephantopus sp là 1 chi thuộc họ Cúc (Asteraceae) có nguồn gốc ở Trung và

Nam Mỹ, từ Argentina đến Mexico bao gồm cả vùng biển Caribbean (Flann, 2009) Một số loài khác có nguồn gốc ở Ấn Độ và Himalayas (Press và ctv, 2009) Hiện

nay, Elephantopus sp được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia và được biết đến với

nhiều tên gọi khác nhau như chỉ thiên, cúc chỉ thiên hoa trắng, cỏ lưỡi mèo, cúc chân voi mềm, địa đảm thảo, co tát nai (dân tộc Thái), nhả đản (dân tộc Tày) theo Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam (2008)

Elephantopus sp có khoảng 26 loài, trong đó một số loài đã được mô tả từ rất sớm điển hình như Elephantopus scaber được mô tả lần đầu vào năm 1753 bởi Lour Elephantopus mollis được Kunth mô tả vào năm 1820 (Nguyễn Duy Chính,

2009)

1.1.2 Phân loại khoa học

Theo Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam (2008) thì Elephantopus sp được

phân loại khoa học như sau:

Elephantopus sp là loài cây thân thảo, thân cây được phủ đầy lông với chiều

cao trung bình 0,5 – 1 m Lá mọc dài theo thân và không có cuống, các phiến thon

có chiều dài khoảng 10 – 15 cm, gốc ôm lấy thân, các mép khía lượn và có lông mềm ngắn ở mặt dưới, các lá trên bị tiêu giảm dần Cụm hoa dài theo thân, nhánh mang nhiều hoa đầu kép trong một bao chung Các hoa cao 8 mm, mang 4 hay 5

hoa trắng và quả bế cao 3 mm, có rãnh Mào lông có 5 tơ và cây ra hoa thường vào tháng 6 và 7 (Trung tâm dữ liệu thực vật Việt Nam, 2008)

Elephantopus sp thường mọc nhiều ở các vùng nhiệt đới như các nước châu Phi, Đông Nam Á và Thái Bình Dương Ngoài ra, Elephantopus sp còn được tìm

thấy ở dọc các bờ biển Philippines và ở các nước Mexico, Đài Loan, Borneo theo

Flann (2009) Ở nước ta Elephantopus sp thường mọc ở rừng thưa, rừng thông và

dọc đường đi ở nhiều nơi, nhất là ở các tỉnh Tây Nguyên (Bùi Xuân Phượng, 2014)

Tại Việt Nam chúng ta có thể gặp một trong hai loài là Elephantopus scaber hay Elephantopus tomentosus (Phùng Văn Phê, 2014)

1.1.4 Thành phần hóa học thường có trong thực vật

1.1.4.1 Alkaloid

a) Khái niệm

Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa N, đa số có nhân dị vòng và là dẫn xuất của các acid amin Alkaloid thường được tìm thấy ở các chất chuyển hóa phụ trong thực vật Sau này, người ta đã tìm thấy alkaloid còn có trong động vật như

samandarin và samanin lấy từ tuyến da con Salamandra maculosa và Salamandra altra Bufotenin, serotonin, bufotenidin và dehydrobufotenin là những chất độc lấy

từ các loài cóc Bufo Batrachotoxin có trong tuyến da loài ếch độc Phyllobates aurotaenia

Tuy nhiên, cũng có những chất đƣợc xếp vào alkaloid nhƣng N không ở dị

vòng mà ở mạch nhánh nhƣ capsaicin trong ớt (Capsicum annuum L.) Một số alkaloid không có phản ứng kiềm nhƣ colchicin lấy từ hạt tỏi độc (Colchicum autumnale L.), ricinin lấy từ hạt thầu dầu (Ricinus communis L.) và alkaloid có phản ứng acid yếu nhƣ arecaidin và guvacin trong hạt cau (Arca catechu L.) theo

Phạm Thanh Kỳ (1998)

b) Phân loại

Các nhóm alkaloid hiện nay bao gồm:

 Nhóm pyridin: Piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpin, cytisin, nicotin, spartein và pelletierin

 Nhóm isoquinolin: Các alkaloid thuộc gốc thuốc phiện nhƣ morphin, codein, thebain, papaverin, narcotin, sanguinarin, narcein, hydrastin và berberin

 Nhóm pyrrolidin: Hygrin, cuscohygrin và nicotin

 Nhóm tropan: Atropin, cocain, ecgonin và scopolamin

 Nhóm quinolin: Quinin, quinidin, dihydroquinin, dihydroquinidin, strychnin, brucin, veratrin và cevadin

 Nhóm purin: Các xanthin nhƣ caffein, theobromin và theophyllin

 Nhóm indol:

 Các tryptamin: DMT, N-metyltryptamin, psilocybin và serotonin

 Các ergolin: Các alkaloid từ ngũ cốc, cỏ nhƣ ergin, ergotamin,…

 Các β-cacbolin: Harmin, harmalin, yohimbin, reserpin và emetin (Vũ Xuân Tạo, 2013)

cơ ít phân cực Từ đó, dựa vào độ tan khác nhau của các loại alkaloid mà sử dụng dung môi thích hợp để chiết xuất và tinh chế alkaloid

Đa số các alkaloid có tính kiềm yếu nên có thể giải phóng alkaloid ra khỏi muối của nó bằng những chất có tính kiềm trung bình và mạnh Khi định lượng alkaloid bằng phương pháp đo acid, người ta phải căn cứ vào độ kiềm để lựa chọn chỉ thị màu cho thích hợp Alkaloid có 2 phản ứng chính là phản ứng tạo tủa và phản ứng tạo màu Có 2 nhóm thuốc thử tạo tủa với alkaloid Nhóm thứ nhất cho tủa rất ít tan trong nước, tủa này sinh ra hầu hết là do sự kết hợp của 1 cation lớn là alkaloid với 1 nhóm anion lớn thường là anion phức hợp của thuốc thử và nhóm thứ hai cho kết tủa ở dạng tinh thể Đối với phản ứng tạo màu, có 1 số thuốc thử tác dụng với alkaloid cho những màu đặc biệt khác nhau Phản ứng tạo tủa cho ta biết

có alkaloid hay không, còn phản ứng tạo màu cho biết những chất có trong alkaloid (Phạm Thanh Kỳ, 1998)

d) Vai trò

Đa số các alkaloid đều có tác dụng diệt khuẩn, 1 số loại có tác động lên hệ thần kinh như morphin, codein, cocain,… Ngoài ra, alkaloid còn làm hạ huyết áp và giúp chống ung thư (Vũ Xuân Tạo, 2013)

1.1.4.2 Carbohydrate

a) Khái niệm

Carbohydrate là hợp chất hữu cơ được tạo nên từ các nguyên tố C, H, O và có công thức cấu tạo là Cm(H2O)n, thường thì m = n (Phùng Trung Hùng và ctv, 2013)

vị ngọt, khi vào cơ thể xuất hiện tương đối nhanh trong máu

Polysaccharide tồn tại dưới nhiều dạng, mỗi dạng đều có những đặc điểm và tác dụng cũng như dược tính riêng (Nguyễn Phương Hà Linh Linh, 2011)

vật cũng có 1 số hợp chất không thuộc flavonoid cũng có màu vàng nhƣ carotenoid, anthranoid, xanthon (Quỳnh Ngọc, 2011)

b) Phân loại

Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxy hóa của mạch 3 C nên các flavonoid đƣợc chia thành 3 nhóm chính:

 Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-2: Euflavonoid

 Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-3: Isoflavonoid

 Các flavonoid có gốc aryl ở vị trí C-4: Neoflavonoid (Ngô Văn Thu, 2011)

c) Đặc điểm

Flavonoid tạo đƣợc phức với các ion kim loại mà chính các ion kim loại này là xúc tác của nhiều phản ứng oxy hóa Do từng phân nhóm của flavonoid có cấu tạo riêng nên chúng vừa có tính chất chung vừa có những khác biệt về tính chất vật lý

và hóa học Các flavonoid có hoạt tính kháng khuẩn do chúng có khả năng tạo phức với các protein ngoại bào và thành tế bào vi khuẩn Flavonoid càng ƣa béo thì càng

có khả năng phá vỡ màng tế bào vi sinh vật (Quỳnh Ngọc, 2011)

d) Vai trò

Các chất flavonoid là những chất oxy hóa chậm hay ngăn chặn quá trình oxy hóa bởi các gốc tự do như OH+, ROO- (là các yếu tố gây biến dị, hủy hoại tế bào, ung thư, tăng nhanh sự lão hóa, ) làm cho tế bào hoạt động khác thường

Flavonoid còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại hay các hợp chất hữu

cơ chứa các gốc nitrite, carboxyl, carbonyl,… giúp bảo vệ sinh vật chống lại quá trình oxy có hại như những chất xúc tác ngăn cản các phản ứng oxy hóa Do đó, các chất flavonoid có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hóa, tổn thương do bức xạ Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn ở gan và bảo vệ chức năng gan

Flavonoid còn có tác dụng chống dị ứng, kháng viêm bằng cách ngăn chặn sự phóng thích hay tổng hợp các hợp chất làm tăng tình trạng viêm và dị ứng như histamine, serine protease, prostaglandin, leukotrien,… (Quỳnh Ngọc, 2011)

1.1.4.4 Tannin

a) Khái niệm

Tannin là 1 hợp chất polyphenol có trong thực vật có khả năng tạo liên kết bền vững với các protein và các hợp chất hữu cơ cao phân tử khác (amino acid và alkaloid) Tannin có vị chát, tan trong nước, kiềm loãng, cồn, glycerin và aceton, đa

số không tan trong các dung môi hữu cơ, tủa với alkaloid, muối kim loại nặng (chì, thuỷ ngân, kẽm, sắt) theo Ngô Văn Thu (2011)

b) Phân loại

Dựa vào khả năng phân ly mà tannin được chia thành 2 loại là tannin thủy phân (tanin pyrogalic) và tannin ngưng tụ (tanin pyrocatechic) theo Ngô Văn Thu (2011)

 Tannin thủy phân được thuỷ phân bằng acid (hoặc enzyme tanaza) tạo thành phần đường (glucose) và phần không đường (các acid) nối với nhau theo dây nối este, tủa xanh đen với muối sắt (III) và dễ tan trong nước như Ðại hoàng, Ðinh hương, lá cây Bạch đàn

 Tannin không thủy phân được thì dễ tạo thành chất phlobaphen không tan, thường là chất trùng hợp từ catechin, leucoanthoxyanidin hay là những chất

đồng trùng hợp của 2 loại tủa xanh với muối sắt (III) như Vỏ quế, Canhkina, Ðại hoàng

c) Đặc điểm

Tanin pyrogalic khi đun ở 180 - 200oC sẽ thu được pyrogallol là chủ yếu và thường dễ tan trong nước Ngoài ra, tanin pyrogalic còn cho kết tủa bông với chì acetate 10% và cho tủa xanh đen với muối sắt (III)

Tanin pyrocatechic khi đun sẽ thu pyrocatechin là chủ yếu và khó tan trong nước hơn tannin pyrogallic Tanin pyrocatechic kết tủa bông với nước brom và cho kết tủa màu xanh đậm với muối sắt (III) theo Ngô Thị Thùy Dương (2012)

d) Vai trò

Tannin giúp bảo vệ thực vật khỏi các loài côn trùng, tác dụng như thuốc trừ sâu, tác dụng kháng khuẩn, thường dùng làm thuốc súc miệng và có công dụng chữa viêm ruột, tiêu chảy (Ngô Thị Thùy Dương, 2012)

1.1.4.5 Hợp chất phenolic

a) Khái niệm

Hợp chất phenolic là các hợp chất có 1 hoặc nhiều vòng thơm với 1 hoặc nhiều nhóm hydroxyl, chúng được phân bố rộng rãi trong thực vật và các sản phẩm trao đổi chất của thực vật Hơn 8000 cấu trúc phenolic đã được tìm thấy từ các phân

tử đơn giản như các acid phenolic đến các hợp chất polymer như tannin Sự tích lũy các hợp chất phenolic phụ thuộc vào loài, trạng thái sinh lý và vị trí địa lý của các loài cây (Shetty và ctv, 2006)

b) Phân loại

Các hợp chất phenolic có cấu trúc rất đa dạng và có thể chia thành 10 nhóm chính Các hợp chất phenolic thực vật bao gồm stilben, lignan, phenolic acid, flavonoid và tannin (Shetty và ctv, 2006)

c) Đặc điểm

Đa số các hợp chất phenolic được tổng hợp từ phenylalanine Ở thực vật nhóm phenolic chủ yếu được tìm thấy là caffeic acid, đây là 1 trong những hợp chất đơn giản có độc tính sinh học và được cấu tạo từ dẫn xuất thế vòng phenolic Một số

Hình 1.4 Caffeic acid

phenolic như furanocoumarin thì không gây độc, nhưng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao, dưới ánh sáng có bước sóng gần với tia tử ngoại (UV-A) thì nó trở nên rất độc (Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, 2012)

d) Vai trò

Tạo hương vị và màu sắc cho các loại cây trồng, rau trái Ngoài ra, chúng có khả năng ức chế sự phát triển của nấm sợi, bảo vệ thực vật chống lại sự tấn công của các vi sinh vật, côn trùng và động vật ăn cỏ Đây còn là chất chống oxy hóa tự nhiên, chống ung thư, ngăn ngừa bệnh tim và kháng viêm Một hợp chất phenolic khác là chlorogenic acid được biết như là chất gây ra viêm da dị ứng ở người (Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, 2012)

1.1.4.6 Glycoside

a) Khái niệm

Glycoside là những sản phẩm ngưng tụ của đường Cấu tạo gồm 1 phần đường (glycon) kết hợp với 1 phần không phải là đường (aglycon) theo Vũ Kim Dung và ctv (2011)

b) Phân loại

Dựa vào thành phần glycon, aglycon và kiểu liên kết giữa chúng mà chia thành 3 nhóm (Vũ Kim Dung và ctv, 2011)

c) Đặc điểm

Bản chất glycoside gồm cả phần carbohydrate và phi carbohydrate (alcohol) Đây là dạng tinh thể không màu và tác dụng của glycoside phụ thuộc vào phần aglycon còn phần glycon giúp tăng hoặc giảm tác dụng của chúng Glycoside dễ bị hòa tan trong nước, có vị đắng và tạo mùi thơm đặc trưng (Trần Trường Hận, 2010)

d) Vai trò

Glycoside giữ vai trò là nguồn dinh dưỡng cho cơ thể Ngoài ra chúng còn có vai trò bảo vệ bằng cách tạo ra thể gây độc, do thủy phân tạo ra một số chất kháng khuẩn thường tập trung ở vỏ và hạt (solanin ở khoai tây) theo Trần Trường Hận (2010)

 Saponin

a) Khái niệm

Saponin thuộc nhóm glycoside Dưới tác dụng của các enzyme thực vật, vi khuẩn hay acid loãng, saponin bị thuỷ phân thành genin (sapogenin) và phần carbohydrate theo Ngô Văn Thu (2011)

b) Phân loại

Saponin được chia thành 2 nhóm là saponin triterpenoid và saponin steroid theo Nguyễn Tấn Thịnh (2013)

c) Đặc điểm

Saponin thường ở dạng vô định hình, có vị đắng, tan được trong nước, alcohol

và rất ít tan trong aceton, ether, hexan Khi hòa tan saponin vào nước sẽ làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch và tạo bọt (Nguyễn Tấn Thịnh, 2013)

d) Vai trò

Saponin có nhiều tác dụng dược lý như chữa ho, long đờm, lợi tiểu (liều cao gây nôn mửa, đi lỏng) Một số saponin có tác dụng chống viêm, 1 số có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm và ức chế virus Ngoài ra, saponin có thể gây kích ứng niêm mạc, gây hắt hơi, đỏ mắt (Ngô Văn Thu, 2011)

c) Vai trò

Ở nồng độ thấp, cardiac glycoside có tác dụng điều hòa nhịp tim, nhưng khi ở nồng độ cao cardiac glycoside lại gây nôn mửa, loạn nhịp tim, tiêu chảy và giảm sức co bóp của tim (Karkare, 2007)

 Anthraquinone glycoside

a) Khái niệm

Anthraquinone glycoside thường tồn tại dưới dạng glycoside Ða số các anthraquinone glycoside là các polyoxy anthraquinone và nhân thường gắn các nhóm chức -OH, -OCH3, -CH3, -COOH Tuỳ theo vị trí các nhóm chức đính vào nhân mà có các dẫn chất khác nhau (Ngô Văn Thu, 2011)

b) Phân loại

Dẫn xuất anthraquinone glycoside có thể chia thành ba nhóm là nhóm phẩm nhuộm (các dẫn chất 1,2 dihydroxy anthraquinon), nhóm nhuận tẩy (các dẫn chất 1,8 dihydroxy anthraquinon) và nhóm dimer theo Ngô Văn Thu (2011)

c) Đặc điểm

Những dẫn xuất anthraquinone glycoside đều có màu từ vàng, vàng cam đến

đỏ Ở thể glycoside thì dễ tan trong nước, còn thể tự do (aglycon) thì tan trong ether, chloroform và một số dung môi hữu cơ khác (Ngô Văn Thu, 2011)

b) Phân loại

Steroid được chia thành 4 nhóm chính (Đặng Văn Hoài, 2009)

 Nhóm steroid động vật: Cholesterol, cholestan-3β-ol, coprostan-β-ol,

desosterol, coprosterol, cerebrosterol và lathosterol

 Nhóm steroid của động vật biển không xương sống: Spongesterol,

clionasterol, 24-methylencholesterol và fucosterol

 Nhóm sterol thực vật: Sistosterol (có các đồng phân α,β,y), stigmasterol,

Toàn bộ cây Elephantopus mollis được sử dụng như 1 phương thuốc trị tiêu

chảy, rễ cây có tác dụng chữa đau bụng, nhiễm trùng da, bệnh sởi và có tác dụng hạ sốt (Mohan và ctv, 2010)

Theo Muthiumani và ctv (2010), E.mollis có tác dụng như thuốc trợ tim, làm

giải nhiệt, lợi tiểu và là thuốc giải độc khi bị rắn cắn Rễ cây có tác dụng chống nôn, trong khi lá cây được sử dụng trong điều trị viêm loét và eczema Rễ và lá đều là chất làm mềm, chống tiêu chảy, khó tiểu ở niệu đạo, trị sưng hoặc đau ở dạ dày

Chiết xuất ethanol của E.mollis đã được nghiên cứu thành công về khả năng

đẩy nhanh thời gian tái tạo xương bị thương ở chuột (Ngueguim và ctv, 2012)

Ngoài ra, E.mollis còn là bài thuốc để chữa đái buốt, đái ra máu, nước tiểu lẫn

chất nhầy theo Tuệ Tĩnh (1960) Mặt khác nó còn công dụng chữa mụn nhọt, đinh râu, chữa mũi chảy máu, môi lở sưng đau, chữa viêm họng và viêm amidan (Đỗ Huy Bích và Bùi Xuân Chương, 1980)

Muthiumani và ctv (2010), đã khảo sát khả năng trị tiêu chảy và tác dụng trợ

tim của cao chiết Elephantopus scaber trên các hệ dung môi petroleum ether,

benzene, chloroform và ethyl acetate Kết quả ethyl acetate cho hiệu quả trị tiêu chảy tốt nhất, trong khi đó petroleum ether cho khả năng hoạt động tim tốt nhất khi thí nghiệm trên ếch

Khả năng trị suyễn của E.scaber đã được thử nghiệm khi sử dụng histamine và

acetylcholine gây co thắt phế quản Sự kích ứng của các tế bào mast và histamine gây co thắt khí quản trên chuột lang theo từng đợt khác nhau khi ở những liều lượng

khác nhau Qua đó nhận thấy chiết xuất ethanol của E.scaber có tác dụng làm giảm

đáng kể sự co thắt phế quản gây ra bởi histamine, acetylcholine và chống lại sự kích ứng của các tế bào mast (Laranja và ctv, 1991)

1.2 Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật

1.2.1 Khái niệm hoạt tính kháng khuẩn

Kháng khuẩn thực vật là tên gọi chung chỉ các hợp chất hữu cơ có trong thực vật, có tác dụng tiêu diệt hay kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật Các chất kháng khuẩn thường có tác dụng đặc hiệu lên các loài vi sinh vật khác nhau ở một nồng độ thường rất nhỏ (Silva và Fernandes, 2010)

1.2.2 Cơ chế kháng khuẩn

Ức chế quá trình tổng hợp vách của vi khuẩn (vỏ) của vi khuẩn: Gồm có

penicillin, bacitracin, vancomycin Các chất tác động lên quá trình tổng hợp vách nên làm cho vi khuẩn dễ bị các đại thực bào phá vỡ do thay đổi áp suất thẩm thấu

Ức chế chức năng của màng tế bào: Gồm colistin, polymycin, gentamicin và

amphoterricin Các chất sẽ làm mất chức năng của màng, làm cho các phân tử có khối lượng lớn và các ion bị thoát ra ngoài

Ức chế quá trình sinh tổng hợp protein:

 Nhóm aminoglycoside gắn với receptor trên tiểu phân 30S của ribosome làm cho quá trình dịch mã không chính xác

 Nhóm chloramphenicol gắn với tiểu phân 50S của ribosome ức chế enzyme peptidyltransferase ngăn cản việc các acid amin mới vào chuỗi polypeptide

 Nhóm macrolide và lincoxinamide gắn với tiểu phân 50S của ribosome làm ngăn cản quá trình dịch mã các acid amin đầu tiên của chuỗi polypeptide

Hình 1.5 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt, 2004)

Ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic:

 Nhóm refampin gắn với enzyme RNA polymerase ngăn cản quá trình sao

Bảng 1.1 Những nhóm chính của hợp chất thực vật có hoạt tính kháng khuẩn

Quinones Hypericin

Liên kết bám dính, Tạo phức hợp với thành tế bào, Khử hoạt

tính enzyme Flavonoids Chrysin Liên kết bám dính

Flavones

- Tạo phức hợp với thành tế bào

Abyssinone Khử hoạt tính enzyme

Ức chế phiên mã ngược HIV

Tannins Ellagitannin

Bám dính protein Bám dính Adhesin

Ức chế enzyme Màng sinh chất Tạo phức với thành tế bào Phá vỡ vách tế bào Tạo phức với kim loại ion

Coumarins Warfarin Tương tác với DNA nhân thực

(hoạt tính khháng virus) Terpenoids,

tinh dầu

Alkaloid - Berberine Xen vào thành tế bào hoặc DNA

Piperine Lectins và

polypeptides -

Mannose-specific agglutinin

Khóa sự kết hợp của virus hoặc

hấp phụ

Falxatin Hình thành cầu Disulfide

Polyacetylens -

2(Z),9(Z)-diene-4,6-diyne-1,8-diol

8s-heptadeca-?

1.2.3 Tình hình nghiên cứu kháng khuẩn của thực vật trên thế giới và tại Việt Nam

1.2.3.1 Tình hình kháng khuẩn trên Thế Giới

Năm 1858, nhà bác học Pháp Louis Pasteur đã chứng minh công dụng diệt khuẩn của tỏi Năm 1944, nhà hóa học Chester J Cavallito phân tích được hợp chất alicin trong tỏi có công dụng như thuốc kháng sinh Một nghiên cứu khác tại Brazil năm 1982 đã chứng minh, nước tinh chất từ tỏi có thể chữa được nhiều bệnh nhiễm

độc bao tử, do thức ăn có lẫn vi khuẩn, nhất là loại Salmonella spp (Fulder, 2005)

Năm 1959, Horak đã nghiên cứu khả năng kháng khuẩn từ chiết xuất cây

Cannabit sativa có nguồn gốc từ Ấn Độ, ông đã tìm thấy cannabiriolic là 1 chất có

tác dụng ức chế với vi khuẩn lao ở người và 1 số vi khuẩn gram dương như

Staphylococcus pyogenes aureus, Streptococcus alpha haemolyticus, Streptococcus beta haemolyticus, Enterococcus, Diplococcus pneumoniae, B.subtilis, B.anthracis, Corynebacterium diphtheriae và Corynebacterium cutis, đặc biệt có thể ức chế vi

khuẩn kháng lại penicilin (Kabelik và ctv, 1960)

Direkbusarakom và ctv (1997), đã thử nghiệm thành công khả năng kháng

khuẩn của các loài cây thảo dược như: Tinospora cordifolia, T.cripspa, Psidium guajava, Clinacanhus nutans, Andrographic panniculata, Momordica charatina, Phyllanthus reticulates, P.pulcher, P.acidus, P.debelis, P.amarus và P.urinaria đối với Vibrio spp Tuy nhiên, chỉ có 2 cây Momordica charatina và Psidium guajava mới có hiệu quả ức chế đối với Vibrio spp

Chaghaby và ctv (2014), đã chứng minh các dịch chiết khác nhau từ lá cây

Annona Squamosa L đều có hoạt tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn gram dương

mạnh hơn gram âm Kết quả của ông được nghiên cứu dựa trên cơ sở khoa học của Chopra và Greenwood, cho rằng vi khuẩn gram âm ít bị ảnh hưởng nhiều bởi những chất có chiết xuất từ thực vật hơn so với vi khuẩn gram dương là do chúng có một lớp màng ngoài bao gồm các lipoprotein và lipopolysaccharide Đó là lớp màng chọn lọc cho phép chúng có khả năng điều hòa lưu thông các chất ra vào bên trong

cơ cấu nội bào Mỗi một dịch chiết đều thể hiện khả năng kháng ít nhất 6/27 chủng

vi khuẩn chỉ thị, tuy nhiên hoạt tính kháng khuẩn ở những dịch chiết lên các chủng

vi sinh vật là khác nhau Sự khác nhau đó là do sự khác biệt giữa các hợp chất hóa học có trong mỗi loại dịch chiết

1.2.3.2 Tình hình kháng khuẩn tại Việt Nam

Năm 1956, Phạm Văn Ngữ đã tiến hành nghiên cứu trên 500 cây thuốc và khẳng định nhiều cây có tác dụng kháng khuẩn mạnh Năm 1959, Nguyễn Văn Hưởng và ctv đã nghiên cứu trên 1000 cây thuốc và chỉ ra việc sử dụng những cây thuốc rất an toàn và có hoạt tính kháng khuẩn cao, từ đó nhóm đã đưa ra chế phẩm cây Tô Mộc trị tiêu chảy (Trần Nam Hà, 2008)

Năm 2009, Võ Thị Mai Hương đã nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của

dịch chiết lá Muồng trâu trên 5 nhóm vi khuẩn Vibrio spp., Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus pumilus và cho kết quả kháng khuẩn cao

hơn so với nghiên cứu tương tự vào năm 2002 của Elysha và ctv

Võ Thị Mai Hương và Trần Thanh Phong (2013) đã nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn từ các loại dịch chiết ethanol, methanol và các phân đoạn n-Hexan, EtOAC, n-Butanol của methanol từ quả Nhàu và kết quả cho thấy các loại dung môi

trên đều cho hoạt tính kháng khuẩn cao với các vi khuẩn khảo sát Staphylococcus

aureus, Salmonella typhi, Escherichia coli, Bacillus pumilus

1.3 Giới thiệu về bệnh tiêu chảy

1.3.1 Khái niệm

Theo Tổ chức Y tế Thế Giới (2009), tiêu chảy là 1 dạng bệnh lý xảy ra khi một cơ thể đi ngoài có phân lỏng bất thường (phân lỏng, phân tóe nước, phân có nhầy máu,…) từ 3 lần trở lên trong vòng 24 giờ

Hình 1.6 Cơ sở đánh giá các loại phân (Thompson, 2006)

Phân được chia thành 7 dạng, trong đó dạng 1 – 2 thể hiện sự táo bón, dạng 3 – 4 là dạng bình thường, dạng 5 – 7 được xem là dấu hiệu của bệnh tiêu chảy và tiêu chảy cấp (Heaton, 1997)

1.3.2.Nguyên nhân gây bệnh

1.3.2.1 Do virus

Rotavirus là nguyên nhân chính gây tiêu chảy nặng nề và đe dọa tính mạng cho trẻ em, Rotavirus gây tiêu chảy ở khoảng 40% trẻ em dưới 5 tuổi phải nhập viện trên phạm vi toàn cầu theo Tổ chức Y tế Thế Giới (2009) Rotavirus tấn công

nhanh vào hệ tiêu hóa, phá hủy tế bào ở thành ruột non gây viêm dạ dày ruột, tiêu chảy, nôn ói dẫn đến mất nước nhanh chóng và có thể tử vong nếu không được bù

nước kịp thời Ngoài ra, các loại virus khác có thể gây tiêu chảy như: Adenovirus, Enterovirus, Norovirus, (Lê Anh, 2012)

Hình 1.7 Hình thái của Rotavirus (De Junio Del, 2013)

1.3.2.2 Do vi khuẩn

Đây là nguyên nhân thường gặp nhất Nguyên nhân này là do mất cân bằng giữa vi khuẩn có lợi và vi khuẩn có hại trong đường ruột Các vi khuẩn có hại xâm nhập vào đường ruột, nếu mạnh hơn vi khuẩn có lợi chúng sẽ lấn át các vi khuẩn có lợi và tiết ra độc tố gây tiêu chảy

 Vibrio cholerae: Vi khuẩn tả gây tiêu chảy xuất tiết qua trung gian độc tố tả

làm xuất tiết ồ ạt nước và điện giải ở ruột non gây tiêu chảy Tiêu chảy có thể nặng và dẫn tới mất nước điện giải trong vài giờ (Trần Anh Văn, 2011)

 Shigella: Là tác nhân gây lỵ trong 60% trường hợp lỵ Khi bị nhiễm

Shigella cơ thể sẽ đau bụng quặn thắt, sốt nóng, tiêu chảy thường có máu,

có thể bị động kinh và co giật theo Trần Anh Văn (2011)

 Staphylococcus aureus: Vi khuẩn gây bệnh bằng độc tố với các dấu hiệu

như đau bụng, tiêu chảy và nôn mửa dữ dội (Bùi Quỳnh Nga, 2012)

 Campylobacter jejuni: Thường có ở thịt gia cầm sống chưa được xử lý, vi

khuẩn gây tiêu chảy, hội chứng lỵ và sốt kéo dài 2 – 5 ngày Theo các Báo cáo về Người Tiêu dùng (2007) dựa vào kết quả phân tích các mẫu thịt gà tươi được bán trên toàn quốc cho thấy, có đến 80% thịt gà được xét nghiệm

có chứa vi khuẩn Campylobacter spp (Hồng Lĩnh, 2007)

1.3.2.3 Do ký sinh trùng

Entamoeba histolytica (Amip): Xâm nhập vào liên bào đại tràng hoặc hồi

tràng khi ở thể hoạt động, tạo các ổ apxe nhỏ, loét và biểu hiện hội chứng lỵ (Trần Anh Văn, 2011)

Giardia lamblia: Là ký sinh trùng đơn bào, Giardia lamblia bám dính lên liên

bào ruột non làm teo các nhung mao ruột dẫn đến giảm hấp thu và gây tiêu chảy (Trần Anh Văn, 2011)

Cryptosporidium: Xâm nhập vào ruột cư trú ở biểu mô, nhân lên và tạo ra các

nang đào thải qua phân ra ngoài Cryptosporidium gây đau bụng, buồn nôn và gây

tiêu chảy kéo dài ở người đang bị suy giảm miễn dịch (Nguyễn Bạch Đằng, 2011)

1.3.2.4 Do các nguyên nhân khác

Thuốc: Nhiều loại thuốc có thể gây ra tiêu chảy Phổ biến nhất là thuốc kháng

sinh Thuốc kháng sinh tiêu diệt cả vi khuẩn tốt và xấu, có thể làm rối loạn sự cân bằng tự nhiên của vi khuẩn trong đường ruột dẫn đến tiêu chảy Ngoài ra, còn có những loại thuốc như thuốc chống cao huyết áp, thuốc nhuận tràng, thuốc Antacids chứa magnesium cũng dễ gây tiêu chảy (Hà Hiền, 2014)

Fructose: Đây là một loại đường tự nhiên được tìm thấy trong trái cây, mật

ong và làm chất tạo ngọt ở một số đồ uống Fructose có thể gây tiêu chảy ở những người gặp vấn đề trong việc tiêu hóa chúng (Hà Hiền, 2014)

Không dung nạp lactose: Lactose là một loại đường được tìm thấy trong sữa

và các sản phẩm sữa khác Nhiều người gặp khó khăn trong tiêu hóa lactose vì không có enzyme để phân giải lactose trong sản phẩm Vì thế, cơ thể không thể dung nạp lactose và gây ra hiện tượng tiêu chảy (Nguyễn Thị Yến, 2011) Ngoài ra còn các nguyên nhân như: Chất ngọt nhân tạo, các rối loạn tiêu hóa hay phẫu thuật,…

1.3.3 Cơ chế gây bệnh tiêu chảy

1.3.3.1 Tiêu chảy do thẩm thấu

Tiêu chảy thẩm thấu xảy ra khi trong ruột xuất hiện nhiều lượng chất tan có hoạt tính thẩm thấu nhưng lại hấp thu kém Lượng chất tan này tạo áp lực thẩm thấu đến màng nhầy trong ruột làm nước bị hút vào lòng ruột, khiến cho Na và Cl cũng

bị kéo theo vào lòng ruột Nước mất nhiều hơn Na nên có khuynh hướng làm tăng

Na trong máu và độ thẩm thấu của dịch phân cao hơn độ thẩm thấu của các điện giải trong phân (Đỗ Minh Quang, 2012)

1.3.3.2 Tiêu chảy do xuất tiết

Tiêu chảy xảy ra do sự bài tiết nước và điện giải bất thường vào lòng ruột Sau khi qua dạ dày, vi khuẩn cư trú ở phần dưới hồi tràng và sản sinh ra độc tố ruột, đơn

vị B của độc tố gắn vào bộ phận tiếp nhận đặc hiệu của tế bào giải phóng ra đơn vị

A của độc tố Đơn vị này đi vào tế bào ruột hoạt hoá adenylcyclase làm ATP trở thành AMP vòng Sự tăng AMP vòng trong tế bào làm ức chế hoặc ngăn cản sự hấp thu Na ở ruột, nhưng không ức chế đối với cơ chế hấp thu Na gắn với glucose và các chất vận chuyển trung gian khác, làm tăng sự bài tiết ở các tế bào hẽm tuyến vào trong lòng ruột do làm tăng tính thấm của màng tế bào phía lòng ruột theo Đỗ Minh Quang (2012)

1.3.3.3 Tiêu chảy do tăng nhu động ruột

Để các chất dinh dưỡng và nước được hấp thu hiệu quả thì dịch ruột phải được tiếp xúc với tất cả các biểu mô niêm mạc và giữ lại đủ lâu để có thể hấp thụ Nhưng khi có sự rối loạn về nhu động ruột sẽ làm đẩy nhanh thời gian di chuyển ở ruột Nhu động ruột tăng lên khiến cho thời gian giữ thức ăn trong ruột bị giảm sút, làm giảm thời gian tiếp xúc giữa tế bào niêm mạc và dịch ruột, dẫn đến tiêu chảy (Bowen, 2006)

1.3.3.4 Tiêu chảy do tổn thương niêm mạc ruột

Khi các tác nhân gây tiêu chảy xâm nhập vào đường tiêu hoá sẽ sản sinh ra các độc tố ruột (enterotoxin) kích thích tiết các chất điện giải, tấn công trực tiếp và phá huỷ các tế bào biểu mô niêm mạc ruột gây viêm tại ruột và toàn thân Do tế bào niêm mạc bị tổn thương nên làm giảm sự hấp thu các chất và gia tăng sự bài tiết ion

do tăng số lượng tế bào hẻm tuyến từ đó dẫn đến tiêu chảy (Low-Beer và Read, 1971)

1.4 Đặc điểm một số vi sinh vật gây bệnh tiêu chảy điển hình

1.4.1 Nhóm vi khuẩn Escherichia coli

Hình 1.8 E.coli quan sát dưới kính hiển vi với kích thước 2 µm (Bact, 2005)

1.4.1.1 Đặc điểm

Escherichia coli là trực khuẩn gram âm có 2 đầu tròn với kích thước trung

bình 0,5 x 2 - 3 µm, đa số vi khuẩn đều có lông, có khả năng di động và không sinh

bào tử E.coli cư trú chủ yếu trong ruột người ở phần cuối của ruột non và ruột già

và ở trong ruột động vật máu nóng Nó vừa là vi khuẩn cộng sinh thường ở đường tiêu hóa, vừa là vi khuẩn gây rất nhiều bệnh đường ruột và ở các cơ quan khác

E.coli dễ dàng phát triển trên môi trường nuôi cấy thông thường với nhiệt độ thích

hợp là 37oC và pH tối ưu là 7,2 – 7,4 E.coli phát triển rất nhanh, thời gian thế hệ

chỉ khoảng 20 – 30 phút (Lê Thị Mai Khanh, 2004)

Hầu hết các E.coli đều có khả năng lên men nhiều loại đường và có sinh hơi, trừ E.coli trơ (EIEC không lên men hoặc lên men chậm) E.coli có khả năng sinh

indole, không sinh H2S, không sử dụng được nguồn carbon của citrate trong môi

trường Simmons E.coli có decarboxylase, vì vậy chúng có khả năng khử carboxyl

của lysine, ornithin, arginin và acid glutamic Thử nghiệm β-galactosidase dương tính và thử nghiệm Voges proskauer sau 24 giờ âm tính, 48 giờ sau có thể dương tính theo Lê Thị Mai Khanh (2004)

1.4.1.2 Độc tính

Bệnh tiêu chảy do EHEC gây ra có thể diễn biến từ thể nhẹ, phân không có máu hoặc ít máu đến thể nặng phân toàn máu nhưng không chứa bạch cầu Triệu

Hình 1.9 Hình thái vi khuẩn Salmonella spp (Taragui, 2005)

chứng lâm sàng của bệnh bao gồm đau quặn bụng và tiêu chảy cấp, phân có thể có

máu, kèm theo có thể có sốt hoặc nôn

Một số chủng E.coli trong nhóm EHEC, trong đó có E.coli O157:H7 là căn

nguyên chủ yếu gây ra hội chứng tan máu suy thận cấp trên toàn thế giới Khoảng

15% trẻ em và tỷ lệ thấp hơn ở người lớn bị nhiễm E.coli O157:H7, trong đó 50%

số bệnh nhân phải chạy thận và 5% tử vong E.coli O157:H7 có khả năng tiết ra độc

tố shiga làm tăng urea huyết, đây là nguyên nhân chính gây tử vong

Nguy hiểm hơn khi nhiễm chủng STEC có thể gây ra hội chứng tan máu suy thận cấp HUS với biểu hiện thiếu máu tan huyết, rối loạn thần kinh, sốt và nổi các ban đỏ do thiếu tiểu cầu, đây là căn nguyên chính gây tử vong ở trẻ nhỏ và người già (Trần Như Dương, 2011)

1.4.2 Nhóm vi khuẩn Salmonella spp

1.4.2.1 Đặc điểm

Salmonella spp là trực khuẩn gram âm, hình que, sống trong đường ruột và có kích thước trung bình từ 2 - 3 x 0,5 - 1 µm Đa số các loài Salmonella spp di chuyển bằng tiên mao trừ S.gallimarum, S.pullorum và không tạo bào tử Salmonella spp là vi khuẩn kị khí tùy nghi, phát triển được trên các môi trường

nuôi cấy thông thường Vi khuẩn có thể phát triển ở nhiệt độ 6 - 42oC và pH từ 6 -

9, nhưng điều kiện thích hợp nhất cho sự phát triển của vi khuẩn là 37o

C ở pH 7,2

Salmonella spp không lên men lactose nhưng có khả năng lên men đường

glucose và sinh hơi Vi khuẩn thường không lên men sucrose, salicin, inositol và sử dụng được nguồn carbon của citrate trong môi trường Simmons Tuy nhiên, cũng có

những trường hợp ngoại lệ như S.typhi lên men đường glucose, không sinh hơi và không sử dụng citrate trong môi trường Simmons Hầu hết, các chủng S.paratyphi

và S.cholerasuis không sinh H2S, khoảng 5% các loài Salmonella spp sinh độc tố là bacteriocin chống lại E.coli, Shigella spp và 1 số loài Salmonella spp khác

(Nguyễn Hữu Liêm, 2013)

1.4.2.2 Độc tính

Salmonella spp là căn nguyên gây ra nhiều loại bệnh do thực phẩm nhiễm độc

hay còn gọi là ngộ độc thực phẩm Các triệu chứng thường gặp như tiêu chảy, co thắt dạ dày, đau đầu, sốt, nôn mửa và mất nước (mất dịch cơ thể) Triệu chứng có thể tiến triển từ 12 – 72 giờ sau khi nhiễm khuẩn Các triệu chứng thường kéo dài trong vòng từ 4 – 7 ngày và sau đó tự hồi phục Tuy nhiên 1 số ít trường hợp có thể diễn biến nặng và gây tử vong (Phạm Thị Cẩm Hà, 2013)

Ngoài ra, S.typhi và S.paratyphi còn gây ra bệnh thương hàn Bệnh xảy ra có

các dấu hiệu như đổ nhiều mồ hôi, sốt liên tục, sốt cao đến 40oC nhưng nhịp tim chậm Cơ thể bị phát ban dạng sởi ở vùng quanh thắt lưng, bị loét họng, loét ruột gây chảy máu ruột Độc tố vi khuẩn cũng gây nhiễm độc cơ tim, gây viêm cơ tim, trụy tim mạch Nếu độc tố nhiễm vào não thất gây triệu chứng mạch nhiệt phân ly

và gây viêm não Các trường hợp mắc thương hàn nhẹ có triệu chứng giống như viêm dạ dày, viêm ruột gây nên tiêu chảy theo Bùi Thị Thu Hương (2014)

Hình 1.10 Hình thái của vi khuẩn Shigella spp (Reynolds, 2011)

nghiệt như trong tủ lạnh, đông đá, trong môi trường chứa 5% NaCl hay trong môi

trường có pH 4,5 Shigella spp nhạy với nhiệt và bị tiêu diệt khi khử trùng bằng

phương pháp khử trùng Pasteur

Shigella spp lên men glucose, không sinh hơi (trừ S.flexneri type 6) và có khả năng lên men manitol (trừ S.dysenteriae) Hầu hết, các Shigella spp không lên men lactose, chỉ có S.sonnei lên men lactose nhưng lên men chậm Chúng có khả năng

sinh indole, không sinh H2S và cho kết quả âm tính với các thử nghiệm Urease, Voges proskauer và Citrate (Nguyễn Thị Khánh Như, 2009)

1.4.3.2 Độc tính

Trực khuẩn Shigella spp gây viêm nhiễm cấp tính ở đường tiêu hoá với các

biểu hiện bệnh lý thay đổi từ thể tiêu chảy phân nước nhẹ cho đến các thể nặng nề với đau bụng quặn, mót rặn, phân nhầy máu, sốt, buồn nôn, ói, co thắt dạ dày và có dấu hiệu nhiễm trùng nhiễm độc Sau khi nhiễm vi khuẩn, triệu chứng bệnh khởi phát trong vòng từ 1 - 7 ngày nhưng cũng có khi lâu hơn

Ngoài ra, Shigella spp còn gây các bệnh ở ngoài đường tiêu hoá như viêm kết

mạc, viêm âm đạo, viêm phổi, viêm khớp, viêm màng não, nhiễm khuẩn huyết, theo Nguyễn Đức Hiền (2013)

1.4.4 Nhóm vi khuẩn Vibrio spp

1.4.4.1 Đặc điểm