Đang tải... (xem toàn văn)
Kháng sinh là một loại vũ khí quan trọng để chống lại vi sinh vật. Tuy nhiên, với việc sử dụng kháng sinh không hợp lý như ngày nay thì hiện tượng vi khuẩn kháng kháng thuốc nhiều hơn, làm cho việc điều trị kém hiệu quả và con người đang phải vất vả khắc phục hậu quả đó. Việc sử dụng kháng sinh hợp lý thuốc kháng sinh phải thông qua việc chuản đoán lâm sàng chính xác và rất cần thiết phải dựa vào kết quả phân tích vi sinh để định rõ bản chất của vi khuẩn gây bệnh và biết được tính nhạy của nó với kháng sinh. Vì tầm quan trọng của việc sử dụng thuốc kháng sinh hợp lý, không được sử dụng bừa bãi thuốc kháng sinh cho vật nuôi khi có dấu hiệu nhiễm khuẩn.
Nhập mơn cơng nghệ sinh học BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC & KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI : CHẤT KHÁNG SINH GVHD: PHẠM MINH TUẤN SVTH: NGUYỄN THỊ HỒI THẮM NƠNG THỊ DUNG LÊ THỊ VUI NGUYEN THI KIM TUYEN NGUYEN THI HUYEN TP.HỒ CHÍ MINH, Ngay 27 Thang 12 Nam 2013 GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học MỤC LỤC TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH2 Lịch sử kháng sinh4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 I Phân loại kháng sinh5 Cơ chế tác động6 Nguyên tắc sử dụng kháng sinh8 Cách sử dụng kháng sinh hiệu quả8 II KHÁNG SINH TIÊU BIỂU: PENICILIN 2.1 Sơ lược penicilin Phần mở đầu GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Kháng sinh loại vũ khí quan trọng để chống lại vi sinh vật Tuy nhiên, với việc sử dụng kháng sinh khơng hợp lý ngày tượng vi khuẩn kháng kháng thuốc nhiều hơn, làm cho việc điều trị hiệu người phải vất vả khắc phục hậu Việc sử dụng kháng sinh hợp lý thuốc kháng sinh phải thơng qua việc chuản đốn lâm sàng xác cần thiết phải dựa vào kết phân tích vi sinh để định rõ chất vi khuẩn gây bệnh biết tính nhạy với kháng sinh Vì tầm quan trọng việc sử dụng thuốc kháng sinh hợp lý, không sử dụng bừa bãi thuốc kháng sinh cho vật ni có dấu hiệu nhiễm khuẩn Để phục vụ cho trình học tập, nghiên cứu kháng sinh việc sử dụng kháng sinh nên nhóm chon đề tài ”Kháng sinh” mục đích nhằm hiểu sâu kháng sinh, phân loại kháng sinh, chế tác động kháng sinh nguyên tắc sử dụng kháng sinh GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học I TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH 1.1 Lịch sử kháng sinh Giữa kỉ 17, thầy thuốc người Anh dùng rêu áp lên vết thương để chữa bệnh Cuối TK 19 Anh mẫu bánh mì mốc dùng để chữa vết thương Năm 1928, Alexander Flemming, nhà khoa học Scotland, lần thấy mơi trường ni cấy tụ cầu vàng có lẫn nấm Penicillium notatum khuẩn lạc gần nấm không phát triển Năm 1939, Ernst Boris Chain Howard Walter Florey ( ĐH Oxford) chiết từ nấm chất penicillin dùng điều trị 25.5.1940 thử nghiệm thành cơng chuột Hình 1: giới thiệu tổng quan kháng sinh Kháng sinh gì? Kháng sinh chất vi sinh vật tiết chất hóa học bán tổng hợp, tổng hợp với nồng độ thấp có khả đặc hiệu kìm hãm phát triển diệt vi khuẩn Nó có tác dụng lên vi khuẩn cấp độ phân tử, thường vị trí quan trọng vi khuẩn hay phản ứng trình phát triển vi khuẩn GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Chất kháng sinh (antibiotic) phát ứng dụng sớm penicilin Phân loại kháng sinh I.2 Nhóm kìm khuẩn Nhóm sát khuẩn Tetracyclin Tetracyclin Oxytetracyclin Chlotetracyclin Doxycyclin Macrolid Erythromycin Spiramycin Tylosin Tiamulin Josamycin Lincomycin Phenicol Beta Aminosid Streptomycin Gentamycin Kanamycin Neomycin Spectinomycin Quinolon Flumequin Norfloxacin Enrofloxacin Ciprofloxacin Marbofloxacin Chloramphenicol Thiamphenicol Florfenicol Sulfamid Diaminopyrimidin Trimethoprim Diaveridin Ormethoprim Polypeptid Pyrimethamin GVHD: PHẠM MINH TUẤN Lactams Penicillin Ampicillin Amoxcillin Cephalosporin Page Colistin Bacitracin Polymycin Nhập môn công nghệ sinh học I.3 Cơ chế tác động Hình 2: Cơ chế tác động kháng sinh Ức chế trình tổng hợp thành tế bào vi khuẩn: • Thành tế bào cấu tạo peptidoglycan(PG), có chức giữ hình dạng đặc trưng cho tế bào, bảo vệ tế bào khỏi áp lực thẩm thấu cao bên tế bào • PG cấu tạo chuỗi polisaccarit đơn phân hai loại dẫn xuất glucoza nằm xen kẽ lặp lại cách liên tục (NAG-NAM) Để sinh trưởng phân chia tế bào phải tổng hợp PG vận chuyển tới vị trí sinh trường thành tế bào.Chất kháng sinh ức chế trình hình thành liên kết chéo tetrapeptit tiểu phân NAM • Penicilin chất có vùng chức vịng β-lactam, β-lactam ức chế hình thành PG cách gắn với transpeptidaza enzyme cần thiết cho hình thành liên kết chéo chuỗi PG, kiềm hãm hoạt tính enzyme làm gián đoạn tổng hợp thành tế bào vi khuẩn GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Các nhóm kháng sinh gồm có penicillin, bacitracin, vancomycin Do tác động lên trình tổng hợp vách nên làm cho vi khuẩn dễ bị đại thực bào phá vỡ thay đổi áp suất thẩm thấu Ức chế chức màng tế bào: • Cơ chế làm chức màng làm cho phân tử có khối lượng lớn ion bị ngoài.Các kháng sinh phá hủy màng sinh chất cách gắn với esgosterol hay cholesterol thành phần màng sinh chất, tạo nên lỗ màng làm thất nội chất ngồi dẫn tới gây chết tế bào • Tế bào chất tất tế bào sống bao bọc màng tế bào chất Màng xem hàng rào có khả thẩm thấu chọn lọc, thực chức vận chuyển chủ động kiểm soát thành phần bên tế bào Nếu toàn vẹn chức màng tế bào chất bị phá vỡ đại phân tử ions thoát khỏi tế bào làm tế bào chất Màng tế bào chất vi khuẩn vi nấm có cấu trúc khác với tế bào động vật dễ dàng bị phá vỡ số tác nhân • Các nhóm kháng sinh gồm có : colistin, polymyxin, gentamicin, amphoterricin Ức chế trình sinh tổng hợp protein • Hình 3: Vị trí tác dụng kháng sinh ức chế sinh tổng hợp protein • Nhóm aminoglycosid: gắn với receptor tiểu phân 30S ribosome làm cho q trình dịch mã khơng xác Gồm giai đoạn: GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Giai đoạn 1: Thuốc gắn vào Protein thụ thể chuyên biệt tiểu đơn vị 30S ribosome vi khuẩn Giai đoạn 2: Thuốc phong bế hoạt tính phức hợp “initiation complex” trình thành lập chuỗi Peptide (ARNm + formylmethiomine + ARNt) Giai đoạn 3: Thông tin ARNm bị đọc sai vùng nhận diện (recognition region) ribosome, kết acid amin không phù hợp đưa vào chuỗi peptide, tạo Protein khơng có chức Giai đoạn 4: Sự gắn thuốc làm vỡ polysome thành monosome khơng có khả tổng hợp Protein, tác động xảy nhiều có tính đồng thời kết tế bào vi khuẩn bị giết • Nhóm chloramphenicol : gắn với tiểu phân 50S ribosome ức chế enzyme peptidyltransferase ngăn cản việc gắn acid amin vào chuỗi polypeptide • Nhóm macrolides lincoxinamid: gắn với tiểu phân 50S ribosome làm ngăn cản trình dịch mã acid amin chuỗi polypeptide Ức chế trình tổng hợp acid nucleic • Nhóm refampin: gắn với enzyme RNA polymerase ngăn cản q trình mã tạo thành mRNA (RNA thơng tin) • Nhóm quinolone : ức chế tác dụng enzyme DNA gyrase làm cho hai mạch đơn DNA khơng thể duỗi xoắn làm ngăn cản q trình nhân đơi DNA • Nhóm sulfamide: có cấu trúc giống PABA (p aminobenzonic acid) có tác dụng cạnh tranh PABA ngăn cản q trình tổng hợp acid nucleotid • Nhóm trimethoprim : tác động vào enzyme xúc tác cho trình tạo nhân purin làm ức chế trình tạo acid nucleic 1.4 Cách sử dụng kháng sinh hiệu quả: Để có sở chọn loại kháng sinh thích hợp, ta nên dựa vào: - Kết chẩn đoán bệnh -Tính nhạy m hay nhiều vi khuẩn gây bệnh kháng sinh (dựa vào kháng sinh đồ hiểu biết thống kê dịch tễ) - Khả tới ổ bệnh kháng sinh (dựa vào hiểu biết tác động dược lý) - Cơ địa thú (có mang, bệnh gan, thận, thú non) II KHÁNG SINH TIÊU BIỂU: PENICILIN 2.1 Sơ lược penicilin GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Năm 1928, nhà khoa học Alexander Flemming người Scotland lần thấy mơi trường ni cấy tụ cầu vàng có lẫn nấm penicilium khuẩn lạc gần nấm khơng phát triển được, sau chất peniciline chiết xuất từ nấm để dùng điều trị Vào năm 1941, peniciline trở thành kháng sinh tìm sản xuất để dùng lâm sàng Khi đó, kháng sinh coi chất vi sinh vật tiết (vi khuẩn, vi nấm), có khả kìm hãm phát triển vi sinh vật khác, từ gốc Hy Lạp antibiotic, nghĩa chống lại sống Hình 4: Thuốc penicilin 2.2 Hình 5: Alexander Fleming Sinh tổng hợp penicilin GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập mơn cơng nghệ sinh học Hình 6: Sinh tổng hợp penicilin Có bước quan trọng việc sinh tổng hợp penicillin G (benzylpenicillin) • BUOc thứ trùng ngưng amino axit—L-α-aminoadipic axit, L-cysteine, Lvaline thành tripeptit Trước trùng ngưng thành tripeptit, amino axit L-valine phải trải qua epimer (đồng phân khơng gian) hóa để tạo thành D-valine tripeptit trùng ngưng đặt tên δ-(L-α-aminoadipyl)-L-cysteine-D-valine (ACV) Phản ứng trùng ngưng epimer hóa xúc tác enzym δ-(L-α-aminoadipyl)-Lcysteine-D-valine synthetase (ACVS) • Bước thứ sinh tổng hợp penicillin G chuyển đổi ơxy hóa ACV mạch thẳng thành isopenicillin N trung gian có vịng enzym isopenicillin N synthase (IPNS), mã hóa gen pcbC Isopenicillin N chất trung gian yếu, khơng thể hoạt động kháng khuẩn mạnh • Bước cuối chuyển hóa amin enzym isopenicillin N Nacyltransferase, gốc α-aminoadipyl bênh cạnh chuỗi isopenicillin N bị loại bỏ thay cho chuỗi phenylacetyl Phản ứng điều khiển gen penDE, trình tạo penicillin 2.3 Cơ chế tác động penicillin Ức chế trình tổng hợp vách (vỏ) vi khuẩn Do tác động lên trình tổng hợp vách vi khuẩn nên dễ bị đại thực bào phá vỡ thay đổi áp suất thẩm thấu GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 10 Nhập mơn cơng nghệ sinh học Hình 7: Cơ chế tác động penicillin III Penicillin sát trùng cách giết vi khuẩn hạn chế sinh trưởng chúng Chất không giết phần tử trạng thái nghỉ mà tiêu diệt phần tử sinh trưởng sinh sản Penicillin tiêu diệt nhiều loài vi khuẩn gây bệnh khác pneumococci, streptococci, gonococci, meningococci, clostridium syphi lis spirochete Penicillin sử dụng làm dược phẩm trị bệnh chết người viêm nội tâm mạc, nhiễm trùng máu, gas gangrene, mủ lậu, sốt vàng da, giang mai, viêm loét lưỡi cấp MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ SỬ DỤNG KHÁNG SINH 3.1 Nguyên tắc sử dụng kháng sinh Chỉ định theo phổ tác dụng nhiễm khuẩn xác định, dung kháng sinh phổ hẹp Dung đủ liều để đạt nồng độ đủ ổn định Chỉ dung kháng sinh ccho nhiễm khuẩn không dung cho nhiễm vi rus Dung sớm tốt Dung đủ thời gian: sở nhiễm khuẩn, vi khuẩn nhiều giai đoạn khác với kháng sinh Nếu sau ngày dung kháng sinh, sốt không giảm, cần thay phối jowpj kháng sinh Cần phối hợp với biện pháp điều trị khác: nhiễm khuẩn có ổ mủ, hoại tử mô, phẩu thuật bổ sung vitamin ý đến cơng tác hộ lý Phịng ngừa thuốc kháng sinh phải thật hợp lý III.2 Kháng kháng sinh III.2.1 Khái niệm GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 11 Nhập môn công nghệ sinh học Kháng sinh kháng xảy loại kháng sinh bị khả kiểm soát hiệu giết chết vi khuẩn phát triển, nói cách khác, vi khuẩn "kháng" tiếp tục nhân lên diện nồng độ điều trị kháng sinh Cơ chế Vi khuẩn sản xuất enzyme phá hủy hoạt tính kháng sinh Thay đổi khả tiếp xúc kháng sinh vi sinh vật gây bệnh Vi khuẩn thay đổi khả thẩm thấu màng tế bào chất kháng sinh Vi khuẩn làm thay đổi khả thẩm thấu màng tế bào thuốc Vi khuẩn thay đổi đường biến dưỡng làm tác dụng thuốc 3.2.2 Hình 8: Cơ chế kháng kháng sinh vi khuẩn IV SỰ PHỐI HỢP KHÁNG SINH 4.1 Mục đích: Kháng sinh phối hợp trường hợp: Mở rộng phổ kháng khuẩn Điều trị mà chưa xác định khuẩn gây bệnh GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 12 Nhập môn công nghệ sinh học 4.2 Cho trường hợp nhiễm trùng kết hợp Cần tác động hiệp lực Bệnh nặng cần phải điều trị chờ kết xét nghiệm Hạn chế đề kháng Đối với kháng sinh tạo đề kháng nhanh Các nguyên tắc phối hợp kháng sinh 4.3 Hình 9: Mơ tả ngun tắc phối hợp kháng sinh Nhược điểm phối hợp kháng sinh Khi thầy thuốc không hiểu rõ phối hợp không sẽ: Dễ gây kháng chọn lựa vi khuẩn Tăng độc tính kháng sinh Hiệp đồng đối kháng GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 13 Nhập môn công nghệ sinh học V VI Giá thành điều trị cao Nói chung, nên hạn chế phối hợp có kháng sinh phổ rộng NHU CẦU PHÁT TRIỂN KHÁNG SINH MỚI Siêu kháng sinh từ đại dương Việc phát dịng thuốc kháng sinh hồn tồn trường hợp hoi, mở hy vọng điều trị hiệu tình trạng nhiễm khuẩn MRSA (tụ cầu khuẩn vàng kháng trụ sinh) bệnh than, vốn mối đe dọa nghiêm trọng cho cộng đồng, theo BBC Hợp chất mới, tên anthracimycin, dường có hiệu dùng để điều trị nhiễm khuẩn nguy hiểm trên, cấu trúc khơng giống kháng sinh tự nhiên tìm thấy trước “Điểm thật quan trọng nghiên cứu anthracimycin có cấu trúc hóa chất độc vơ nhị mớimẻ”, theo trưởng nhóm William Fenical Viện Hải dương học Scripps Phát đồng thời hứa hẹn tạo hội phát triển dòng kháng sinh liên quan Sau chuyên gia Alexander Fleming tìm thấy Penicillin vào năm 1928, 25 loại thuốc điều chế LƯU Ý KHI DÙNG THUỐC KHÁNG SINH Hình 10: Lưu ý sử dụng kháng sinh Chỉ sử dụng kháng sinh thật bị bệnh nhiễm khuẩn Chỉ có thầy thuốc điều trị dựa vào kinh nghiệm chữa bệnh, dựa vào xét nghiệm, làm kháng sinh đồ xác định có nhiễm khuẩn hay khơng? Phải chọn loại kháng sinh Nếu chọn dùng kháng sinh không loại bệnh thuốc khơng có hiệu GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 14 Nhập môn công nghệ sinh học Phải có hiểu biết thể trạng người bệnh Ðặc biệt phụ nữ có thai, người già, người bị suy gan, suy thận, có thầy thuốc điều trị có đủ thẩm quyền cho sử dụng kháng sinh Phải dùng kháng sinh liều cách Phải dùng kháng sinh đủ thời gian Tùy theo loại bệnh tình trạng bệnh thời gian dùng kháng sinh có dài ngắn thông thường không ngày Chỉ phối hợp nhiều loại kháng sinh thật cần thiết Phòng ngừa thuốc kháng sinh phải thật hợp lý Chỉ có trường hợp đặc biệt thầy thuốc cho dùng thuốc kháng sinh gọi phòng ngừa Thí dụ, dùng kháng sinh phịng ngừa phẫu thuật nguy nhiễm khuẩn hậu phẫu Hoặc người bị viêm nội mạc tim chữa khỏi phải dùng kháng sinh để ngừa tái nhiễm VII KẾT LUẬN GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 15 Nhập môn công nghệ sinh học Thuốc kháng sinh có lịch sử nghiên cứu lâu đời, hợp chất tự nhiên, bán tổng hợp tổng hợp, có tác dụng diệt khuẩn có khả ức chế tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh Với phát triển nhóm kháng sinh để kháng sinh thực sử phát huy tác dụng, hiệu việc điều trị bệnh nhiễm khuẩn.Việc sử dụng thuốc kháng sinh cần đảm bảo nguyên tắc, quy định việc sử dụng để khắc phục hậu kháng kháng thuốc sinh phổ biến viếc lạm dụng thuốc bệnh nhân, kể bác sĩ, nhân viên y tế nhân viên nhà thuốc Khi mắc bệnh nhiễm khuẩn mà khơng cịn khơng có thuốc điều trị gây hệ lụy không lường Vì vậy, người kể bệnh nhân lẫn bác sĩ nhân viên y tế cần phải quan tâm đến vấn đề thuốc kháng sinh trước muộn VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Nhập môn Công nghệ Sinh Học,Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm,TP.HCM Nhập môn Công nghệ Sinh Học,Phạm Thành Hổ,NXB Giáo Dục,Hà Nội GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 16 Nhập môn công nghệ sinh học http://www.docstoc.com/docs/105058076/KH%EF%BF%BDNG-SINH-V %EF%BF%BD-CO-CH-KH%EF%BF%BDNG-THUC-CA-VI-KHUN http://www.khoahoc.com.vn/doisong/yhoc/suc-khoe/48267_Sieu-khangsinh-tu-dai-duong.aspx http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/652penicillin.html Báo cáo tốt nghiệp khoa Công Nghệ Sinh Học trường Đại học Mở TP HCM http://www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/Antibiotics/Antibiotics.htm#DI SCOVERY http://3tpharma.com.vn/1604/nhung-luu-y-khi-su-dung-thuoc-khang-sinh/ http://www.dieutri.vn/duocly/6-7-2011/S946/Dai-cuong-thuoc-khang- sinh.htm#ixzz2p8j9GL2l 10 http://bocaudua.com/index.php?language=vi&nv=news&op=Benh-tat- thuoc/Phan-loai-va-phoi-hop-khang-sinh-hieu-qua-53 11 Al-Abdallah, Q., Brakhage, A A., Gehrke, A., Plattner, H., Sprote, P., Tuncher, A (2004) “Regulation of Penicillin Biosynthesis in Filamentous Fungi” Trong Brakhage AA Molecular Biotechnolgy of Fungal betaLactam Antibiotics and Related Peptide Synthetases (88) tr 45– 90 doi:10.1007/b99257 ISBN 3-540-22032-1 12 Brakhage, A A (1998) “Molecular Regulation of β-Lactam Biosynthesis in Filamentous Fungi” Microbiol Mol Biol Rev 62 (3): 547– 85 PMC 98925 PMID 9729600 13 Baldwin, J E., Byford, M F., Clifton, I., Hajdu, J., Hensgens, C., Roach, P, Schofield, C J (1997) “Proteins of the Penicillin Biosynthesis Pathway” Current Opinion in Structural Biology(7): 857–64 GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 17 ... đến vấn đề thuốc kháng sinh trước muộn VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài giảng Nhập môn Công nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm,TP.HCM Nhập môn Công nghệ Sinh Học, Phạm Thành Hổ,NXB Giáo... kháng sinh hiệu quả8 II KHÁNG SINH TIÊU BIỂU: PENICILIN 2.1 Sơ lược penicilin Phần mở đầu GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page Nhập môn công nghệ sinh học Kháng sinh loại vũ khí quan trọng để chống lại vi sinh. .. Phịng ngừa thuốc kháng sinh phải thật hợp lý III.2 Kháng kháng sinh III.2.1 Khái niệm GVHD: PHẠM MINH TUẤN Page 11 Nhập môn công nghệ sinh học Kháng sinh kháng xảy loại kháng sinh bị khả kiểm soát