Cơ chế vi khuẩn kháng thuốc và nguyên nhân gây tình trạng kháng kháng sinh lan rộng

Khi vi khuẩn kháng thuốc thì kháng sinh sẽ không còn tác dụng chữa bệnh hiệu quả. Thay vào đó, người bệnh cần dùng nhiều loại thuốc hơn với liều lượng cao hơn, đồng nghĩa tác dụng phụ sẽ nhiều hơn. Điều này không chỉ ảnh hưởng tới hiệu quả điều trị bệnh mà còn trực tiếp đe dọa tính mạng của bệnh nhân nhiễm khuẩn nặng.

Tổng quan về tình trạng vi khuẩn kháng thuốc

Tình trạng vi khuẩn kháng thuốc là một vấn đề ngày càng trở nên nghiêm trọng trong lĩnh vực y tế toàn cầu. Trong thế kỷ 20, kháng sinh đã được coi là "vũ khí diệt khuẩn" quan trọng nhất trong cuộc chiến chống lại các bệnh nhiễm trùng gây ra bởi vi khuẩn. Tuy nhiên, sự lạm dụng sử dụng không đúng cách của kháng sinh đã dẫn đến vi khuẩn phát triển nhiều cơ chế kháng thuốc, làm suy yếu hiệu quả của các loại thuốc này.

Để đối phó với tình trạng này, cần có một sự kết hợp giữa các biện pháp phòng ngừa, quản lý sử dụng kháng sinh, nghiên cứu và phát triển các loại thuốc mới, cùng với việc tăng cường giáo dục, xây dựng nhận thức cao về việc sử dụng kháng sinh một cách có trách nhiệm.

Chỉ khi có sự hợp tác toàn diện giữa người dân và các cấp chính quyền mới có thể giảm thiểu được tác động của tình trạng vi khuẩn kháng thuốc đối với sức khỏe cộng đồng trên toàn cầu.

Nguyên nhân gây hiện tượng kháng thuốc ở vi khuẩn

Ba nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng kháng thuốc ở vi khuẩn bao gồm đột biến gen, chuyển gen kháng thuốc từ loài khác và sự chuyển đổi gen kháng thuốc qua quốc gia.

Đột biến gen ở vi khuẩn

Đột biến gen là cơ chế cơ bản nhất tạo ra gen kháng thuốc nhưng đây không phải là nguyên nhân chính gây ra sự lây lan nhanh chóng của hiện tượng kháng thuốc. Trong quá trình tấn công vi khuẩn, kháng sinh có thể gây ra những thay đổi trong hệ vật chất di truyền của vi khuẩn, đặc biệt là DNA. Những thay đổi này có thể dẫn đến việc xuất hiện gen kháng thuốc.

Nguyên nhân của sự đột biến này chủ yếu do việc sử dụng thuốc kháng sinh không đúng liều lượng cũng như không tuân thủ đúng thời gian điều trị. Khi không tiêu diệt được hoàn toàn vi khuẩn, những vi khuẩn sống sót có cơ hội biến đổi DNA để chống lại tác dụng của kháng sinh, tạo ra các gen kháng thuốc.

Bên cạnh đó, tình trạng lạm dụng thuốc kháng sinh cũng là một nguyên nhân quan trọng dẫn đến sự xuất hiện của các gen kháng thuốc.

Chuyển gen kháng thuốc giữa các loài

Một nguyên nhân quan trọng khác của hiện tượng kháng thuốc là sự chuyển gen kháng thuốc từ một loài vi khuẩn sang loài vi khuẩn khác. Điều này có thể xảy ra khi vi khuẩn mang gen kháng thuốc ở động vật xâm nhập vào cơ thể người.

Qua cơ chế chuyển gen, các vi khuẩn này truyền gen đột biến sang các vi khuẩn gây bệnh ở người, dẫn đến việc hình thành các vi khuẩn đời sau mang gen kháng thuốc.

Sự chuyển đổi gen kháng thuốc

Sự chuyển đổi gen kháng thuốc giữa các quốc gia cũng là một yếu tố quan trọng. Điều này xảy ra khi những người mang vi khuẩn kháng thuốc di chuyển từ một quốc gia sang quốc gia khác.

Ví dụ, một người mang tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) có thể mang vi khuẩn này sang một quốc gia khác. Tại đó, vi khuẩn kháng thuốc truyền gen kháng thuốc cho các vi khuẩn ở quốc gia mới, dẫn đến sự xuất hiện của dòng vi khuẩn kháng thuốc tại quốc gia này.

Sự lan truyền gen kháng thuốc qua biên giới quốc gia không chỉ làm tăng nguy cơ kháng thuốc tại các quốc gia mới mà còn đẩy nhanh quá trình kháng thuốc lan ra toàn cầu. Chính vì vậy, chỉ có sự phối hợp toàn diện kết hợp sự hành động kịp thời mới có thể ngăn chặn và kiểm soát hiệu quả hiện tượng kháng thuốc đang ngày càng gia tăng.

Cơ chế kháng thuốc ở vi khuẩn

Vi khuẩn có khả năng kháng lại kháng sinh thông qua nhiều cơ chế phức tạp nhưng có thể gộp chung lại thành ba cơ chế chính: Hạn chế sự xâm nhập của kháng sinh, sản xuất enzym phá hủy kháng sinh và biến đổi đích tác dụng của kháng sinh. Hiểu rõ các cơ chế này là điều quan trọng để phát triển các biện pháp kiểm soát, phòng chống sự kháng thuốc.

Hạn chế sự xâm nhập của kháng sinh

Vi khuẩn có thể củng cố màng bảo vệ của mình để ngăn chặn kháng sinh xâm nhập vào bên trong. Cụ thể, chúng có thể thay đổi hoặc làm mất các kênh (lỗ) mà kháng sinh sử dụng để qua màng tế bào hoặc sử dụng các bơm công suất lớn để đẩy kháng sinh ra ngoài.

Ví dụ, nhiều vi khuẩn Gram âm sống ở đại tràng người có khả năng kháng lại nhóm kháng sinh beta-lactam bằng cách sử dụng các bơm đẩy kháng sinh ra ngoài hoặc thay đổi cấu trúc của màng tế bào để hạn chế sự xâm nhập của kháng sinh. Cơ chế này giúp vi khuẩn tránh được sự tiêu diệt bởi kháng sinh ngay từ đầu.

Sản xuất enzym phá hủy kháng sinh

Khi kháng sinh vượt qua được lớp bảo vệ bên ngoài và không bị đẩy ra ngoài, vi khuẩn có thể sử dụng enzym để phá hủy cấu trúc của kháng sinh, làm cho nó mất tác dụng. Các enzym này được sản xuất và giải phóng bởi vi khuẩn nhằm phân hủy các thành phần của kháng sinh.

Ví dụ, vi khuẩn tụ cầu vàng (Staphylococcus aureus) và các vi khuẩn đường ruột như Escherichia coli sản xuất ra các enzym như penicillinase, beta-lactamase, ESBL (extended-spectrum beta-lactamase) để phá hủy kháng sinh. Các enzym này cắt đứt các liên kết trong phân tử kháng sinh, làm cho kháng sinh không còn khả năng tấn công vi khuẩn.

Biến đổi đích tác dụng của kháng sinh

Kháng sinh cần phải bám vào các đích tác động trên gen của vi khuẩn để tiêu diệt chúng. Tuy nhiên, vi khuẩn có thể thay đổi cấu trúc của những đích này thông qua đột biến gen hoặc bằng cách nhận gen kháng thuốc từ các plasmid.

Điều này làm giảm hoặc loại bỏ khả năng của kháng sinh trong việc bám vào đích tác động, do đó không thể ức chế tổng hợp protein hoặc ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn.

Ví dụ, các cầu khuẩn Gram dương như Staphylococcus aureus và Streptococcus pneumoniae thường sử dụng cơ chế này. Sự biến đổi gen dẫn đến thay đổi cấu trúc của ribosome hoặc các enzyme mục tiêu khác, làm cho kháng sinh không thể tác động hiệu quả. Ngược lại, vi khuẩn Gram âm ít khi sử dụng cơ chế này do cấu trúc màng tế bào phức tạp hơn.

Thông qua bài viết trên, Nhà thuốc Long Châu xin gửi tới quý độc giả thông tin về tình trạng vi khuẩn kháng thuốc. Mong bạn đọc đã có được kiến thức hữu ích về hiện trạng để chung tay ngăn chặn tình trạng kháng kháng sinh đang ngày càng lan rộng trên toàn thế giới.

Xem thêm: Vi khuẩn hiếu khí: Khám phá thế giới sinh vật cần oxy để tồn tại