KHÁNG SINH và cơ CHẾ KHÁNG THUỐC của VI KHUẨN (VI SINH)

Cơ chế tác động của KSỨc chế sự thành lập vách tế bào Chức năng của vách tế bào : • Giữ hình dạng đặc trưng của tế bào VK • Che chỡ cho tế bào khỏi vỡ dưới áp lực thẩm thấu cao ở bên tr

KHÁNG SINH VÀ

CƠ CHẾ KHÁNG THUỐC

CỦA VI KHUẨN

Mục tiêu

1.Xác định bản chất thuốc KS, phân biệt thuốc KS với chất sát khuẩn và chất tẩy uế

2.Nêu cơ chế tác động của KS

3.Liệt kê các họ KS chủ yếu

4.Giải thích cơ chế, nguồn gốc của sự kháng thuốc

và nêu các biện pháp hạn chế sự kháng thuốc

SƠ LƯỢT LỊCH SỬ KS

• Giữa TK 17, một thầy thuốc hoàng gia Anh đã chữa

bệnh bằng cách dùng rêu áp lên vết thương

• Cuối TK 19 tại Anh, các mẫu bánh mì mốc được

dùng để chữa vết thương

• 1928, Alexnder Flemming (BV Saint Mary, London)

phát hiện nấm tiết ra chất có tác dụng diệt khuẩn

-Nấm Penicillium notatum

-Chất có tác dụng diệt khuẩn : penicillin

• 1938, Ernst Boris Chain và Howard Walter Florey

(ĐH Oxford) bắt đầu nghiên cứu tác dụng điều trị

của penicillin

• 25/5/1940 thử nghiệm thành công trên chuột

• Edward Abraham nghiên cứu điều chế penicillin

• 1945, Chain và Florey nhận giải Nobel y học

• Thập kỷ 40, tuổi thọ trung bình của người phương

Tây tăng từ 54 lên 75 tuổi

Một số KS khác :

– Sulfonamid được Gerhard Domard (Đức)

tìm ra vào năm 1932

– Streptomycin được Selman Waksman và

Albert Schatz tìm ra vào năm 1934

• Ngày nay con người biết được khoảng 6000 loại KS,

100 loại được dùng trong y khoa

KHÁNG SINH

VÀ

CƠ CHẾ KHÁNG THUỐC

CỦA VI KHUẨN

Định nghĩa

• Thuốc KS là những chất có tác động chống lại

sự sống của VK, ngăn VK nhân lên bằng cách tác động ở mức phân tử, hoặc tác động vào một hay nhiều giai đoạn chuyển hóa cần thiết của

đời sống VK hoặc tác động vào sự cân bằng lý hóa

Antibiotic (kháng sinh)

• Anti : chống lại

• Biotic : sinh học

Sơ đồ tác dụng của kháng sinh

trên tế bào vi khuẩn

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự thành lập vách tế bào

Chức năng của vách tế bào :

• Giữ hình dạng đặc trưng của tế bào VK

• Che chỡ cho tế bào khỏi vỡ dưới áp lực thẩm

thấu cao ở bên trong tế bào

• Làm khuôn mẫu để tổng hợp vách mới

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự thành lập vách tế bào

KS thuộc nhóm này :

PenicillinCephalosporinBacitracin

CycloserineRostocetinVancomycin

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự thành lập vách tế bào

Cơ chế :

• Giai đoạn 1:

-Thuốc gắn vào thụ thể PBPs  phong bế

transpeptidase  ngăn tổng hợp peptidoglycan

-Có 3 - 6 thụ thể PBP

-Những thụ thể khác nhau có ái lực khác nhau đối với một loại thuốc  tác dụng của thuốc khác

nhau

Cơ chế tác động của KS

Ức chế nhiệm vụ của màng tế bào

KS thuộc nhóm này :

Amphotericin BColistin

ImidazoleNystatinPolymycins

Cơ chế tác động của KS

Ức chế nhiệm vụ của màng tế bào

Chức năng của màng tế bào :

• Thẩm thấu chọn lọc

• Vận chuyển chủ động

• Kiểm soát các thành phần bên trong

màng tế bào

Cơ chế tác động của KS

Ức chế nhiệm vụ của màng tế bào

• Mất sự toàn vẹn của màng tế bào  đại phân tử

và ion thoát ra khỏi tế bào  tế bào chết

• Màng tế bào VK và vi nấm dễ bị phá hủy bởi một

số tác nhân

Cơ chế tác động của KS

Ức chế nhiệm vụ của màng tế bào

• Imidazole làm suy yếu sự toàn vẹn của màng tế

bào vi nấm bằng cách ức chế sự tổng hợp lipid của màng tế bào

• Polymycins tác động lên VK Gr (-)

• Polyenes tác động lên vi nấm

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự tổng hợp protein

KS thuộc nhóm này

ChloramphenicolErythromycinsLincomycinsTetracyclinesAminoglycosides

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự tổng hợp protein

Aminoglycosides : Streptomycin

• GĐ 1: thuốc gắn vào thụ thể trên tiểu đơn vị 30S

• GĐ 2 : phong bế hoạt tính của phức hợp đầu tiên

trong quá trình thành lập chuỗi peptid

• GĐ 3 : thông tin mRNA bị đọc sai  1 acid amin

không phù hợp

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự tổng hợp protein

Tetracyclines

• Thuốc gắn vào tiểu đơn vị 30S / ribô thể  ngăn

chặn các amino acid mới gắn vào chuỗi peptid mới được thành lập

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự tổng hợp protein

Chloramphenicol

• Thuốc gắn vào tiểu đơn vị 50S / ribô thể  ức

chế peptidyltransferase  ngăn các amino acid mới gắn vào chuỗi peptid mới thành lập

• Cơ chế giống nhóm Macrolides

Cơ chế tác động của KS

Ức chế sự tổng hợp

Actinomycin

• Thuốc gắn vào DNA tạo nên một phức hợp 

ức chế polymerase  ngăn sự tổng hợp RNA (mRNA)

Mitomycin

• Thuốc gắn vào 2 chuỗi DNA ngăn 2 chuỗi tách

rời ra  không sao chép được

Cơ chế tác động của KS

Ức chế tổng hợp acid nucleic

KS thuộc nhóm này

ActinomycinMitomycinNalidixic acidNovobiocinPyrimethaminRifampin

SulfonamidesTrimethoprim

• Sulfonamides có cấu trúc tương tự PABA 

cạnh tranh  tạo những chất tương tự acid folic nhưng không có chức năng  cản trở sự phát triển của VK

Cơ chế tác động của KS

Ức chế tổng hợp acid nucleic

Trimethoprim

ức chế

KS dihydrofolic acid reductase

Dihydrofolic acid tetrahydrofolic acid

Tổng hợp purines / DNA

Sự kháng thuốc KS

Cơ chế đề kháng

• VK sản xuất enzym phá hủy hoạt tính của thuốc

tế bào đối với thuốc

• Điểm gắn của thuốc có cấu trúc bị thay đổi

• VK thay đổi đường biến dưỡng làm mất tác

dụng của thuốc

Sự kháng thuốc

VK sản xuất enzym phá hủy hoạt tính của thuốc

penicillin G

• VK Gr (-) sản xuất adenylase, phosphorylase,

acetylase  phá hủy aminoglycoside

• VK Gr (-) sản xuất chloramphenicol

acetyltransferase  kháng chloramphenicol

Sự kháng thuốcĐiểm gắn của thuốc có cấu trúc bị thay đổi

• VK đột biến NST  mất / thay đổi protein đặc

biệt trên tiểu đơn vị 30S  mất điểm gắn của

Aminoglycosides  đề kháng

• VK mất / thay đổi PBPs  đề kháng penicillin

• VK thay đổi thụ thể trên tiểu đơn vị 50S / ribô thể

 đề kháng Erythromycin

Sự kháng thuốc

VK thay đổi đường biến dưỡng làm mất tác dụng của thuốc

• VK sử dụng acid folic có sẳn  VK không còn cần

PABA  đề kháng với Sulfonamides

Sự kháng thuốc

VK có enzym đã bị thay đổi

• Enzym bị thay đổi vẫn còn chức năng biến

dưỡng nhưng ít bị ảnh hưởng bởi thuốc

• Ở VK nhạy cảm với Sulfonamides :

Tetrahydropteroic acid synthetase có ái lực với Sulfonamides cao hơn nhiều so với PABA

Sự kháng thuốc

Nguồn gốc của sự kháng thuốc

• Không do di truyền: lý do nào đó vk không nhân lên

được và có thể trở thành kháng thuốc, hoặc mất

điểm gắn cho thuốc, nhưng những thế hệ sau nhạy cảm lại

Sự kháng thuốcNguồn gốc không do di truyền

• Sự nhân lên của VK cần thiết cho tác động của

thuốc

-VK không nhân lên được  kháng thuốc

-Những thế hệ sau có thể nhạy cảm trở lại

• Mất điểm gắn đặc biệt dành cho thuốc

Sự kháng thuốcNguồn gốc do di truyền

Phần lớn VK kháng thuốc là do

• Thay đổi về mặt di truyền

• Hậu quả của quá trình chọn lọc bởi thuốc KS

Sự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốc

Đề kháng do NST

• Đột biến ngẫu nhiên một đoạn gen kiểm soát

tính nhạy cảm với thuốc

Sự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốc

Sự kháng thuốcNguồn gốc của sự kháng thuốc

Vật liệu di truyền trên plasmid được truyền theo cơ chế :

Sự kháng thuốcGiới hạn sự kháng thuốc

• Duy trì liều lượng thuốc đủ cao trong mô

• Phối hợp kháng sinh đúng

• Hạn chế sử dụng khi chưa có chỉ định của bác

sỹ

• KSĐ

• Thử nghiệm tác động diệt khuẩn trong huyết

tương

Sự kháng thuốcKSĐ được chỉ định trong trường hợp :

• Tác nhân tìm thấy kháng với nhiều loại KS

• Nhiễm trùng đe dọa tính mạng

• Cần loại bỏ nhanh chóng VK ra khỏi cơ thể

Sự kháng thuốcPhối hợp KS trong điều trị

Chỉ định :

• Nhiễm trùng nặng, suy giảm MD

• Giảm chủng đột biến kháng thuốc / nhiễm trùng

mãn

• Nhiễm trùng do nhiều loại VK phối hợp

• Cần có tác dụng hiệp đồng diệt khuẩn

• Giảm liều  giảm độc tính của thuốc

Sự kháng thuốcPhối hợp KS trong điều trị

Bất lợi :

• Thầy thuốc chủ quan

• Tăng nguy cơ quá mẫn với thuốc

• Tăng chi phí điều trị

• Hiệu quả có thể không cao

• Xảy ra tình trạng đối kháng

Sự kháng thuốcPhối hợp KS trong điều trị

Hiệu quả của phối hợp thuốc :

• Hiệp đồng : 1 + 1 > 2

• Hợp cộng : 1 + 1 = 2

• Không thay đổi : 1 + 1 = 1

• Đối kháng : 1 + 1 < 1

• Penicillin G / ampicillin + tetracyclin

• Penicillin G / ampicillin + macrolide

KHÁNG SINH ĐỒ

Có 2 phương pháp

1 Phương pháp khuếch tán trên thạch hay (PP Kirby-Bauer)

2 Phương pháp pha loãng liên tiếp

Ngoài ra còn phương pháp Etest dựa trên nguyên tắc khuếch tán nhưng chúng ta xác định được nồng độ ức chế tối tiểu của VK đối với

kháng sinh

1 Phương pháp khuếch tán trên thạch

1.1 Nguyên tắc

KS tẩm vào khoanh giấy với những nồng độ

thích hợp, cùng với sự khuếch tán KS và sự

tăng trưởng của VK chúng ta sẽ xác định được

sự nhạy cảm hay sự đề kháng của VK đối với

KS

1.3 Tiến hành

• Trải đều VK trêm mặt thạch MH

• Chờ mặt thạch khô

• Đặt khoanh giấy KS vào

• Lật ngược đáy hợp thạch lại

• Ủ 370C / 18-24 giờ

• Quan sát và đọc kết quả

1.4 Đọc kết quả

2 PP pha loãng liên tiếp

2.1 Nguyên tắc

Dựa trên sự tương quan giữa nồng độ pha loãng KS đối với sự tăng trưởng của vi khuẩn trong từng ống nghiệm với những nồng độ khác nhau ta xác định được MIC của KS đối với VK

2.2 Vật liệu

• 10 ống nghiệm nhỏ vô khuẩn

• NB (nutrient broth: mt dinh dưỡng lỏng)

• Canh cấy vi khuẩn trẻ

• KS pha loãng với nồng độ 200g/ml

2.3 Tiến hành và đọc kết quả

2.3.Biện pháp hóa học

- Cồn 96, 70, 60OC,da, vệ sinh phòng, cồn có t/dụng biến tính protein,phá hủy cấu trúc màng tb

- Phenol và dẫn xuất của nó dd 0,5-4%,dùng chỉ số phenol để đánh giá t/dụng diệt khuẩn,

t/dụng phá hủy màng sinh chất, bất hoạt enzym

và biến tính proein

- Nhóm halogen(Clor và iodine)

- Kim loại nặng(Hg,Ag,Cu,Zn,…)

- Aldehyd(dd 0,5-5%) dùng để lau chùi sàn nhà

- Môi trường xung quanh

- Khả năng đề kháng của vi sinh vật