CÁC YẾU TỐ SINH HỌC
TS. Nguyễn Thị Liên Hương Cục Quản lý môi trường y tế
Mục tiêu
1. Trình bày các khái niệm, các nhóm yếu tố
nguy cơ sinh học
2. Trình bày cơ chế tác động của các yếu tố
sinh học đến sức khoẻ con người
3. Trình bày các kỹ thuật phát hiện các yếu
tố sinh học
4. Trình bày một số kỹ thuật kiểm soát các
yếu tố sinh học
A. Định nghĩa yếu tố sinh học
• Các yếu tố nguy cơ sinh học: bao gồm tất cả các dạng của sự sống (cũng như các sản phẩm của chúng) mà có thể gây ảnh hưởng xấu lên sức khỏe.
• Các yếu tố sinh học là các vi sinh vật kể cả những vi sinh vật đã được thay đổi về di truyền, môi trường nuôi cấy tế bào và các ký sinh trùng có thể gây nhiễm trùng, dị ứng, nhiễm độc.
B. Phân loại yếu tố sinh học
• Phân loại theo đặc điểm cấu trúc vủa các yếu tố sinh
học: – Sinh vật đơn bào & dưới tế bào (prokaryotae): bao gồm các vi khuẩn, prion, rickettsia, chlamydia và các mycoplasmas
– sinh vật đa bào (eukaryotae): gồm thực vật, động vật (arthropod – động vật chân đốt & helminth – gium sán), tảo, nấm, ký sinh trùng và protozoan - động vật nguyên sinh.
Phân loại yếu tố sinh học
• Phân loại theo môi trường tồn tại:
– Trong nước – Trong đất – Trong không khí – Trong cơ thể sinh vật (gây bệnh ở động vật)
I. PHÂN LOẠI THEO ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC CỦA YẾU TỐ SINH HỌC
1. Vi sinh vật 1.1. Vi khuẩn: • là một nhóm sinh vật đơn bào, • có kích thước nhỏ chỉ khoảng 0.5-5.0 μm • Có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân,
bộ khung tế bào (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và lục lạp.
• Các loại vi khuẩn gồm:
– Cầu khuẩn – Trực khuẩn – Xoắn khuẩn
• Nha bào: trường hợp đặc biệt, có khả năng chịu đựng
với nóng, lạnh, khô, hóa chất và phóng xạ.
Sơ đồ cấu tạo của vi khuẩn
Cấu tạo tế bào vi khuẩn. -Vỏ nhày và lớp dịch nhày . -Vách tế bào hay thành tế bào . -Màng nguyên sinh chất. -Tế bào chất. -Nhân. -Tiên mao (hay roi) và khuẩn mao. -Nha bào.
Phần A (bên trái vạch giữa hình) là vi
khuẩn có vỏ nhầy lớn
phần B (bên phải) là vi khuẩn có vỏ nhầy
nhỏ
a. Các cầu khuẩn
(Cocci):
• Là những vi khuẩn có
hình cầu, mặt cắt: hình tròn, bầu dục, hình ngọn nến. Đường kính TB: 1(cid:0) m.
• Các loại: đơn cầu,
song cầu, tứ cầu, tụ cầu, liên cầu.
• Hình ảnh qua kính hiển
Tụ cầu
vi điện tử quét
b. Trực khuẩn (Bacillus): • Là những vi khuẩn hình
que, đầu tròn hay vuông.
• Kích thước: rộng 1(cid:0) m,
Trực khuẩn salmonela (gây bệnh thương hàn)
dài 2-5 (cid:0) m.
Chủng Shigella (gây bệnh lỵ)
• Một số loại gây bệnh thường gặp: vi khuẩn lao, thương hàn, lỵ, E.coli...
c. Xoắn khuẩn (Spirochaet): • Là những vi khuẩn co
Xoắn khuẩn Giang mai
hình sợi lượn sóng và di động.
• Chiều dài: tới 30 (cid:0) m. • 3 giống vi khuẩn quan
Hình ảnh Borrelia
trọng: Treponema (ví dụ xoắn khuẩn giang mai- Treponema pallidum), Leptospira và Borrelia (lan truyền bởi chấy, rận, con ve cắn).
Hình ảnh Leptospira trong tổ chức gan
Hình ảnh soắn khuẩn Leptospira
Hình ảnh vi khuẩn dịch hạch
• Loại vi khuẩn có hình
Hình ảnh: Phẩy khuẩn tả
thể trung gian: – giữa cầu khuẩn và trực khuẩn là cầu- trực khuẩn, như vi khuẩn dịch hạch, – giữa trực khuẩn và xoắn khuẩn là phẩy khuẩn như phẩy khuẩn tả (Vibrio cholerae).
Hình ảnh: Vi khuẩn Gram dương
Hình ảnh: Vi khuẩn Gram âm
1.2. Vi rút: •
• •
•
Vi rút chưa có cấu tạo tế bào (cơ thể chỉ gồm vỏ prôtêin và lõi axit nuclêic). Kích thước: 20-300nm. Chỉ sống kí sinh bắt buộc trong tế bào chủ (tế bào động vật, thực vật, vi sinh vật, người) mới tồn tại được. Đặc điểm cơ bản nhất để phân biệt vi rút với vi khuẩn là: - Vi rút chỉ chứa một trong hai loại acid nucleic (ADN
hoặc ARN)
- Vi rút sinh sản tăng lên theo cấp số nhân, còn vi khuẩn
sinh sản theo kiểu phân đôi
ấ ạ ủ
C u t o c a vi rút
ấ ạ
ầ
C u t o chung: 2 ph n
-Lõi: Axit Nuclªic
Lõi( b ộ gen) Axit nucleic Vỏ(c aps it ) Protein
-Vỏ (capsit): Pr«tªin
ứ ợ
Ph c h p g m axit nucleic và
ượ ọ
ồ protein đ
c g i là
Axit nuclêic
Nucleocapsit
Nucleocapsit
Capsit
ấ ạ
C u t o virut
ARN
Virut HBV (virut viêm gan B)
ADN
HIV
ơ ơ
ộ ể ặ ạ
B gen là lõi axit nucleic có ặ ạ th là ADN m ch đ n ho c kép ặ ạ ho c ARN m ch đ n ho c m ch kép.
ARN
Vi rút Dại
Vi rút cúm A/H5N1
Vi rút cúm B
Vi rút Herpes simplex
Vi rút rota
Vi rút viêm nao Nhật Bản
1.2. Prion (Virus-likeagents) : • Đơn giản hơn vi rút, là những
protein không bình thường, tự tái tạo, không chứa các yếu tố di truyền, đề kháng cao với nhiệt độ và phần lớn các hóa chất sát trùng
• Prion xuất hiện ở các con bò điên (BSE), lan truyền sang bò khác và gây bệnh cho người.
Prion có hình ảnh trên kính hiển vi là “các lỗ hổng” làm tế bào bị nhiễm có cấu trúc xốp như bọt biển
• Bệnh Creutzfeldt-Jakob (CJD) ở người cũng có các biểu hiện tương tự như bệnh bò điên
1.3. Rickettsia, Chlamydia và Mycoplasma là những vi
khuẩn ký sinh nội bào bắt buộc
• Rickettsia: bé hơn vi khuẩn nhưng lớn hơn vi rút,
– Ký sinh nội bào bắt buộc như vi rút, nhưng chúng có
nhiều đặc điểm của vi khuẩn hơn.
Hình ảnh di chuyển trong tế bào của
Rickettsia conorii (gây bệnh sốt địa trung hải) Hình ảnh tổ chức của Rickettsia conorii
• Chlamydia: có những đặc điểm như Rickettsia nhưng bé
hơn, là một tác nhân gây bệnh quan trọng (mắt hột, nhiễm trùng đường sinh dục tiết niệu).
Hình ảnh: Clamydia trachomatis (gây bệnh mắt hột)
• Mycoplasma:
– Có tế bào nhỏ nhất, đường kính khoảng 0.1 μ
micron
2. Ký sinh trùng
Là những sinh vật chiếm sinh chất của các sinh vật
khác đang sống để tồn tại và phát triển.
• Giun • Sán lá • Sán dây • Đơn bào • Ký sinh trùng sốt rét • Vi nấm kí sinh • Tiết túc gây bệnh và truyền bệnh
a. Giun: •
•
44,4% dân số Việt Nam bị nhiễm giun đũa, 23,1% nhiễm giun tóc và tỉ lệ nhiễm giun móc là 28,6% Ngoài ra: giun lươn, giun kim, giun chỉ bạch huyết, giun xoắn, giun đầu gai, giun đũa chó...
Hình ảnh: trứng và con giun đũa (Ascaris Lumbricoides)
Giun móc vào cơ th ể qua da bàn chân
GIUN TĨC
Giun kim kí sinh ư iờ trong ru t ngộ
Giun chỉ
b. Sán: • Sán lá gan nhỏ có rải rác khắp các tỉnh miền Bắc,
miền Trung và miền Nam.
• Gần đây nhiều ổ bệnh sán lá gan lớn, sán lá phổi
cũng đã được phát hiện ở nhiều tỉnh trên cả nước. Ngoài ra còn có các loại sán lá khác như sán lá ruột. • Các loại sán dây lợn, sán dây bò, sán chó... đặc biệt là bệnh ấu trùng sán dây lợn cũng có một tỷ lệ đáng kể trong các loại giun sán nói chung.
Ảnh chụp từ một một bệnh nhân nữ, 48 tuổi. (Ảnh: Nguyễn Văn Đề)
Trong ảnh là con sán lá gan lớn đã chui ra từ ngực của một bệnh nhân nữ
Nốt đỏ phía trên ngực là nơi sán lá gan làm tổ. Còn nốt đỏ bên ngực trái là nơi sán... đục lỗ để chui ra ngoài.
c. Đơn bào: • Amip: amip ở ruột, ở nội tạng, ở răng miệng, ở
mắt...
• Trùng roi: trùng roi đường tiêu hóa, đường sinh dục-tiết niệu, trùng roi đường máu và nội tạng
• Trùng lông
Hình ảnh tổn thương manh tràng và đại tràng do amip ở BN 63 tuôi
Hình 1: xuất hiện các nốt ở manh tràng và đại tràng lên cho thấy tổn thương loét bắt chước các khối u niêm mạc đại tràng
Hình 2: Nhuộm H & E một mẩu của áp xe do amip trong thành đại tràng thể hiện ký sinh trùng Entamoeba Histolitica (mũi tên).
Hình ảnh trùng roi Trichomonas vaginalis trên kính hiển vi.
Một số dạng trùng roi đơn độc và tập đoàn (theo Hickman)
d. Ký sinh trùng sốt rét: • Ở nước ta có các loại ký sinh trùng sốt rét ký sinh ở người là P. Falciparum, P.vivax, P.malariae, P. Ovale nhưng chủ yếu gặp hai loại P. Falciparum, P.vivax.
e. Vi nấm ký sinh: • Có hàng chục loại vi nấm ký sinh và gây bệnh cho người bao gồm nấm ngoại ký sinh (ở da, tóc, móng, hốc tự nhiên của cơ thể) và nấm nội ký sinh (ở máu và nội tạng).
Máu nhiễm ký sinh trùng sốt rét Plasmodium vivax. 4 tế bào máu bị lây nhiễm có màu tím sáng ngược với những tế bào không bị lây nhiễm có màu xám. (Ảnh: Drs. JoAnn Sullivan và William Collins, Bộ phận Bệnh ký sinh, Trung tâm kiểm soát và phòng chống dịch bệnh).
ắ ắ ắ ắ ắ
H c lào H c lào H c lào H c lào H c lào
ố ầ ố ầ ố ầ ố ầ ố ầ
ệ ệ ệ ệ ệ
B nh ch c đ u (tinea capitis) B nh ch c đ u (tinea capitis) B nh ch c đ u (tinea capitis) B nh ch c đ u (tinea capitis) B nh ch c đ u (tinea capitis)
ẽ ẽ ẽ ẽ
ấ ấ ấ
N m kấ N m kấ N m kấ N m kấ
N m móng N m móng N m móng
ấ ấ
N m má (Tinea barbae) N m má (Tinea barbae)
ĐÌn Wood (tia UIV, 3660 Amstrong): sîi tãc nhiÔm nÊm sÏ ph¸t huúnh quang.
ệ
ự ế
ằ
ấ ợ ấ
ị
ẩ Xét nghi m tr c ti p: v y da, tóc, móng...b ng ử dung d ch KOH 10 20%. Th y s i n m, bào t
ấ
ạ
ể
Nuôi c y: Quan sát đ i th
Nuôi cấy: Quan sát vi thể
T.Rubrum (nấm kẽ)
T.Mentagrophytes (nấm má)
f. Tiết túc gây bệnh và truyền bệnh:
- Muỗi: gồm muỗi truyền sốt rét, muỗi truyền viêm não, muỗi truyền sốt xuất huyết, muỗi truyền giun chỉ bạch huyết, muỗi cát truyền trùng roi đường máu và nội tạng Leishmania. - Ruồi, nhặng truyền các bệnh ký sinh trùng đường tiêu hóa - Bọ chét truyền dịch hạch - Ve truyền bệnh viêm não, gây bệnh tê liệt do ve - Rệp truyền bệnh sốt phát ban
II. Phân loại Vi sinh vật theo môi trường tồn tại
1. Vi sinh vật trong đất: •
•
•
•
Đất có một số điều kiện cần thiết cho VSV phát triển: nước, không khí, chất vô cơ và cả chất hữu cơ Nước trong đất là những dung dịch muối loãng trong đó có chứa những thức ăn có ni tơ, những thức ăn vô cơ, một số chất hữu cơ tan trong nước Từ đất, vi sinh vật gây bệnh có thể lây sang cơ thể người và động vật. Đường lây chủ yếu là gián tiếp do sự ô nhiễm của đất bẩn nhất là vùng có liên quan đến chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải từ các lò mổ, bệnh viện...
2. Vi sinh vật trong nước: • Vi sinh vật có thể phát triển trong nước vì vi sinh vật
chỉ sinh sản trong điều kiện ẩm ướt.
• Vi sinh vật trong nước có thể từ đất mà ra hoặc từ
không khí theo bụi chìm xuống nước.
• Nước sông, ao, hồ là những nguồn chứa vi sinh vật rất nguy hiểm, nhất là nguồn nước bị nhiễm vi sinh vật gây bệnh có khả năng lây lan như vi khuẩn Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae..
3. Vi sinh vật trong không khí: • Không khí không có chất dinh dưỡng cho vi sinh vật phát triển + ánh sáng mặt trời làm cho vi sinh vật ít có khả năng nhân lên và tồn tại lâu.
• Trong không khí ngoài bụi ra còn có vi
khuẩn, vi rút, ký sinh trùng... như vi khuẩn lao, trực khuẩn bạch hầu, liên cầu tan máu nhóm A, tụ cầu vàng, vi rút cúm, sởi... • Phương thức lây truyền: VSV từ bệnh
nhân, từ người bệnh không triệu chứng bài tiết ra không khí và làm lây lan từ người này sang người khác chủ yếu là hình thức
gián tiếp.
4. Vi sinh vật thường ký sinh ở cơ thể người • Trên da và niêm mạc: ở da chủ yếu là cầu khuẩn Gram dương điển hình là các tụ cầu và các trực khuẩn Gram dương.
• Đường tiêu hóa:
– Ở miệng: có bã thức ăn kèm theo nhiệt độ
thích hợp thuận lợi cho một số VSV phát triển như tụ cầu, liên cầu, trực khuẩn sữa, trực khuẩn E.coli, xoắn khuẩn...;
– Trong dạ dày: có pH thấp nên rất ít vi sinh vật phát triển mà chủ yếu là những vi khuẩn từ miệng vào hay có một loại xoắn khuẩn là Helicobacter có khả năng phát triển trong môi trường acid gây viêm loét dạ dày, tá tràng...; – Ở ruột: ruột già có khoảng 70% E.coli rồi đến trực khuẩn Proteus, cầu khuẩn đường ruột,
trực khuẩn có vỏ sinh hơi và một số vi khuẩn
kỵ khí.
• Đường hô hấp:
– Ở mũi: có nhiều trực khuẩn giả bạch hầu và tụ
cầu đặc biệt là tụ cầu vàng;
– Ở họng mũi: chủng loại và số lượng VSV
phong phú do từ miệng lan truyền như phế cầu, H.influenzae...;
– Ở khí quản và phế quản: thường không có vi
sinh vật do có niêm dịch và đại thực bào. • Bộ máy sinh dục, tiết niệu: trong điều kiện bình thường
chỉ có bên ngoài bộ máy sinh dục, tiết niệu có vi sinh vật. – Nam giới: Mycobacterium smegmatis; lỗ niệu
đạo có tụ cầu, trực khuẩn Gram âm.
– Nữ giới: tụ cầu, trực khuẩn giả bạch hầu, cầu
khuẩn đường ruột, trực khuẩn E.coli.
• Niêm mạc mắt: thường thấy trực khuẩn niêm mạc hoặc tụ
cầu da.
• Bộ máy tuần hoàn và phủ tạng: bình thường không có vi
sinh vật.
• -Vi khuẩn có cấu tạo tế bào còn virus thì
không - Vi khuẩn có khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng còn virus thì không - Vật chất di truyền của vi khuẩn có cả ADN và ARN còn virus thì chỉ có hoặc ADN hoặc ARN - Vi khuẩn có riboxom và các enzime cần thiết cho qua trình tổng hợp Prôtêin còn virus thì không -vi khuẩn có thể có lợi,còn virus thì không.
