Clostridium botulinum

Clostridium botulinum được biết đến là một loại trực khuẩn gram dương kỵ khí hình thành bào tử và là nguyên nhân phổ biến nhất liên quan đến tình trạng liệt mềm có hồi phục. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc những thông tin chi tiết hơn về loại trực khuẩn này.

1 Giới thiệu

1.1 Clostridium là chủng vi khuẩn gì ?

Chi Clostridium là một trong những chi vi khuẩn lớn nhất bao gồm khoảng 180 loài. Hầu hết các vi khuẩn trong chi này đều phát triển trong điều kiện hoàn toàn không có oxy, cùng với các kích thước khác nhau. 

Một số loài Clostridium là nguyên nhân chính gây bệnh ở người và các động vật khác. C.botulinum là tác nhân gây ngộ độc thịt, xảy ra do ăn thực phẩm đóng hộp được khử trùng không đúng cách đã bị nhiễm độc tố botulinum hoặc đôi khi xảy ra do nhiễm trùng vết thương. Độc tố của C.tetani gây ra uốn ván khi đưa vào mô bị tổn thương hoặc chết. C.perfringens ,C.novyi , và C.septicum có thể gây hoại thư ở người. C.perfringens cũng là nguồn gây bệnh từ thực phẩm, xảy ra trên thịt và gia cầm sống. Các dạng nhiễm clostridial cấp tính khác thường xảy ra ở gia súc và thủy sản.

1.2 Đặc điểm của Clostridium Botulinum

Vi khuẩn Clostridium botulinum là vi khuẩn hình que (còn gọi là  C. botulinum). Chúng kỵ khí, nghĩa là chúng sống và phát triển trong điều kiện lượng oxy thấp. Vi khuẩn hình thành bào tử bảo vệ khi điều kiện sống sót kém. Bào tử có lớp phủ bảo vệ cứng bao bọc các bộ phận quan trọng của vi khuẩn và có các lớp màng bảo vệ. Bên trong các màng này và lớp phủ cứng, vi khuẩn không hoạt động có thể tồn tại trong nhiều năm. C. botulinum là nguyên nhân gây ra một căn bệnh gọi là ngộ độc.

1.3 Clostridium botulinum có ở đâu ?

C. botulinum phổ biến trong trầm tích đất và biển trên toàn thế giới, phổ biến nhất là ở dạng bào tử. Những bào tử này được tìm thấy ở khắp mọi nơi. Mặc dù các bào tử nhìn chung vô hại nhưng mối nguy hiểm có thể xảy ra khi bào tử bắt đầu phát triển thành vi khuẩn hoạt động và tạo ra chất độc thần kinh. Chất độc thần kinh là một chất độc ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương. Nó có thể phá hủy, làm tê liệt hoặc ảnh hưởng xấu đến dây thần kinh hoặc mô thần kinh. C. botulinum  tạo ra bảy loại chất độc thần kinh khác nhau được ký hiệu bằng các chữ cái từ A đến G; chỉ có các loại A, B, E và F gây bệnh ở người.

2 Cơ chế hoạt động

2.1 Cơ chế hoạt động của Clostridium botulinum

Cơ bắp co lại khi được các đầu dây thần kinh báo hiệu bằng việc giải phóng một chất hóa học gọi là acetylcholine. Acetylcholine là chất dẫn truyền thần kinh chính ở các điểm nối thần kinh cơ. Độc tố Botulinum ngăn chặn sự giải phóng acetylcholine để ngăn chặn sự co cơ. 

Thuốc được điều chế từ độc tố botulinum được tiêm với số lượng cực nhỏ vào các cơ cụ thể cần điều trị. Thuốc liên kết với các đầu dây thần kinh và ngăn chặn sự giải phóng acetylcholine, làm thư giãn các cơ mục tiêu.

Sự tắc nghẽn của acetylcholine là không thể đảo ngược vì chất độc sẽ phá hủy chức năng của các đầu dây thần kinh cholinergic. Tuy nhiên, cơ có thể phục hồi chức năng trong khoảng hai đến ba tháng, khi các đầu dây thần kinh mới phát triển và bắt đầu giải phóng acetylcholine (tái bảo vệ). Việc tiêm trị liệu/thẩm mỹ thường được lặp lại ba hoặc bốn tháng một lần. Cơ bị teo ở một mức độ nào đó sau mỗi lần tiêm.

2.2 Vai trò của Clostridium botulinum

Độc tố Botulinum có công dụng làm đẹp và chữa bệnh. Các nhà nghiên cứu tiếp tục tiến hành các thử nghiệm lâm sàng để sử dụng nó trong nhiều tình trạng ngày càng mở rộng, bao gồm cả việc kiểm soát cơn đau trong một số chứng rối loạn đau mãn tính .

Các công dụng điều trị tiềm năng của việc tiêm độc tố botulinum bao gồm:

2.2.1 Loạn trương lực cơ khu trú

Loạn trương lực cơ khu trú là tình trạng co cơ bất thường, dai dẳng và không kiểm soát được, gây ra các tư thế bất thường. Các loại loạn trương lực cơ khu trú được điều trị bằng tiêm độc tố botulinum bao gồm:

• Chứng loạn trương lực cổ: Còn được gọi là chứng vẹo cổ co thắt , một tình trạng đau đớn trong đó cơ cổ co lại và vặn đầu sang một bên)
• Co thắt mi mắt: Co giật mắt hoặc chớp mắt không tự chủ
• Loạn trương lực thanh quản: Co thắt không kiểm soát được của cơ thanh quản
• Loạn trương lực cơ chi: Sự co rút không tự nguyện của cánh tay và các chi
• Loạn trương lực cơ miệng hàm: Co thắt hàm và các cơ mặt khác
• Chứng loạn trương lực miệng: Co thắt các cơ ở mặt dưới, miệng và lưỡi
• Loạn trương lực cơ thân: Co thắt các cơ cột sống, bụng và ngực

2.2.2 Co cứng

Co cứng là tình trạng cơ bắp trở nên căng và cứng, ngăn cản khả năng cử động bình thường. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tiêm độc tố botulinum có hiệu quả trong điều trị chứng co cứng do các tình trạng bao gồm:

• Đột quỵ
• Chấn thương sọ não
• Bại não
• Bệnh đa xơ cứng
• Chấn thương tủy sống

2.2.3 Đau mãn tính

Việc sử dụng độc tố Botulinum để kiểm soát cơn đau trong nhiều tình trạng vẫn đang được thử nghiệm lâm sàng. Chỉ có chứng đau nửa đầu mới được FDA chấp thuận cho sử dụng độc tố botulinum để giảm đau. Sau đây là một số tình trạng đau mãn tính và co thắt cơ cục bộ có thể được điều trị bằng cách tiêm độc tố botulinum:

• đau thắt lưng mãn tính
• Hội chứng đau cân cơ ( đau cơ )
• Chứng đau đầu
• Đau nửa đầu mãn tính
• Đau đầu do lạm dụng thuốc
• Viêm mỏm lồi cầu bên ( khuỷu tay quần vợt )
• Đau đầu gối
• Đau vai
• Đau thần kinh (đau do tổn thương thần kinh) 

2.2.4 Sử dụng mỹ phẩm

Tiêm độc tố Botulinum thường được sử dụng cho mục đích thẩm mỹ như:

• Đường nhăn (đường cau mày) và đường nhăn ( vết chân chim ) do lão hóa
• Vòng cổ do lão hóa (dải cơ platysma)

2.2.5 Các rối loạn khác

Các rối loạn khác liên quan đến đổ mồ hôi , tiết nước bọt và dị ứng có thể được điều trị bằng cách tiêm độc tố botulinum là:

• Đổ mồ hôi quá nhiều ( hyperhidrosis ) ở nách và lòng bàn tay
• Hội chứng Frey ( đổ mồ hôi và đỏ bừng vùng da gần tai)
• Chảy nước dãi (chảy nước miếng) trong bệnh bại não và các rối loạn thần kinh khác
• Dị ứng mũi và viêm mũi dị ứng

3 Clostridium botulinum gây bệnh gì ?

Ngộ độc Botulism là một căn bệnh đe dọa tính mạng do ăn phải chất độc thần kinh mạnh được tạo ra trong quá trình phát triển của vi khuẩn C.botulinum. Chất độc botulimum này là một trong những chất độc hại nhất được biết đến; ngay cả một lượng cực nhỏ cũng có thể gây bệnh hoặc tử vong. Trước đây, bệnh ngộ độc chủ yếu liên quan đến thực phẩm đóng hộp tại nhà. Tuy nhiên, trong những thập kỷ gần đây, bệnh ngộ độc có liên quan đến các loại thực phẩm như salsa tự làm không để trong tủ lạnh, khoai tây nướng bọc trong giấy nhôm, Mật Ong (nguyên nhân chính gây ngộ độc ở trẻ sơ sinh), tỏi ngâm dầu và cá muối hoặc cá lên men được chế biến theo cách truyền thống.

3.1 Chất độc được sản xuất trong thực phẩm như thế nào?

Clostridium botulinum trong thực phẩm chủ yếu được tìm thấy trên bề mặt trái cây, rau quả và trong hải sản. Sinh vật phát triển tốt nhất trong điều kiện ít oxy và tạo ra bào tử và độc tố. Chất độc này thường được hình thành nhiều nhất khi thực phẩm được chế biến (đóng hộp) không đúng cách tại nhà. C.botulinum không thể phát triển dưới độ pH 4,6, vì vậy thực phẩm có tính axit, chẳng hạn như hầu hết các loại trái cây, cà chua và dưa chua, có thể được chế biến an toàn trong nồi cách thủy. Tuy nhiên, thực phẩm có độ pH cao hơn (hầu hết các loại rau và thịt) phải được chế biến dưới áp suất. Vì vậy nên sử dụng nồi áp suất. Nồi áp suất sẽ đạt nhiệt độ đủ cao để tiêu diệt bào tử botulinum.

3.2 Triệu chứng ngộ độc Botulism

Các triệu chứng ngộ độc thường xuất hiện trong vòng 12 đến 36 giờ sau khi ăn thực phẩm có chứa chất độc thần kinh, mặc dù đã có những trường hợp được ghi nhận kéo dài từ 4 giờ đến 8 ngày. Các triệu chứng xuất hiện càng sớm thì bệnh càng nghiêm trọng. Việc điều trị đòi hỏi sự chăm sóc y tế nhanh chóng và thuốc kháng độc.

Khi vào cơ thể, chất độc sẽ liên kết với các đầu dây thần kinh nối với cơ. Điều này ngăn chặn các dây thần kinh truyền tín hiệu cho cơ co bóp. Các triệu chứng đầu tiên của bệnh ngộ độc là buồn nôn, nôn, suy nhược và chóng mặt (chóng mặt). Tiếp theo là các triệu chứng thần kinh: suy giảm thị lực (mờ hoặc nhìn đôi), mất chức năng bình thường của cổ họng và miệng (khó nói và nuốt; khô miệng, cổ họng và lưỡi; và đau họng), mệt mỏi nói chung, thiếu phối hợp cơ bắp, và khó thở. Các triệu chứng về Đường tiêu hóa có thể bao gồm đau bụng, tiêu chảy hoặc táo bón. Tử vong thường do suy hô hấp và tắc nghẽn đường thở. Khi cơ hoành và cơ ngực hoạt động hoàn toàn, hơi thở bị ảnh hưởng và dẫn đến tử vong do ngạt.

Nếu bệnh ngộ độc được phát hiện ở giai đoạn đầu, việc tiêm thuốc kháng độc tố có thể làm giảm mức độ nghiêm trọng của bệnh bằng cách trung hòa bất kỳ chất độc nào chưa liên kết với các đầu dây thần kinh. Tuy nhiên, do nguy cơ xảy ra các tác dụng phụ nghiêm trọng nên không phải lúc nào cũng có thể sử dụng thuốc kháng độc tố. Một loại thuốc kháng độc tố có nguồn gốc từ con người được sử dụng để điều trị các trường hợp ngộ độc ở trẻ sơ sinh và được Bộ Y tế Công cộng California cung cấp.

3.3 Ngộ độc Botulism ở trẻ sơ sinh là gì?

Ngộ độc Botulism ở trẻ sơ sinh có thể ảnh hưởng đến trẻ dưới 12 tháng tuổi, nhưng phổ biến nhất là trẻ dưới 2 tháng tuổi. Nó xảy ra khi trẻ sơ sinh ăn thức ăn, chẳng hạn như mật ong, có chứa bào tử  C. botulinum  nảy mầm, xâm chiếm và sản sinh ra chất độc thần kinh trong đường ruột của trẻ. Vì lý do này, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ, Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh và Học viện Nhi khoa Hoa Kỳ khuyến cáo không nên dùng mật ong cho trẻ dưới 1 tuổi. Ngoài ra, trái cây và rau củ nên được rửa sạch trước khi cho trẻ ăn.

4 Biện pháp xử trí ngộ độc

4.1 Sử dụng Nitrat và Nitrat trong việc ngăn ngừa ngộ độc

Nitrit được sử dụng trong một số sản phẩm thịt và gia cầm đã qua xử lý để ức chế sự phát triển của bào tử vi khuẩn C. botulinum. Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) đã cho phép sử dụng nitrit trong các sản phẩm thịt và gia cầm bắt đầu từ năm 1925.

Nitrat và nitrit là những hợp chất khác nhau được tạo ra từ nitơ và oxy và được sử dụng để bảo quản thịt. Cả natri nitrat và Kali nitrat, cùng với nitrit, đều được sử dụng để chữa hoặc bảo quản thịt bằng cách làm chậm sự phát triển của vi khuẩn. Chúng cũng ngăn ngừa tình trạng ôi thiu.

Ở đầu những năm 1970, người ta nghi ngờ về việc nitrit phản ứng với amin trong thực phẩm tạo ra một loại hợp chất gây ung thư gọi là nitrosamine. Người chế biến có thể sử dụng axit ascorbic (Vitamin C), axit erythorbic hoặc muối của chúng để đẩy nhanh quá trình kết hợp nitrat với các thành phần thịt, do đó sẽ không có đủ nitrit trong quá trình nấu để tạo thành nitrosamine và ức chế sự hình thành nitrosamine trong quá trình xử lý. Hầu hết nitrit biến mất khỏi sản phẩm đã được xử lý khi nó kết hợp với thịt sau khi nó đã đạt được tác dụng chữa bệnh. Sau khi nấu, chỉ còn lại một phần tư và theo thời gian, lượng này càng giảm dần.

4.2 Một số biện pháp khác ngăn ngừa ngộ độc Botulism 

Việc kiểm soát ngộ độc thực phẩm hầu như dựa hoàn toàn vào sự phá hủy nhiệt (làm nóng) bào tử hoặc ức chế sự nảy mầm của bào tử thành vi khuẩn và cho phép tế bào phát triển và tạo ra độc tố trong thực phẩm. Để ngăn ngừa ngộ độc thực phẩm:

Sử dụng các quy trình xử lý nhiệt đã được phê duyệt đối với thực phẩm đóng hộp thương mại và gia đình (tức là thực phẩm có hàm lượng axit thấp có thể chịu được áp suất như ngô hoặc đậu xanh, thịt hoặc gia cầm).

Vứt bỏ tất cả các thực phẩm đóng hộp bị phồng, đầy hơi hoặc hư hỏng. Đóng đôi các hộp hoặc lọ bằng túi Nhựa đậy kín. Sau đó đặt các túi vào thùng đựng rác dành cho rác không thể tái chế bên ngoài nhà. Giữ nó xa tầm tay của con người và vật nuôi.

Không nếm hoặc ăn thực phẩm đựng trong hộp bị rò rỉ, phồng lên hoặc sưng tấy, trông hư hỏng hoặc nứt hoặc có vẻ ngoài bất thường. Không sử dụng các sản phẩm phun ra chất lỏng hoặc bọt khi mở hộp.

Đun sôi thực phẩm đóng hộp có hàm lượng axit thấp được chế biến tại nhà trong 10 phút trước khi dùng. Đối với độ cao cao hơn, hãy thêm 1 phút cho mỗi độ cao 1.000 feet.

Làm lạnh tất cả thức ăn thừa và thực phẩm đã nấu chín trong vòng 2 giờ sau khi nấu (1 giờ nếu nhiệt độ trên 90°F).

Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ngộ độc thực phẩm là thực phẩm đóng hộp tại nhà không đúng cách, đặc biệt là thực phẩm có hàm lượng axit thấp như rau và thịt. Chỉ có nồi áp suất/nồi đóng hộp mới cho nước đạt tới nhiệt độ 240 đến 250°F, nhiệt độ có thể giết chết bào tử.

5 Nghiên cứu về cơ chế chống chịu stress liên quan đến chế biến và bảo quản thực phẩm của Clostridium botulinum

Nuôi cấy thực vật Clostridium botulinum tạo ra chất độc thần kinh botulinum cực mạnh và có thể gây nguy hiểm cho sự an toàn của thực phẩm trừ khi áp dụng các biện pháp thích hợp để ngăn chặn sự phát triển. Chế biến thực phẩm ở mức tối thiểu dựa vào sự kết hợp của các phương pháp xử lý nhẹ, chủ yếu là để tránh làm giảm chất lượng cảm quan của thực phẩm. Khả năng dung nạp của C. botulinum đối với chế biến thực phẩm ở mức tối thiểu được mô tả rõ ràng. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu dữ liệu về tác động của các phương pháp xử lý liên tiếp đến độ bền đối với quá trình xử lý tiếp theo. Sự phát triển trong các công cụ thao tác di truyền và sự sẵn có của các bộ gen chú thích đã cho phép xác định các cơ chế di truyền liên quan đến khả năng chịu stress của C. botulinum. Hầu hết các nghiên cứu tập trung vào nhiệt độ thấp và tầm quan trọng của các cơ chế điều hòa khác nhau đối với khả năng chịu lạnh của C. botulinum đã được chứng minh. Hơn nữa, những vai trò mới trong khả năng chịu lạnh đã được thể hiện đối với các quá trình trao đổi chất dưới sự kiểm soát của các cơ quan điều chỉnh này. Vai trò của stress oxy hóa thứ cấp trong khả năng chịu đựng nhiệt độ khắc nghiệt đã được đề xuất. Ngoài ra, các cơ chế di truyền liên quan đến khả năng chịu nhiệt, độ pH thấp và độ mặn cao đã được mô tả. Dữ liệu về các cơ chế liên quan đến stress di truyền của các chủng C. botulinum hướng tâm thần Nhóm II còn khan hiếm; những cơ chế này đang được nghiên cứu về an toàn thực phẩm quan tâm và do đó cần được nghiên cứu. Đánh giá nhỏ này đề cập đến tầm quan trọng của C. botulinum như một mối nguy an toàn thực phẩm và các đặc điểm sinh lý trung tâm của nó liên quan đến căng thẳng liên quan đến chế biến và bảo quản thực phẩm. Đặc biệt chú ý đến những phát hiện gần đây xem xét cơ chế di truyền mà C. botulinum sử dụng trong việc phát hiện và chống lại các tình trạng bất lợi này.

6 Các dạng bào chế phổ biến của Clostridium botulinum

Clostridium botulinum được sử bào chế ở các dạng Dung dịch tiêm với hàm lượng 100U, 500U,...và được thực hiện bởi các chuyên gia y tế có chuyên môn, không được tự ý sử dụng nếu không có chỉ định cũng như các nhân viên y tế hỗ trợ.

Một số loại thuốc có chứa thành phần là Clostridium botulinum trên thị trường hiện nay như Xeomin 100U, Botulinum Toxin Type A Botox, Dysport 500U, Botox 100 Units Botulinum Toxin Type A Nabota,...

7 Tài liệu tham khảo

1. Tác giả A Münchau và cộng sự, ngày đăng báo năm 2000. Uses of botulinum toxin injection in medicine today, PMC. Truy cập ngày 9 tháng 9 năm 2023.
2. Tác giả Aman Tiwari và cộng sự, ngày cập nhật mới nhất tháng 8 năm 2023. Clostridium botulinum Infection, NIH. Truy cập ngày 9 tháng 9 năm 2023.
3. Tác giả Elias Dahlsten và cộng sự, ngày đăng năm 2014. Mechanisms of food processing and storage-related stress tolerance in Clostridium botulinum, Pubmed. Truy cập ngày 9 tháng 9 năm 2023.