PGS.TS. KIỀU HỮU ẢNH

G i á o

t r i n h

VI SINH VẬT HỌC
Lý thuyết và bài tập giải sẵn
PHẦN 2
MICROBIOLOGY
Core concepts a n d solved p r o b l e m s
Part T w o

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẬT
HÀ NỘI



Lời

n ó i

đ ấ u

Phần Ì "Giáo trình Vi sinh vật học - Lý ứìuỵết và bài tập giải
sẵn" sau khi xuất bẳn đã dược đón lứiận và hoan nghênh điều này cố vũ
tác giả rất nhiều trong quá trìnli hoàn thànlĩ Phần 2. Những đóng góp quý
báu cua các bạn đồng nghiệp và dông dào anh chị em sừứì viên trong và
ngoài trường đã giúp tác giả tránh dược nhiều sai phạm không dáng mắc
về cả nội dung lẫn hình thức trong tập này. Tuy nhiên, do ìứiững hạn chế
về trình độ và thời gian, việc cuốn sách văn còn mang nhiều thiếu sót khác

6.3. Bài tập
6.3.1. Bài kiểm tra nhập món
6.3.2. Câu hỏi lựa chọn
6.3.3. Điên vào các chỗ trống
6.3.4. Trả lời bằng đúng hoặc sai
6.3.5. Sắp xếp cho phù hợp
6.3.6. Trả lời ngắn
6.3.7. Câu hỏi suy luận
CHƯƠNG BÀY: SINH HỌC PHÂN TỬ& DI TRUYỀN HỌC VI SINH VẶT
7.1. Mục tiêu
7.2. Các kiến thức cơ bản

Trang
9
9
10
10
13
15
16
17
18
19
20
21
25
25
27
38
43

8.2.2. Các công cụ của cõng nghệ ADN tái tổ hợp
8.2.3. Các kĩ thuật của cồng nghệ ADN tái tổ hợp
8.2.4. Các ứng dụng cùa công nghệ ADN tái tổ hợp
8.2.5. Tính đạo đức và tính an toàn của công nghệ ADN tải tổ hợp
8.2.6. Genomics và Proteomics
8.3. Bài tập
8.3.1. Bài kiểm tra nhập mồn
8.3.2. Cáu hỏi lựa chọn
8.3.3. Sắp xếp cho phù hợp
8.3.4. Điên vào chỗ trống
8.3.5. Trả lời bằng đúng hoặc sai
8.3.6. Trả lời ngắn
8.3.7. Câu hỏi suy luận
CHƯƠNG CHÍN : VI SINH VẬT HỌC THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHIỆP
9.1. Mục tiêu
9.2. Các khái niệm cơ bản
9.2.1. Vi sinh vật học thực phẩm
9.2.2. Nguyên nhân và cách phòng ngừa sự hư hỏng thực phẩm

77
83
87
88
101
112
121
121
122
153
159

9.2.6. Liệu pháp sinh học
9.3. Bài tập
9.3.1. Bài kiểm tra nhập mòn
9.3.2. Câu hòi lựa chọn
9.3.3. Sắp xếp cho phù hợp
9.3.4. Điên vào chỗ trống
9.3.5. Trả lời bằng đúng hoặc sai
9.3.6. Trả lời ngắn
9.3.7. Câu hỏi suy luận
CHƯƠNG MƯỜI: SINH THÁI HỌC VI SINH VẬT
10.1. Các thuật ngữsinh thái học
10.2. Các khái niệm cơ bản
10.2.1. Quần thể, nhóm loài cùng sinh thái và quẩn xã
10.2.2. Sinh thái học vi sinh vật
10.2.3. Vi sinh vật trang tự nhiên
10.2.4. Nồng độ chất dinh dưỡng và tốc độ sinh trưởng
10.2.5. Cạnh tranh và hợp tác vi sinh vật
10.2.6. Các phương pháp trong sinh thái vi sinh vật
10.2.7. Vai trò của vi sinh vật trong các vỏng tuần hoa sinh địa hóa
10.2.8. Chu trình cacbon
10.2.9. Chu trinh nitơ
10.2.10. Chu trinh lưu huỳnh
10.2.11. Chu trinh photpho
10.2.12. Chu trinh sắt
10.2.13. Sự phân giải sinh học dấu mỏ
10.2.14. Sự phân giải các chất lạ sinh học
10.2.15. Agrobacterium và bệnh mụn tán
10.2.16. Vi sinh vát học đất
10.2.17. Vi sinh vật học nước
10.3. Bài tập

342
346
348
351
355
359
363
363
364
384


10.3.4. Các phương pháp đánh giá các dặc tính vi sinh vật của nước
10.3.5. Điên vào chỗ trống
10.3.6. Trả lời bằng đúng hoặc sai
10.3.7. Trả lời ngắn
10.3.8. Câu hỏi suy luận
PHẤN TRẢ LỜI
Chương sáu
Chương bảy
Chương tám
Chương chín
Chương mười
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

389
389
396
400
403

List five mechanisms by which drugs deter
hủy sự sinh trưởng của các tác nhân gây bệnh. pathogen growth.
• Mó tả và cho vi dụ vé các loại thuốc tác động• lẽn
Describe and give examples of drugs thát affect
thành tế bào của các tác nhân gây bệnh.
the cell walls of pathogens.
• Phân biệt và các loại thuốc phố hẹp và phổ rộng
• Distinguish betvveen narrow-spectrum and broadkhi nói vé đích tác dụng và các tác dụng phụ. spectrum drugs in terms oi targets and side
• So sánh và tương phản các phép thử Kirby- effects.
Bauer, Etest, MIC (noncỊ độ ức chế tối thiểu),• vàCompare and contrast Kirby-Bauer, Etest , MIC
MBC (nóng độ diệt khuân tối thiểu).
and MBC tests.
• Thảo luận về các ưu điểm vầ nhược điểm của• Discuss the advantages and disadvantages of the
cấc con dường khác nhau trong việc đưa thuốcdifferent routes of administration of antimicrobial
kháng vi sinh vật vào cơ thể.
drugs.
• Kể ra ba tác dụng phụ chủ yếu của việc điêu• Identity
trị
three main side effects of antimicrobial
bằng chất kháng vi sinh vật.
therapy.
• Mô tả mối quan hệ giữa các plasmit R và các• tế
Describe the relationship between R-plasmids and
bào đè kháng.
resistant cells.
• Kể ra năm phương thức mà nhờ đó vi sinh vật• có
List five ways by which microorganisms can be
thể đế kháng với các loại thuốc kháng vi sinh vật.resistant to antimicrobial drugs.
• Định nghĩa sự đè kháng chéo.
• Deíine cross resistance.

đồng thuốc cuối cùng có thể bảo vệ chống lại các line of deíense against methicillin-resistant s.
chủng staphylococcus aureus đè kháng với metixilin.
aureus. Although other drugs may be usedtofight Ít,
Mặc dầu các loại thuốc khác cũng có thể được sử this "superbug" strain of s. aureus leaves patients
dụng để chống lại nó, song, chủng s. aureus "siêufew options for detense - and indeed Ít can cause
rệp" này đã dể lại cho bệnh nhân rất ít cơ hội lựa chọn
death.
để bảo vệ - và trong thực tế nó có thể gây ra tử vong.
How do antimicrobial drugs work? Why do
Các loại thuốc kháng vi sinh vật hoạt động như thế
work ôn some microorganisms and nót ôn others?
nào ? Tại sao chúng tác động lên một số vi sinh W
vậthat can be done about the increasing problem of
này mà không tác động lèn các vi sinh vật khác ?superbugs
Có
thát resist a wide variety of existing
thể làm điêu gi để giải quyết mức độ đè kháng ngây
drugs? This chapter focuses ôn the chemical control
Chemicals thát affect physiology in any manner,
càng trầm trọng của các siêu rệp với hàng loạt loại of pathogens
in the body.
thuốc hiện hành? Chương này sẽ tập trung vào sự such as caffeine, alcohol, and tobacco, are called
drugs. Drugs thát act against diseases are called
kiểm soát bằng con đường hóa học các tác nhân gáy
chemotherapeutic agents. Examples include insulin,
bệnh trong cơ thể.
anticancer
drugs, and drugs for treating iníections Các hóa chất dù tác động lẽn sinh lý học theo bất
called antimicrobial agents (antimicrobials), the
kỳ hình thức nào, như cafein, cồn và thuốc lá đêu được

- anything to relieve the symptoms thát
ngắn vé hóa trị liệu nhờ các chất kháng vi sinh vật.
had vặt
so quickly consumed their four-year-ũld
6.2.1. Lịch sửvể các tác nhãn kháng vi sinh
vitality. Sadly, there was little the doctor
Mót cồ gái nhỏ đang vặt lộn để thở trongdaughter'
khi bốs mẹ
could
do.
T
he thick "pseudomembrane" of diphtheria,
cô đứng cam lặng bén cạnh mong_ bác sĩ có thể lâm
c
o
m
p
o
s
e
d
of
bacteria, mucus, blood clotting factors.
một điếu gi đó - bất kỳ điêu gì miễn lá làm dịu được
các triệu chứng đang làm kiệt quệ nhanh chóng sức
lực của một cô bé bốn tuổi. Song đáng buồn thay, bấc
sĩ
có thể
ít. "Máng
giả" dàydịch

các phương pháp điêu trị bệnh bạch háu; tất cà nhữdiphtheria;
ng
all physicians could do was wait and
gi bác sĩ có thể lãm đươc là chờ đợi và hy vọng. hope.
Vào đáu thế kỷ thứ 20, phần lớn hoạt dộng y học
Át the beginning of the 20th century much of
đã có thể chẩn đoán bệnh, tiên liệu diễn biên cua medicine involved diagnosing illness, describing its
bệnh, và cho các thành viên của gia đỉnh bệnh nhân
expected course, and telling íartiily members either
biết bệnh nhãn có thểốm bao lâu vá nếu có thể được,
how long a patient might be sick, or when ttiey mịghl,
liệu cỏ ta có chết hay không. Mặc dù trước đó ítexpect
lâu, her to die. Even though physicians and
các bác sĩ vá các nhà khoa học đã chấp nhận họcscientists had recently accepted the germ theory of
thuyết mầm bệnh vá biết được nguyên nhân của nhiều
disease and knew the causes of many diseases, very
bệnh. song họ chỉ có thể lầm được rất ít để ức chế
littlecáccould be đone to inhibit pathogens. including
tác nhân gây bệnh, trong đó có Corynebacterium
Corynebacterium diphtheriae, and alter the course
diphtheriae, và lâm thay đổi diên biến của các intections.
bệnh
In fact, one-third of children bom in the
ít was át this time thát Paul Ehrlich (1854-1915).
nhiễm trùng. Trong thực tế, một phần ba trẻ em được
early 190ŨS died from iníectious diseases beíore the
a visionary German scientist, proposed the tem
sinh vào đáu những năm 1900 đã chết do các bệnh
age of fve.
chemotherapy to describe the use of chemicals thát

Plemi
ng coined the term antibiotìcs to describe
giết được các ký sinh trùng Trypanosoma và một
hợp
antimicrobial
agents thát are produced naturally by
chất khác chóng lại tác nhân gây bệnh giang mai. Vài
an organism. In common usage today "antibiotic"
năm sau đó, vào năm 1929, nhà vi khuẩn học người
Anh Alexander Fleming (1881—1955) đã báo cáo vémeans "an antibacterial agent," excluding agents
and antiíungal
ough arsenic
compouactivity.
nds and penicillin were
hiệu quả kháng vi sinh vật của penixilin do nám mốwith
c Thantiviral
discovered first, they were nót the first antimicrobials
Penicillium tiết ra. Fleming đưa ra thuật ngữ chất
kháng sinh để mô tả các tác nhân kháng vi sinh vậtin widespread use because Ehrlichs arsenic
được sinh ra một cách tự nhiên nhờ một cơ thể sinh
vật. Theo cách sử dụng thông thường ngày nay "chất
kháng sinh" chỉ có nghĩa là "một tác nhãn kháng
khuẩn" mà không tính đến các tác nhân có hoạt tính
kháng virut và kháng nấm.
ặcvidù
hợp
chất
vàphải
penixilin
được

tác nhãn khẳng vi sinh vật được ứng dụng đấu tiênpractical
có
antimicrobial agent efficacious in treating a
hiệu quả trong việc điêu trị hàng loạt các bệnh nhiễm
wide array of bacterial intections.
trùng do vi khuẩn.
other microorganisms besides the mold
Ngoài nấm mốc Penicillium, các vi sinh vật Penicillium
khác
are sources of usetul antimicrobials, most
cũng lá nguồn khai thác các tác nhân kháng vi sinh notably
vật the íungus Cephalosporium and species of
có ích, nổi bật nhất là nấm Cephalosporium vàsoil-dwelling
các vi bacteria in the genera Bacillus and
khuẩn sống trong đất thuộc các chi Bacillus và streptostreptomyces. Additionally, by altering the chemical
myces. Ngoài ra, bằng cách làm thay dổi câu trúcstructure
hóa
of antibiotics, scientists produce
học của các chất kháng sinh, các nhà khoa học dãsemisynthetics
tạo
- drugs thát are more effective,
ra các chất bán tổng hợp - các loại thuốc hiệu quả hơn,
longer lasting, or easier to administer than the
tác dụng kéo dài hơn vã dẻ uống hơn so với cácnaturally
chất occurring antibiotics. Antimicrobials thát are
kháng sinh tốn tại trong tự nhiên. Các tác nhãn kháng
completely synthesized in a laboratory are called
vi sinh vật được tổng hợp hoàn toán trong phòng thísynthetics. More than half of all antibiotics and seminghiệm được gọi là các chất tổng hợp. Trên một nsynthetics
ửa
are derived tròm species of

khuẩn có số lượng và tính đa dạng lớn nhất trongansố
d anthelmintic drugs are available because fungi,
các tác nhãn kháng vi sinh vật. Tương tự, có ít loại protozoa, and helminths - like their animal and
thuốc kháng nấm, kháng nguyên sinh động vật và human hosts - are eukaryotic and thus shace many
kháng giun hơn vi rằng nấm, nguyên sinh động vậtco
vàmmon íeatures. The number of effective antiviral
giun - giống như các vật chủ động vật và người -drugs
lả is even more limited, despite major differences
những sinh vật nhân chuẩn và do vậy có nhiêu đặcin structure, because viruses utilize their host cells'
điểm chung. Con số thuốc kháng virut có hiệu quàenzymes and ribosomes to metabolize and replicate.
thậm chí còn ít hơn nữa mặc dù có sự khác biệt lớn
vé
Theretore,
drugs thát are effective against viral
cấu trúc, vi rằng vimt sử dụng các enzim và riboxom
replication are likely toxic to the host as well.
của tế báo vật chủ để trao đổi chất và nhãn lẽn. D
o
Although
they can have a variety of effects
vậy các thuốc chống lại hiệu quả sự nhân lên của virut
pathogens, antimicrobial drugs can be categorized
trên
cũng
Mcác
ặcó
c dù
tác
thểcó
nhân

targeting the differences between prokaryotic and
mã) bằng cách nhằm vào những sự khác biệt giữa eukaryotic ribosomes.
riboxom nhân sơ và riboxom nhân chuẩn.
• Drugs thát disrupt the cytoplasmic membrane.
• Các loại thuốc phá vỡ màng tế bào chất.
• Drugs thát inhibit general metabolic pathvvays.
• Các loại thuốc ức chế các con đường trao đối chất
• Drugs thát inhibit nucleic acid synthesis.
chung.
• Drugs thát block a pathogerís recognition of or
In the following
sections we examine these
• Các loại thuốc ức chế sự tống hợp axit nucleic. attachment
to its host.
mechanisms in tùm.
• Các loại thuốc ngăn cản sự nhận diên một tác nhân
gây bệnh hoặc phong tỏa sự gằn của nó vào vật chủ.
Inhibition of cell vvall synthesis
Trong phẩn sau đây chúng la sẽ nghiên cứu lân lượt
A cell wall protects a cell tròm the effects of
các cơ chế này.
6.2.2. Sự ức chế tổng hợp thành tế bào osmotic pressure. The major structural component of
a bacterial
Thành tế bào bảo vệ tế bào khỏi ảnh hưởng
của áp cell wall is its peptidoglycan layer. As we
discussed
in Chapter 2, peptidoglycan is a single,
suất thầm thấu. Thánh phần cấu trúc cơ bàn cua thành
tế báo vi khuẩn là lớp peptiđoglican của nó. Như huge macromolecule composed of polysaccharide
chains of altemating N-acetylglucosamine (NAG)

loại
thuốc này là các beta-lactam, như penixilin và beta-lactam Ịfl-lactam)rings.Beta-lactams inhibit
xephalosporin, đây là các tác nhân kháng vi sinh vậtpeptidoglycan formation by irreversibly binding to the
mà phấn hoạt động cùa chúng được gọi là các vòngenzymes thát cross-link NAM subunits. In the
absence
of correctly íormed peptidoglycan, growing
beta-lactam {0-lactam). Các beta-lactam ức chế
sự tạo
bacterial
cells
have weakened cell walls thát are less
thành peptiđoglican bằng cách liên kết khống thuận
resistant
to
the
effects of osmotic pressure. The
nghịch vào các enzim chịu trách nhiệm đối với sự liên
underlying
cytoplasmic
membrane bulges through the
kết chéo các dưới đơn vị NAM. Khi thiếu sự tạo thành
peptiđoglican một cách chính xác thì các tế bào vi wea'kened portions of cell wall as vvater moves into
khuẩn đang sinh trưởng sê có một thành tế bào yếuthe
ớt, cell, and eventually the cell lyses.
kém đè kháng hơn đối với hiệu quả của ấp suất thẩm
thấu.
Màngkhitếnước
bảo sẽ
bị phồng
ở cácvàphán

vancomixin, thu được từ streptomyces orientalis,
và
bacteria.
xicloxerin, một tác nhân bán tổng hợp, lại vi phạm sự other antimicrobials such as vancomycin, which
tạo thành thành tế bào theo một kiểu khác. Chúng can
is obtained from streptomyces orientalis, and
thiệp trực tiếp váo các cầu alanin-alanin đặc thù nốicycloserine, a semisynthetic, disrupt cell wall
giữa các dưới đơn vị NAM ở nhiêu vi khuẩn Gram tormation in a different manner. They dlrectly
dương. Các vi khuẩn thiếu cầu alanin-alanin sẽ đè intertere with particular alanine—alanine bridges thát
kháng một cách tự nhiên với các loại thuốc này. Một
link the NAM subunits in many Gram-positive
loại thuốc khác cũng ngân ngừa sự tạo thánh thànhbacteria.
tế
Those bacteria thát lack alanine—alanine
bào, baxitraxin, lại phong tỏa sự tiết NAG và NAM từcrossbridges
tế
are naturally resistant to these daigs.
bào chất. Giống như các beta-lactam, cả vancomixin,
still another drug thát prevents cell wall tormation,
xicloxerin và baxitraxin đêu dẫn đến sự dung giải tếbacitracin, blocks the secretion of NAG and NAM
bào do tác dộng của áp suất thẩm thâu.
tròm the cytoplasm. Like beta-lactams, vancomycm,
Vì tất cả các loại thuốc này đêu ngăn cản vi khuẩn
cycloserine, and bacitracin result in cell lysis due to
lãng số lượng nguyên liệu thành tế bào song khôngthe effects of osmotic pressure.
gây hiệu quả lên phần peptiđoglican đã có sẵn, nên Since all these drugs prevent bacteria from
chúng chỉ tác động có hiệu quà lên các té bào vi khuẩn
increasing the amount of cell wall material bút have
đang sinh trưởng hoặc đang sinh sản; các tế bào nghỉ
no effect ôn existing peptidoglycan, they are

6.2.3. Sự ức chế sự tổng hợp protein

15

Inhibition oi protein synthesis

Tế bào sử dụng các protein cho cấu trúcCells
và điêu
use proteins for structure and regulatio
hỏa, dưới dạng các enzim trong trao đổi chất, cũngenzymes in metabolism, and as channels and pumps
như dưới dạng các kênh và các bơm để chuyển dờito move materials across cell membranes. Thus, a
nguyên liệu qua màng tế bào. Do vậy, một sự cungconsistent supply of proteins is vital for the active life
cấp thường xuyên các protein lá yếu tố sống còn đối
of a cell. Given thát all cells use ribosomes to
với hoạt đồng của mót tế bào. Nếu cho rằng mọi tếtranslate proteins using iníormationfrommessenger
bào đêu sử dụng riboxom để dịch mã các protein R
khi
NA templates, Ít is nót immediately obvious thát
sử dụng cấc thông tin đến từ các khuôn mARN thi drugs
khó could selectively target differences related to
có thể thấy ngay tại sao các loại thuốc lại có thể nhprotein
ằm synthesis. Recall, however, thát prokaryotic
một cách chọn lọc vào sự khác biệt có liên quan đến
ribosomes díffer from eukaryoticribosomesin
sự tổng hợp protein. Tuy nhiên, nhớ lại rằng, các structure and size: Prokaryotic ribosomes are 70S
riboxom nhân sơ khác với cấc riboxom nhân chuẩn and
vé composed of 30S and 50S subunits, whereas
cấu trúc và kích thước : riboxom nhân sơ là riboxom
eukaryotic ribosomes are 80S with 60S and 40S
Many antimicrobial agents take advantage of the

NA - amino acid complexes, and thát the sos
Khi thảo luận về sự dịch mãở Chương 7 chúng tatRsẽ
subunit
biết rằng cả dưới đơn vị 30S và 50S của một riboxom contains the enzymatic portion thát actually
m
nhãn sơ đêu giữ một vai trò trong sự mở đầu tổng fhoợ
pns peptide bonds.
protein, trong sự nhận biết codon và trong sự gắn phứcAmong the antimicrobials thát target the 30S ribosomal subunit are aminoglycosides and
hệ tARN - amino axit vào vị tri, và biết rằng dưới đơn
Aminoglycosides, such as streptovị 50S chứa các phán enzim thực sự tạo thành cáctetracyclines.
liên
mydn, amikaxin, tobramycin, and gentarni
kết peptit.
change the shape of the 30S subunit, making Ít
Trong số các tác nhân kháng vi sinh vật tấn công
for the ribosome to read the codons of
vào dưới đơn vị 30S củariboxom,các aminoglicozit impossible
và
mRNA correctly. Tetracydlines block the tRNA
tetraxiclin, như là streptomixin, amikaxin, tobramixin,
docking
and gentarnixìn, làm thay dổi hỉnh dạng của dưới
đơn site, which then prevents the incorporation
additional amino acids into a growing polypeptide.
vị 30S, từ đó làm cho riboxom không có khả năng ofđọc
các codon của mARN một cách chinh xác. Các other antimicrobials interíere with the tunction of
the 50S subunit. Chloramphenicol and similar drugs
tetraxiclin phong tỏa vị tri neo của tARN, qua đó ngăn
cản sự gắn các amino axit bổ sung vào chuỗi polipeptit
chức

Một SỐ thuốc kháng vi sinh vật phá vỡSome
màng antimicrobial
tế bào
membrane of targeted cells, often by becomtng
chất của tế bào đích, thường bằng cách gắn vào màng
into the membrane and damaging its
và lâm hư hỏng tính nguyên vẹn của nó. Đáy là cơincorporated
chế
integrity.
This
is the mechanism of action of a group
tác dụng của một nhóm thuốc có tên là polien. Một
drugs called polyenes. One polyene called
trang các polien có tên là amphoterixin B có tínhofkháng
amphoterícin B is tungicidal because Ít attaches to
nấm vỉ nó gắn vảo ecgosterol, một cấu tử lipit của
màng tế bào nấm, trong quá trinh này nó sẽ phá vỡergosterol, a lipid constituent of tlmgal membranes,
màng và gây ra sự dung giải tế bào. Màng tế bào incủathe process disrupting the membrane and causing
người cũng khá mẫn cảm với amphoterixin B vilysis
rằngof the cell. The cytoplasmic membranes of
chúng chứa colesterol, một chất tương tự với humans are somevvhat susceptible to amphotericin B
ecgosterol, mặc dù colesteron khống liên kết với because they contain cholesterol, which is similar to
ergosterol, though cholesterol does nót bind amamphoterixin 8 như ecgosterol.
photericin
Máng tế báo của hầu hết vi khuẩn đêu thiếu
các B as well as does ergosterol.
Most bacterial membranes lack sterols, so these
sterol, do vậy các vi khuẩn này đè kháng một cách tự
nhiên với amphoterixin B; tuy nhiên, có các tácbacteria
nhân are naturally resistant to amphotericin B;

17

Inhibition of metabolic pathways

Như chúng ta đã thảo luận trong Chương
As4,we
trao
discussed in Chapter 4, metabolism
đổi chất có thể được định nghĩa đơn giản lá tổng sổ
be defined simply as the sum of all chemical
các phàn ứng hóa học diễn ra bên trong một cơ thể.
reactions thát take place within an organism.
Trong khi háu hết các sinh vật đêu có chung một W
sổhereas most living things share certain metabolic
phản ứng trao đổi chất - chẳng hạn, con đường đương
reactions - for example, glycolysis - other chemical
phân - thi các phản ứng hóa học khác lại chỉ gặpreactions
ở
are unique to certain organisms. Whenever
một số sinh vật. Bất cứ khi nào sự khác biệt giữadifferences
các
exist between the metaboíic processes of
quá trinh trao đổi chất của một tác nhân gây bệnh avàpathogen and its host, antímetabolic agents can be
vật chủ của nó tồn tại thi các tác nhân kháng trao effective.
đổi
chất đêu có thể gây hiệu quả.
A variety of kinds of antimetabolic agents
Có nhiêu loại tác nhân kháng trao đổi chất, bao available, including heavy metals (suctì as arsenic,
gôm các kim loại nặng (như arsen, thủy ngân, mercury, and antimony), which inactivate enzymes;
antimon) là loại lầm bất hoạt các enzim; các tác nhân

sulíonamides
à
compete with PABA molecules for the
các chất tương tự của PABA, các suntónamit cạnh active site of the enzyme involved in the production
tranh với các phân tử PABA về vị trí hoạt dộng của
of dihydrotolic acid, which leađs to a decrease in the
enámtham gia vào sự tạo thành axit đihiđrotolic, điều
production of THF, and thus of DNA and RNA,
này dẫn đến một sự giảm sản xuất THF, và do vậy
thereby slovving the production of proteins. Thus the
ADN và ARN, qua đó làm chậm sự tổng hợp các end result of sulfonamide competition with PABA is
prolein. Như vậy kết quả cuối cùng của sự cạnh tranh
the cessation of cell metabolism, which leads to cell
bởi suntonamit với PABA là sự ngừng trao đổi chất của
death.
tế bào, điều sẽ dẫn đến sự chết của tế bào.
Another antimetabolic agent, trimethoprim, also
Một tác nhân kháng trao đổi chất khác, trimetoprim,
interíeres with nucleic acid synthesis. However,
cũng can thiệp vào sự tổng hợp axit nucleic. Tuy instead of binding to the enzyme thát converts PABA
nhiên, đáng lẽ liên kết với enzim chuyển hóa PABA to dihydroíolic acid, trimethoprim binds to the
thảnh axit đihiđrotolic thi trimetoprin lại liên kết với enzyme involved in the conversion of dihydroíolic
enzim tham gia vào sự chuyển hóa axit đihiđroíolic acid to THF, the next step in this metabolic pathway.
thành THF, bước kế tiếp trong con đường trao đối chất
Note thát humans do nót synthesize THF fro
này.
PAB
Cấn
A, trong
nhớ rằng

release viral genetic instructions and assume control
tin di truyền của virut và chịu sự kiểm soát của bộ ofmảthe
y cel['s metabolic machinery. Some viruses of
trao đối chất của tế bào. Một số virut của các sinheukaryotes
vật
are uncoated as a result of the addic
nhân chuẩn bị loại vỏ do kết quả của môi trường environment
axit
within phagolysosomes. Amantadine.
bèn trong các phagolizoxom. Amantađin, rimantađin
và
rimantadine,
and weak organic bases can neutralize
các bazơ hữu Cỡ yếu có thể trung hóa axit trong các
the acid of phagolysosomes and thereby prevent viral
phagolizoxom và nhờ vậy ngăn ngừa sự loại vỏ củauncoating; thus, these are antiviral drugs.
virut; do vậy các chất này là các loại thuổc kháng virut.
Amantadine is used exclusively to prevent infections
Amantađin chỉ được sử dụng để ngăn ngừa các bệnh
by influenzatypeA virus.
lây nhiễm bởi virut cúm typ A.
Inhibition of nucleic acid synthesis
6.2.6. Sự ức chế tổng hợp các axit nucleic
The nucleic acids DNA and RNA are built fro
Các axit nucleic ADN và ARN được xây
dựng
purine
and từ
pyrimidine nucleotides and are critical to
các nucleotit purin và pirimidin và là thảnh phân sống

Nói chung, các loại thuốc thuộc dạng này không được
research
of Dwith
NA replication
may beacids
used are
by interíering
the íunctionand
of nucleic
sử dụng để điêu trị các bệnh nhiễm trùng mặc dù iudiciously
to slow replication
cancer cells.
called nudeotide
analogs ofbecause
of the
chúng được sử dụng trong nghiên cứu sao chép AD
N
compounđs'
structural similarities to the normaỉ
và có thể dược sử dụng một cách thận trọng để lànucleotide
m
building blocks of nucleic acids .The
chậm sự nhân lên của các tế bào ung thư.
structures of certain nudeotide analogs enable thèm
Các hợp chất khác có khả năng hoạt động như các
to be incorporated into the DNA or RNA oi
tác nhân kháng vi sinh vật bằng cách can thiệp vàopathogens, where they distort the shapes of the
chức năng của các axit nucleic dược gọi lá các chất
nucleic acid molecules and prevent íurther
tương tự nucleotit do sự giống nhau ve mặt cấu trúc

p
in cells. These characteristics make
axit nucleicở các tế bào. Các đặc điểm này làm ch
o
viruses
more susceptible to nucleotide analogs than
virut mẫn cảm hơn với các chất tương tự núcleotit their
so hosts are, though nucleotide analogs are also
với vật chủ của chúng, mặc dù các chất tương tự effective against rapidly dividing cancer cells.
nucleotit cũng tác động có hiệu quả chống lại các tế The synthetic drugs called quinolones and
ỉluoroquinolones are unusual because they are
bào ung thư đang phân chia nhanh.
active against prokaryotic DNA specitically. These
Các loại thuốc tổng hợp có tên lá quinolon vả
antibacterial
tluoroquinolon lá các loại thuốc không thông thường
vi agents inhibit DNA gyrase, an enzyme
necessary
for correct coiling and uncoiling of replirằng chúng hoạt động chống lại ADN nhân sơ một
cating bacterial DNA; they typically have little effect
cách đặc hiệu. Các tác nhân kháng khuẩn này ức chế
ADN gyraza, một enzim cán thiết cho sự xoắn và ôn
nhả eukaryotes or viruses. Ciproíloxacin is a
xoắn chính xác ADN của vi khuẩn đang được sao quinolone drug thát is prescribed for respiratory and
urinary tract infections as well as for suspected
chép; chúng thường gây hiệu quả yếu lên các sinh vật
nhân chuẩn hoặc các virut. Xiprodoxaxin là một loạicases of anthrax.
thuốc quinonlon được kê cho các bệnh nhiễm trùngother antimicrobial agents tunction by bindi
and inhibiting the action of RNA polymerases during
đường hô hấp và đường niệu cũng như cho các trường

agent
of
leprosy,
and prevents
Rifampin được sử dụng chủ yếu để chống lại
normal
replication and transcription. ít is also used to
Mycobacterium tuberculosis và các tác nhân
gây bệnh
khác có quá trình trao đổi chất diễn ra chậm vầ dotreat
vậytuberculosis and other mycobađerial intections.
ít mẫn cảm hơn với các tác nhân kháng vi sinh vật
oi virus attachment
nhằm vào các quá trinh trao đổi chất điên ra mạnhPrevention
và
vào sự tổng hợp protein.
Many pathogens, particularly viruses, must
Clofazimin liên kết với ADN của Mycobacterium
to their host's cells vía the chemical interaction
leprae. tác nhân gây bệnh hủi, và ngăn ngừa sự between
sao
attachment proteins ôn the pathogen and
chép và phiên mã binh thường. Nó cũng được sử dụng
complementary receptor proteins ôn a host cell.
để điêu trị bệnh lao và các bệnh nhiễm trùng khácAttachment
do
of viruses can be blocked by peptide and
Mycobacterium gây ra.
sugar analogs of either attachment or receptor
6.2.7. Ngăn ngừa sự gắn của virut

dụng các chất như vậy dược gọi lá các chất đối khàng
antagonists, is still in the developmental stage. For
hăp phụ, vẫn còn đang nằm trong giai đoạn phátexample,
triển small peptide chains tròm HIV attachment
Chẳng hạn, các chuỗi peptit ngan từ các pratein hấp
proteins may prove eHective át preventing infection
phụ của HIV có thể có hiệu quả trong việc ngăn nbgyừaHIV. Anidone, an antagonist of the receptor of
sự lây nhiễm của HIV. Anỉđon, một tác nhãn khảng
hấp
poliovimses
and some cold viruses, blocks alphụ đối với thụ thể của các polioviait và một số virut
tachment of these viruses and is being evaluated as
gây cảm lạnh đang được đánh giá như mót chất cànatrở
deterrent toconsiderations
intections.
Clinical
in prescribing
lây nhiễm.
antimicrobial
drugs
Những sự lưu ý vế lâm sàng trong khi kê đơn các
Even though antibiotics are produced commonly
loại thuốc kháng vi sinh vật
b
y
Mặc dù các chất kháng sinh thường được tạo raởmany fungi and bacteria, most of these chemicals
are nót effective for treating diseases because they
nhiêu loại nấm và vi khuẩn, song hấu hết các hóa chất
này không có hiệu quả trong việc điêu trị các bệnharevì toxic to humans and animals, aretaoexpensive,
chúng độc đối với người và động vật, quá đắt và are

they
are
effective,
called their spectrum of action;
các tác nhân kháng vi sinh vật vé một số đặc tính:
their
efficacy,
including
the dosages required to be
phạm vi các tác nhân gây bệnh mà chúng chống lại có
effective;
the
routes
they
can be adrninistered; and
Spectrum
of
action
hiệu quả, được gọi là phổ tác dụng của chúng; tính hiệu
their
overall
saíetyand
the
side
effects they produce.
quả của chúng kể cả liêu lượng cần thiết để gây hiệu
The
number ofofthese
different
kinds

6.2.8. Phổ tác dụng
of pathogens are broad-spectrum drugs. For
Con số các loại lác nhân gây bệnh khác nhau mà
một loại thuốc có tác dụng chống lại dược gọi là phổ
tác dụng của nó; các loại thuốc chỉ chống lại một vài
loại tác nhân gây bệnh là các thuốc có phố hẹp, trong
khi các loại thuốc chống lại hiệu quả nhiều loại tác
nhân gây bệnh khác nhau là loại thuốc có phổ rộng.
t


Giáo trinh vi sinh vật học - Lý thuyết tà bài tập giải sàn

21

Chẳng hạn, vi erítromixin hoạt động chống lại các viinstance, because erythromycin acts against Gramkhuân Gram âm, Gram dương, các Chlamydia vá
các bacteria, Gram-positive bacteria, and
negative
rickettsia, nên nó được coi là một chất kháng sinh phố
chlamydias andrickettsias,Ít is considered a broadrộng. Ngược lại, penixilin không thể xâm nhập dễ dàng
spectrum antibiotic. In contrast, penicillin cannot
qua màng ngoài của các vi khuẩn Gram âm dể đạteasily
tới penetrate the outer membranes of Gramvà ngăn ngừa sự tổng hợp thành tế bào chứa negative bacteria to reach and prevent the tormation
peptidoglican của chúng" do đó hiệu quả của chúngof their peptidoglycan cell walls, so its efficacy is
chủ yếu giới hạnỏ các vi khuẩn Gram dương; như vậy
largely limited to Gram-positive bacteria; thus
penixilin có một phổ tác dụng hẹp hơn so vén penicillin has a narrovver spectrum of action than
erithromixin là chất kháng sinh hoạt động chống lại erythromycin,
sự
which acts against protein synthesis.

nhân gây bệnh định cư trên da và các niêm mạc. V
í dụ thát is unaffected by erythromycin and is freed
yeast
như, một phụ nữ sử dụng eritromixin để điếu trị vifrom
êm microbial antagonism when an antibiotic kills
họng (một bệnh do vi khuẩn gây ra), có thể bị bệnh
Efficacy
normal
bacteria in the vagina.
viêm âm đạo do sự phất triển mạnh của Candida
To effectively treat infectous diseases, phy
albicans, một loại nấm men không bị ảnh hưởng bởi
must know vvhich antimicrobial agent is most
eritromixin và được giải phóng khỏi sự đối kháng vi sinh
effective against a particular pathogen. To ascertain
vật khi một chất kháng sinh đã giết chết các vi khuẩn
the efficacy of antimicrobials, rnicrobiologists
binh thường của âm đạo.
conduct a variety of tests, including diffusion
6.2.9. Hiệu quả tác dụng
susceptibility tests, the minimum inhibitory conĐể điều trị có hiệu quả các bệnh nhiễm trùng, các
centration test, and the minimum bacteriocidal
bác sĩ phải biết tác nhân kháng vi sinh vật nào chóng
concentration test.
lại hiệu quả nhất một tác nhân gây bệnh nào. Để đánh
DiHusìon susceptibilìty test
giá hiệu quả của các tác nhân kháng vi sinh vật, các
Diffusion susceptibility tests, also known as
nhả vi sinh vật học tiến hành hàng loạt các phép thử
Kirby-Bauer tests, are a variation of the disk-diữusi

trừ những chỗ thuốc kháng vi sinh vật có thể khuếch
incubated, and the bacteria grow and reproduce
tán tới. Sau khi ủ, đĩa sẽ được kiểm tra vé sự cóeveryvvhere
mặt
bút the areas where an effective
hay không của một vùng ức chế - đó là một vùngantimicrobial drug diffuses through the agar. After
trong suốt bao quanh đĩa giấy, nơi vi sinh vật không
incubation, the plates are examined for the presence
sinh trưởng được. Số đo của vùng ức chế có thểofxác
a zone of inhibition - thát is, a clear area
định được qua đường kinh của vùng trong suốt (tính
surrounding the disk where the microbe does nót. A
bang mm).
zone of inhibition is measured as the diameter of the
Nói chung, vùng ức chế càng lớn thi thuốc
clearcâng
region.có
hiệu quả mặc dù kích thước của vỏng cũng phụ thuộcGenerally, the larger the zone of inhibition, the
vào tốc độ khuếch tán của tác nhân kháng vi sinh m
vậtore- effective thát drug is, though the size of the
thuốc có trọng lượng phân tử thấp hon thường khuếch
zone also depends ôn the rate of diffusion of the
tán nhanh hơn so với các loại thuốc có trọng lượngantimicrobial agent-lower-molecular-weight drugs
phân tử cao hơn. Kích thước của vòng ức che cógenerally
thể diffuse more quickly than those with higher
so sánh với một bảng tiêu chuẩn đùng cho loại thuốc
molecular weights. The size of a zone of inhibitson
đó.
can be compared to a standard table for thát
Phép thử tính mẫn cảm nhở khuếch tán cho phép

khuẩn (chang hạn, trong bệnh nhiễm trùng tai trong).
agent, they quantitatively express its potency as a
Bằng cách nào một bác sĩ có thể lựa chọn một tácminimum inhibitory concentration (MIC). As the
nhãn điêu trị thích hợp trong những trường hợp nhưname suggests, the MIC is the smallest amount of
vậy?
the drug thát will inhibit growth and reproduction of
Một khi các nhà khoa học xác định được một tác
the pathogen.
nhân kháng vi sinh vật có hiệu quả thi họ sẽ biểuMinimum
thị
Inhibitory Concentratbn (MIC) Test
hiệu lực của nó dưới dạng nồng độ ức chế tối thiểuThe MIC is often determined vía a broth dilution
(MIC). Như tên gọi đã chỉ ra MỈC là lượng thuốc test,
nhỏ in which a standardized amount of bacteria is
nhất có khả năng ức chế sinh trưởng và sinh sản added
của to serial dilutions of antimicrobial agents in
tác nhân gây bệnh.
tubes or wells containing brath. Afler incubation,
Phép thử xấc định nông độ ức ché tối thiểu
turbidity (cloudiness) indicates bacterial grawth; lack
Phép thử này thường được xác định bằng một ofsựturbidity indicates thát the bacteria were either
pha loãng môi trường dịch thể, ở dó một lượng vi
khuẩn tiêu chuẩn được đưa vào một dãy các độ pha
loãng tác nhân kháng vi sinh vật trang cácống nghiệm
hoặc trong các giếng chứa môi trường. Sau khi ủ, độ
đục sẽ chỉ ra sự sinh trường của vi khuẩn; thiếu độ đục


Giáo trinh vi sinh vật học - lý thuyết nà nai tập giải sẩn


một vùng ức chế hình elip chỉ ra hoạt tính kháng vi sinh
inhibitory concentration can be noted where the zone
vật và nồng độ ức chế tối thiểu có thể được ghi nhận
of inhibition intersects a scale printed ôn the strip.
tại vùng ức chế cắt phán in đậm nằm trên dải.
The advantage of an Etest over a standard
Ưu điểm của phép thử Etest so với phép thử khuếch
diffusion susceptibility test is thát only a single plate
tán tiêu chuẩn nằmở chỗ chỉ cắn cấy một đĩa duy nhất
need be inoculated to determine both susceptibility
để xác định cả tinh mẫn cảm lẫnMIC
MIC
and MIC
Có sinh trưởng
Không sinh trưỏng
No
Grcnvth
Grovvth


V
L

U

Figure 3. Nóng độ diệt khuẩn tói thiểu [Minimum bactericidal concentration (MBC)]
[From Prescott, Lansing M, Harley, John p, Klein, Donald A, 2005. Microbiology, Sixth
Edition, Me Graw-Hill]

Phép thử nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC)
Minimum bacterìcidal concentration (MBC) tes
Phép thử nóng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) là sựAn extension oi the MIC test is a minimum
mở rộng của phép thử MIC. Trong một phép thử M
BC
bactericidal
concentration (MBC) test. In an MBC
các mẫu được lây ở cácống nghiệm MIC ừong suốttest, samples taken tròm clear MIC tubes (or
(hoặc trong một phương pháp khác được lấy từ cácalternatively, from zones of inhibition tròm a series of
vùng ức chế của một loạt các phép thử khuếch tán)diffusion susceptibility tests) are transíerred to plates
được chuyển sang các đĩa chứa một mõi trường sinh
containing a drug-free growth medium, The
trưởng không chứa thuốc. Sự xuất hiện của sinh trưởng
appearance oi bacterial grovvth in these subcultures
vi khuẩn trong cácống giống bậc hai này sau thời gian
after appropriate incubation indicates thát át least
ủ thích hợp chỉ ra rằng ít nhất một số tế bào vi khuẩn
some bacterial cells survived thát concentration of
đã vượt qua được nồng độ này của loại thuốc khángtheviantimicrobial dmg and were able to grow and
sinh vật và có khả năng sinh trưởng và sinh sản khimultiply once placed in a drug-free medium. Any
dược dưa vào mối trường không có thuốc. Bất kỳ nồng

bệnh nấm kẽ, thuốc có thể được bôi trực tiếp. Việc cnày
được gọi là sự sử dụng tại chỗ. Đối với những sự toca/ administration. For intemal iníections, drugs
can be administered orally, intramuscularly (IM), or
nhiêm trùng bên trong, thuốc có thể được uống, tiêm
intravenously
(IV). Each route has advantages and
vào co hoặc tĩnh mạch. Mói con đường có ưu điểm
và
disadvantages.
nhược điểm của nó.
Mặc dù con đường uống là đơn giản nhất (không Even though the oral route is simplest (ít requires
no needles and is self-administered), the doig
đồi hỏi kim tiêm và người bệnh tự uống lấy), song nồng
Ít achieves are lower than occur vía
độ thuốc mà nó đạt được thường thấp hơn các coconcentrations
n
other routes of adininistration. Further, because
đường khác. Hơn nữa, vi rằng các bệnh nhân không
patients need nót rely ôn a health care provider to
cán phải dựa vào những người kê đơn để uống thuốc
administer the drug properly, they do nót always
một cách chinh xác cho nên họ không luôn luôn tuân
follow prescribed timetables for taking oral
theo thời gian biểu được kê đơn.
Con đường tiêm vào cơ nhở một mũi tiêm dướimedications.
da
cho phép thuốc khuếch tán từ từ vào nhiêu mạch máuLM administration vía a hypodermic needle
allovvs a drug to diffuse slotoly into the manỵ blood
bên trang mổ cơ nhưng nồng độ của thuốc trong máu
không bao giờ cao như nóng độ đạt được trong vessels vvithin muscle tissue, bút the concentration of

sĩ phải xesong
m xétnồng
các tác
very
loại
thuốc
khỏi
hệ
tuần
hoàn
trừ
khi
thuốc
được
đưa
phân bố tới các mô nhiễm trùng nhờ máu như thế nào. high for the IV route, the concentration rapidly
diminishes as the liver and kidneys remove the drug
vào liênhạn,
tục.một tác nhãn bị loại nhanh khỏi máu bồi
Chẳng
tròm the circulation, unless the drug is continuously
thận có thể là loại thuốc được lựa chọn cho sự nhiễm
trùng báng quang song sẽ không thể được chọn lựaadministered.
để
điêu trị bệnh nhiễm trùng của tim. Cuối cùng, vi rằng In ađdition to route of administration, physicians
các mạch máu trong não, tủy sống và mắt gán nhưmust consider how antimicrobial agents will be
to iníected tissues by the blood. For
không thấm đối với nhiêu tác nhân kháng vi sinh vậtdistributed
(do
example,