ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƢỜNG

NGUYỄN THỊ LỘC DUYÊN

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA THUỐC
KHÁNG SINH CIPROFLOXACIN
(NHÓM FLUOROQUINOLONE) NỒNG ĐỘ THẤP
LÊN VI SINH VẬT NƢỚC MẶT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng, tháng 5/2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƢỜNG

NGUYỄN THỊ LỘC DUYÊN

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA THUỐC
KHÁNG SINH CIPROFLOXACIN
(NHÓM FLUOROQUINOLONE) NỒNG ĐỘ
THẤP LÊN VI SINH VẬT NƢỚC MẶT

Ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng

Cán bộ hƣớng dẫn : Th.S Phùng Khánh Chuyên

Đà Nẵng, tháng 5/2017


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả

Nguyễn Thị Lộc Duyên


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất em xin gởi tới Th.S Phùng Khánh Chuyên đã tạo
điều kiện tốt nhất để cho em hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Sinh – Môi trường, trường Đại học Sư
phạm đã hỗ trợ tận tâm, hướng dẫn và trao đổi kiến thức trong những năm qua giúp em
hồn thành khóa luận.
Do kiến thức cịn nhiều hạn chế nên sẽ khơng tránh khỏi những sai sót, vì vậy
em rất mong nhận được sự góp ý q báu từ q thầy cơ.
Em xin chân thành cảm ơn Bác sĩ Xuân Anh và các anh chị khoa Vi sinh, Bệnh
viện Đa khoa Đà Nẵng đã hỗ trợ về cơ sở vật chất để em có thể hồn thành khóa luận.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn tới bạn bè và gia đình đã ln quan tâm, giúp đỡ
cùng với những lời động viên chân thành để em thực hiện đề tài và hoàn thành bài báo
cáo tốt nhất.
Sau cùng em xin kính chúc quý thầy cô khoa Sinh – Môi trường, Đại học Sư
phạm, Đại học Đà Nẵng sức khỏe và công tác tốt.
Trân trọng!
Đà Nẵng, ngày 2 tháng 5 năm 2017
Sinh viên


Nguyễn Thị Lộc Duyên


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
1.Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................................... 1
2.Mục tiêu đề tài ................................................................................................................... 3
3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.......................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................... 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ....................................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
1.1.Tổng quan về thuốc kháng sinh ..................................................................................... 4
1.1.1. Định nghĩa .............................................................................................................. 4
1.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 4
1.1.2.1. Dựa vào tính nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh ......................................... 4
1.1.2.2. Dựa vào cơ chế tác dụng của kháng sinh ............................................................ 5
1.1.2.3. Dựa vào cấu trúc hóa học .................................................................................... 5
1.1.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh ............................................................................. 6
1.1.3.1. Ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn ................................................................ 6
1.1.3.2. Tác động lên quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn ....................................... 6
1.1.3.3. Ức chế sinh tổng hợp acid nucleic ..................................................................... 6
1.1.3.4. Ức chế sinh tổng hợp vách ................................................................................. 6
1.2. Tổng quan về tình hình sử dụng kháng sinh................................................................. 7
1.3. Con đường tiếp xúc của kháng sinh vào môi trường.................................................... 7

1.4. Tổng quan về hệ vi sinh vật trong môi trường nước .................................................... 8
1.4.1. Sự phân bố của hệ vi sinh vật nước ........................................................................ 8


1.4.2. Vai trị của vi sinh vật trong mơi trường nước ....................................................... 9
1.4.3. Vai trò của enzyme đối với hệ vi sinh vật thủy sinh ............................................ 10
1.5. Tác động của thuốc kháng sinh đối với vi sinh vật trong môi trường nước............... 10
1.5.1. Ảnh hưởng của thuốc kháng sinh đến loài đơn lẻ ................................................ 11
1.5.2. Ảnh hưởng của thuốc kháng sinh lên sự tăng trưởng của vi sinh vật .................. 11
1.5.3. Ảnh hưởng của thuốc kháng sinh đến chức năng tế bào cụ thể ........................... 12
1.6. Sự kháng kháng sinh của vi khuẩn ............................................................................. 13
1.6.1. Thế nào là vi khuẩn kháng kháng sinh ................................................................. 13
1.6.2. Các kiểu kháng kháng sinh của vi khuẩn ............................................................. 14
1.6.2.1. Kháng thuốc giả (kháng không do di truyền) ................................................... 14
1.6.2.2. Kháng thuốc thật ............................................................................................... 14
1.6.3. Cơ chế kháng thuốc .............................................................................................. 15
1.7. Đại cương về Ciprofloxacin ....................................................................................... 15
1.7.1. Nguồn gốc, lịch sử ra đời .................................................................................... 15
1.7.2. Cơng thức hóa học ................................................................................................ 16
1.7.3. Cơ chế tác dụng của thuốc.................................................................................... 16
1.7.4. Chỉ định ................................................................................................................ 16
1.8. Tổng quan tình hình nghiên cứu về vi khuẩn kháng kháng sinh cũng như tác động
của kháng sinh lên vi khuẩn nước mặt .............................................................................. 17
1.8.1. Trên Thế giới ........................................................................................................ 17
1.8.2. Ở Việt Nam .......................................................................................................... 19
Chƣơng 2:ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 20
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................. 20
2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................. 20
2.3. Địa điểm nghiên cứu................................................................................................... 21
2.4. Thiết kế thí nghiệm và phương pháp nghiên cứu ....................................................... 21

2.4.1. Thiết kế thí nghiệm............................................................................................... 21
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu và phân tích ................................................................. 22


2.4.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu ........................................................................... 22
2.4.2.2. Phương pháp thu mẫu ....................................................................................... 22
2.4.2.3. Phương pháp phân lập ....................................................................................... 22
2.4.2.4. Phương pháp định danh vi sinh vật ................................................................... 23
2.4.2.5. Phương pháp giữ giống vi sinh vật ................................................................... 23
2.4.2.6. Phương pháp định lượng vi sinh vật ................................................................. 23
2.4.2.7. Phương pháp xác định khả năng sinh hoạt tính enzim proteaza, xenlulaza và
amylaza của vi sinh vật .................................................................................................. 23
2.4.2.8. Phương pháp xác định thời gian sinh trưởng của vi khuẩn............................... 23
2.4.2.9. Phương pháp kháng sinh đồ .............................................................................. 23
2.4.2.10. Phương pháp xử lí số liệu ............................................................................... 24
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................................... 25
3.1.Kết quả nghiên cứu ...................................................................................................... 25
3.1.1. Kết quả phân lập và định danh vi khuẩn từ nước mặt .......................................... 25
3.1.2. Kết quả đo đường cong sinh trưởng của các chủng vi khuẩn .............................. 28
3.1.3. Kết quả đánh giá tác động của Ciprofloxacin ở các nồng độ khác nhau lên mức
độ sống của các chủng vi khuẩn khi ni trong mơi trường có kháng sinh qua 3 đợt
cấy chuyền .......................................................................................................................... 30
3.1.4. Kết quả đánh giá hoạt tính phân giải enzyme của các chủng vi khuẩn ................ 33
3.1.4.1. Kết quả đánh giá khả năng phân giải hoạt tính enzyme của các chủng vi
khuẩn khi chưa nuôi trong môi trường kháng sinh ........................................................ 33
3.1.4.2. Kết quả đánh giá hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn khi nuôi trong
môi trường có kháng sinh qua 3 đợt cấy chuyền. .......................................................... 34
a. Kết quả hoạt độ Cellulase của các chủng vi khuẩn .................................................... 34
b. Kết quả hoạt độ Protease của các chủng vi khuẩn ..................................................... 36
3.1.5. Kết quả kháng sinh đồ của các chủng vi khuẩn ................................................... 37

3.2. Biện luận ..................................................................................................................... 40
3.2.1. Ảnh hưởng của kháng sinh lên mức độ sống của vi khuẩn .................................. 40


3.2.2. Ảnh hưởng của kháng sinh lên hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn dưới
góc độ sinh thái học........................................................................................................ 41
3.2.3. Ảnh hưởng của việc tiếp xúc lâu dài với kháng sinh ở nông độ thấp đến mức
độ nhạy cảm của các chủng vi khuẩn ............................................................................. 42
3.2.4. Mối quan hệ giữa sự thay đổi hoạt độ enzyme với độ nhạy cảm của E.Coli và
Pseudomonas sp. đối với kháng sinh. ............................................................................ 44
3.2.5. Môi quan hệ giữa sự tồn tại kháng kháng sinh trong môi trường đối với sức
khỏe con người – tầm quan trọng và mối đe dọa ........................................................... 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 46
1. Kết luận ....................................................................................................................... 46
2. Đề nghị ....................................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 48


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
VSV

Vi sinh vật

VK
CFU

Vi khuẩn
Colony forming Unit (Đơn vị hình thành khuẩn lạc)

CMC

KS

Cacboxyl metyl Celluloza
Kháng sinh

MT
ARGS

Mơi trường
Gen kháng kháng sinh

HGT
MIC

Chuyển gen ngang
Minimum inhibition concentration (Nồng độ ức chế tối thiểu)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

Số hiệu
2.1.

3.1.

3.2.

Nồng độ thuốc thử nghiệm
Hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập từ hồ cơng

viên 29/3

Kết quả test sinh hố định danh các chủng vi khuẩn

Trang
24

28

30

Kết quả đo đường cong sinh trưởng của các chủng vi sinh
3.3.

3.4.

3.5.

vật (Số liệu biểu diễn trị số trung bình của 3 mẫu với giá
trị SE)
Kết quả sinh trưởng của các chủng vi khuẩn khi ni
trong mơi trường có kháng sinh qua 3 đợt cấy chuyền (Số
liệu biểu diễn trị số trung bình của 3 mẫu với giá trị SE)
Khảo sát hoạt tính enzyme của các chủng vi khuẩn

31

33

35


3.6.

Bảng trị số pvalue ở các nồng độ so với đối chứng của
Ciprofloxacin đối với hoạt độ enzyme cellulose

38

3.7.

Bảng trị số pvalue ở các nồng độ so với đối chứng của
Ciprofloxacin đối với hoạt độ enzyme protease

40

Đường kính vịng vơ khuẩn của Escherichia coli và
3.8.

Pseudomonas sp. với thuốc kháng sinh Ciprofloxacin
(trung bình ± SE) (n=3)

40


DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ
Tên hình

Số hiệu

Trang


1.1.

Cơng thức hóa học của Ciprofloxacin

18

2.1.

Thuốc Ciprofloxacin nghiên cứu

22

3.1.

Hình thái khuẩn lạc của một số chủng vi khuẩn phân lập
được

29

3.2.

Kết quả nhuộm gram của một số chủng phân lập

29

3.3.

Dàn test sinh hóa định danh của một số chủng vi khuẩn


30

Kết quả định danh sử dụng bộ test API của một số chủng
3.4.

vi khuẩn

31

3.5.

Biểu đồ biểu thị đường cong sinh trưởng của các chủng vi
sinh vật

32

3.6.

3.7.

3.8.

3.9.

3.10.

Biểu đồ biểu thị ảnh hưởng của Ciprofloxacin lên mức độ
sống của các chủng vi khuẩn khi nuôi trong mơi trường có
kháng sinh qua 3 đợt cấy chuyền.


34

Kết quả đếm CFU/ml của mẫu đối chứng và sau khi nuôi
trong mơi trường có kháng sinh của Escherichia coli

35

Kết quả đếm CFU/ml của mẫu đối chứng và sau khi nuôi
trong môi trường có kháng sinh của Pseudomonas sp.

35

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi hoạt độ enzyme Cellulase của
E.Coli và Pseudomonas sp. qua 3 đợt cấy chuyền trong
môi trường chứa thuốc kháng sinh Ciprofloxacin. (Số liệu
biểu diễn trị số trung bình của 3 mẫu với giá trị SE)
Biểu đồ thể hiện sự thay đổi vòng phân giải Protease của
E.Coli và Pseudomonas sp. sau khi nuôi cấy trong môi

37

39


trường có thuốc kháng sinh Ciprofloxacin (Số liệu biểu
diễn trị số trung bình của 3 mẫu với giá trị SE).
Biểu đồ thể hiện độ nhạy của các chủng vi khuẩn ở các
3.11.

nồng độ thuốc kháng sinh khác nhau sau khi tiếp xúc lâu

dài với Ciprofloxacin

41

3.12

Kết quả thử kháng sinh đồ theo nồng độ 0; 0,03; 0,3; 3 và
30 µg/L lần lượt từ trái qua phải của Escherichia coli

41

3.13.

Kết quả thử kháng sinh đồ 0; 0,03; 0,3; 3 và 30 µg/L lần
lượt từ trái qua phải của Pseudomonas sp.

41


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Kể từ thập niên 1940, kháng sinh đã làm nên một cuộc cách mạng lớn trong việc
làm giảm đáng kể tỷ lệ tử vong do bệnh nhiễm trùng. Từ năm 1996, ngày càng có nhiều
dữ liệu cho thấy thuốc kháng sinh thực sự đang được sử dụng rộng rãi ở các nước khác
nhau trên toàn thế giới [19]. Theo số liệu từ Liên đoàn châu Âu (FEDESA), việc sử dụng
thuốc kháng sinh ở châu Âu và Thụy Sĩ tăng từ 10.200 tấn lên 13.288 tấn trong đó bao
gồm 65% cho con người, 29% trong lĩnh vực thú y và 6% của kích thích tăng trưởng [20].
Nhìn chung, tổng mức tiêu thụ kháng sinh ước tính trên tồn thế giới là giữa 100000 và

200.000 tấn [23]. Mức độ sử dụng kháng sinh ở Việt Nam hiện nay cũng khá cao so với
các nước như Trung Quốc và các nước ở Châu Âu như Hà Lan, mức độ tiêu thụ kháng
sinh trung bình là 274,7 DDD (Defined Daily Dose) cao hơn đáng kể so với số liệu sử
dụng kháng sinh tại Hà Lan trong cùng năm với 58,1 DDD [24].
Việc sử dụng thuốc kháng sinh đã dẫn đến việc đưa một lượng kháng sinh tồn dư
sau khi nước thải đi qua hệ thống xử lý. Thơng thường thì các hệ thống này khơng được
thiết kế cho việc loại bỏ các hợp chất thuộc nhóm thuốc, điều này đã làm cho kháng sinh
phát tán vào môi trường tự nhiên như đất, nước [56]. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh
được sự tồn tại của kháng sinh trong môi trường (Bhullar, 2012; D'Costa, 2011).
Ciprofloxacin, sulphonamide, roxithromycin và erythromycin đã được phát hiện trong
trong nước thải thành phố, trong nước thải của nước thải nhà máy xử lý (STP), trong nước
mặt và nước ngầm [21]. Ciprofloxacin và ampicillin đã được tìm thấy trong nước thải
bệnh viện ở nồng độ 0,7 và 124,5 µg/L [22]. Penicillin G, Cefotiam, Meropenem,
Ciprofloxacin và Sulfamethoxazole cũng đã được tìm thấy trong nước mặt ở Ba Lan ở
nồng độ lần lượt là 0,6; 2; 0,01; 0,06; và 1,2 µg/L [41].
Với tình trạng ơ nhiễm kháng sinh ở các môi trường tự nhiên bao gồm môi trường
nước mặt như vậy có thể gây nên các mối lo ngại liên quan đến sức khoẻ của các hệ sinh
thái này. Các mối lo ngại này bao gồm: 1- nước ơ nhiễm dùng cho uống, tưới tiêu và giải
trí; 2- khả năng phát tán kháng kháng sinh của vi khuẩn; 3- tác động tiêu cực lên các vi
khuẩn đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái [56]. Trong đó, tác động mơi trường của
kháng sinh ở nồng độ hiện diện trong môi trường tự nhiên là chưa được nghiên cứu rộng
rãi và gần như không được hiểu một cách đầy đủ [56]. Hơn nữa, sự không chắc chắn về


2

tác động của việc tiếp xúc lâu dài với kháng sinh ở nồng độ thấp trong môi trường lên các
sinh vật dễ bị tác động như vi khuẩn đòi hỏi thêm nhiều nghiên cứu về vấn đề này [57].
Một trong những thơng số để đánh giá là các hoạt tính enzyme của vi khuẩn nước mặt và
sự kháng kháng sinh ở những vi khuẩn này.

Mức độ và tốc độ kháng thuốc của vi khuẩn ngày càng gia tăng và đang ở mức độ
báo động [12]. Hơn 90% các chủng vi khuẩn có nguồn gốc trong nước có khả năng kháng
nhiều hơn một loại kháng sinh, và 20% kháng ít nhất đến 5 loại [16]. Trong các mơ hình
dược động học, người ta thường giả định rằng việc lựa chọn các vi khuẩn kháng chỉ xảy
ra ở nồng độ giữa nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của quần thể nhạy cảm (MICsusc ) và
vi khuẩn kháng thuốc (MICres ) [54]; [55] và nồng độ dưới MIC sẽ không ức chế sự tăng
trưởng của các vi khuẩn nhạy cảm và do đó khơng được chọn lọc. Tuy nhiên, gần đây các
nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng, ở nồng độ thuốc kháng sinh thấp đến vài trăm lần dưới
MIC cũng có thể tồn tại các vi khuẩn kháng thuốc và cũng tạo điều kiện cho hiện tượng
chuyển gen ngang (HGT)[37]. Việc nghiên cứu về kháng kháng sinh cũng như ngưỡng
gây kháng kháng sinh dưới nồng độ MIC đối với vi khuẩn phân lập từ tự nhiên được
khẳng định là điều quan trọng và cần thiết trên cả 3 phạm vi in vivo, in vitro và in situ
[52].
Ciprofloxacin là một kháng sinh thế hệ hai trong nhóm fluoroquinolone được sử
dụng từ năm 1981 và là một trong những loại kháng sinh được sử dụng phổ biến nhất hiện
nay [4]. Với hoạt tính mạnh, phổ tác dụng rộng, tương đối ít tác dụng không mong muốn,
ciprofloxacin được chỉ định rộng rãi trong điều trị nhiều loại nhiễm khuẩn, đặc biệt là
nhiễm khuẩn nặng do vi khuẩn Gram âm gây ra [7]. Tuy nhiên, việc sử dụng phổ biến
cùng với mức liều thấp đã hạn chế rất nhiều hiệu quả của kháng sinh này trên lâm sàng.
Vì vậy, với mong muốn đánh giá thực tế ảnh hưởng của ciprofloxacin ở nồng độ rất thấp
(<< MICsusc ) lên vi sinh vật nước mặt cũng như mức độ kháng kháng sinh. Việc xác
định với sự tiếp xúc tại các nồng độ khác có thể dẫn đến sự kháng thuốc hay khơng, góp
phần vào chiến lược định hướng sử dụng kháng sinh có hiệu quả, đảm bảo an toàn sức
khỏe của con người, đồng thời là tiền đề cơ bản cho những nghiên cứu sâu hơn về kháng
kháng sinh, tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá ảnh hƣởng của thuốc kháng sinh
Ciprofloxacin (nhóm Fluoroquinolone) nồng độ thấp lên vi sinh vật nƣớc mặt”.


3


2. Mục tiêu đề tài
- Xác định tác động của thuốc kháng sinh Ciprofloxacin (nhóm fluoroquinolone) ở
nồng độ hiện diện trong môi trường (rất thấp) lên vi khuẩn nước mặt phân lập tại hồ công
viên 29/3, thành phố Đà Nẵng.
- Đánh giá nguy cơ kháng kháng sinh trong tự nhiên để có cái nhìn sâu sắc hơn về
ảnh hưởng của dư lượng thuốc kháng sinh trong mơi trường, có thể giúp đưa ra các cảnh
báo về tình hình sử dụng kháng sinh hiện nay và xác định mức ngưỡng nồng độ cho sự
lựa chọn và lan truyền kháng kháng sinh ở vi khuẩn nước mặt.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.1.

Ý nghĩa khoa học

Đề tài cung cấp dữ liệu khoa học mới về tác động đến hoạt tính enzyme và khả
năng kháng kháng sinh của vi khuẩn nước mặt khi tiếp xúc lâu dài với thuốc kháng sinh
nồng độ thấp, làm tiền đề cơ bản cho các nghiên cứu sâu hơn về tác động của kháng sinh
lên các đối tượng khác trong hệ sinh thái nước mặt.
3.2.

Ý nghĩa thực tiễn

Dựa trên cơ sở nghiên cứu khoa học của đề tài có thể ảnh hưởng đến các q trình
ra chính sách, quyết định có liên quan đến các biện pháp giảm sự phát triển kháng sinh ra
môi trường, đồng thời đưa ra các cảnh báo về kiểm soát việc sử dụng kháng sinh một cách
hợp lý và các quy định về nồng độ tối đa của các kháng sinh có thể hiện diện trong nước
mặt dựa trên ngưỡng gây kháng kháng sinh trong môi trường nước.


4


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về thuốc kháng sinh
1.1.1. Định nghĩa
Thuật ngữ kháng sinh theo quan niệm truyền thống được định nghĩa là những chất
do các vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn…) tạo ra có khả năng ức chế sự phát triển
hoặc tiêu diệt vi khuẩn khác.
Ngày nay, kháng sinh không chỉ được tạo ra bởi các vi sinh vật mà còn được tạo ra
bằng quá trình bán tổng hợp hóa học, do định nghĩa về kháng sinh cũng thay đổi, hiện nay
kháng sinh được định nghĩa như sau:
Kháng sinh vật là những chất có nguồn gốc vi sinh vật, được bán tổng hợp hoặc
tổng hợp hóa học. Với liều thấp có tác dụng kìm hãm hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh
[4].
1.1.2. Phân loại
1.1.2.1. Dựa vào tính nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh
Tính nhạy cảm của kháng sinh được xác định dựa vào nồng độ ức chế tối thiểu
(MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC).
Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC – Minimal Inhibitory Concentration) của một
kháng sinh là nồng độ thấp nhất mà kháng sinh có khả năng ức chế sự phát triển của vi
khuẩn sau khoảng 24 giờ nuôi cấy. Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC – Minimal
Bactericidal Concentration) là nồng độ thấp nhất làm giảm 99,9% lượng vi khuẩn.[10]
Dựa vào tính nhạy cảm của vi khuẩn với kháng sinh, người ta chia kháng sinh ra
thành 2 nhóm chính: Kháng sinh diệt khuẩn, kháng sinh kìm khuẩn.
* Kháng sinh Diệt khuẩn
Là kháng sinh có MBC tương đương với MIC (tỉ lệ MBC/MIC xấp xỉ bằng 1) và
dễ dàng đạt được MBC trong huyết tương. Nhóm này bao gồm: penicinlin, cephalosporin,
aminosid, polymyxin.
* Kháng sinh kìm khuẩn
Là kháng sinh có MBC lớn hơn với MIC (tỉ lệ MBC/MIC > 4) và khó đạt được
MBC trong huyết tương. Nhóm này bao gồm: Tetracyclin, Cloramphenicol, macrolid.



5

Cách phân loại này có ý nghĩa trong lâm sàng, giúp thày thuốc sử dụng kháng sinh có
hiệu quả hơn. Cụ thể là:
Các nhiễm khuẩn nhẹ có thể dùng kháng sinh kìm khuẩn để hạn chế sự sinh sản và
ức chế sự phát triển của vi khuẩn tao điều kiện cho cơ thể tiêu diệt vi khuẩn. Các nhiễm
khuẩn nặng hoặc những người có sức đề kháng kém, nên sử dụng kháng sinh diệt khuẩn.
1.1.2.2. Dựa vào cơ chế tác dụng của kháng sinh
Dựa vào cơ chế tác dụng, chia thành các nhóm:
- Thuốc ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn: β – lactam, vancomycin, bacitracin,
fosfomycin.
- Thuốc ức chế hoặc thay đổi tổng hợp protein của vi khuẩn: cloramphenicol,
tetracyclin, macrolid, lincosamid và aminoglycosid.
- Thuốc ức chế tổng hợp acid nhân: quinolon, rifampicin.
- Thuốc ức chế chuyển hóa: co – trimoxazol.
- Thuốc làm thay đổi tính thấm của màng tế bào: polymyxin, amphotericin.
1.1.2.3. Dựa vào cấu trúc hóa học
Chia kháng sinh thành các nhóm sau:
* Nhóm beta lactam
-

Penicilin: benzylpenicilin, oxacilin, ampicilin…
Cephalosporin: cephalexin, cefaclor, cefotaxim…
Các betalactam khác: carbapenem, monobactam, chất ức chế beta lactamase.

* Nhóm aminoglycosid (aminosid): streptomycin, gentamicin, tobramycin…
* Nhóm macrolid: erytheromycin, clarithromycin, spiramycin…
* Nhóm lincosamid: lincomycin, clindamycin.

* Nhóm phenicol: cloramphenicol, thiamphenicol.
* Nhóm cyclin: tetracyclin, doxycyclin…
* Nhóm peptid
- Glucopeptid: vancomycin.
- Polypeptid: polymyxin, bacitracin.
* Nhóm quinonlon: acid nalidixic, ciprofloxacin, ofloxacin…
* Nhóm co – trimoxazol: co – trimoxazol.


6

1.1.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh
1.1.3.1. Ức chế tổng hợp vách tế bào vi khuẩn
Vách tế bào vi khuẩn chủ yếu được cấu tạo từ peptidoglycan, là thành phần quan
trọng đảm bảo tính vững chắc của tế bào, vì vậy rất cần cho sự tồn tại và quan trọng đảm
bảo tính vững chắc của tế bào, vì vậy rất cần cho sự tồn tại và phát triển của tế bào vi
khuẩ. Các kháng sinh diệt khuẩn ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn. Vi
khuẩn khơng có vách che chở sẽ bị tiêu diệt.
1.1.3.2.

Tác động lên quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn

Nơi tác động là riboxom 70S trên polyxom của vi khuẩn. Kháng sinh gắn vào tiểu
phần 30S (như streptomycin) sẽ ngăn cản hoạt động của ARN thông tin hoặc ức chế chức
năng của ARN vận chuyển (như tetracyclin). Kháng sinh gắn vào tiểu phần 50S như
erythromycin, chloramphenicol, làm cản trở sự liên kết, hình thành các chuỗi acid amin
tạo phân tử protein cần thiết cho tế bào sống.
1.1.3.3.

Ức chế sinh tổng hợp acid nucleic


Kháng sinh có thể ngăn cản sự sao chép của ADN mẹ tạo ADN con như nhóm
quinolon hoặc gắn ARN-polymerase ngăn cản sinh tổng hợp ARN như rifampicin hoặc
bằng cách ức chế sinh tổng hợp các chất chuyển hóa cần thiết để ngăn cản hình thành nên
các nucleotid như sulfamid và trimethorpim.
Như vậy, mỗi kháng sinh chỉ tác động lên một điểm nhất định trong thành phần
cấu tạo, ảnh hưởng đến một khâu nhất định trong các phản ứng sinh học khác nhau của tế
bào vi khuẩn, dẫn đến ngừng trệ sự sinh trưởng và phát triển của tế bào. Nếu vi khuẩn
không bị ly giải hoặc bị nắm bắt (thực bào) tiêu diệt, thì khi khơng cịn tác động của
kháng sinh (ngừng thuốc) vi khuẩn sẽ có thể hồi phục trở lại (reversible).
1.1.3.4.

Ức chế sinh tổng hợp vách

Kháng sinh ức chế quá trình sinh tổng hợp bộ khung peptidoglycan (murein) làm
cho vi khuẩn sinh ra sẽ khơng có vách và do đó dễ bị tiêu diệt, ví dụ kháng sinh nhóm
beta-lactam, vancomycin.


7

1.2.

Tổng quan về tình hình sử dụng kháng sinh
Việc sử dụng kháng sinh có thể được chia thành hai loại riêng biệt, con người và

thú y. Kháng sinh được dùng để điều trị một loạt các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây
bệnh. Những thuốc này có thể được dùng qua đường uống hoặc tiêm. Ngày càng có nhiều
dữ liệu cho thấy kháng sinh đang được sử dụng rộng rãi trên tồn thế giới [19]. Khối
lượng kháng sinh nhập mơi trường có thể được ước tính từ các thơng tin về việc sử dụng

kháng sinh trong điều trị của con người và động vật. Theo số liệu từ EU, tổng khối lượng
kháng sinh con người tiêu thụ là 7659 tấn vào năm 1997 [25]. Số liệu của EU cho thấy
rằng mức độ tiêu thụ kháng sinh của con người là khoảng 6,3 lần cao hơn so với việc sử
dụng cho thú y; hàm lượng sử dụng kháng sinh của con người là 342 mg kháng sinh/kg
trọng lượng cơ thể/năm so với 54 mg kháng sinh/kg trọng lượng cơ thể/năm đối với việc
sử dụng kháng sinh ở động vật (Ungemach và cộng sự, 2006; Kools và cộng sự, 2008)
[26].
1.3.

Con đƣờng tiếp xúc của kháng sinh vào mơi trƣờng

Kháng sinh có thể xâm nhập vào môi trường qua nhiều con đường. Đặc biệt, nước
thải là con đường quan trọng nhất trong việc phát tán kháng sinh vào môi trường nước.
Nếu một loại thuốc có thể vượt qua q trình xử lý nước thải mà khơng bị hồn tồn suy
thối, thuốc hoặc một phần thuốc được chuyển hóa sau đó sẽ bước vào môi trường nước
khi nước thải được thải ra nước mặt (Fent và cộng sự, 2006)[25]. Kháng sinh cũng có thể
được phát trực tiếp các vùng nước bởi động vật, phân từ những con vật này có thể chứa
kháng sinh, các chất chuyển hóa của thuốc kháng sinh hoặc một hỗn hợp của cả hai
(Kemper, 2008) [25]. Kháng sinh cũng có thể được phát vào môi trường nước khi chúng
được sử dụng như phương pháp điều trị trong nuôi trồng thủy sản. Ví dụ, oxytetracycline
và axit oxolinic được sử dụng thường xun trong ni trồng thủy sản như một biện pháp
phịng ngừa chống lại các mầm bệnh vi sinh vật (Bjorkland và cộng sự, 1991;Primavera
và cộng sự, 1993; Hirsch và cộng sự, 1999) [27] . Halling Sørensen và cộng sự (1998)
tính tốn rằng 70-80 % thuốc dùng trong ni trồng thủy sản vẫn cịn trong mơi trường
[25]. Ngồi ra, nước thải từ các nhà máy sản xuất thuốc kháng sinh cũng có thể đóng vai
trị như một nguồn điểm của thuốc kháng sinh vào môi trường nước. Mặc dù đã tuyên bố
rằng các quá trình sản xuất chặt chẽ sẽ chỉ giải phóng một lượng rất nhỏ vào mơi trường
nước, tuy nhiên nồng độ rất cao của kháng sinh cũng đã được phát hiện trong nước thải từ



8

các nhà máy sản xuất thuốc ở Ấn Độ. Ví dụ, Ciprofloxacin được phát hiện ở mức 31
mg/L trong nước mặt tiếp nhận từ nước thải sản xuất thuốc (Williams, 2005; Larsson và
cộng sự, 2007). Gần đây hơn, cấp độ cao hơn của kháng sinh cũng được tìm thấy trong
các hệ thống nước mặt tiếp nhận từ nước thải công nghiệp ở Mỹ (Phillips và cộng sự ,
2010).[25]
1.4.

Tổng quan về hệ vi sinh vật trong môi trƣờng nƣớc

1.4.1. Sự phân bố của hệ vi sinh vật nƣớc
Vi sinh vật có mặt ở khắp nơi trong các nguồn nước. Sự phân bố của chúng hồn
tồn khơng đồng nhất mà rất khác nhau tuỳ thuộc vào đặc trưng của từng loại môi trường.
Nguồn nhiễm vi sinh vật cũng rất quan trọng vì ngồi những nhóm chun sống ở nước,
ta cịn có những nhóm nhiễm từ các mơi trường khác vào. Ví dụ như từ đất, từ chất thải
của người và động vật. Vi sinh vật trong nước được đưa từ nhiều nguồn khác nhau [6]:
- Có thể từ đất do bụi bay lên, nguồn nước này chủ yếu bị nhiễm vi sinh vật trên bề
mặt.
- Có thể do nước mưa sau khi chảy qua những vùng đất khác nhau cuốn theo nhiều
vi sinh vật nơi nước chảy qua.
- Do nước ngầm hoặc nguồn nước khác qua những nơi nhiễm bẩn nghiêm trọng.
- Số lượng và thành phần vi sinh vật thấy trong nước mang đặc trưng vùng đất bị
nhiễm mà nước chảy qua. Ở môi trường nước ngọt, đặc biệt là những nơi ln có sự
nhiễm khuẩn từ đất, hầu hết các nhóm vi sinh vật có trong đất đều có mặt trong nước, tuy
nhiên với tỷ lệ khác biệt. Ở ao, hồ và sông do hàm lượng chất dinh dưỡng cao nên số
lượng và thành phần vi sinh vật phong phú hơn nhiều. Ngồi những vi sinh vật tự dưỡng
cịn có rất nhiều các nhóm vi sinh vật dị dưỡng có khả năng phân huỷ các chất hữu cơ.
Hầu hết các nhóm vi sinh vật trong đất đều có mặt ở đây. Ở những nơi bị nhiễm bẩn bởi
nước thải sinh hoạt cịn có mặt các vi khuẩn đường ruột và các vi sinh vật gây bệnh khác.

Tuy những vi khuẩn này chỉ sống trong nước một thời gian nhất định nhưng nguồn nước
thải lại được đổ vào thường xuyên nên lúc nào chúng cũng có mặt. Đây chính là nguồn ô
nhiễm vi sinh nguy hiểm đối với sức khoẻ con người. Ở những thuỷ vực có nguồn nước
thải cơng nghiệp đổ vào thì thành phần vi sinh vật cũng bị ảnh hưởng theo các hướng
khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất của nước thải.


9

Tuy cũng là môi trường nước ngọt nhưng sự phân bố của vi sinh vật ở hồ và sông
rất khác nhau. Ở các hồ nghèo dinh dưỡng, tỷ lệ vi khuẩn có khả năng hình thành bào tử
thường cao hơn so với nhóm khơng có bào tử. Ở các tầng hồ khác nhau sự phân bố của vi
sinh vật cũng khác nhau. Ở tầng mặt nhiều ánh sáng hơn thường có những nhóm vi sinh
vật tự dưỡng quang năng. Dưới đáy hồ giàu chất hữu cơ thường có các nhóm vi khuẩn dị
dưỡng phân giải chất hữu cơ. Ở những tầng đáy có sự phân huỷ chất hữu cơ mạnh tiêu thụ
nhiều ơxy tạo ra những vùng khơng có ơxy hồ tan thì chỉ có mặt nhóm kỵ khí bắt buộc
khơng có khả năng tồn tại khi có oxy.
Nói chung các nhóm vi sinh vật sống ở các nguồn nước khác nhau rất đa dạng về
hình thái cũng như hoạt tính sinh học. Chúng tham gia vào việc chuyển hố vật chất cũng
như các vi sinh vật sống trong môi trường đất. Ở trong mơi trường nước cũng có mặt đầy
đủ các nhóm tham gia vào các chu trình chuyển hoá các hợp chất cacbon, nitơ và các chất
khoáng khác. Mối quan hệ giữa các nhóm với nhau cũng rất phức tạp, cũng có các quan
hệ ký sinh, cộng sinh, hỗ sinh, kháng sinh như trong mơi trường đất. Có quan điểm cho
rằng vi sinh vật sống trong môi trường nước và đất đều có chung một nguồn gốc ban đầu.
Do q trình sống trong những mơi trường khác nhau mà chúng có những biến đổi thích
nghi. Chỉ cần một tác nhân đột biến cũng có thể biến từ dạng này sang dạng khác do cơ
thể và bộ máy di truyền của vi sinh vật rất đơn giản so với những sinh vật bậc cao. Ngày
nay các nguồn nước, ngay cả nước ngầm và nước biển ở những mức độ khác nhau đă bị ô
nhiễm do các nguồn chất thải khác nhau. Do đó khu hệ vi sinh vật bị ảnh hưởng rất nhiều
và do đó khả năng tự làm sạch các nguồn nước do hoạt động phân giải của vi sinh vật

cũng bị ảnh hưởng.
1.4.2. Vai trò của vi sinh vật trong mơi trƣờng nƣớc
Vi sinh vật có một loạt các con đường sinh lý và sinh hóa phát triển đại diện cho
chức năng của vi khuẩn. Nhiều chức năng này đại diện cho các giai đoạn quan trọng trong
quá trình sinh thái quan trọng. Vì vi sinh vật có cấu tạo cực kì đơn giản nên khả năng sinh
trưởng và trao đổi chất của chúng liên quan chặt chẽ đến các điều kiện mơi trường bên
ngồi. Chỉ cần một thay đổi nhỏ của mơi trường bên ngồi cũng ảnh hưởng đến sự sinh
trưởng của chúng, nhưng dù vậy, chúng vẫn tồn tại bền bỉ trước áp lực của chọn lọc tự
nhiên. Có thể nói, vi sinh vật chính là những sinh vật dễ dàng thích nghi với mơi trường
nhất trên Trái Đất. Hoạt động của vi sinh vật là cần thiết cho hiệu quả của các chu trình


10

cacbon,nitơ và phốt pho. Một hệ sinh thái thủy vực khỏe mạnh dựa vào tỷ lệ chất dinh
dưỡng có trong thủy vực đó. Tỷ lệ carbon: nitơ: phốt pho thường được coi là hồn hảo,
cân bằng trong mơi trường nước là 106: 16: 1 (Redfield, 1934). Bên cạnh đó, nghiên cứu
của Liebergs khẳng định thêm rằng sự tăng trưởng của một sinh vật cũng sẽ bị giới hạn
bởi các chất dinh dưỡng, đó như là một yếu tố hạn chế (Brown,1942). Vì vậy, vi sinh vật
đóng một vai trị quan trọng trong các chu trình dinh dưỡng và chu trình địa hố như chu
trình cacbon, nitơ, lưu huỳnh và phosphor, đảm bảo sự phát triển hiệu quả của các sinh
vật khác trong một hệ sinh thái.[25]
1.4.3. Vai trò của enzyme đối với hệ vi sinh vật thủy sinh
Enzyme đóng vai trị quan trọng trong q trình chuyển hóa vật chất của vi sinh
vật. Nhờ enzyme mà các quá trình sinh hóa trong cơ thể sống xảy ra rất nhạy với tốc độ
tăng trưởng trong điều kiện sinh lý bình thường. Khi có enzyme xúc tác, tốc độ của một
phản ứng có thể tăng hàng triệu lần. Nếu tế bào khơng có enzyme thì các hoạt động sống
khơng thể duy trì được vì tốc độ các phản ứng sinh hóa xảy ra quá chậm. Bên cạnh đó, tế
bào có thể điều hịa q trình chuyển hóa vật chất thơng qua điều khiển hoạt tính của các
enzyme bằng các chất hoạt hóa hay ức chế. Các chất ức chế đặc hiệu khi liên kết được với

cơ chất. Ngược lại, các chất hoạt hóa khi liên kết với enzyme sẽ làm tăng hoạt tính của
enzyme. Có thể nói, enzyme đóng một vai trị quan trọng đối với sự sinh trưởng của vi
sinh vật.

Tác động của thuốc kháng sinh đối với vi sinh vật trong môi trƣờng nƣớc
Sự xuất hiện của kháng sinh trong môi trường đã dẫn đến một loạt các nghiên
cứu ảnh hưởng của các chất kháng sinh lên vi sinh vật. Một số nghiên cứu đã dược
thực hiện trong các môi trường chẳng hạn như đất (ví dụ: Chander và cộng sự, 2005)
và nước mặt (ví dụ: Schallenberg và Armstrong, 2004) [25]. Một loạt các ảnh hưởng
đã được tìm thấy sau khi vi khuẩn tiếp xúc với kháng sinh như cấu trúc lồi, sự sinh
trưởng, hoạt tính enzyme của vi khuẩn [25]. Vì vậy mà phản ứng của vi khuẩn nước
mặt đối với kháng sinh xuất hiện ở nồng độ thấp trong môi trường nước mặt đã bắt
đầu được nghiên cứu nhưng không đủ thông tin, dẫn đến đây vẫn là câu hỏi đang được
đặt ra trong nghiên cứu độc học và tác động sinh thái của kháng sinh.
1.5.


11

1.5.1. Ảnh hƣởng của thuốc kháng sinh đến loài đơn lẻ
Hầu hết các nghiên cứu ảnh hưởng của kháng sinh trên vi khuẩn trong mơi trường
sử dụng lồi thử nghiệm duy nhất. Kummerer và cộng sự (2000) đã chứng minh rằng
ciprofloxacin và ofloxacin ức chế sự tăng trưởng của các loài Gram âm Pseudomonas
putida với giá trị EC 50 thu được ở 80 mg / L (ciprofloxacin) và 10 mg / L
(ofloxacin)[28]. Halling-Sorensen và cộng sự (2002) cũng quan sát thấy ảnh hưởng của
kháng sinh trên Pseudomonas .Trong nghiên cứu này, tỷ lệ tăng trưởng của 15 chủng
pseudomonas (phân lập từ đất) đã được quan sát trong sự hiện diện ở nồng độ (0,25-32
mg / L) của chlortetracycline, oxytetracycline, tetracycline. Những kết quả nổi bật thực tế
rằng các loài và chủng khác nhau có sự nhạy cảm khác biệt với kháng sinh. Các nghiên
cứu khác đã xem xét tác động cụ thể hơn về kháng sinh trên Pseudomonas. Linares và

cộng sự (2006) đã tiến hành thí nghiệm có thể phát hiện các ảnh hưởng cụ thể của
tobramycin, tetracycline và norfloxacin ở nồng độ ức chế (xác định từ thí nghiệm nồng độ
ức chế tối thiểu) [25] lên Pseudomonas aeruginosa . Trong các thí nghiệm, tiếp xúc của
Pseudomonas aeruginosa trên cả ba hợp chất dẫn đến tăng sự hình thành màng sinh học
và khả năng di chuyển tế bào (trong trường hợp tobramycin). Sự kích thích của những
kiểu hình có thể dẫn đến việc gây ra hiện tượng vi khuẩn nhạy cảm với kháng sinh. Ngoài
ra, nghiên cứu việc tiếp xúc với nồng độ thấp của tetracycline đã cho thấy là nó kích thích
một loại hệ thống bài tiết (một loại protein giống như được sản xuất bởi vi khuẩn Gram
âm) dẫn đến tăng gây độc tế bào, điều này có thể sẽ làm tăng cơ hội tồn tại
của Pseudomonas aeruginosa [29].
1.5.2. Ảnh hƣởng của thuốc kháng sinh lên sự tăng trƣởng của vi sinh vật
Các thí nghiệm thử nghiệm tác dụng của kháng sinh trên sự phát triển của cộng
đồng vi khuẩn cũng đã được tiến hành, kiểm tra sự ức chế tăng trưởng đã được áp
dụng rộng rãi trong một số nghiên cứu (đôi khi kết hợp với các phương pháp
khác). Trong đó, ảnh hưởng của thuốc kháng sinh trên sự phát triển của vi khuẩn bùn
hoạt tính đã được nghiên cứu rộng rãi nhất Kummerer và cộng sự (2000) [28]. Ví dụ
xác định CFU của vi khuẩn trong nước thải trên sự hiện diện của nhiều loại thuốc
kháng sinh. Mặc dù giá trị EC 50 là nhỏ nhưng lại lại có số lượng CFU đáng kể đã được
quan sát trong bùn hoạt tính trong sự hiện diện của Ciprofloxacin. Không ảnh hưởng
đến số lượng CFU đã được quan sát trong sự hiện diện của ofloxacin hoặc


12

metronidazole. Vì vậy nghiên cứu này gợi ý rằng Ciprofloxacin hơi ức chế sự tăng
trưởng của vi sinh vật nước thải. Colinas và cộng sự (1994) cũng nghiên cứu ảnh
hưởng của thuốc kháng sinh và hỗn hợp của thuốc kháng sinh (oxytetracycline và
penicillin) trên vi sinh vật đất [30]. Trong nghiên cứu này , việc tiếp xúc với hai hợp
chất dẫn đến số lượng CFU đếm được giảm 20% so với giá trị kiểm soát và tổng đếm
CFU được giảm 29%. Không chỉ những kết quả này cung cấp một ví dụ về thuốc

kháng sinh ức chế số lượng CFU của vi sinh vật đất, mà còn minh họa tiềm năng các
hợp chất kháng khuẩn cụ thể để ức chế khả năng tăng trưởng của vi sinh vật. Những
dữ liệu này cho thấy quần thể vi khuẩn trong đất rất nhạy cảm với một hỗn hợp
oxytetracycline-penicillin [30]. Jan Dirk van Elsas và cộng sự (2011), cũng nghiên cứu
ảnh hưởng của thuốc kháng sinh đến sự sống của Escherichia coli, kết quả cho thấy rằng
thuốc kháng sinh cũng đã ức chế sự tăng trưởng của Escherichia coli trong môi trường
nước mặt [43].
1.5.3. Ảnh hƣởng của thuốc kháng sinh đến chức năng tế bào cụ thể
Nhiều nghiên cứu đánh giá những tác động của kháng sinh đã tập trung vào
chức năng tế bào cụ thể hơn. Thiele-Bruhn (2005) đã thử nghiệm tác động tiềm năng
của một loạt các loại thuốc kháng sinh (CTC, sulfadimethoxine, oxytetracycline,
sulfadiazine, sulfadimidine và tetracycline) trên sắt (III) (một loại enzyme chuyển hóa
quan trọng) của vi khuẩn từ các loại đất khác nhau[25]. Đáng chú ý nhất, ba trong số
hợp chất thử nghiệm cho thấy đầy đủ hoạt động ức chế gây ra giá trị ED 10 (liều thử
nghiệm cần thiết gây ra giảm 10% trong hoạt động) <100 mg / kg. Các hợp chất này là
sulfonamides sulfadiazine, sulfadimidine và sulfadimethoxine. Nghiên cứu này do đó
chứng minh sự nhạy cảm của sắt (III). Các ảnh hưởng khác trên các enzyme của vi
khuẩn cũng đã được báo cáo. Boleas và cộng sự, 2005 đã kiểm tra ảnh hưởng của
oxytetracycline đến dehydrogenase và phosphatase trong một thử nghiệm vi sinh vật
đất [31] .Một ức chế đáng kể trong hoạt động của enzyme đã được quan sát ở tất cả
các nồng độ trong đất. Các kết quả nghiên cứu này chỉ ra rằng oxytetracycline nồng độ
thấp như 0.01 mg / kgcan gây ra một sự ức chế trong hoạt tính phophatase. Như các
mức gần với nồng độ thực tế với môi trường, các hợp chất đã cho thấy khả năng can
thiệp vào hoạt tính phốt pho trong đất. Các nghiên cứu khác cũng cho thấy ảnh hưởng
của thuốc kháng sinh vào các quá trình xảy ra trong chu trình cacbon. Maul và cộng


13

sự (2006) đã nghiên cứu ảnh hưởng của ciprofloxacin về đến chu trình cacbon của vi

khuẩn [33] . Sử dụng phép phân tích (PCA), người ta thấy rằng sử dụng các
carbohydrate là thấp hơn 2,7-3,5 lần tại nồng độ tiếp xúc cao nhất của ciprofloxacin
(100 mg / L). Những dữ liệu này cho thấy ciprofloxacin ức chế đáng kể đến khả năng
chuyển hóa carbohydrate của vi khuẩn.
Ngồi tác động đã được quan sát thấy trên các chu trình carbon và phốt pho, các
ảnh hưởng lên chu trình nitơ do tiếp xúc với kháng sinh cũng được tìm thấy. Sự ức chế
của một cơng đoạn trong chu trình nitơ, sự hình thành amoni đã bị ức chế đáng kể khi
quần thể vi khuẩn tiếp xúc với ampicillin trong điều kiện phòng thí nghiệm [25]. Từ
những kết quả này, ampicillin ức chế sự hình thành amoni nước tiểu bởi quần thể vi
khuẩn. Q trình này là rất quan trọng trong mơi trường, sự ức chế có thể dẫn đến sự
tích tụ của các hợp chất đạm độc hại (như urê).
1.6. Sự kháng kháng sinh của vi khuẩn
Kháng sinh muốn phát huy được tác dụng thì phải xâm nhập được vào ổ viêm và
gắn được vào receptor ở tế bào vi khuẩn. Trong thực tế, nhiều khi sử dụng kháng sinh thất
bại, đó chính là do vi khuẩn kháng lại kháng sinh.
1.6.1. Thế nào là vi khuẩn kháng kháng sinh
Vi khuẩn được coi là kháng một kháng sinh nào đó nếu sự phát triển của nó khơng
bị ngừng lại khi kháng sinh đó đã được dùng ở nồng độ tối đa mà bệnh nhân còn dung
nạp thuốc.
Nồng độ kháng sinh thấp nhất (đơn vị microgam) ức chế được vi khuẩn gọi là
nồng độ ức chế tối thiểu, viết tắt là MIC (Minimum Inhibitory Concentration). Khi MIC ở
mức thấp hơn nồng độ kháng sinh có trong máu và tổ chức theo liều điều trị thường dùng
thì vi khuẩn được coi là nhạy cảm (sensitivity) với kháng sinh. Nếu MIC cao hơn nồng độ
kháng sinh có thể có trong máu và tổ chức ở liều điều trị thơng thường thì vi khuẩn được
coi là kháng lại (resistant) kháng sinh.
Về mặt gen học của vi khuẩn, người ta coi một vi khuẩn có sức đề kháng với một
kháng sinh nào đó khi nó có một sự biến đổi đột ngột và đáng kể về nồng độ ức chế tối
thiểu. Nồng độ tối thiểu trong trường hợp này có thể tăng lên gấp 2 lần, 10 lần hoặc 100
lần cao hơn bình thường.