1
CÁC YẾU TỐ SINH HỌC
Mục tiêu bài học: sau khi học xong bài này, học viên có khả năng
1. Trình bày các khái niệm, các nhóm yếu tố 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
I. Định nghĩa và phân loại yếu tố sinh học
1. Định nghĩa yếu tố sinh học
Các yếu tố sinh học là các vi sinh vật (VSV) kể cả những VSV 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. Các yếu tố sinh học rất phổ biến trong môi trường tự nhiên, có thể
được tìm thấy trong nước, đất, thực vật và động vật. Hầu hết các yếu tố sinh học là
VSV.
2. Phân loại yếu tố sinh học
- Phân loại theo đặc điểm cấu trúc của 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 – giun sán), tảo, nấm, ký sinh trùng và protozoan - động vật nguyên sinh.
- Phân loại theo môi trường tồn tại:
+ Trong nước
+ Trong đất
+ Trong không khí
+ Trong cơ thể sinh vật (gây bệnh ở động vật)
2.1. Các vi sinh vật
2.1.1. Vi khuẩn
Vi khuẩn là những đơn bào không có màng nhân, hầu hết phát triển trong đất
hoặc trong môi trường nuôi cấy dạng lỏng. Dưới những hoàn cảnh đặc biệt, một số
loại vi khuẩn có thể biến đổi thành nha bào có khả năng chịu đựng với nóng, lạnh, khô,
hóa chất và phóng xạ tốt hơn là bản thân vi khuẩn.
Mỗi loại vi khuẩn có hình dạng và kích thước nhất định. Về hình thể người ta
chia vi khuẩn làm 3 loại lớn:
a. Các cầu khuẩn (Cocci):
Là những vi khuẩn có hình cầu, mặt cắt của chúng có thể là những hình tròn
hoặc hình bầu dục, hoặc hình ngọn nến. Đường kính trung bình khoảng 1m. Cầu
khuẩn lại được chia làm nhiều loại như: đơn cầu, song cầu, tứ cầu, tụ cầu và liên cầu.
b. Trực khuẩn (Bacillus):
2
Là những vi khuẩn hình que, đầu tròn hay vuông, kích thước các vi khuẩn gây
bệnh thường gặp là bề rộng 1m, chiều dài 2-5 m. Một số loại trực khuẩn gây bệnh
thường gặp như các vi khuẩn lao, thương hàn, lỵ, E.coli...
c. Xoắn khuẩn (Spirochaet):
Là những vi khuẩn có hình sợi lượn sóng và di động. Chiều dài các vi khuẩn
loại này có thể tới 30 m. Trong loại này có 3 giống vi khuẩn quan trọng là
Treponema (ví dụ xoắn khuẩn giang mai-Treponema pallidum), Leptospira và
Borrelia.
Ngoài những vi khuẩn có hình dạng điển hình trên còn có những loại vi khuẩn có hình
thể trung gian:
Trung gian giữa cầu khuẩn và trực khuẩn là cầu-trực khuẩn, như vi khuẩn dịch
hạch, trung gian giữa trực khuẩn và xoắn khuẩn là phẩy khuẩn mà điển hình là phẩy
khuẩn tả (Vibrio cholerae).
2.1.2. Vi rút (còn gọi là siêu vi trùng, siêu vi khuẩn hay siêu vi)
Vi rút là một đơn vị sinh học nhỏ bé (kích thước từ 20-300nm), có khả năng
biểu hiện những tính chất cơ bản của sự sống:
- Gây nhiễm cho tế bào
- Duy trì được nòi giống qua các thế hệ mà vẫn giữ tính ổn định về mọi đặc điểm sinh
học của nó trong tế bào cảm thụ thích hợp.
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
2.1.3. Prion, một loại mầm bệnh mới đơn giản hơn vi rút (Virus-likeagents: Prions):
Vào những năm 90 của thế kỷ XX, một tác nhân gây bệnh mới đã được phát
hiện là prion. Prion là những protein không bình thường, nó đề kháng cao với nhiệt độ
và phần lớn các hóa chất sát trùng. Prion xuất hiện trong các con bò điên (BSE) và gây
lan truyền sang bò khác và gây bệnh cả cho người. Bệnh Creutzfeldt-Jakob (CJD) ở
người cũng có các biểu hiện tương tự như bệnh bò điên. Đến 03-04-2005 trên toàn cầu
đã có 154 người bị bệnh này và chỉ còn 5 người sống. Prion xuất hiện ở bò hoặc người
đã kích thích một gen trong tế bảo thần kinh sản xuất một protein gần như prion làm
cho não bị xốp và bị phá hủy, dẫn tới xuất hiện triệu chứng bệnh.
3
Hình ảnh “các lỗ hổng” là đặc điểm của các tổ chức bị nhiễm prion (tổ chức có
cấu trúc lỗ rỗ như bọt biển).
2.1.4. Rickettsia, Chlamydia và Mycoplasma là những vi khuẩn ký sinh nội bào bắt
buộc (trước đây xếp loại chúng vào nhóm VSV trung gian giữa vi khuẩn và vi rút)
Rickettsia là những VSV bé hơn vi khuẩn nhưng lớn hơn vi rút. Chúng cũng ký
sinh nội bào bắt buộc như vi rút, nhưng chúng có nhiều đặc điểm của vi khuẩn hơn.
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).
2.1.5. Vi sinh vật trong môi trường
a. Vi sinh vật trong đất:
Đất là môi trường quan trọng đối với một số VSV và đất có một số điều kiện
cần thiết cho VSV phát triển. Trong các hạt bụi đất lại có cả nước, không khí, chất vô
cơ và cả chất hữu cơ tạo thành một loại môi trường thiên nhiên cho sự phát triển của
VSV. Nước trong đất là những dung dịch muối loãng trong đó có chứa những thức ăn
có ni tơ, những thức ăn vô cơ cần thiết cho sự phát triển của VSV, đồng thời cũng
chứa một số chất hữu cơ tan trong nước, các chất hữu cơ này luôn luôn phân giải tạo
thành các chất cần thiết cho VSV phát triển. Đất còn bị ô nhiễm phân và các chất bài
tiết của người và động vật với mức độ khác nhau. Từ đất, VSV 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...
b. Vi sinh vật trong nước:
Vi sinh vật có thể phát triển trong nước vì VSV chỉ sinh sản trong điều kiện ẩm
ướt. VSV 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 VSV rất nguy hiểm, nhất là nguồn nước bị
nhiễm VSV gây bệnh có khả năng lây lan như vi khuẩn Salmonella, Shigella, Vibrio
cholerae..
c. Vi sinh vật trong không khí:
Không khí là môi trường không có chất dinh dưỡng cho VSV phát triển thêm
vào đó lại có ánh sáng mặt trời càng làm cho VSV ít có khả năng nhân lên và tồn tại
4
lâu trong không khí. Trong không khí ngoài bụi ra còn có vi khuẩn, vi rút, ký sinh
trùng...
Một số VSV gây bệnh đường hô hấp như vi khuẩn lao, trực khuẩn bạch hầu,
liên cầu tan máu nhóm A, tụ cầu vàng, vi rút cúm, sởi... 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.
d. Vi sinh vật thường ký sinh ở cơ thể người
- Các VSV 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.
- Vi sinh vật ký sinh ở đường tiêu hóa: Ở miệng: trong miệng có bã thức ăn kèm theo
nhiệt độ thích hợp là điều kiện 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: trong dạ dày bình
thường có pH thấp nên rất ít VSV 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.
- Vi sinh vật ở đường hô hấp: Ở mũi: có nhiều trực khuẩn giả bạch hầu và tụ cầu đặc
biệt là tụ cầu vàng; Ở họng mũi: ở hầu thì VSV về chủng loại và số lượng khá phong
phú do từ miệng lan truyền như phế cầu, H.influenzae...; Ở khí quản và phế quản:
thường không có VSV do có niêm dịch và đại thực bào.
- Vi sinh vật ở bộ máy sinh dục, tiết niệu: trong điều kiện bình thường chỉ có bên ngoài
bộ máy sinh dục, tiết niệu có VSV. Nam giới thường có Mycobacterium smegmatis; lỗ
niệu đạo có tụ cầu, trực khuẩn Gram âm. Nữ giới có thể có tụ cầu, trực khuẩn giả bạch
hầu, cầu khuẩn đường ruột, trực khuẩn E.coli và thường không có VSV gây bệnh.
- Vi sinh vật ở niêm mạc mắt: thường thấy trực khuẩn niêm mạc hoặc tụ cầu da.
- Vi sinh vật ở bộ máy tuần hoàn và phủ tạng: bình thường không có VSV.
2.2. Ký sinh trùng
Là những sinh vật chiếm sinh chất của các sinh vật khác đang sống để tồn tại và
phát triển. Thí dụ gium móc hút máu ở thành ruột người.
Việt Nam có gần đầy đủ các loại ký sinh trùng y học mà trên thế giới có như:
2.2.1. Giun: Gồm các loại giun như giun đũa, giun tóc, giun móc, giun mỏ, giun lươn,
giun kim, giun chỉ bạch huyết, giun xoắn, giun đầu gai, giun đũa chó... Nhưng phổ
biến nhất vẫn là các loại giun đường tiêu hóa.
2.2.2. Sán lá: 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.
2.2.3. Sán dây: 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.
2.2.4. Đơn bào:
- Amip: amip ở ruột, ở nội tạng, ở răng miệng, ở mắt...
5
- Trùng roi: trùng roi đường tiêu hóa, đường sinh dục-tiết niệu, trùng roi đường
máu và nội tạng
- Trùng lông
2.2.5. 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.
2.2.6. 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).
2.2.7. Tiết túc gây bệnh và truyền bệnh: Có hàng trăm loại tiết túc liên quan đến y học
đã được phát hiện. Trong đó có loại truyền bệnh, có loại gây bệnh, có loại vừa truyền
bệnh vừa gây 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. Cơ chế tác động đến sức khỏe con người
1. Cơ chế tác động của VSV đến sức khỏe con người
1.1. Những vấn đề hiện nay của VSV
1.1.1. Gây các bệnh truyền nhiễm và gây đại dịch
VSV là căn nguyên của các bệnh truyền nhiễm. Hiện nay bệnh truyền nhiễm
vẫn là vấn đề lớn trong bệnh tật của thế giới. Các bệnh nhiễm vi rút như cúm, sởi,
viêm gan, Dengue xuất huyết... vẫn là vấn đề toàn cầu vì hiện nay chúng ta vẫn chưa
có đầy đủ thuốc đặc trị chống nhiễm vi rút. Còn vắc xin là biện pháp rất có ý nghĩa
quyết định nhưng nhiều loại bệnh do vi rút vẫn chưa có vác xin hữu hiệu. Ngoài những
bệnh nhiễm vi rút đã có từ lâu, gần đây còn xuất hiện một số bệnh vi rút mới như
HIV/AIDS, Ebola, bò điên, cúm gà, Hantavirus... Riêng HIV/AIDS đang gây đại dịch
toàn cầu và là vấn đề nổi cộm của toàn thế giới.
Gần đây ở nhiều nước (trong đó có Việt Nam) xuất hiện một loại dịch viêm
phổi cực kỳ nguy hiểm (SARS) do một loại vi rút mới giống như Corionaviridae và
gọi là vi rút SARS-COV. Tuy chưa lây lan toàn cầu và số người nhiễm khoảng 8000
người, nhưng tỷ lệ tử vong khá cao (gần 10%) và đã gây ảnh hưởng lớn đến kinh tế và
an ninh thế giới.
Hiện nay dịch cúm gia cầm đang lây lan mạnh ở Châu Á sang Châu Âu và
WHO cảnh báo có thể gây thành đại dịch cúm ở người.
Bên cạnh các bệnh truyền nhiễm cũ, thì gần đây còn nổi lên một số bệnh truyền
nhiễm mới nổi như do E.coli gây tiêu chảy, xuất huyết tiêu hóa và tiết niệu (do nhóm
EHEC) hoặc gây viêm loét dạ dày do Helicobacter pylori. Vi khuẩn này còn là căn