Salmonella là gì? Phân loại và đặc điểm của Salmonella

Salmonella là gì? Salmonella thực chất là loài vi sinh vật gây ngộ độc rất nguy hiểm. Salmonella thuộc họ Enterobactriaceae, gây ra bệnh thương hàn, nhiễm trùng huyết và nhiều bệnh nghiêm trọng khác. Ngoài ra, Tri Thức Cộng Đồng còn cung cấp thêm về phân loại và đặc điểm của vi khuẩn salmonella.

1. Salmonella là gì?

Salmonella là gì? Salmonella thực chất là loài vi sinh vật gây ngộ độc rất nguy hiểm. Salmonella thuộc họ Enterobactriaceae, gây ra bệnh thương hàn, nhiễm trùng huyết và nhiều bệnh nghiêm trọng khác.

Xuất phát từ nhu cầu tìm hiểu về độc tố, khả năng gây bệnh và cách phát hiện cũng như cách phòng phòng chống bệnh vi khuẩn Salmonella,tôi thực hiện nghiên cứu đề tài “tìm hiểu về vi khuẩn Salmonella” để có cái nhìn tổng quan hơn về vi khuẩn Salmonella và một số chủng vi sinh vật khác.

2. Lịch sử phát hiện Salmonella

– Năm 1885 Slamon và Smith (Mỹ) tìm được Salmonella từ lợn mắc bệnh dịch tả và gọi tên là Bacilus cholerasuis, hiện nay gọi là Salmonella. Nhưng sau đó Schweinittz và Dorset 1903 đã chứng minh bệnh dịch tả là do một loại vi rút gây nên và đã xác định S.choleraesuis là vi khuẩn gây bệnh phó thương hàn.

– Năm 1888 A.Gartner phân lập được mầm bệnh từ thịt bò và lách người bệnh, ông gọi vi khuẩn này là Bacillus enteritidis và ngày nay vi khuẩn này được gọi là S.enteritidis. Vi khuẩn này cũng được gọi bằng nhiều tên khác như: Bacterium enteritidis, Bacillus gartner…

– Năm 1889 Klein phân lập được S.gallinarum và Rettger cũng đã phân lập được S.pullorum năm 1909. Trước đây người ta cho rằng đây là hai loại vi khuẩn gây ra hai bệnh khác nhau lên đã gọi chung là bệnh phó thương hàn gà (Typhus avium) và căn bệnh có tên chung là S.gallinarum –pullorum.

– Năm1896 C.Archard và Rbensauded đã phân lập được vi khuẩn S.paratyphi equi và S.paratyphi bacilus. Ngày nay vi khuẩn này được gọi tên là S.paratyphi B và đến năm 1898, S.paratyphi A đã tìm được do N.Guyn và H Keyser.

3. Phân loại Salmonella

Về phân loại khoa học Salmonella được xếp vào:

+ Giới : Bacteria

+  Ngành: Proteobacteria

+ Lớp: Gramma Proteobacteria

+ Bộ: Enterobacteriales

+ Họ: Enterobacteriaceae

+ Giống: Salmonella lignieres 1900

– Lúc đầu, các loài Salmonella được đặt tên theo hội chứng lâm sàng của chúng như S.typhi hay S.paratyphi A, B, C (typhoid = bệnh thương hàn, para = phó), hoặc theo vật chủ như S.typhimurium gây bệnh ở chuột (murine = chuột), về sau người ta thấy rằng 1 loài Salmonella có thể gây ra nhiều hội chứng và có thể phân lập được ở nhiều loài khác nhau.

Vì những lý do đó mà các chủng Salmonella  mới phát hiện được đặt tên theo nơi mà nó được phân lập như S.teheran, S.congo, S.london.

– Salmonella đã từng được chia thành các chi phụ và nhiều loài, mỗi loài lại có khả năng có chi phụ. Ví dụ như loài Salmonella enterica được chia thành 6 loài phụ gồm S.enterica, S.salamae, S.arizonae, S.diarizonae, S.houtenae và S.indica.

– Bằng các kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại, những nghiên cứu sau này cho phép xếp tất cả các loại Salmonella vào 1 loài duy nhất. Mặc dù ý kiến này đã được nêu ra nhưng cách truyền thống đã được sử dụng quá quen và có ý nghĩa riêng nên nó không được chấp nhận.

– Dựa vào cấu trúc kháng nguyên, chủ yếu là kháng nguyên thân O và kháng nguyên lông H, Salmonella được chia thành các nhóm và các type huyết thanh.  Hiện nay được xác định gồm trên 2500 type huyết thanh Salmonella.

4. Đặc điểm của Salmonella là gì?

4.1 Đặc điểm chung và đặc điểm nuôi cấy

– Salmonella là trực khuẩn Gram âm, kích thước trung bình từ 2 – 3 x 0,5 – 1 µm, di chuyển bằng tiên mao trừ S. gallimarum và S. pullorum, không tạo bào tử, chúng phát triển tốt ở nhiệt độ 60C – 420C, thích hợp nhất ở 350C – 370C, pH từ 6 – 9 và thích hợp nhất ở pH = 7,2. Ở nhiệt độ từ 180C – 400C vi khuẩn có thể sống đến 15 ngày.

– Salmonella là vi khuẩn kỵ khí tùy nghi. phát triển được trên các môi trường nuôi cấy thông thường. Trên môi trường thích hợp, vi khuẩn sẽ phát triển sau 24 giờ. Có thể mọc trên những môi trường có chất ức chế chọn lọc như DCA (deoxycholate citrate agar) và XLD (xylose lysine deoxycholate), trong đó môi trường XLD ít chất ức chế hơn nên thường được dùng để phân lập Salmonella.

Khuẩn lạc đặc trưng của Salmonella trên môi trường này là tròn, lồi, trong suốt, có tâm đen, đôi khi tâm đen lớn bao trùm khuẩn lạc,môi trường xung quanh chuyển sang màu đỏ.

4.2 Tính chất hóa sinh

– Salmonella không lên men lactose, lên men đường glucose và sinh hơi. Thường không lên men sucrose, salicin và inositol, sử dụng được citrate ở môn trường Simmons.

– Tuy nhiên không phải loài Salmonella nào cũng có những tính  chất trên, các ngoại lệ được xác định là S.typhi lên men đường glucose không sinh hơi, không sử dụng citrate trong môi trường Simmon, hầu hết các chủng S.paratyphi và S.Cholerasuis không sinh H2S, khoảng 5% các chủng Salmonella sinh độc tố sinh bacteriocin chống lại E.Coli, Shigella và ngay cả 1 số chủng Salmonella khác.

5. Cấu trúc của Salmonella

– Salmonella có ba loại kháng nguyên, đó là những chất khi xuất hiện trong cơ thể thì tạo ra kích thích đáp ứng miễn dịch và kết hợp đặc hiệu với những sản phẩm của sự kích thích đó, gồm: kháng nguyên thân O, kháng nguyên lông H và kháng nguyên vỏ K. Vi khuẩn thương hàn (S.typhi) có kháng nguyên V (Virulence) là yếu tố chống thực bào giúp cho vi khuẩn thương hàn phát triển bên trong tế bào bạch cầu.

5.1 Kháng nguyên vách tế bào (kháng nguyên thân O)

+ Thành phân cơ bản là vách tế bào có cấu trúc phức tạ p gồm 2 lớp. Trong cùng là một lớp peptidoglycan mỏng, cách một lớp không gian chu chất và tới lớp màng ngoài (outer membrane) là phức hợp lipidpolysaccharide gồm lipoprotein và lipopolysaccharide.

+ Bao bên ngoài lớp peptidoglycan là lớp phospholipid A và B (quyết định độc tố của Nội độc tố), sau đó là hai lớp polysaccharide không mang tính đặc hiệu. Kháng nguyên của nội độc tố có bản chất hóa học là lypopolysaccharide (LPS). Tính đặc hiệu của kháng nguyên O và LPS là một, nhưng tính miễn dịch thì khác nhau : kháng nguyên O ngoài LPS còn bao gồm cả lớp peptidoglycan nên tính sinh miễn dịch của nó mạnh hơn LPS. Màng ngoài có cấu trúc gần giống tế bào chất nhưng phospholipid hầu như chỉ gặp ở lớp trong, còn ở lớp ngoài là lipopolysaccharide dày khoảng 8- 10 nm gồm 3 thành phần : Lipid A, polysaccharide lõi, kháng nguyên O. Màng ngoài còn có thêm các protein:

Protein cơ chất: porin ở vi khuẩn còn gọi là protein lỗ xuyên màng với chức năng cho phép một số loại phân tử đi qua chúng như dipeptide, disaccharide, các ion vô cơ. Protein màng ngoài: chức năng vận chuyển một số phân tử riêng biệt và đưa qua màng ngoài. Lipoprotein: đóng vai trò liên kết lớp peptidoglycan bên trong với lớp màng ngoài

5.2 Kháng nguyên lông (kháng nguyên H)

+Kháng nguyên H: Chỉ có ở các Salmonella có lông. Hầu hết Salmonella đều có lông chỉ trừ S.galilarum, S.pulorum gây bệnh cho gia cầm. Kháng nguyên H là một loại kháng nguyên có bản chất là protit, kém bền hơn kháng nguyên O. Kháng nguyên H rất dễ bị phá huỷ ở nhiệt độ cao hoặc xử lý bằng cồn, axit yếu.

+ Kháng nguyên H chia làm 2 phase :

* Phase 1: Có tính chất đặc hiệu gồm có 28 loại kháng nguyên lông được biểu thị bằng chữa số La tinh thường: a, b, c…

* Phase 2: Không có tính chất đặc hiệu, loại này có thể ngưng kết với các loại khác đôi khi thành phần này có thể gặp ở E.coli. Pha 2 gồm có 6 loại được biểu thị bằng chữa số Ả Rập 1-6 hay chữa số La Tinh e, n, x…

5.3 Kháng nguyên vỏ K

+ Kháng nguyên K: Không phức tạp, có một kháng nguyên vỏ là kháng nguyên Vi và cũng có ở 2 type huyết thanh  S.typhi và S.paratyphi. Kháng nguyên Vi – angtigen được Felix và các cộng sự phát hiện năm 1935. Kháng nguyên Vi gây hiện tượng ngưng kết chậm và xuất hiện các hạt vỏ, kháng nguyên Vi là kháng nguyên vỏ bao bọc bên ngoài kháng nguyên O, kháng nguyên Vi không tham gia vào quá trình gây bệnh.

6. Yếu tố độc lực của Salmonella

– Vi khuẩn Salmonella có thể tiết ra 2 loại độc tố: Ngoại độc tố và nội độc tố.

+  Nội độc tố của Salmonella rất mạnh gồm 2 loại: Gây xung huyết và mụn loét, độc tố ở ruột gây độc thần kinh, hôn mê, co giật.

+ Ngoại độc tố chỉ phát hiện khi lấy vi khuẩn có độc tính cao cho vào túi colodion rồi đặt vào ổ bụng chuột lang để nuôi, sau 4 ngày lấy ra, rồi lại cấy truyền như vậy từ 5 đến 10 lần, sau cùng đem lọc, nước lọc có khả năng gây bệnh cho động vật thí nghiệm. Ngoại độc tố chỉ hình thành trong điều kiện invivo và nuôi cấy kỵ khí. Ngoại độc tố tác động vào thần kinh và ruột.

6.1 Nội độc tố – Endotoxin

– Màng ngoài tế bào vi khuẩn gram âm nói chung và vi khuẩn Salmonella nói riêng, được cấu tạo bởi thành phần cơ bản là lipopolysaccharide (LPS). LPS có cấu tạo phân tử lớn, gồm 3 vùng riêng biệt với đặc tính và chức năng riêng biệt: Vùng ưa nước, vùng lõi và vùng lipit A.

– Vùng ưa nước bao gồm một chuỗi polysaccharide chứa các đơn vị cấu trúc kháng nguyên O. Vùng lõi có bản chất là acid heterooligosaccharide, ở trung tâm nối kháng nguyên O với vùng lipit A. Vùng lipit A đảm nhận chức năng nội độc tố của vi khuẩn. Cấu trúc nội độc tố gần giống cấu trúc của kháng nguyên O. Cấu trúc nội độc tố biến đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi độc lực của Salmonella.

– Nội độc tố thường là lipopolysaccharide (LPS) được phóng ra từ vách tế bào vi khuẩn khi bị dung giải. Trước khi thể hiện độc tính của mình, 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 ba cầu B, lâm ba cầu T, tế bào đại thực bào, tiểu thực bào, tế bào gan, lách.

Rất nhiều các cơ quan trong cơ thể chịu sự tác động của nội độc tố LPS: Gan, thận, cơ, hệ tim mạch, hệ tiêu hoá, hệ thống miễn dịch; với các biểu hiện bệnh lý: Tắc mạch máu, giảm trương lực cơ thiếu oxy mô bào, toan huyết, rối loạn tiêu hoá, mất tính thèm ăn…

– Nội độc tố tác động trực tiếp lên hệ thống miễn dịch của cơ thể vật chủ, kích thích hình thành kháng thể.

– LPS tác động lên các tế bào tiểu cầu, gây sốt nội độc tố, theo cơ chế :

+ Giải phóng các chất hoạt động mạnh như: Histamin.

+ Ngưng kết các tiểu cầu động mạch.

+ Đông vón, tắc mạch quản.

– LPS tác động lên quá trình trao đổi gluxit: LPS làm tăng cường hoạt lực của các men phân giải glucoz, các men phân giải glycogen, làm giảm hoạt lực các men tham gia quá trình tổng hợp glycogen…

6.2 Độc tố đường ruột

– Về cơ chế miễn dịch và di truyền các Enterotoxin của Salmonella có quan hệ gần gũi với Choleratoxin, nên được gọi là Choleratoxin like enterotoxin (CT). Còn về đặc tính sinh học Enterotoxin của Salmonella không chỉ với giống CT mà còn giống với  Enterotoxin của E.Coli.

– Độc tố đường ruột của vi khuẩn Salmonella có hai thành phần chính: Độc tố thẩm xuất nhanh Rapid permeability facto (RPF) và độc tố thẩm xuất chậm Delayed permeability facto (DPF).

– RPF giúp Salmonella xâm nhập vào tế bào biểu mô của ruột, nó thực hiện khả năng thẩm xuất sau 1-2 giờ và kéo dài 48 giờ và làm trương các tế bào CHO (Chinese Hamster Ovary cell). Độc tố thẩm xuất nhanh có cấu trúc, thành phần giống với độc tố chịu nhiệt của E.Coli, được gọi là độc tố chịu nhiệt của Salmonella. ST có khả năng chịu được nhiệt độ 1000C trong 4 giờ, bền vững ở nhiệt độ thấp, có thể bảo quản ở nhiệt độ -20oC. Cấu trúc phân tử gồm một chuỗi polysaccharide và một chuỗi polypeptide.

– RPF kích thích co bóp nhu động ruột, làm tăng sự thẩm thấu thành mạch, phá huỷ tổ chức tế bào biểu mô ruột, giúp vi khuẩn Salmonella xâm nhập vào tế bào và phát triển tăng nhanh về số lượng. Vi khuẩn tích cực tăng cường sản sinh độc tố làm rối loạn cân bằng trao đổi muối, nước và chất điện giải. Quá trình bệnh lý đường ruột và hội chứng tiêu chảy càng thêm phức tạp và nghiêm trọng.

– DPF của Salmonella có cấu trúc, thành phần giống độc tố không chịu nhiệt của vi khuẩn E.Coli, nên được gọi là độc tố không chịu nhiệt của Salmonella. Nó thực hiện chức năng phản ứng chậm từ 18-24 giờ. LT bị phá huỷ ở 700C trong vòng 30 phút và ở 560C trong vòng 4 giờ. LT có cấu trúc gồm 3 chuỗi polypeptid.

– DPF làm thay đổi quá trình trao đổi nước và chất điện giải, dẫn đến tăng cường bài xuất nước và chất điện giải từ mô bào vào lòng ruột, cản trở sự hấp thu, gây thoái hoá lớp tế bào villi của thành ruột, gây tiêu chảy.  

6.3 Độc tố tế bào

– Khi cơ thể người và động vật bị tiêu chảy thì kèm theo hiện tượng mất nước và mất chất điện giải là hiện tượng hàng loạt các tế bào biểu mô ruột bị phá huỷ hoặc bị tổn thương ở các mức độ khác nhau. Sự phá huỷ hay tổn thương đó là do độc tố tế bào của Salmonella gây nên, theo cơ chế chung là: Ức chế tổng hợp protein của tế bào Eukaryotic và làm trương tế bào CHO.

– Ít nhất 3 dạng độc tố của tế bào:

+ Dạng thứ nhất: Không bền vững với nhiệt và mẫn cảm với trypsin. Dạng này được phát hiện ở rất nhiều serovar Salmonella; có trọng lượng phân tử trong khoảng từ 56 đến 78 kDa; không bị trung hoà bởi kháng thể kháng độc tố Shigella toxin hoặc Shigella – like. Độc tố dạng này tác động theo cơ chế là ức chế tổng hợp protein của tế bào Hela và làm teo tế bào.

+ Dạng thứ hai: Có nguồn gốc từ protein màng ngoài tế bào vi khuẩn có cấu trúc và chức năng gần giống các dạng độc tố tế bào do Shigella và các chủng (ETEC) sản sinh ra. Dạng độc tố này cũng phổ biến ở hầu hết các serovar Salmonella gây bệnh.

+ Dạng thứ ba: Có trọng lượng phân tử khoảng 62 kDa; có liên hệ với độc tố Hemolysin. Hemolysin liên hệ với các độc tố tế bào có sự khác biệt với các Hemolysin khác về trọng lượng phân tử và  phương thức tác động lên tế bào theo cơ chế dung giải các không bào nội bào.

Với bài viết này, chắc hẳn bạn đã hiểu “salmonella là gì?” rồi phải không? Chúc bạn học tập tốt!