Vi sinh vật bệnh truyền nhiễm vật nuôi

Tuỳ theo lối phân chia, tuỳ vị trí của mặt phẳng phân cắt và đặc tính rồi nhau hoặc dính lại với nhau sau khi phân chia mà cầu khuẩn lại chia thành các giống sau: a Vi cdu khudn Microco

_NGUYEN BA HIEN (Chủ biên) NGUYEN QUOC DOANH - PHAM SY LANG - NGUYÊN THỊ KIM THÀNH - CHU ĐÌNH TỚI

NGUYỄN BÁ HIÊN (Chủ biên) NGUYỄN QUỐC DOANH - PHAM SY LANG - NGUYEN THI KIM THANH -

LỜI NÓI ĐẦU

Vi sinh vật - Bệnh truyền nhiễm vật nuôi được biên soạn nhằm cung cấp

một số tài liệu để các sinh viên Cao đẳng, Trung cấp chuyên nghiệp chuyên

ngành Chăn nuôi - Thú y, giáo viên và học sinh phổ thông trong quá trình dạy

và học môn công nghệ (phần Nông - Lâm - Ngư nghiệp), sinh viên khoa Sinh -

Kỹ thuật Nông nghiệp các trường Đại học, Cao đẳng có thể dùng để tham

khảo khi giảng dạy lý thuyết cũng như thực hành

Các tác giả tham gia biên soạn được phân công như sau:

Cac chung I, IL, HL V, VI, VI do tác giả Nguyễn Bá Hiên biên soạn Chương IV do các tác giá Nguyễn Thị Kim Thành và Chu Đình Tới biên soạn

Chương VHI do các tác giá Phạm Sỹ Lăng và Nguyễn Quốc Doanh biên soạn Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã cố gắng giới thiệu, bổ sung những

kiến thức, nội dung cần thiết và hiện đại dựa trên những thành tựu của khoa học Thú y và những kinh nghiệm thực tiễn được tổng kết trong ngành

Vi đây là lần đầu tiên biên soạn một tài liệu tham khảo chung cho

nhiều đối tượng sử dụng nên chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu

sót Chúng tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp và bạn đọc trong quá trình sử dung tai liệu này để cuốn sánh ngày cảng hoàn thiện hơn

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Công ty cổ phần sách Đại học - Dạy nghề,

Nhà xuất bản Giáo dục, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội Điện thoại (04) 8264974

Chúng tôi xin chân thành cam on!

Các tác giả

MỤC LỤC

Lời nói đầu

PHẦN THỨ NHẤT ĐẠI CƯƠNG

Chương 1 Đại cương về vì khuẩn và virus

I Cấu tạo và sinh lý của vi khuẩn

II Virus

II Ảnh hưởng của ngoại cảnh đến vi sinh vật

Chương 2 Phương thức gây bệnh của vì sinh vật

và khả năng miễn dịch của cơ thể động vật

I Nhiễm trùng và phương thức gây bệnh của vi sinh vật

II Khả năng miễn dịch của cơ thể

Chương 3 Đại cương về bệnh truyền nhiễm

L Các thời kỳ tiến triển của bệnh truyền nhiễm - các thể bệnh

II Quá trình sinh dịch

III Phong va chống dịch bệnh truyền nhiễm

PHẦN THỨ HAI CHUYÊN KHOA

Chương 4 Bệnh truyền nhiễm chung cho nhiều loài vật nuôi

Chương 5 Bệnh truyền nhiễm ở trâu, bò 126

Bài 2 Nuôi cấy vi khuẩn, virus - vacxin và phương pháp sử dụng vacxin 247

Bài 3 Phương pháp mổ khám động vật thí nghiệm,

lấy bệnh phẩm trong chẩn đoán,

xét nghiệm, một số phương pháp tiêu độc, sát trùng 250

Bài 4 Bệnh truyền nhiễm ở loài lợn

Bài 5 Bệnh truyền nhiễm ở gia cầm

Bài ó Tiêm phòng bệnh cho lợn

Chương 8 Bệnh truyền nhiễm chó, mèo

Bệnh sài sốt của chó

Bệnh viêm ruột do Parvovirus ở chó

Bệnh viêm gan truyền nhiễm ở chó

Bénh ia chay do Parvovirus 6 mèo

Kỹ thuật thực hành trong điều trị

Tài liệu tham khảo

Phần thứ nhất ĐẠI CƯƠNG

Chương 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ VI KHUẨN VÀ VIRUS

I CẤU TẠO VÀ SINH LÝ CỦA VI KHUẨN

1.1 Khái niệm

Vi khuẩn (Bacteria) là những vi sinh vật mà cơ thể chỉ gồm một tế bào, không có màng nhân (Prokaryote), thường có kích thước đài từ 1 - IÖum, rộng 0,2 - 1,5m

Vị khuẩn có hình thái riêng, đặc tính sinh học riêng, đa số sống hoại sinh trong

tự nhiên, một số có khả năng tiết kháng sinh, một số có khả năng gây bệnh cho người và động vật

Có thể nuôi cấy vi khuẩn trong các môi trường nhân tạo và quan sát được hình thái của chúng dưới kính hiển vi quang học thông thường

1.2 Hình thái cơ bản của vi khuẩn

Vị khuẩn có hình thái nhất định, hình thái này do màng vi khuẩn quyết định

Nhìn bề ngoài, người ta chia vi khuẩn làm 5 loại hình chính: cầu khuẩn, trực

khuẩn, cầu trực khuẩn, xoắn khuẩn và phảy khuẩn

1.2.1 Cầu khuẩn (coccus)

Câu khuẩn là loại vi khuẩn phân lớn có hình cầu nhưng có thể có hình bầu dục, hình

ngọn nến Đường kính của vi khuẩn thay đổi trong khoảng 0,5 - lum

Tuỳ theo lối phân chia, tuỳ vị trí của mặt phẳng phân cắt và đặc tính rồi nhau hoặc dính lại với nhau sau khi phân chia mà cầu khuẩn lại chia thành các giống sau:

a) Vi cdu khudn (Micrococcus)

Là loại cầu khuẩn đứng riêng rẽ từng tế bào một, loại này thường sống hoại sinh trong đất, nước và không khí

b) Song câu khuẩn (Diplococcus)

Khi phân chia, cầu khuẩn phân cắt theo một mặt phẳng xác định rồi dính với nhau thành từng đôi một, đa số song cầu sống hoại sinh trong tự nhiên, có một số

loài gây bệnh như: lậu cầu khuẩn (Neisseria gonorrhoeiae), phế câu khuẩn (Diplococcus

pneumonia) hay não mô câu khudn Neisseria meningitidis,

*

c) Lién cdu khuẩn ( Streptococcus)

Câu khuẩn phân cắt theo một mặt

phảng xác định rồi dính liền với nhau thành

chuỗi đài Những loài đáng chú ý như: liên

cầu gay mii Streptococcus pyogenes, lien

cầu khuẩn gây bệnh viêm hạch truyền

nhiém 6 ngua Streptococcus equi

d) Tu cau khudn (Staphylococcus)

Cầu khuẩn phân cất theo những mặt

phảng bất kỳ rồi dính lại với nhau thành — :

từng đám giống như hình chùm nho Đa số Hình 1.1 Streptococcus equi

tụ cầu sống hoại sinh, một số gây bệnh cho

động vat nhu Staphylococcus aureus

1.2.2, True khudn (Bacteria)

Trực khuẩn là tên chung để chỉ những vi

khuẩn có hình que, hình gậy Kích thước của

trực khuẩn vào khoảng 0,5-1xi - 4iim Những

trực khuẩn hay gặp thuộc các giống sau:

a) Bacillus

Là trực khuẩn gram dương (+)', sống

hiếu khí, sinh nha bào nhưng chiều ngang

của nha bào nhỏ hơn chiều ngang của vi

khuẩn nên khi vi khuẩn mang nha bào sẽ

không bị biến dạng

Vi du: Vi khudn gay bệnh nhiệt thán

(Bacillus anthracis); trực khuẩn cô khô

(Bacillus subtilis)

b) Clostridium

Là những trực khuẩn gram (+), sống

yếm khí, sinh nha bào nhưng chiều ngang

nha bào lớn hơn thân vi khuẩn nên khi vi

khuẩn mang nha bào sẽ bị biến đổi hình

dạng :

Ví dụ: VÌ khuẩn uốn van (Clostridium ;

tetani) Khi mang nha bao cé hinh dùi trống, Hinh 1.3 Bacillus subtilis

hinh dinh ghim

Ă©) Bacteritưum

Là những trực khuẩn gram (-), khơng sinh nha bào, thường cĩ lơng xung quanh thân

V/ dụ: Các vi khuẩn đường ruột như Bac(erim coÏli,

Hình 1.4 Clostridium tetani Hinh 1.5 Pasteurella multocida

1.2.3 Cầu trực khuẩn (Coccobacterium)

Là loại vi khuẩn trung gian giữa cầu khuẩn và trực khuẩn, vi khuẩn sống hiếu

khí, bắt màu gram (-), cĩ hình trứng hoặc bầu dục

Ví dụ; Vì khuẩn gây ra bệnh tụ huyết trùng (Pasteurella multocida)

1.2.4 Xoắn khudn (Spirilium)

Gồm tất cả những vi khuẩn cĩ từ hai vịng xoan trở lên, gram (+), di dong

được Tuỳ cách sắp xếp của các vịng xoắn mà cĩ cấc giống sau:

a) Borrelia

Vịng xốn thưa, khơng đều nhau và khơng cĩ quy tac

Vi du: Xoan khudn gay tang sinh bach cau 6 ga (Borrelia gallinarum)

Ví dụ: Xoắn khuẩn gây bệnh giang mai (Treponema pallidum)

c) Leptospira

Vòng xoắn hơi sát nhau, sắp xếp lộn xộn, 2 đầu thường uốn cong như móc câu

Vi du: Loài xoắn khuẩn hay gây bệnh trên ché Leptospira canicola

1.2.5 Phảy khuẩn (Vibrio)

Phảy khuẩn là tên chung để chỉ những vi khuẩn có hình que, uốn cong lên trông giống như dấu phảy

Ví đu: Phảy khuẩn gây bệnh thổ tả: Vibro cholerae

1.3 Cấu tạo tế bào vi khuẩn

Tế bào vi khuẩn có những tính chất khác với các tế bào động, thực vật ở chỗ: nhân không có màng, chỉ là một nhiễm sắc thể, không có bộ máy phân bào, lưới nội hat, ty, lap thé va luc lap, khóng có chuyển động dòng tế bào

Đi từ ngoài vào trong, bất cứ tế bào vi khuẩn nào cũng có cấu tạo như sau:

Hình 1.7 Cấu trúc tế bào vi khuẩn

1.3.1 Màng tế bào

Màng tế bào là một cấu trúc bảo vệ có chức năng sau:

+ Chịu được áp suất thẩm thấu nội tế bào,

+ Là cái khung để giữ cho tế bào vi khuẩn có hình đáng nhất định,

Màng tế bào bao bọc bên ngoài màng nguyên sinh chất, có cấu tạo hoá học phức tạp, là các hợp chất cao phân tử và thay đổi tuỳ loài nhưng thành phần cơ bản bao gồm: glycopeptit, polysaccarit và lipit

+ Duy trì áp suất thẩm thấu của tế bào,

+ Dam bảo việc chủ động tích luỹ các chất dinh dưỡng trong tế bào và thải các sản phẩm trao đổi chất ra ngoài tế bào

+ Là nơi xảy ra các quá trình sinh tổng hợp một số thành phần của tế bào và giáp mô

+ Là nơi chứa một số enzym và một số cơ quan tử của tế bào như mezoxom, niboxom Màng nguyên sinh chất có cấu tạo gồm 3 lớp: Lớp ngoài cùng và lớp trong cùng là 2 lớp protein Giữa là lớp phospholipit, sự phân bố protein và phospholipit khác nhau ở từng vùng trên màng đã tạo ra các lỗ hổng, ở đó có chứa một loại protein đặc biệt có tác dụng vận chuyển thức ăn, được gọi là các pecmeaza, hay protein vận chuyển

Là một thể hình cầu trông giống một bong bóng, nằm ở vách ngang tế bào, chỉ xuất hiện khi tế bào phân chia Vai trò của nó là tạo ra vách ngang để chia tế bào mẹ thành hai tế bào con Trong tế bào, mezoxom chỉ có số lượng bằng một

1.3.4 ThỂ nhân

Thể nhân là bộ phận chứa đựng bộ máy di truyền của tế bào vi khuẩn, có rất nhiều ADN Ở vi khuẩn, nhân không phân hoá thành khối, không có màng nhân nên khó quan sát Đó là một nhiễm sắc thể duy nhất, là một sợi ADN „oán, có đạng vòng tròn đóng kín, nếu mở vòng xoắn, sợi ADN dài khoảng Imm Vì chỉ có I nhiễm sắc thể nên khi phân chia, vi khuẩn phân chia đơn giản bằng cách cắt đôi Chức năng của vi khuẩn cũng giống như chức năng của nhân tế bào sinh vật cao cấp, chủ yếu gồm 2 mat:

II

- Điều khiển việc sinh tổng hợp protein

~ Di truyền mọi tính chất của tế bào cho thế hệ sau

1.3.5 Các cau trúc khác

Ngoài các cấu trúc cơ bản nêu trên ở một số loài vi khuẩn còn có những cấu

trúc sau đây:

da) Giáp nó

Ở một số loài vi khuẩn, bên ngoài

màng tế bào còn được bao bọc bởi một lới

vỏ, có khi rất dày, gọi là giáp mô hay vỏ

nhày Thành phần hoá học của giáp mô

chủ yếu là các hợp chất hydrat cacbon và

chứa 98% nước Giáp mô là nơi tích luỹ

chất dự trữ, giúp cho ví khuẩn dé kháng

mạnh hơn với điều kiện sống bất lợi Ở vi

khuẩn gây bệnh giáp mô còn tầng cường

khả nâng gây bệnh, giúp cho vị khuẩn

chống lại sự thực bào của các tế bào thực : Am 41⁄4 bào trong cơ thể ký chủ Hình 1.8 Giáp mô vi khuẩn nhiệt thán

được sinh ra trong những điều Kiện khó khăn như môi trường thiếu thức ăn, nhiệt độ, độ

: » pH khong thich hop, moi trudng tich luy

nhiều sắn phẩm trao đổi chất bất lợi

Vi vay nha bào là một hình thức sống tiềm sinh của vi khuẩn, nó giúp cho vi khuẩn vượt qua được những điều kiện sống bất lợi của ngoại cảnh Nha bào có cấu tạo khá phức tạp, đó là một khối nguyên sinh chất đồng nhất, được bao bọc bởi nhiều lớp màng có tác dụng ngăn chặn sự

a ở : thấm thấu của nước và các chất hoà

Hình 1.9 Nha bào vi khuẩn nhiệt thán — L4! [OHE nƯỚC,

Nha bào có sức đề kháng cao đối với các nhân tố vật lý và hoá học như nhiệt độ, tia cực tím, áp suất và các chất sát trùng Trong điểu kiện tự nhiên, nha bào có thể tồn tại rất lâu nên nó là nguồn lây lan bệnh nguy hiểm của những vì khuẩn gây bệnh mà có sinh nha bio Vi di vi

khuẩn nhiệt thán, vi khuẩn uốn ván, ,

Sở dĩ nha bào có sức dễ Kháng cao và sống lâu là đo các nguyên nhân sau:

- Nước trong nha bào phần lớn ở trạng thai lien kết do đó Không Em biến tĩnh

protein khí tảng nhiệt đó

- Enzym và các chất hoạt dòng sinh học khác trong nha bao deu tồn tại ở dụng

không hoạt dong

- Trong nha bào có một lượng lớn lon Ca?" và một loại axit lt dipicolinic, prout trong tế bào kết hợp với Ca" và axit đipicolinie tạo ra một phức chất prokin

dipicolinat canxi có tính ôn định cao với nhiệt độ

Khi gặp điều kiện thuận lợi, nha bào hút nước, trương lên, màng nứt ra và tạo thành vi khuẩn Sự nảy mầm này làm đối mới và nâng cao sức sông của tế bào vì khuẩn Nha bào thường gặp ở một số giống vi khuẩn như Bac/Huy, ClostrtdHUH

Nha bào có thể tồn tại độc lập hoặc tồn tại ngay trong tế bào vi khuẩn trong tế

bào, nha bào có thể nằm ở giữa tế bào, gân dầu hoặc ở một đầu Vị trí của nhà bào

là một tính chất quan trọng để phân loại vì khuẩn

Ă) Lông của vt khuản

Một số loài vĩ khuẩn có lông ở trên thân nén có khả năng đi động một cách chủ động Lông của vi khuẩn có bản chất là protein và do nhiều sợi nhỏ xoán lại với nhau tạo

thành, Mỗi lông mọc ra từ một hạt gốc năm ở mặt trong của màng nguyên sinh chất

Vị trí và số lượng lông thay đổi tuỳ loài ví khuẩn

Có ví khuẩn chỉ có một lông ở đầu gọi là tiền mạo,

Có nhiều lông ở một đâu gọi là chùm mạo,

Có nhiều lỏng mọc xung quanh (than goi la chu mao

a) Pili

Ngoài lông, một số vi khuẩn còn có tiêm mao hay fimbriae (yếu tố bám

dính) đó là những sợi protein rất ngắn và mảnh PHí là một phương tiện giúp cho tế bào vi khuẩn bám chắc lên bé mat cla co chất (thức an hoặc giá thể) 1.4 Sinh lý học của vi khuẩn

Sinh lý học của vị khuẩn là khoa học vẻ sự dinh dưỡng, sinh trưởng và các chức năng sống khác của vì khuẩn -

Nội dụng cụ thể của khoa học sinh lý ví khuẩn là nghiên cứu thành phân hoá hoc, quy luật và cơ chế của sự dinh dưỡng, hô hấp, sinh trường và phát triển của vị khuẩn L-4.1 Thành phần hoá học của tế bào vi khuẩn

Phân tích thành phần hoá học của tế bào vi khuẩn, người ta thấy rằng tế bào vi khuẩn có cấu tạo chủ yếu là nước và một phần vật chất khô

1.4.1.1 Nước

Chiếm 70 - 80% khối lượng tế bào tồn tại Ở hai dạng:

- Nước kết hợp tham gia vào thành phần chất keo của nguyên sinh chất tế bào

- Nước tự do: Là dung môi cho sự sống, tham gia vào các phản ứng thuỷ phân

trong tế bào

1.4.1.2 Chất khô

Chất khô trong tế bào chiếm từ 15- 25 khối lượng tế bào gồm:

a) Cadac nguyên tổ khoáng

Da luong nhu Ca, Na, K, Fe

Vi luong nhu Zn, Co, Mo, Cr,

b) Cdc hop chát hữu cơ gồm có

- Protit chiếm 50 - 80% khối lượng khô tế bào và gồm 2 loại:

+ Protein: La nhimg protit don gian nhu albumin, globulin đó là các chất dự trữ + Proteit: Là những protit phức tạp có vai trò sinh học trong tế bào như Nucleoproteit, Itpoproteit va cac enzym

- Gluxit: Tồn tại ở hai dạng: đơn giản (ozơ) và phức tạp (ozit) day là thức ăn đự trữ của tế bào và tham gia hình thành nên giáp mô ở một số loài vi khuẩn

- Lipit Tồn tại đưới dạng đơn gián là các hạt mỡ dự trữ

Dang phức rạp là lipoproteit tạo lên cấu trúc màng nguyên sinh chất tế bào

- Enzym: Gém hai loai

+ Ngoại enzym: Là những enzym vi khuẩn tiết ra môi trường ngoài, có tác dụng thuy phân những phân tử hữu cơ lớn thành những phân tử nhỏ hơn để vị khuẩn

có thê hấp thu

+ Nội enzym: Có trong tế bào có tác dụng xúc tác sự chuyển hoá trong tế bào

- Độc tố của vi khuẩn: Trong quá trình sống, một số loài vị khuẩn tiết ra môi trường hoặc tổng hợp trong cơ thể những hợp chất hữu cơ có tính độc cao, có tác dụng đầu độc cơ thể động vật, gọi là độc tố

Độc tố của vị khuẩn có hai loại: Loại tiết ra môi trường gọi là ngoại độc tố; một loại tồn tại trong tế bào, chỉ được giải phóng khi tế bào bị phá vỡ gọi là nội độc tố 1.4.2 Dinh dưỡng của vì sinh vật

Trong hoạt động sống, vi khuẩn luôn hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường vào cơ thê và đào thải các chất không cần thiết ra ngoài Quá trình này được thực hiện qua màng tế bào chất

Quá trình dinh dưỡng chính là quá trình hấp thu các chất dinh đưỡng từ môi trường xung quanh vào tế bào vi khuẩn

1.4.2.1 Như cầu thức an của vi khuẩn

Để duy trì sự sống, vi khuẩn cần một lượng thức ăn bàng khối lượng cơ thể của chúng Sở dĩ như vậy là vì ngoài việc kiến tạo, cung cấp năng lượng cho quá trình sống, vi khuẩn còn cần thức ăn cho quá trình sinh sản, bởi chúng sinh sản rất nhanh,

cứ 20 - 30 phút vị khuẩn lại sinh sản một lần và theo cấp số nhân

Nhu cầu về thức an của vi khuẩn có thé chia làm 3 loại:

- Thức án năng lượng: Sau khi hấp thụ sẽ cung cấp năng lượng cho hoạt động sông của vi khuẩn Protit, gluxit, lipit là những thức ăn năng lượng thường gặp

- Thức ăn kiến tạo: Các thức ăn tham gia xây dựng cấu trúc tế bào

- Yếu tố sinh trưởng (thức ăn đặc hiệu): Là những chất cần thiết đối với hoại động sống của vị khuẩn mà một loài vị khuẩn nào đó không thể tự tổng hợp được

Ví dụ axit amin không thay thế hoặc vitamin

14

1.4.2.2 Các loại đỉnh dương

da) Đùnh chưỡng cacbon

Thành phần co ban cấu tạo lén tế bào vị sinh vật bạo gồm chủ yếu là các

nguyên tố C, H, O,N, vì thế các chất dinh dưỡng mà vi khuẩn cần phải có đầy đủ các nguyên tố trên

- Trong 4 nguyên tố trên thì nước và không khí đã cung cấp đây đủ Ó; và H

Có 2 nguồn cung cấp năng lượng:

Năng lượng từ ánh sáng mặt trời gọi là quang năng

Năng lượng từ các phản ứng oxy hoá gọi là hoá năng

Dựa vào nguồn cung cấp nâng lượng cho quá trình dinh dưỡng, kiểu tự dưỡng cacbon lại chia làm:

* Dinh đưỡng quang năng: Một số vi khuẩn có chứa sắc tố quang hợp (Bacterio clorophil) nên có khả năng quang hợp được, tức là có khả năng chuyển hoá trực tiếp nàng lượng của ánh sáng mặt trời thành năng lượng hoa hoc tich luy lai trong ATP

và sử dụng năng lượng này để chuyển cacbon vô cơ thành cacbon hữu cơ cần thiết

Vf die quánrình quang hợp cửa ví khuẩn lưu nạn mau luc (Green sunfua bacteria):

CO, + 2H,S Anh sang mat ay — | cH Ox) + HO + 28

Lục tố vi khuẩn 6

Tương tự cây xanh:

I

CO, + HO0————> = (CH, 0,4) + O>

Như vậy cả hai phản ứng đểu sử dụng quang nàng để tạo thành các hợp chất cacbon hữu cơ từ CƠ, và một chất khác

Điều khác nhau cơ bản ở đây là:

Vi khuẩn lưu huỳnh thu H từ H›S giải phóng S

Cây xanh thu H từ H;O giải phóng Ô;

Do đó công thức tổng quát của quá trình quang hợp là:

CO, +2H¿A —_ Ảnh sáng Ì (CO2) + HO +2A Sắc tô quang hợp 6

Trong đó A là một chất vô cơ

* Dinh đưỡng hoá năng: Những vị sinh vật sử dụng năng lượng của các phan ứng oxy hoá để chuyển nguồn C võ cơ thành chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể gọi là

ví sinh vật có đính dưỡng hoá năng

{7 d- Ví khuẩn Nitrocomonas sử dụng năng lượng của phản ứng oxy hoá NH

¬ O, 2NH,+53CO, ——> 23HNO: + _ 158 calo

+ VỊ sinh vật dị dưỡng cacbon:

Những vĩ sinh vật chỉ có thể phân giải các hợp chất hữu cơ sắn có trong môi trường làm nguồn dinh dưỡng và cung cấp năng lượng cho hoạt động sống mà khong có khả năng tổng hợp được các chất hữu cơ cần thiết tỉ nguồn cacbon vô cơ

dược gọi là các vi sinh vật đị đưỡng cacbon

Dựa vào nguồn cũng cấp các hợp chất hữu cơ, ví sinh vật dị dưỡng cacbon lại chia làm 2 loại:

* VI sinh vật ký sinh: I à loại vị sinh vật sử dụng nguồn cacbon từ các hợp chất hữu cơ có sản trên cơ thể vật chủ, đó là trường hợp của đa số các ví sinh vật gây bệnh

* Vi sinh vật hoại sinh: Là các vi sinh vật chỉ có khả năng sử dụng nguồn cacbon từ những hợp chất hữu cơ có ở các xác chết động, thực vật, loại vi sinh vat này có thể thấy ở mọi nơi trong thiên nhiên, chúng có vai trò quan trọng làm phì nhiều đất và trong chu trình chuyển hoá vật chất tự nhiên

b) Đị dưỡng NHớ

Trong thiên nhiên, nitơ tén tai 6 3 dang: nite phân tử, nito vo co va nito hữu cơ,

16

+ Nito phan tử chiếm một lượng nhiều nhất và chính là đạm của khí quyển

Trong không khí đạm chiếm 75,5% về khối lượng 78,1% về thể tích Tính ra trong khí quyền hành tỉnh chúng ta có tới -{ triệu tỷ tân đạm (4 10° tan)

+ Nito hitu co c6 cht yeu trong sinh vat va céc san pham khong hoan toan cia chúng Lượng đạm này có khoảng 10 - 25 tỷ tấn

+ Nito vo co: Tén tai duéi dang mudi amon, nitrat 56 Luong bang 1% lượng dam httu co

Vi sinh vat cé thé sirdung nguén nito 6 ca 3 dang tong thién nhi¢n

- Dinh dưỡng nitơ của ví sinh vật rất phức tạp và cũng chia làm 2 loại:

+ Vị sinh vật tự dưỡng amim: Là loại vì sinh vật có khả năng sử dụng nguồn nito vo

cơ có sẵn trong môi trường như NH„ muối nirat, thậm chí cả nHợ ở dạng phân tử và

cũng có thể sử dụng các hợp chất hữu cơ đơn giản như ure, axit amin., protein để tạo lên

các axiLamin và thành phần chứa nitơ trong tế bào

Các vị sinh vật tự dưỡng axit amin có vai trò rất quan trong trong chủ trình chuyển hoá đạm trong tự nhiên Nhờ có vị sinh vật lượng đạm trong tự nhiên luôn được chuyển

hoá từ dạng này sang dạng khác để sinh vật có thể hấp thu, duy trì sự sống

Ta có chu trình đạm trong tự nhiên:

Hinh 1.10 Chu trình đạm trong tự nhiên

+ Vị sinh vật dị dưỡng axit amin: Gồm những vì sinh vật có khả năng tổng hợp nhiều loại axit amin từ các hợp chất nitơ vô cơ và hữu cơ đơn giản hay phức tạp, song không có khả năng tổng hợp lên một số axit amin nhất định mà đòi hỏi môi trường phải cung cấp đẩy đủ Các axit amin nay phải được vi sinh vật sử dụng một cách nguyên vẹn để tông hợp lên protit của vi sinh vật chứ không qua quá trình phân giải thành NH: như các vi sinh vật tự dưỡng

Có thé thay sự khác nhau giữa vi sinh vật tự dưỡng và di dưỡng aXIt amin qua

sơ đồ sau:

- HNO, Protit —» Peptit Amino axit _YSV wrdung „ NH, a

€) Dinh dưỡng khoáng

Nhu cầu về chất khoáng đối với vi sinh vật chỉ cần một lượng nhỏ nhưng có tầm quan trọng rất lớn trong quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vat Những nguyên tố khoáng mà vi sinh vật đòi hỏi phải cung cấp với số lượng lớn được gọi là nguyên tế đại lượng (macro element): P, K, Na, Cl, Ca,

Những nguyên tố khoáng mà vi sinh vật chỉ đòi hỏi với một số lượng nhỏ gọi

là các nguyên tố vị lượng (micro element)

Tuy cần thiết nhưng sự tồn tại một cách dư thừa các nguyên tố khoáng là không cần thiết và có ảnh hưởng xấu đến quá trình trao đổi chất của vị sinh vat

1.4.2.3 Cơ chế của su dinh dưỡng

- Để duy trì sự sống tế bào vi khuẩn phải thường xuyên trao đôi vật chất và nang lượng với môi trường bên ngoài

- Vị khuẩn không có cơ quan tiêu hoá và bài tiết, vì vậy toàn bộ quá trình trao đổi vật chất được thực hiện nhờ màng nguyên sinh chất của tế bào Các chất dinh dưỡng từ đơn giản đến phức tạp đều qua màng nguyên sinh chất để vào cơ thể, những sản phẩm cặn bã đều qua màng ra ngoài

- Vị khuẩn hấp thu thức ăn một cách chọn lọc và chỉ hấp thu được các chất có cấu trúc phân tử đơn gián, dẻ hoà tan

Các chat cao phân tử như protit, gluxit, lipit có cấu trúc phức tạp không thể thấm thấu qua màng tế bào vi khuẩn được

Người ta thấy rằng: protit có phân tử lượng cao không lọt qua được màng tế bào Chi có các phân tử protit mà cấu trúc không quá 5 axit amin mới qua được màng (đây là chỗ khác nhau giữa vi khuẩn và protozoa, những loại này có thể án

được thức ăn răn)

Vì vậy, để hấp thu được các chất dinh dưỡng, vi khuẩn phải nhờ các ngoại enzym tiết ra môi trường phân huỷ các hợp chất cao phân tử tạo ra các chất đơn giản, để hoà tan rồi mới hấp thu qua màng nguyên sinh chất

- Sự thấm thấu của các chất dinh dưỡng qua màng tế bào là một quá trình lý hoá phức tạp, phụ thuộc vào điều kiện sau:

+ Khả năng thâm thấu của màng

+ Nồng độ chất dinh đưỡng ở trong và ngoài màng

+ Độ pH môi trường

+ Điểm đảng điện của tế bào vi khuẩn

1.4.2.4 Cơ chế của sự hấp thu

Màng nguyên sinh chất tế bào có khả năng điều chỉnh tinh vị sự ra vào của các chất tế bào nhận và thải các chất một cách chọn lọc

Sự vận chuyển các chất qua màng tế bào tuân theo một trong hai cơ chế sau;

da) Khuếch tán thụ động

Các chất đi qua màng tế bào nhờ sự chênh lệch nồng độ Sự vận chuyển này không đòi hỏi chỉ phí năng lượng Trong quá trình trao đổi chất chỉ có nước, CO; và một số ít axit béo qua màng theo cơ chế này

bị Cơ chế vận chuyển tích cực

Đa số các chất hoà tan được vận chuyển qua màng theo cơ chế này Trong màng nguyên sinh chất của tế bào có những pecmeaza hay protein thấm có tác dụng vân chuyển thức ăn Các pecmeaza sắp xếp trong lỗ màng sẽ liên kết với các chất hoà tan rồi vận chuyển chúng vào bên trong tế bào Các pecmeaza có bản chất là protit và giống cnzym chúng có tính đặc hiệu cơ chất

Tế bào ví sinh vật có thể tổng hợp một lượng lớn các pecmeaza theo kiểu cảm ứng hoặc ức chế (tức là sự có mặt của một chất nào đó sẽ kích thích hoặc ức chế sự tổng hợp một pecmeaza nào đó)

Dựa vào việc cần hay không cần năng lượng trong quá trình vận chuyển mà cơ chế vận chuyển tích cực lại có 2 phương thức:

- Phương thức vận chuyển thụ động: Theo phương thức này, chất hoà tan liên kết thuận nghịch với pecmeaZa nằm ở lỗ màng tạo phức hợp rồi được vận chuyển theo hai phía của màng nhờ chênh lệch nồng độ Đó là quá trình vận chuyển xuôi dòng và không cần chỉ phí năng lượng của tế bào

khỏi pecmeaza và đi vào trong tế bào Pecmeaza ở dạng bất hoạt lại được chuyển ra

lỗ màng và được hoạt hoá trở lại nhờ một phản ứng cung cấp năng lượng, và nó lại

có khả năng liên kết với chất dinh đưỡng, quá trình vận chuyển lại tiếp tục

19

„1.4.3 Hô hấp của vị khuẩn

Để tiến hành quá trình sinh tổng hợp cũng như để đảm bảo các hoạt động sống,

vi khuẩn cũng như các sinh vật khác cần được cung cấp năng lượng, năng lượng này

là do quá trình hô hấp của vi khuẩn cung cấp

Ho hấp của vi khuẩn là quá trình oxy hoá khử các chất hữu cơ trong tế bào để tạo thành những chất đơn giản nghèo năng lượng là CO; và H;O

Trong quá trình hô hấp, năng lượng được giải phóng ra từ từ, được cất giữ vào các mạch cao năng của ATP rồi cung cấp dần cho các hoạt động sống của vi khuẩn Bản chất của quá trình hô hấp là quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong tế bào vi khuẩn để cho ra năng lượng, CO; và H,O

Nguyên liệu cho quá trình oxy hoá chủ yếu là gluxit:

C,H,;O, + 6H,O > 6CO, + 6H,O + 674 calo

Dựa vào tính chất có sử dụng O; hay không trong quá trình hô hấp, người ta chia hô hấp của vi khuẩn thành hai loại:

a) H6 hap hiểu khí

Là qua tinh ho hap cua vi khuan véi diéu kién thiét yéu JA cé O,, đây là một quá trình rất phức tạp, đòi hỏi nhiều loại men tham gia, chủ yếu là các men xytocrom, xytocrom oxydaza, peroxydaza

Cơ sở của quá trình hô hấp hiếu khí ở vi khuẩn là sự oxy hoá hydro trong cơ chất, vận chuyển đến vật tiếp nhận là O; để tạo ra H,O

Trong quá trình vận chuyển đó, năng lượng được giải phóng ra từ từ và tích luỹ vào các mạch nối cao năng của A'TP để cung cấp cho các hoạt động sống của vi khuẩn

b) Hô hấp yếm khí của vì khuẩn

Vi sinh vật yếm khí có khả năng phân giải những hợp chất hữu cơ phức tạp thành đơn giản mà không cần có oxy Người ta gọi quá trình phân giải trong điều kiện ky khí này là quá trình lên men

Vậy lên men là quá trình oxy hoá khử cơ chất mà oxy phân tử không tham gia vào quá trình oxy hoá này

Sự oxy hoá ở đây có việc tách H; ra khỏi cơ chất, chuyển qua nhiều trạm, đưa đến vật nhận nào đó không phải là O; Cơ chất chủ yếu của quá trình hô hấp yếm khí là gluxit

Khác với hô hấp hiếu khí, sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men ngoài CO; còn có các hợp chất cacbon chưa được oxy hoá hoàn toàn như rượu, axit hữu cơ,

20

Dựa vào sản phẩm cuối cùng của quá trình này mà người ta đặt tên quá trình

lên men: vi du lén men etylic, axetic,

Quá trình lên men thường cho rất ít năng lượng do cơ chất không được khai

thác triệt để, đồng thời năng lượng sinh ra phải chỉ phí một phần cho phản ứng khử,

chỉ có một phần được tích lại trong ATP

1 ý dụ: Phân giải hiếu khí một phân tử glucozơ được 30.000 calo

Phân giải yếm khí một phân tử glucozơ chỉ được 20.000 calo

Quá trình lên men yếm khí có ý nghĩa lớn trong chu trình kín cacbon trong

thiên hiên nhiên nhiên CO, H,CO,

Hình 1.11 Chu trình kín cacbon trong tự nhiên

Vị sinh vật yếm khí có rất nhiều trong tự nhiên, chúng phân giải xác động vật,

thực vật, các chất hữu cơ cặn bã, biến tất cả các cacbon hữu cơ thành cacbon vô cơ

dưới dạng CO; và H;CO¿, hai chất này được cây xanh sử dụng trong quá trình quang

hợp và trao đổi chất Động vật ăn cây xanh biến cacbon thực vật thành nguyên liệu

sống Khi động vật và cây xanh chết đi lại tạo thành các chất hữu cơ cặn bã, quá

trình lại tiếp tục

Nhờ có vi sinh vật yếm khí nói chung và vị khuẩn yếm khí nói riêng, lượng cacbon

được sử dụng lại nhiều lần trong quá trình sống của sinh vật trên Trái Đất 1.4.4 Sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn

a) Khai niém

- Sinh trưởng: Chỉ sự tăng lên về kích thước của tế bào

- Phát triển (hoặc sinh sản): Là sự tăng lên vẻ số lượng tế bào Trong điều kiện

thích hợp về nhiệt độ, pH chất dinh dưỡng, vi sinh vật sẽ sinh trưởng và phát triển

Đây là hai quá trình gần như đồng diễn

Tuy nhiên trong thực tế, sự tăng lên vẻ số lượng tế bào không phải bao giờ

cũng diễn ra song song với quá trình tăng sinh khối

Ví dụ: Khi nuôi vị khuẩn trong điều kiện cạn chất dinh dưỡng, vi khuẩn vân

phân chia nhưng cho ra các tế bào con nhỏ hơn tế bào phân chia trong điều kiện

bình thường

b) Lý thuyết về sinh trưởng và phát triển của vì sinh: vật

- Khi nuôi cấy vi khuẩn vào một môi trường thích hợp, giả sử không có bất kỳ

điều kiện bất lợi nào, vi khuẩn sẽ sinh trưởng, tổng hợp các thành phần của tế bào

cho tới khi kích thước lớn gấp đôi lúc đó vi khuẩn bất đầu sinh san

21

.

“Thường cứ 20 - 30 phút vi khuẩn đã sinh sản một lần và sinh sản theo cấp số nhân Giả sử cấy 1 vi khuẩn vào môi trường thích hợp, vi khuẩn tiến hành sinh sản Sau lần phân chia thứ nhất sẽ cho ra 2 tế bào con, 2 tế bào này sinh trưởng rồi phân chia thành 4 rồi thành 8 tế bào, như thế ta sẽ có:

Số lần phân chia 0 12 3 4 Hn

Số tế bào 12 4 8 16 Mii hod sé luong té bao 2° 2! 2? 217 22 2"

Nếu lúc đầu ta cấy không phải là 1 vi khuẩn mà là Nụ thi sau n lần phân chia ta

sẽ có số lượng tế bào tổng cộng là:

N=N, x2"

Từ công thức này ta có thể tính toán được các đại lượng cần thiết (N, Nụ, n)

- Tốc độ sinh sản của vi khuẩn còn phụ thuộc vào một số đại lượng sau:

+ Thời gian thế hệ hay thời gian tiếp đời (g): là thời gian trung bình từ lúc vi khuẩn sinh sản thành thục và bắt đầu phân chia lần 2 hoặc là khoảng thời gian giữa hai lan phan chia liên tiếp Nếu thời gian thế hệ càng rút ngắn thì tốc độ sinh sản càng lớn

+ Hằng số tốc độ phân chia (C): là số lần phân chia sau 1 đơn vị thời gian (giờ)

c) Biéu đồ sinh trưởng của ví khuẩn trong thực tế nHôi cấy

Theo mẫu lý thuyết, về quá trình sinh trưởng và phát triển vi khuẩn sinh sản theo cấp số nhân Nếu chúng ta cấy vào môi trường chỉ có I vi khuẩn lúc đầu và thời gian thế hệ là 30 phút thì trong vòng 48 giờ, đã có một quần thể chừng 2” tế bào

Mỗi tế bào vi khuẩn có khối lượng khô là 2,5 x 103g va thé tich khoang 10°? cm’ Sau 48 giờ, khối lượng khô của 2” tế bào sẽ khoảng 2 1O'” tấn và thể tích khoảng 8 10” mỶ,

Nhưng hiện tượng này không xảy ra được vì quá trình sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn luôn nằm trong hệ số đúng chỉ sau một thời gian nhất định Sau đó vì nhiều nguyên nhân khác nhau chúng sẽ bị ngừng lại

Vì vậy, khi nuôi cấy vi khuẩn vào một môi trường nhất định Sự sinh trưởng và phát triển của chúng thể hiện bằng đường cong, gọi là biểu đồ sinh trưởng Quá trình này chia làm 4 giai đoạn:

Hình 1.12 Biểu đồ sinh trưởng của vi khuẩn

1) Giai đoạn phát triển chậm (pha tiềm tàng - pha lag (Phase Latence))

Giải đoạn này tính từ lúc bắt đầu cấy đến khi vi khuẩn đạt được tốc độ sinh trưởng cực đại, lúc này vi khuẩn chưa phân chia, chúng phải trải qua một thời gian

2

thích nghỉ sau một thời gian tang sinh khối kích thước và khối lượng tế bào tăng lên rõ rệt Lúc đó vi khuẩn mới đủ khả năng phân chia liên tục, vi khuẩn sinh sản với tốc độ tăng dần

Giai đoạn này biến động từ 3 - 5 giờ

2) Giai đoạn tăng đều (pha log - phase exponentielle)

Vi khuẩn sinh sản với tốc độ nhanh chóng, thời gian thế hệ rút ngắn, vì khuẩn sinh sản theo cấp số nhân Số lượng vì khuẩn sinh ra nhiều hơn số lượng chết đi Biểu đồ đi lên rõ

3) Giai đoạn ổn định (phase stationnarie)

Số lượng vi khuẩn đạt trị số lớn nhất, trong một thời gian số lượng này biến động không đáng kể (ở trạng thái cân bằng động - vì số lượng ví khuẩn sinh ra gần tương đương số lượng vi khuẩn chết đi) Lúc này do số lượng lớn, vi khuẩn sử dụng gần hết chất dinh dưỡng của môi trường, đồng thời sản phẩm độc ngày càng nhiều,

số vi khuẩn chết đi tăng dần lên ở cuối giai đoạn Đường biểu diễn gần như song song với trục hoành

4) Giai đoạn suy vong (phase decline)

Do moi trường cạn chất dinh dưỡng, sản phẩm độc ngày càng tăng, nhiều vi khuẩn không còn khả nang sinh sản, số lượng vi khuẩn bị đầu độc tăng số lượng vị khuẩn sinh ra nhỏ hơn rất nhiều so với số lượng vi khuẩn chết di

Đường biểu diễn đi xuống rõ rệt

- Ý nghĩa của biểu đồ: Nắm được quy luật sinh trưởng và phát triển của vị sinh vật, từ đó có những ứng dụng trong thực tiễn:

+ Điều trị bệnh truyền nhiễm: phải phát hiện kịp thời, can thiệp sớm mới có hiệu quả

+ Xác định thời gian cấy chuyển thích hợp trong giữ giống và nhân giống vi sinh vật, tạo điều kiện cho vị sinh vật phát triển nhanh và ổn định về đặc tinh sinh học

+ Trong sản xuat vacxin: Xác định thời gian thu hoạch vacxin thích hợp (ở thời điểm có số lượng kháng nguyên lớn nhất - cuối giai đoạn 2)

d) Khuẩn lạc của vĩ khuẩn

- Một quần thể vi khuẩn được phát triển từ một tế bào và sinh trưởng ở cùng

một nơi gọi là khuẩn lạc (colonies) hay một đơn vị khuẩn lạc C.F.U (coloning forming unit)

Khuẩn lạc vi khuẩn không dì động, có thể hình thành trong môi trường nước không bị khuấy lộn Nhưng sẽ điển hình hơn khi mọc trên mặt môi trường đặc như thạch, khoai tây, gelatn

- Vị khuẩn khác nhau thì hình thành lên những khuẩn lạc có hình thái, kích thước màu sắc khác nhau Người ta phân chúng thành 3 dạng chính:

+ Khuẩn lạc dạng bóng láng (dạng $ = Smooth): khuẩn lạc thường trơn bóng, mặt vồng, lồi, rìa gọn

+ Khuẩn lạc dạng nhám (dạng RÑ = Rough): mặt khô, nhám xù xi, ria không gọn + Khuẩn lạc dạng nhày (dạng M = Mucoid): như khuẩn lạc dạng ŠS nhưng bề mat nhay

23

1.5 Phân loại vi khuẩn

- Vi khuẩn cũng như mọi sinh vật khác đều được sắp xếp vào các hệ thống phân loại xác định Việc sắp xếp này hết sức cần thiết đối với mọi lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng

- Đơn vị cơ bản trong phân loại vi sinh vật nằm trong hệ thống phân loại của sinh vật gồm:

1) Giới (Kmgdom): V7 d giới động vật hay giới thực vật

2) Nganh (Division)

3) Lép (Class)

4) BO (Order): Tén goi lay tén ho chinh, thém tan ciing la “ales”

VL/ đu: bộ xoắn trùng Spirochactales

5) Bộ phụ (Suborder): Dưới bộ, tận cùng có tiếp vĩ ngữ ineae

6 Họ (Family) thường có tiếp vĩ ngữ aceae

17 dụ: họ xoắn khuẩn Spirochaetaceae

7) Tộc (Trib): Thường có tiếp vĩ ngữ eae

Vi du: toc Escherichieae

8) Giống (Genus): Đơn vị dưới tộc

Ví dụ: giống Escherichia

9) Loài (Species): Đây là đơn vị phân loại cơ bản nhất Tên khoa học của một loài thường đặt tên kép Tên giống đặt trước và tên loài đặt sau theo danh pháp của Line: Ví dụ Salmonella choleraesuis (trực khuẩn phó thương hàn lợn)

10) Các đơn vị đưới loài gồm:

+ Thứ (Variety): Chỉ một nhóm nhất định trong một loài

Vi du: Tht vi khuẩn lao gây bệnh cho bồ Mycobacterium tubercullosis var bovis + Dang (Type hoac forme): Chi một nhóm nhỏ hơn thứ

V7 đ¡: Liên cầu khuẩn gay viêm phổi typ 14: Streptococcus pneumoniae type 14 + Chúng hay nòi (Strain): chỉ một chủng hay một nòi của một loài mới phân lập Các cá thể của cùng một loài nhưng phân lập từ những nơi khác nhau không thể giống nhau hoàn toàn được nên gọi là một chủng

Khi đặt tên người ta viết tên giống, loài và ký hiệu chủng theo quy ước của nhà nghiên cứu

Trong vị sinh vật thú y, các đơn vị phân loại thường sử dụng là họ, tộc, giống, loài, type và chủng

IL VIRUS

2.1 Khai niém

Cho tới năm 1891 ngudi ta vẫn cho vị khuẩn là dạng sống đơn giản nhất Quan điểm này chỉ thay đổi sau sự phát minh của nhà bác học Nga Ivanopski khi ông nghiên cứu bệnh đốm ở cây thuốc lá và phát hiện ra rằng tác nhân gây ra bệnh này

là một vi sinh vật nhưng có kích thước vô cùng nhỏ bé, đến nỗi có thể chui qua các màng lọc ngăn vị khuẩn, và ông gọi là siêu vi khuẩn Sau đó các nhà bác học trên

24

thế giới đã phát hiện ra nhiều loại siêu ví khuẩn gây bệnh ở động vật và thực vật

Ngày nay số lượng siêu vi khuẩn được xác định lên tới hàng ngàn loại, chúng là bọn

chủ yếu gây ra các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm ở người, động vật và thực vật

Người ta đã thống nhất dùng một danh từ chung để gọi các ví sinh vật loại này là

virus - xuất phát từ tiếng La tỉnh: virus có nghĩa là chất độc

Vi thé nha virus hoc Lvop đã đưa ra một định nghĩa ndi tiéng: virus iy a virus

để nhấn mạnh tính đặc biệt của nó, khác hẳn với bất kỳ một loại cơ thể sống nào Có

một khái niệm tương đối dễ hiểu sau:

Vữug là một phần tử dưới tế bào có đặc trưng của vật chất sống, có khả năng

tái sinlt chỉ trong tế bào sống và có thể gây bệnh cho hẳu hết các loài sinh vat

2.2 Đặc tính của virus

Virus có các đặc tính cơ bản sau:

1) Có kích thước vô cùng nhỏ bé, chỉ từ hàng chục đến hang tram nanomet

(Inm = 10 “mm)

2) Không có cấu tạo tế bao

3) Thành phần hoá học rất đơn giản, chỉ bao gồm protein và axit nucleic

4) Do cấu trúc đơn giản nên virus không có khả năng sinh sản trong môi

trường dinh dưỡng tổng hợp

5) Sống ký sinh nội bào bất buộc do không có hệ thống các enzym Nếu tách

khỏi tế bào ký chủ, virus không thể tồn tại

6) Một số loài virus có khả năng tạo thanh tinh thể

2.3 Hình thái và kích thước của virus

Virus chưa có cấu tạo tế bào, một virus thành thục, có cấu trúc hoàn chỉnh, có

khả nâng gây nhiễm được gọi là một hạt virus hay một virion

Virus có nhiều hình dạng khác nhau:

a) Dang hình cầu

Bao gồm phần lớn các virus gây bệnh cho người và động vật như virus cúm, virus quai bị virus gây bạch cầu của gia cẩm, các arbovirus Loại này có kích thước trung bình khoảng 108 - 158ym

d) Dụng đặc biết

Có hình giống một tế bào sinh dục đực (tỉnh trùng), đặc trưng cho các virus ký sinh trong các tế bào vi khuẩn và được gọi là các thực khuẩn thể, kích thước biến động trong khoảng từ 47 - 104 đến 10 - 225nm

25

Trừ virus đậu mùa có thể quan sát được dưới kính hiển vi quang học còn các loại vius khác đều không quan sát được do kích thước quá nhỏ, nhiều virus có kích thước chỉ ngang hàng với các phân tử l

Vi ẩn:

Phân tử albumin lòng trắng trứng : l0Ũnm

Virus lở mồm long móng : lŨnm

Virus viêm não Nhật Bản B : 22m

Virus viêm tuỷ xám :27nm

- Bao quanh axit nucleic tạo ra lớp vỏ báo vệ nhân

- Giữ cho virus có hình thái và kích thước ổn định

- Tham gia vào sự hấp phụ của virus lên tế bào cảm thụ

- Quyết định tính kháng nguyên đặc hiệu của virus

b) Capsid được cấu tạo bởi các tiểu phần san:

- Đơn vị cấu trúc (Protome): Đó là các phân tử protein có phân tử lượng từ 18.000-

38.000 Da gọi là protein cấu trúc, đó có thể là một phân tử protein (monome) hoặc

nhiều phân tử protein (polyme)

- Đơn vị hình thái (Capxome): Các đơn vị cấu trúc trên tập hợp lại với nhau thành

những đơn vị có phân tử lượng cao hơn được gọi là capxome hay đơn vị hình thái

Cuối cùng các capxome hại liên kết với nhau tạo thành một cái vỏ protit bao bọc

nhân của virus gọi là capsid Các capxome liên kết với nhau theo 3 kiểu cấu trúc sau:

+ Cấu trúc xoắn: Thuộc nhóm các virus có cấu trúc xoắn bao gồm virus đốm

thuốc lá, virus sdi, virus ctim, virus Newcastle, virus quai bị,

Capsid được cấu trúc như một ống rỗng, thành ống bao gồm nhiều capxome

liên kết với nhau tạo thành nhiều vòng xoắn theo chiều xoắn của axit nucleic nhân,

và các vòng xoắn này lại gắn chặt với nhau để tạo ra một ống dài Bên trong Ong dai

tà phan tử axit nucleic nhân của virus

Dạng cấu trúc này làm cho đa số các

virus có cấu trúc hình que

+ Cấu trúc đối xứng khối: Capsid cũng

bao gồm nhiều capxome ghép lại với nhau,

trong trường hợp này mỗi capxome lại bao

gồm 5 - 6 đơn vị cấu trúc Các đơn vị này có

thể là một mạch peptit đồng nhất, hoặc là một

mảnh bao gồm các mạch peptit khác nhau tập

trung lại, nhưng bất kỳ một capXome nào

cũng có các capxome bên cạnh giống hệt nó

và được sắp xếp theo kiểu đối xứng

Hầu hết các virus hình cầu được nghiên

cứu từ trước tới nay đều thuộc loại có cấu

trúc đối xứng hình khối 20 mặt tam giác Ví dụ: Virus viêm não, virus đường hô

hấp, virus đường ruột, các virus gâY khối u

+ Cấu trúc phức tạp: Kiểu cấu trúc phức tạp bao gồm virus đậu mùa và đặc biệt

la cdc bacteriophage Vi du: Thực khúẩn thé T; của E.coli có dạng hình tinh trùng bao gồm:

» Đâu: có dạng hình lăng trụ 6 cạnh, vỏ đầu có cấu tạo là protein bên trong có chứa một phân tử ADN xoắn kép

27

k-* Đuôi: Là một ống rồng có cấu tạo phức tạp, các phân tử protein có khả năng đàn hồi trong có một ống trụ, trong ống trụ lại có một ống dẫn để thực khuẩn thể có thể bơm axit nucleic nhân vào tế bào Ống trụ được bao bọc bởi một lớp vỏ protein gọi là bao đuôi Đầu mút đuôi có một cấu trúc 6 cạnh gọi là đĩa gốc, đĩa gốc có 6 gai đuôi và 6 sợi protein dài và mảnh gọi là lông đuôi, đó là cơ quan cảm nhận màng tế bào vi khuẩn để virus bám vào

2.4.2 Nhdn cua virus (genom)

Nhân của virus là axit nucleic Các virus chỉ

chứa một loại axit nucleic nhân, hoặc là ADN,

hoặc là ARN Axit nucleic có thể là chuỗi đơn

hoặc chuỗi kép

- Các virus gây bệnh ở thực vật thường có

nhân là ARN

~ Các bacteriophage thường có nhân là ADN

- Các virus gây bệnh cho người và động vật

có thể có nhân là ADN hoặc ARN

- Nhân virus có các chức năng quan trọng:

+ Quyết định khả năng tái tạo của virus

trong tế bào cảm thụ

+ Mang tính bán kháng nguyên đặc hiệu của virus

2.4.3 Các cấu trúc khác có liên quan đến vừữus

- Vỏ bọc ngoài: Ở một số virus, ngoài các cấu trúc cơ bản trên, virus còn có thêm một phần bao bọc ngoài cùng có chứa lipoprotein, glucoprotein, enzym và kháng nguyên gây ngưng kết gọi là vỏ bọc ngoài, đây là thành phần không đặc hiệu của virus, cấu trúc này thường đo màng nhân, hoặc màng của tế bào cảm thụ có những biến đổi đặc trưng với virus tạo thành

Virus có vỏ bọc ngoài như virus đậu mùa

- Tiểu thể bao hàm: Trong các tế bào của sinh vật nhiễm virus, thường hình thành những hạt rắn chắc và có kích thước khá lớn có thể quan sát bằng kính hiển vi quang học, người ta gọi những hạt đó là thể bao hàm hay thể ẩn nhập Những hạt này chính là những phần biến đổi của tế bào, có hình dạng, kích thước đặc biệt, có tính chất bát màu đặc trưng cho từng loại virus nên có ý nghĩa trong chẩn đoán Thể bao hàm có thể hình thành trong nhân hoặc nguyên sinh chất tế bào

Vi du: Trong té bào thượng bì của gà mắc bệnh đậu có tiểu thể bolinger

Ở nguyên sinh chất tế bào thần kinh thuộc sừng amon của chó bị đại có tiểu thể Negri, 2.4.4 Thành phần hoá học của virus

Vifus có thành phần hoá học đơn giản chỉ bao gồm protein và axit nucleic

28

2.4.4.1 Protein của virus

Protein virus được tổng hợp nhờ mARN của virus trên riboxom của tế bào Tùy

theo thời điểm tổng hợp mà được chia thành protein sớm và protein muộn Protein sớm

do øen sớm mã hoá, thường là enzym (protein không cấu trúc) còn protein muộn do gen muộn mã hoá, thường là protein cấu trúc tạo nên vỏ capsid và vỏ ngoài

- Protein không cấu trúc:

+ Protein không cấu trúc có thể được gói vào trong virion, nhưng không phải là thành phần cấu tạo virion Đây là các enzym tham gia vào quá trình nhân lên của virus +ý dụ enzym phiên mã ngược, proteaza và integraza của VIFUS r€t7O

+ Protein không cấu trúc khác chỉ có mặt trong tế bào nhiễm mà không được đưa vào virion, bao gồm các protein tham gia vào quá trình điều hoà sao chép, phiên

mã dịch mã, protein ức chế quá trình tổng hợp axit nucleic và protein của tế bào chủ Ngoài ra thuộc loại này còn có các protein gây ung thư, các protein gây chuyển

dang té bao,

- Protein cau tric:

Protein cấu trúc tham gia vào cấu tạo hạt virus, làm cho chúng có hình dạng, kích thước nhất định và bảo vệ genom của virus khỏi các điều kiện bất lợi Protein cấu trúc bao gồm protein của nucleocapsid, protein nền (matrix), protein vỏ ngoài Protein vỏ có thế tự lắp rấp hay lắp ráp với sự trợ giúp của một khung protein tạm thời, làm nhiệm vụ giàn giáo, protein này chỉ tồn tại khi lap rap nucleocapsid va mat

đi ở virus trưởng thành Wi dy: capsid của virus polio có cấu tạo tương dối đơn giản, gồm 4 protein là VPI, VP2, VP3 và VP4 (viral protein) Các protein này tham gia lấp ráp tao capsid thông qua một cấu trúc tiền chất gọi là procapsid bao gồm một protein tiền chất (VPO) và VPI, VP3 Protein tiền chất lại được cắt thành VP2 và VP4 khi vỏ capsid tiến hành lắp ráp với axit nucleic của nó

- Tất cả các protein của virus đều được địch mã từ mARN của virus Các

mARN này có thể:

+ Được phiên mã từ genom ADN của virus

+ Từ mạch bổ sung với genom ARN âm (ví dit virus cúm)

+ Chính là genom của virus ARN dương (xí dự virus bại liệt)

2.4.4.2 Axit nucleic của virus (genom)

- Genom của virus rất đa dạng về cấu trúc, kích thước và thanh phan nucleotid Chúng có thể là ADN hoặc ARN, chuỗi đơn hoặc kép, thẳng hoặc khép vòng Kích thước genom có thể từ 3500 nucleotid đến 560000 nucleotid (virus herpes) Các trình tự genom của virus phải được đọc mã bởi tế bào chủ, cho nên các tín hiệu điều khiển phải được các yếu tố của tế bào chủ nhận biết Các yếu tố này thường liên kết

vGi protein cla virus ;

- Genom của virus có một số đặc điểm sau:

+ Genom ADN kép (ví đụ ở virus Pox, Herpex và Adeno) thường có kích thước lớn + Genom ADN kép khép vòng thường thấy ở Phage

+ Tất cả các genom ADN kép đều phân đoạn (chứa một số đoạn không giống nhau và mang thông tin di truyền tách biệt)

29

+ Genom ARN đơn được phân thành ARN đơn dương (genom dương) và ARN đơn âm (genome âm) dựa vào trình tự nucleotid của mARN Phần lớn genom ARN đơn đều không phân đoạn trừ virus Ôrthomyxo

+ Đặc biệt, các Retro virus có genom là 2 phân tử ADN đơn giống nhau

a) Genom ADN

Các virus ADN có kích thước rất nhỏ thường có genom là ADN chuỗi don hoặc dạng thẳng hoặc khép vòng Hầu hết virus có genom !4 ADN sir dung ADN kép làm vật liệu di truyền, ngoài các nucleotid thông thường, ở nhiều virus còn có các bazơ đặc biệt

Ở virus ADN kép có kích thước lớn (ví dự các virus thuộc họ herpesviridae) genom có cấu tạo khá phức tạp và mã hoá cho hơn 40 protein cấu trúc và hơn 40 protein không cấu trúc Cấu trúc genom ít thay đổi giữa các thành viên trong họ

b) Genom ARN

- Virus ARN thường có genom nhỏ hơn genom của virus ADN

~- Các phân tử ARN được chia ra làm 2 loại: ARN dương (+) và ARN âm (-) + ARN (+) c6 trinh tir nucleotid trùng với trình tự nucleotid của mARN, nên có thể dùng thay cho mARN trong quá trình dịch mã

+ ARN (-) có trình tự bổ sung với mARN; cơ chế tổng hợp mARN là đặc điểm quan trọng đề phân biệt các virus ARN

- Hầu hết các phân tử mARN ở eukaryota là đơn gen, tức là chỉ mã hoá cho ! protein, trong khi tất cả các virus ARN đã biết đều là đa gen, mã hoá cho nhiều protein

- Genom ARN không dùng làm khuôn trực tiếp để tổng hợp ARN của virus mà phải qua mạch trung gian

- Một số virus ARN có genom phân đoạn Ví dụ virus cúm có 8 đoạn ARN âm; virus Reo có 10 đến 12 đoạn ARN kép Các đoạn này không giống nhau và mã hoá cho các protein khác nhau Ngoài ra có thể gặp các virus có genom là 2 phân tử ARN dương giống hệt nhau, ví dự các virus Retro

2.5 Nuôi cấy virus

Virus là sinh vật ký sinh nội bào bất buộc nên người ta chỉ có thể nuôi cấy nó vào các tổ chức sống

Hiện tại, có các phương pháp nuôi cấy virus như sau:

2.5.1 Nuôi cấy trên động vật thí nghiệm

- Đây là phương pháp cổ điển đã được sử dụng từ lâu với mục đích phân lập virus, nghiên cứu bệnh lý, chế tạo vacxin và kháng nguyên phục vụ công tác chẩn đoán

Nhược điểm của phương pháp này là: mất nhiều thời gian, không kinh tế và đặc biệt là đễ gây ô nhiễm, lây lan bệnh

- Để tiến hành nuôi cấy, người ta đem bệnh phẩm nghỉ ngờ hoặc tổ chức động vật có chứa virus nghiền thành huyền dịch, lọc hoặc ly tâm để lấy phần nước trong,

xử lý kháng sinh để diệt các tạp khuẩn rồi tiêm cho động vật cảm thụ Nếu trong bệnh phẩm có virus, sau khi tiêm một thời gian, động vật cảm thụ sẽ có các biểu hiện lâm sàng và bệnh tích đặc trưng để có thể xác định sự có mặt của virus

- Để tiến hành gây bệnh, tuỳ: từng loại virus mà phải lựa chọn động vật thí nghiệm cho thích hợp

30

Ví dự: Virus Newcastle: chọn gà giò

Virus cúm dùng con sóc

Virus dịch tả lợn: dùng lợn choai

Điều đặc biệt chú ý là: những động vật được chọn phải khoẻ mạnh bình thường

và chưa được miễn dịch đối với bệnh do virus định tiêm gây ra

- Cũng tuỳ theo đặc tính gây bệnh của virus mà lựa chọn đường đưa virus vào

co thé cho phù hợp

+ Virus đường hô hấp: nhỏ mũi, tiêm khí quản

+ Virus hướng thần kinh: tiêm vỏ não

+ Virus hướng nội bì: sát, khía trên da

+ Virus hướng tạng: tiêm xoang bụng

2.5.2 Nuôi cấy trên phôi thai gà dang phat triển

- Đa số các virus đều có khả năng phát triển thích nghi trên phôi gà, do đó

phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để phân lập, kiểm nghiệm, định loại virus

chế tạo kháng nguyên và các loại vacxin

Phương pháp này có các ưu điểm là: Thuận lợi, chính xác, nhanh và tiết kiệm,

cùng một lúc có thể cấy virus vào hàng loạt phôi gà và thu được một lượng lớn virus

- Tuỳ loại virus mà chọn tuổi phôi cho thích hợp

Vi du: virus dai phôi ấp 7 ngày tuổi, virus Newcastle phôi ấp 9 - LI ngày tuổi,

virus đậu gà phôi ấp 13 ngày tuổi

- Cũng tuỳ loại virus mà chọn đường tiêm vào các tổ chức khác nhau của phôi

Vi du: virus dai tiêm vào túi lòng đỏ; virus Newcastle tiêm vào xoang niệu; virus

đậu gà tiêm vào màng niệu đệm

- Ngoài đường tiêm, phải chọn liều tiêm phù hợp Có 2 tiểu tiêm:

+ Liêu tiêm thực tế: Thường là 0,2 mi/phôi

+ Liều tiêm cần thiết: tính toán theo đậm độ virus, thường biểu thị bằng độ pha

loãng theo các chỉ số sinh học LD„, (liều gây chét 50%, IDs (liều gây nhiễm 50%)),

Hình 1.17 (1) và (3) Phôi xuất huyết sau gây nhiễm; (2) Phôi đối chứng

- Để tiến hành nuôi cấy virus vào phôi, người ta chọn trứng giống đạt tiêu

chuẩn, ấp đến tuổi phôi cần tiêm, soi trứng, chọn phôi khoẻ, đánh dấu buồng hơi,

đầu thai rồi tiến hành tiêm virus vào phôi Sau khi tiêm, ấp tiếp, hàng ngày soi trứng

để theo dõi thời gian virus gây chết phôi Cuối cùng mổ trứng, quan sát bệnh tích

trên phôi Mỗi loại virus sẽ gây những bệnh tích đặc trưng trên phôi như: xuất huyết,

31

4

4

phù phôi, phôi còi cọc và có những biểu hiện bệnh lý trong tổ chức phôi dựa vào

đó người ta đánh giá được sự hiện diện của virus

2.5.3 Nuôi cấy virus trên môi trường tế bào tổ chức

- Đây là phương pháp khoa học, tiên tiến và phố biến trong nghiên cứu virus Trước hết người ta phải tạo ra các tế bào sống, phát triển trong môi trường Người ta thường dùng các tế bào lấy từ các mô của người và động vật, cho vào môi trường dinh dưỡng và để ở nhiệt độ thích hợp Các tế bào này sẽ sống, sinh trưởng và phân chia tế bào tạo ra một lượng lớn tế bào Người ta sử dụng các tế bào này để gây nhiễm virus

- Khi virus xâm nhập vào tế bào nuôi, chúng gây bệnh cho tế bào có tính chất đặc trưng Những biến đổi bệnh lý đặc trưng này được gọi là bệnh tích tế bào hay sự huỷ hoại tế bào (CPE - Cytopathogen effect) Có thể xác định CPE qua kính hiển vị quang học, căn cứ vào đó xác định được kết quả nuôi cấy

- CPE có thể có các đạng sau:

+ Dung bào: Tế bào bị tan rã hoàn toàn

+ Biến dạng: Tế bào co tròn, nguyên sinh chất tan rã, chỉ còn nhân tế bào

+ Tạo lên hợp bào (syncytium): nhân các tế bào tập trung lại và được bao bọc bởi một màng chung tạo ra một tế bào đa nhân khổng lồ

+ Tạo nên tiểu thể bào hàm

a) Tế bào chưa gây nhiễm b) Bệnh tích tế bào sau gây nhiễm virus

Hình 1.18

2.6 Quá trình xâm nhập và nhân lên của virus

Virus không có các cơ quan tử nên chúng không có quá trình trao đổi chất, virus phải ký sinh nội tế bào rồi sử dụng nguyên liệu và các cơ quan tử của tế bào ký chủ để thực hiện quá trình sinh sản Từ một virus ban đầu xam nhập vào tế bào, sau một thời gian ngắn đã có hàng tỷ hạt virus mới được sinh ra Trong quá trình này, virus tổng hợp các thành phần của chúng, sau đó lắp ráp thành các hạt virus mới Vì quá trình sinh sản nhanh và theo lối công nghiệp hoá như vậy nên người ta gọi quá trình này là sự nhân lên của virus

Quá trình nhân lên bắt đầu từ lúc virus hấp thụ lên bề mặt tế bào cho đến lúc virus thành thục chui ra khỏi tế bào

Toàn bộ thời gian này chía làm Š giai đoạn:

1) Virus hấp thụ lên tế bào

Sau khi xam nhập vào cơ thể ký chủ, virus theo máu hoặc dịch tiết đến các gian bào, khi gặp tế bào thích ứng, chúng bám lên bể mặt các tế bào này

32

2) Virus xâm nhập tế bào bằng 2 cách

- Ở các virus gây bệnh cho động vật: khi virus bám được vào tế bào, tế bào

mọc chân giả bao vây nuốt virus vào bên trong rồi tế bào tiết men phá huỷ capsid

virus giải phóng axit nucleic nhân

- Các bacteriophage: dùng enzym chọc thủng màng tế bào, axit nucleic nhân

virus được bơm vào tế bào còn vỏ capsid ở ngoài

3) Tổng hợp các thành phản virus

Ngay sau khi virus xâm nhập vào trong tế bào vật chủ, mọi quá trình sinh tổng

hợp các thành phần tế bào vật chủ bị đình chỉ hoàn toàn và thay vào đó là quá trình

sinh tổng hợp các thành phần của virus dudi sự điều khiển bởi mật mã di truyền của virus, và nguyên liệu dùng cho quá trình này là nguyên liệu sẵn có trong tế bào do tế bào cung cấp

Virus tiến hành sinh tổng hợp protein capsid tại riboxom của tế bào, tổng hợp axit nucleic nhân của virus tại nguyên sinh chất tế bào (nếu axit nucleic nhân là ARN), tại nhân tế bào ký chủ (nếu axit nucleic nhân của virus là ADN)

4) Giai đoạn láp ráp

Sau khi được tổng hợp ở những nơi khác nhau trong tế bào, các thành phần của virus được dịch chuyển ra gần màng tế bào và dịch chuyến lại gần nhau rồi kết hợp với nhau để tạo ra các virus hoàn chỉnh `

5) Giai đoạn giải phóng virus ra khỏi tế bào

Sau khi được tái tạo, các virus ra khỏi tế bào theo 2 cơ chế sau:

- Cơ chế nổ tung: Dưới tác dụng của virus, màng tế bào bị phá vỡ, tế bào tan rã hoàn toàn, virus ồ ạt ra khỏi tế bào và tiếp tục xâm nhập vào tế bào khác

Hình 1.19 Các giai đoạn của quá trình nhân lên ở bacteriophage

Nói chung các virus cường độc gây bệnh đều chui ra khỏi tế bào theo phương thức này Điều này giải thích tại sao bệnh do virus gây ra thường phá huỷ các tổ chức nó thích ứng rất nhanh chóng

- Cơ chế từ từ: Virus tiết enzym chọc thủng một lỗ ở màng tế bào rồi theo đó từ

từ chui ra Theo cơ chế này, tế bào nhiễm virus chỉ bị thương nhẹ, các chức năng cơ ban của tế bào vần còn

Các virus nhược độc thường ra khỏi tế bào theo phương thức này

2.7 Sức đề kháng của virus

Do virus có cấu tạo đơn giản nên hiện tượng cản nhiễm có sức đề kháng yếu với các tác nhân lý, hoá học và sinh vật học

2.7.1 Tác nhân vát lý

- Nhiệt độ: Virus không chịu được nhiệt độ cao vì protit capsid dễ bị d6ng von

Đa số các virus bị tiêu diệt ở nhiệt độ 55°C - 60°C từ 5 - 30 phút, một số chịu được nhiệt độ 65°C - 80°C trong vòng 30 phút

Tất cả các virus đều ưa nhiệt độ thấp, nhiệt độ càng thấp sức để kháng của virus càng lớn Người ta thường sử dụng các thiết bị lạnh sâu để bảo quản virus (-70°C dén - 196°C)

- Tia bức xạ: Các tia X, tia tử ngoại, ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp đều có thể tiêu diệt virus dễ dàng bởi các tia bức Xạ tác động vào axit nucleic nhân làm virus không nhân lên được

2.7.2 Tác nhân hoá học

_ Tat cả các chất hoá học có thể tác động tới axit nucleic, làm đông vón protein đều tác động được tới virus đó là các muối kim loại nặng (HgCl;), các chất oxy hoá mạnh, các chất có Clo hoặc dẫn xuất của nó Vì vậy người ta thường dùng các chất này làm chất sát trùng, tẩy uế, thanh lý các ổ dịch do virus

2.7.3 Các chát kháng sinh

Các chất kháng sinh hầu như không có tác dụng đối với virus, vì vậy không dùng kháng sinh để phòng, trị các bệnh do virus

2.7.4 Yếu tố sinh học

- Nếu được nuôi cấy vào động vật cảm thụ, độc lực của virus sẽ tăng cường

ST Nếu nuôi cấy virus vào động vật không cảm thụ nhiều lần thì độc lực của nó giảm dần với động vật cảm thụ, người ta gọi đó là quá trình làm nhược độc virus và ứng dụng để chế tạo vacxin nhược độc

\7 dụ: Tiêm virus cường độc dịch tả lợn liên tiếp 150 đời cho thỏ sẽ tạo được giống virus vacxin nhược độc dịch tả lợn

2.8 Phân loại virus

Khi phân loại virus người ta dựa vào các nguyên tắc sau làm cơ sở như: dựa vào vật chủ mang mầm bệnh, dựa vào tính, hướng tổ chức bị virus tác động, hoặc dựa vào tính chất dịch té học và tinh chat lam sàng

Hiện nay trong phân loại virus người ta thường dựa vào đặc tính hạt virus rồi Sắp XẸP Virus vào các nhóm, đặt tên La tỉnh gồm một tiền ngữ đã lựa chọn nói lên tính chất đặc trưng của nhóm virus ấy cộng với từ virus ‘

34

Lý dụ: Nhóm Picornavirus: chỉ những virus có kích thước nhỏ và có nhân là ARN (pico = rat nho) nhém Myxovirus chỉ những virus có ái lực với các chất nhày Hiện nay người ta sử dụng một bảng phân loại virus đo Hội đồng Phân loại virus quốc tế đưa ra năm 1975

Các virus được chia thành các họ dựa vào kiểu đối xứng của virion, vỏ bọc của virion, dạng cấu trúc nhân, vị trí nhân lên của virus trong té bao,

Vi du: Ho Picornavirideue cé Enterovirus, Rhinovirus, Calicivirus,

HI ẢNH HƯỚNG CỦA NGOẠI CẢNH ĐẾN VI SINH VẬT

Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật chịu ảnh hưởng rất lớn của các yếu

tố ngoại cảnh Tác động được thể hiện ở 3 mat là: Đẩy mạnh quá trình sinh trưởng,

ức chế quá trình sinh trưởng và tiêu diệt sự sống của vi sinh vật Phần này để cập đến ảnh hưởng của các nhân tố vật lý, hoá học đối với vi sinh vật và ứng dụng vào việc tiêu độc khử trùng

3.1 Ảnh hưởng của những nhân tố ngoại cảnh

3.1.1 Ảnh hưởng của nhân tố vật lý

Mọi hoạt động sống của ví sinh vật đều liên quan đến nước Trong tế bào vi sinh vật, nước chiếm tỷ lệ khá cao: 80 - 90% Thiếu nước vi sinh vật khó có thể tổn tại

- Sức để kháng của vi sinh vật với trạng thái khô phụ thuộc vào:

+ Nguồn gốc của vi sinh vật: Vị sinh vật trong không khí chịu khô tốt hơn vi sinh vật sống trong nước

+ Loại vi sinh vật: Xạ khuẩn chịu khô tốt hơn vi khuẩn, vị khuẩn chịu khô tốt hơn năm mốc,

- Trang thái tế bào: Tế bào già, tế bào có nha bào chịu khô tốt hơn tế bào non

- Ở trạng thái khô hầu hết các vi sinh vật đều bị ức chế, ngừng quá trình sinh trưởng và phát triển, nhưng nếu có độ ẩm thích hợp chúng lại hoạt động trở lại Người ta ứng dụng yếu tố này trong bảo quản nông sản, thực phẩm và các nguyên vật liệu khác bằng cách phơi khô, sấy khô

Trong phòng bệnh cho gia súc, điều quan trọng là giữ cho chuồng trại luôn khô ráo thoáng mát để hạn chế sự phát triển của các ví sinh vật gây bệnh

b) Nhiệt độ

- Vị sinh vật cần một khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt động sống của nó Pham vi nhiệt đô để vi sinh vật có thể tồn tại là từ 0°C - 90°C Các nhóm vị sinh vật khác nhau, có phạm vi nhiệt độ sinh trưởng khác nhau được xác định bằng phạm vi

từ nhiệt độ tối thiểu tới nhiệt độ tối đa Phạm vi này được gọi là giới hạn nhiệt độ sinh trưởng

V/ dụ: Vì khuẩn nhiệt thần có thể sinh trưởng được từ 12°C - 42"C

Trong đó có một nhiệt độ tối thích, ở đó, vi sinh vat có thể sinh trưởng tối đa

17 dụ: Vi khuẩn nhiệt thần thích hợp nhất với nhiệt độ 37C

- Căn cứ vào giới hạn nhiệt độ sinh trưởng, có thể chia vi sinh vật làm 4 nhóm:

35

+ Vị sinh vật ưa lạnh: Sinh trưởng ở nhiệt độ 0C, 15°C - 20°C gồm các vi sinh vật sống ở ao hồ, sông ngồi, hố sâu, đáy biển hoặc trong phòng lạnh bảo quản thực phẩm + Vi sinh vat ua am: 20°C - 25°C, 30°C - 37°C, 40°C - 45°C

Chiếm đại đa số các vi sinh vật như nấm mốc, nấm men, vi sinh vat hoại sinh

va vi sinh vat ky sinh, vị sinh vật gây bệnh

+ Vi sinh vat ua nhiét: 45"C - 50°C, 50°C - 60°C, 60°C - 80°C

Đó là xạ khuẩn, nấm mốc, vi khuẩn có nha bào, gặp ở bãi rác, đống phân, suối nước nóng và núi lửa

+ Vị sinh vật chịu nhiệt: Sinh trưởng trên nhiệt độ sôi của nước

Nếu nhiệt độ nằm ngoài phạm vi nhiệt độ sinh trưởng sẽ ảnh hưởng đến vi sinh vat

- Ảnh hưởng của nhiệt độ thấp:

Nhiệt độ thấp hơn O'C sẽ làm ngừng quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật do các phản ứng trao đổi bị ngừng

Sức để kháng của vi sinh vật với nhiệt độ thấp phụ thuộc vào loại hình vi sinh vật, trạng thái sinh lý của vị sinh vật (non hay già) và thành phần môi trường

Úng dụng: Làm lạnh để báo quản giống vi sinh vật, thức ăn, nguyên vật liệu + Dùng phương pháp đông băng rồi làm tan băng liên tiếp sẽ giết chết tế bào nhanh chóng đo bị vỡ

+ Nếu làm lạnh huyén dich vi sinh vật nhanh xuống nhiệt độ băng khô -70°C rồi nâng nhiệt độ trong điều kiện chân không sẽ làm các tỉnh thể băng thăng hoa, tế bào tách khỏi nước mà không tiếp xúc với không khí sẽ tồn tại lâu mà không bị chết Phương pháp này được gọi là phương pháp đông khô, được sử dụng rộng rãi để bảo quản giống vị sinh vật và vacxin

Có thể bảo quản thức ăn ở 0 - LÚC, bảo quản vi sinh vật trong nitơ lỏng có nhiệt độ - !90C,

- Ảnh hưởng của nhiệt độ cao: Nhiệt độ trên 65°C sẽ gây hại cho vi sinh vật, ở 100C trở lên hầu hết các vi sinh vật đều bị tiêu điệt do protein bị đông vón, enzym

bị bất hoạt, ở điều kiện khô thì tế bào bị đốt cháy

Tác động của nhiệt độ cao với vị sinh vật có quan hệ với các nhân tố khác như: thời gian tác động, sức chịu nhiệt của vi sinh vật Đây là cơ sở cho việc xác định biện pháp khử trùng bằng nhiệt

C) Không khí

Oxy là chất có vai trò quan trọng trong sinh trưởng của vi sinh vật Oxy cần cho một số nhóm vi sinh vật nhưng lại gây độc cho một số nhóm khác Xét trên cơ sở thích ứng với oxy, vi sinh vật được chía làm 3 nhóm:

- VỊ sinh vật hiếu khí: Cần oxy trong quá trình sinh trưởng

- Vị sinh vật ky khí: Không cần oxy trong quá trình sống, thậm chí oxy còn

Boi vi trong qua trinh khai thác năng lượng từ cơ chất (thức ăn) nếu có mại O›, san phẩm cuối cùng sẽ cho ra H,O, Đây là chất oxy hoá mạnh có thể giết chết vị sinh vật,

36

Ở vi khuẩn hiếu khí, trong hệ enzym của chúng có enzym catalaza và pcroxydaza phân huỷ H;O;, vi khuẩn yếm khí không có 2 enzym này nên nếu có oxv lập tức H;O; được tạo thành và giết chết chúng

- Vị sinh vật tuỳ tiện: Có thể sinh trưởng ở điều kién dd O,, thiếu hoặc không

có Os Trong điều kiện không có oxy, chúng khai thác năng lượng bằng phương thức

lên men

d) Tra bức xạ

— Đa số các vi sinh vật sinh trưởng không cần ánh sáng, trừ nhóm vi sinh vật có sắc tố quang hợp Các tia sáng có chiều dài bước sóng từ 10000A” trở xuống đều gây tác hại cho vi sinh vật Đó là ánh sáng mặt trời, tia UV, tia , tia œ, tia y và tia

X Nang lượng của tia tỷ lệ nghịch với chiều dai bước sóng nên tia có bước sóng càng ngắn thì tác dụng càng mạnh

- Tia tử ngoại (UV - untraviolet) có bước sóng 100 - 3000A”, tác dụng của tia

là gây kìm hãm sự sinh trưởng, đột biến gen đối với vi sinh vật

Tia tử ngoại gây quang oxy hoá trong nguyên sinh chất, tác động đến axit nucleic, protein, nucleoproteit, gay chuyển hoá các bazơ pyrimidin tạo ra hydrat pyrimidin hoac dime - pyrimidin, do đó gây đột biến hoặc giết chết tế bao

Tia tử ngoại chỉ xuyên qua được lớp nước trong, hoặc thuy tinh mỏng nên được

sử dụng để khử trùng không khí buồng cấy vi sinh vật, phòng mổ

- Ánh sáng mặt trời: Đa số vi sinh vật bị ánh sáng mặt trời ức chế hoặc tiêu diệt

do ánh sáng mật trời giàu tia tử ngoại

Người ta sử dụng ánh sáng mặt trời để làm khô, hoặc tiêu độc vật dụng nguyên liệu bằng cách phơi nắng

3.1.2 Ảnh hưởng của các nhân tố hoá học

a) Độ pH

- Độ pH rất cần cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật do ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình trao đổi chất của tế bào qua ảnh hưởng đến sự hoạt động của enzym, nồng độ ion H* ảnh hưởng đến diện tích bể mặt, sự phân ly của muối khoáng do đó ảnh hưởng đến độ thẩm thấu, sự vận chuyển các chất qua màng tế bào trong quá trình trao đổi chất

- Mỗi loại vi sinh vật có một giới hạn pH sinh trưởng, đó là giới hạn từ pH cực tiểu đến pH cực đại, trong đó có độ pH tối thích, dựa vào giới hạn pH sinh trưởng, vi sinh vật lại chia làm các nhóm:

+ Vi sinh vật của pH trung bình: pH từ 6,5 - 7,5

+ Vi sinh vật ưa kiểm: pH từ 7,5 - 8,5

+ Vi sinh vật chịu kiểm: pH tối thích > 9,5

Vi du: Vibrio cholera, pH thich ứng = 9

+ Vi sinh vat ua axit nhe: pH từ 6 - 6,5

+ Vi sinh vat ua axit: pH tir 5 - 6

+ Vi sinh vat chiu axit: pH tir 1 - 5

Ung dung: Diéu hoa d6 pH trong môi trường nuôi cấy vi sinh vat

37

b) Các chất khử trùng tiêu độc

Các chất khử trùng tiêu độc gồm tất cả các chất hoá học gây hại cho vi sinh Vật nhưng cũng gây hại cho động vật Chúng bao gồm nhiều chất, từ nhiều nguồn gốc

có thành phần hoạt chất và cơ chế tác dụng khác nhau

Căn cứ vào mức độ tác dụng của chúng với vi sinh vật để phân biệt tên gọi của các chất như sau:

+ Chất sát trùng hay chất tiêu độc: Chỉ các chất có tác dụng tiêu diệt được vị sinh vật nhưng không giết được nha bào của chúng

+ Chất diệt khuẩn: Là những chất có thể điệt được toàn bộ vị sinh vật, kể cả nha bào

+ Chất ức chế: Là những chất chỉ làm ngừng quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, tế bào vi sinh vật không bị diệt mà ở trạng thái tiềm tàng

+ Chất kháng khuẩn: Là những chất làm ngừng quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật nhưng tế bào vi sinh vật có thể bị tiêu diệt

Một chất hoá học có thể là chất sát trùng, ức chế, diệt khuẩn tuỳ thuộc vào nồng độ thời gian tác dụng, loại hình vi sinh vat bị tác động và các yếu tố khác

- Axit: Tác dụng của axit đến vi sinh vật phụ thuộc vào nồng độ ion H*, thường các axit vô cơ có tác dụng mạnh hơn axit hữu cơ

- Kiểm: tác dụng sát trùng là do ion OH™ nhưng yếu hơn H* Các loại kiểm có độc với vi sinh vật là: KOH, NaOH, Ca(OH);, NHẠOH, độ độc của kiểm phụ thuộc vào sự phân ly ion OH-

- Các chất oxy hoá: Các chất oxy hoá là chất tự nó cung cấp O;, hoặc gây ra giải phóng O; từ các hợp chất khác

Các chất oxy hoá dùng làm chất sát trùng như H;O;, KMnO,, Ca(OC}),, cloramin (CH,C,H,SO,Na~NCI.3H,0), dicloramin (CH,C,H,SO,NCI,)

Tác dụng của chất oxy hoá là Sự 0Xy hoá mạnh của oxy mới giải phóng làm bất hoạt các enzym trong tế bào vi sinh VậT

- Halogen và các hợp chất của nó:

+ Clo (Cl,): Tae dung khit trùng của Clo và các hợp chất của nó là sự hình thành axil pecloric (HOCH Axit nay rat hoạt động, phân huỷ tiếp cho ra O; Oxy mới sinh ra

có khả năng oxy hoá mạnh làm phá huỷ thành phần tế bào

Cl, + H,O > 2HOCI + HCI 2HOCI =~ 2HCI+0,

* Khí Clo có nồng độ Ippm (một phần triệu) có tác dụng khử trùng nước

* Cloramin là một chất hoạt động oxy hoá mạnh dùng khử trùng nước:

R;= NCI + H,O > R,=NH + HOCI

2HOCI >3 2HCI + O,

+ lod: lod hoà tan trong cồn và dung dịch KI, Nai được dùng pha với cồn

thành nồng độ 1% - 5% để sát trùng da

* Hợp chất của iod như CHI; (iodofor), Hợi, Agl; có tác dụng diệt khuẩn mạnh

- Kim loại nạng và các hợp chất của nó:

38

+ Tác dụng của kim loại nặng đối với vi sinh vật là độ độc của ion kim loại chứ

không phải là kết quả của phản ứng hoá học lên tế bào sống

+ lon kim loại gây bất hoạt đối với các enzym của tế bào Các kim loại nặng có

tính độc với vi sinh vật là Hạ, Pb, Ag, Cu, As

+ Các muối kim loại nặng:

HgCl, nồng độ 0,02% đã tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn, ở nồng độ 1% có thể

tiêu điệt được các nha bào

AgNO; 2% có tác dụng diệt khuẩn

CuSO, 0,001% ức chế được vi khuẩn và diệt được tảo,

- Phenol và các dẫn xuất của nó: Phenol (C,H;OH) và dẫn xuất của nó là

cresol, Iysol có tính chất sát trùng mạnh do phá hoại tính thấm của màng nguyên

xinh chất tế bào và làm biến tính protit

+ Nồng độ của phenol 0,5% dùng làm chất phòng thối cho huyết thanh động

vật, 3-5% làm chất tiêu độc

+ Cresol là đân xuất metyl của phenol, có tính chất khử trùng tăng lên gấp 3

lần so với phenol

+ Lysol là hợp chất của cresol với xà phòng kali có tác dụng sát trùng mạnh

hơn cresol do cresol ít tan trong nước nhưng kết hợp với xà phòng sẽ làm tảng tính

thẩm thấu vào tế bào và tác động đến protit của tế bào

Lysol ding dé sat tring tường nhà, nên chuồng, sàn nhà,

- Côn: Tác dụng khử trùng là do gây đông vón protein nguyên sinh chất tế bào,

hoà tan lipit ở màng tế bào

Tác dụng của cồn có quan hệ tới:

+ Khối lượng phân tử của cồn: Metylic < Etylic < Butiric < Propyolic

+ Nồng độ: Etylic 70% - 90%, Propyolic 40 - 80%

Nếu ở nồng độ cao do tác dụng khử nước mạnh làm rút nước khỏi tế bào nên

ngan can sự xâm nhập của cồn vào tế bào sẽ hạn chế tác dụng phá hoại tế bào

Cén Etylic 70% hay được dùng sát trùng đa, nhiệt kế, đồ mổ

- Formaldehyt (HCHO): 1 chất khí khá bên vững với nhiệt độ, rất độc và kích thích niêm mạc mạnh

Dung dịch chứa 37 - 40% formaldehyt nude goi 1a formol (formalin) Dung dich này thường có thêm 10-15% metanol để ngăn chặn sự trùng hợp của formaldehyt thành paraformaldehyt là một chất rắn

Eormol có tác dụng khử trùng mạnh do làm đông vớn protein, phá huỷ axit nucleic của tế bào vị sinh vật

- Cơ chế tác động: Dựa trên cấu trúc tương tự của chất hoá học trị liệu với một thành phần nào đó rất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh Vật (coenzym, protein, axit nucleic, ) nên đã xảy ra sự cạnh tranh giữa chất hoá học trị liệu với chất có hoạt tính cao và đã tranh chỗ của chất cần thiết cho sự sinh trưởng

và phát triển của vi sinh vật Kết quả là hình thành một hợp chất không cần thiết, làm cho các phản ứng sinh hoá trong tế bào không xảy ra được, gây ức chế sự sinh trưởng và phát triển của tế bào vị sinh vật

- Các chất hoá học trị liệu chống vi khuẩn gồm:

+ Sulfamid:

* Sulfamid là một nhóm chất có cấu trúc tương tự chất para amino benzoic axit (PABA) Trong tế bào vi khuẩn, PABA là thành phần tham gia tổng hợp lên axit folic, tiền chất của coenzym xúc tác việc tổng hợp axit amin Do hoạt chất của sulfamid cao nên chiếm chỗ của PABA làm axit folic không được tạo thành, quá trình sinh tổng hợp protein không xảy ra, sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn

Sulfamid là tên chung của một nhóm chất có cấu trúc tương tự

Tuỳ theo gốc R gắn vào gốc R, va R, ta được các sulfamid khác nhau

* Khi sử dụng sulfamid trong điều trị cần chú ý:

* Dùng sớm

* Tránh dùng sulfamid với các thuốc kháng nó như thuốc tê nhóm novocain, enzym proteaza, thuốc có chứa S

+ Uống nhiều nước và vitamin để chống lắng đọng ở thận

* Kết hợp với kháng sinh cho hiệu quả điều trị cao

+ Ngoài sulfamid, các chất hoá học trị liệu còn có:

* Tzonicotinic hydrat (ILNH), Rimifon: La chat d6i kháng với vitamin B,

` Para amino salixilic (PAS): Chất đối kháng với yếu tố sinh trưởng của vi khuẩn lao: axit salixilic

d) Chat khdng sinh (anti biotic)

_` Chất kháng sinh là những hợp chất hoá học chủ yếu-do vi sinh vật sinh ra trong quá trình sống, ngay ở nồng độ thấp cũng có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt các vi sinh vật một cách chọn lọc