Ở đây tác giả sẽ trình bày về cơ chế kháng thuốc kháng sinh hình thành trong vi sinh vật và một số quan điểm về phương pháp kiểm soát nhằm giảm thiểu mối nguy này.

Với nỗ lực tăng nhanh sản lượng thuỷ sản và kim ngạch xuất khẩu, các nước đang phát triển rất chú trọng tới nuôi trồng thuỷ sản. Ðể đạt được sản lượng và lợi nhuận cao nhất, nhiều ngư dân hiện đang áp dụng các phương thức nuôi thâm canh. Nhưng các vật nuôi lại bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi những áp lực và bệnh tật dẫn đến những vụ dịch bệnh gây chết hàng loạt.

Trong số các bệnh của thuỷ sản thì nguyên nhân chủ yếu là do vi khuẩn gây ra với những vụ dịch bệnh có qui mô lớn. Thông thường, người ta sử dụng thuốc kháng sinh để kiểm soát các vi khuẩn gây bệnh. Do việc sử dụng không đúng cách và quá nhiều các loại thuốc kháng sinh nên đã gây ra hiện tượng vi khuẩn kháng thuốc (antibiotic resistence) và tích tụ dư lượng thuốc kháng sinh trong thịt thuỷ sản. Một nguyên nhân khác gây ra hiện tượng vi khuẩn kháng thuốc là việc sử dụng các loại kháng sinh với hàm lượng nhỏ trong thức ăn của thuỷ sản như một chất kích thích sinh trưởng.

Mặc dù thuốc kháng sinh đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc chống lại nhiều bệnh tật cho con người và các loài động vật thuỷ sinh, nhưng việc sử dụng bừa bãi trong nuôi trồng thuỷ sản có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng như gây độc, biến đổi hệ vi khuẩn của người tiêu dùng hoặc làm cho người tiêu dùng cũng bị kháng thuốc.

Hiện tượng kháng thuốc kháng sinh là khả năng mà một sinh vật có thể chịu được tác động của các loại kháng sinh. Các gen kháng thuốc thường có sẵn trong các loài vi sinh vật tạo ra kháng sinh (antibiotic - producing -bacteria) nhằm bảo vệ chúng khỏi tác động của thuốc kháng sinh này. Những gen này có thể được hình thành trong các loài vi khuẩn khác thông qua sự trao đổi gen với một vi khuẩn tạo ra kháng sinh, do vậy chúng có khả năng tạo ra cơ chế làm trung hoà hoặc phá huỷ các loại thuốc kháng sinh.

Các loại thuốc kháng sinh sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản.

Các loại kháng sinh được sử dụng thông dụng nhất trong nuôi trồng thuỷ sản là :

Nhóm Sulfonamid: bao gồm các tác nhân kháng khuẩn có tác dụng kìm hãm hoạt động của axit folic và có thể hình thành tác dụng hiệp đồng (synergism). Các kháng sinh nhóm sulfonamid kết hợp trimethoprim được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản.

Nhóm Tetracycline : là một nhóm gồm nhiều kháng sinh chủ yếu có tác dụng kìm hãm vi khuẩn có trong tự nhiên. Chúng làm ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein trong cả các vi khuẩn Gram âm (-) và vi khuẩn Gram dương (+). Những kháng sinh này được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản.

Nhóm Quinolone: Chúng có tác dụng mạnh đối với các vi khuẩn Gram (+) và được sử dụng nhiều tại Nhật Bản. Tác dụng kháng khuẩn bao gồm cả tác dụng kìm hãm và tiêu diệt vi khuẩn do chúng có thể gây ảnh hưởng đến cấu trúc xoắn của ADN trong vi khuẩn.

Erythromycin: được sử dụng rộng rãi trong nuôi cá hồi, nó là loại thuốc rất hiệu quả để chữa những bệnh do vi khuẩn gây ra.

Chloramphenicol: được sử dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ và Pháp. Việc sử dụng chúng trong nuôi trồng thuỷ sản là rất hạn chế tại nhiều nước bởi vì nó là một loại thuốc dùng để chữa bệnh cho người.

Rất khó có thể có được những số liệu đáng tin cậy về tình hình sử dụng thuốc kháng sinh trong nuôi trồng thuỷ sản. ở Nauy, trong năm 1990, có khoảng 50 loại kháng sinh được sử dụng trong nuôi trồng thuỷ sản và gần gấp đôi số lượng thuốc được sử dụng cho con người trong năm đó. Tình hình cũng diễn ra tương tự đối với các nước đang phát triển.

Cơ chế của sự kháng thuốc

- Một số loài vi sinh vật có sẵn khả năng chịu được một số loại kháng sinh nhất định. Sự kháng thuốc kháng sinh có thể coi như là đặc tính vốn có hoặc có thể được hình thành của các vi sinh vật này. Có nhiều cách khác nhau gây ra sự kháng thuốc của vi sinh vật.

• Một số loại kháng sinh nhất định, chẳng hạn như penicillin chỉ tác dụng lên lớp vỏ tế bào nên có thể không có hiệu quả đối với những vi sinh vật không có vỏ tế bào (ví dụ như Mycoplasm không có một lớp vỏ tế bào đặc trưng).
• Những sinh vật không cho phép một số loại kháng sinh nhất định ngấm vào bên trong, do vậy làm mất tác dụng của kháng sinh đó (ví dụ như một số vi khuẩn Gram âm không cho phép penicillin ngấm vào nên chúng có khả năng kháng penicillin).
• Một số vi sinh vật có khả năng làm biến đổi thuốc kháng sinh làm cho nó mất hoạt tính (Ví dụ : vi khuẩn Staphylococcus sinh b -lactum làm gãy vòng b -lactum của hầu hết các penicillin và làm chúng mất hoạt tính).
• Các vi sinh vật có thể thay đổi cách thức trao đổi chất bị một loại kháng sinh kiềm chế, do vậy chúng có thể kháng lại loại kháng sinh đó.
• Các vi sinh vật cũng có thể đào thải một loại kháng sinh ra khỏi tế bào, do vậy nó trở nên có khả năng kháng loại kháng sinh đó.

- Sự kháng thuốc kháng sinh gián tiếp trong vi sinh vật có thể hình thành thông qua các gen nhiễm sắc thể hoặc thông qua các plasmit (cấu trúc tự sao chép mang gen trong tế bào chất).

Sự kháng thuốc hình thành gián tiếp thông qua các gen nhiễm sắc thể (Chromosomal genes)

Có thể dễ dàng phân lập trong phòng thí nghiệm các vi khuẩn kháng thuốc trong môi trường mẫn cảm kháng sinh. Thông thường, hình thức kháng thuốc là do sự đột biến trong các gen nhiễm sắc thể. Tần số xuất hiện của loại đột biến này là rất thấp (từ 10-5 đến 10-7) và thường xuất hiện khi vi khuẩn chịu một hàm lượng kháng sinh nhỏ hơn mức có thể tiêu diệt được chúng. Hình thức kháng thuốc tương tự có thể xẩy ra trong môi trường thuỷ sinh khi vi khuẩn chịu một lượng kháng sinh nhỏ hơn mức có thể tiêu diệt chúng do việc sử dụng kháng sinh không đúng cách và những kháng sinh bị tan ra từ những thức ăn có trộn thuốc. Dưới những điều kiện trên, sự kháng thuốc được hình thành là do sự thay đổi hoạt tính ban đầu của thuốc hoặc làm giảm sự hình thành các enzyme chủ chốt, do vậy làm giảm tác dụng của thuốc. Sự kháng thuốc kháng sinh được hình thành gián tiếp qua các gen nhiễm sắc thể của vi sinh vật không dễ dàng được di truyền lại.

Sự kháng thuốc hình thành gián tiếp thông qua thể R-plasmit (R-plasmid-mediated-resistance).

Plasmit là các vòng ADN ngoài nhiễm sắc thể của vi khuẩn. Các R.plasmit có các gen được mã hoá theo các enzym mới làm mất hoạt tính của thuốc. Các R-Plasmit có thể làm trung gian cho sự kháng một hay nhiều loại thuốc kháng sinh thông qua các gen mã hoá theo cơ chế bất hoạt hoá một hay nhiều loại kháng sinh. Hình thức kháng thuốc gián tiếp thông qua R-plasmit có khả năng di truyền.

Kiểm soát sự kháng thuốc

Vi sinh vật có thể hình thành khả năng kháng đối với bất cứ loại thuốc kháng sinh nào nếu có những điều kiện thích hợp như hàm lượng thuốc, thời gian tiếp xúc với thuốc .v.v... Biện pháp kiểm soát vấn đề này có thể theo 2 cách.

Tìm ra những loại thuốc mới

Có hai xu hướng nghiên cứu các loại thuốc kháng khuẩn mới. Thứ nhất là tạo ra loại tương tự với những thuốc kháng khuẩn hiện có nhưng dễ làm hơn và hiệu quả hơn. Lý do là những hợp chất mới được làm nhại lại theo những hợp chất cũ và có thể đoán trước được tác dụng của nó. Trong nhiều trường hợp những thông số như tính tan và ái lực có thể được thay đổi bằng cách biến đổi cấu trúc hoá học của nó mà không làm thay đổi vị trí kháng thuốc. Những hợp chất mới có thể có tác dụng mạnh hơn những hợp chất ban đầu.

Xu hướng thứ hai là hình thành các loại thuốc kháng khuẩn mới. Rất khó đồng nhất hoá được do chúng ta phải phân lập chúng từ các nguồn trong tự nhiên hoặc là phải tự tổng hợp được với số lượng lớn. Những thuốc mới được sản xuất như vậy phải có tác dụng với những cấu trúc vi khuẩn cụ thể và đối với những vi sinh vật cụ thể, phải ít độc với những sinh vật cao cấp hơn, đồng thời về mặt cấu trúc không được giống với những hợp chất hiện tại. Bằng cách này có thể loại trừ được hiện tượng kháng thuốc hiện tại.

Biện pháp quản lý.

Ðây là cách tiếp cận mang tính quản lý nhằm giúp tránh sự hình thành khả năng kháng đối với các loại kháng sinh hiện đang sử dụng. Việc sử dụng cẩn trọng và có hệ thống các loại kháng sinh sẽ giải quyết được một nửa các vấn đề gây ra hiện tượng kháng thuốc kháng sinh. Nên sử dụng các kháng sinh với liều lượng cao hơn một chút để cho toàn bộ hệ vi sinh vật bị giảm xuống trước khi những đột biến có cơ hội xảy ra. Ðiều này rất khó thực hiện trong các hình thức nuôi thuỷ sản thâm canh, bởi vì việc thay đổi nước sẽ diễn ra thường xuyên làm loãng nồng độ thuốc kháng sinh. Vấn đề cũng có thể được giải quyết bằng cách kết hợp hai loại kháng sinh khác nhau có hình thức tác dụng khác nhau lên vi sinh vật. Lý do là các vi sinh vật rất ít có khả năng kháng được cả hai loại kháng sinh khác nhau.

Kết luận

Khi kiểm soát việc lây nhiễm khuẩn thì cần phải duy trì được những điều kiện sống thích hợp trong các đầm nuôi tôm và cá, đồng thời cũng phải áp dụng những biện pháp phòng bệnh như sử dụng vắc xin và các chất kích thích miễn dịch. Khi tiến hành nuôi trồng thuỷ sản, chỉ nên sử dụng các loại kháng sinh khi không còn phương cách nào khác để kiểm soát những vụ dịch bệnh, bởi vì việc sử dụng bừa bãi các kháng sinh sẽ dẫn đến việc hình thành hệ vi sinh vật kháng thuốc kháng sinh, đồng thời làm huỷ diệt hệ vi sinh vật tự nhiên vốn là nguồn gốc ban đầu của chu trình dinh dưỡng và sự khoáng hoá của vật chất hữu cơ. Việc sử dụng kháng sinh sẽ làm xáo trộn sự cân bằng vốn rất mong manh của môi trường thuỷ sinh, làm cho các sinh vật nuôi phải chịu nhiều điều kiện khắc nghiệt hơn.

Nếu buộc phải dùng kháng sinh thì chúng phải có nồng độ cao hơn một chút và trong một thời gian đủ dài. Nếu có thể, nên kết hợp các loại kháng sinh khác nhau. Thức ăn có trộn kháng sinh cần phải được làm thành dạng viên. Những biện pháp trên không chỉ giúp cho việc loại trừ các vi sinh vật gây bệnh mà còn giảm nguy cơ hình thành các vi sinh vật kháng thuốc trong các hệ thống nuôi trồng thuỷ sản.

Inter. Infofish 6/1999 - Trần Ðăng Ninh dịch

Các loại hóa chất & thuốc sử dụng trong nuôi trồng thủy sản