Mặc dù có rất nhiều kiến thức về sinh hóa và sinh học tế bào và phân tử của Entamoeba histolytica, nhưng vẫn chưa có nhiều nỗ lực để áp dụng những tiến bộ này vào hiểu biết của chúng ta về các tổn thương được quan sát thấy ở những bệnh nhân mắc bệnh nhiễm amip đường ruột. Trong bài đánh giá này, các phát hiện về bệnh lý và mô học trong viêm đại tràng cấp tính do amip có liên quan đến các cơ chế phân tử của bệnh gây ra bởi E. histolytica đã được mô tả cho đến nay. Nhiễm trùng đại tràng ở người do E. histolytica gây ra loét cục bộ ở niêm mạc ruột, dẫn đến bệnh lỵ (tiêu chảy có máu và chất nhầy).
Bài viết được viết bởi ThS. BS Mai Viễn Phương - Trưởng đơn nguyên Nội soi tiêu hóa - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.
Mặc dù vẫn chưa có được bức tranh toàn cảnh hoàn chỉnh, các cơ chế cơ bản liên quan đến việc tạo ra các tổn thương ly giải cục bộ bao gồm các quá trình đa yếu tố phức tạp trong đó lectin tạo điều kiện cho sự bám dính, protease phân hủy các thành phần của ma trận ngoại bào, porin giúp nuôi dưỡng ký sinh trùng và cũng có thể tiêu diệt các bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào đang xâm nhập, và khả năng di chuyển được ký sinh trùng sử dụng để xâm nhập vào các lớp sâu hơn của đại tràng. Ngoài ra, E. histolytica đã phát triển các cơ chế để điều chỉnh phản ứng miễn dịch trong quá trình nhiễm trùng cấp tính. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều điều cần phải làm sáng tỏ để hiểu được tại sao loại ký sinh trùng cực nhỏ này lại có được cái tên histolytic xứng đáng như vậy.
Tổn thương không đặc hiệu với bệnh nhiễm amip đường ruột
Sự dày lên phù nề của niêm mạc, tăng sản tuyến và phù nề mô đệm được mô tả trong tổn thương không đặc hiệu có thể là do kích ứng nhẹ biểu mô do các sản phẩm hòa tan của amip tạo ra. Các động vật tư dưỡng trong nuôi cấy vô khuẩn được biết là tiết ra nhiều loại phân tử, một số trong đó đã được xác định là protease (xem bên dưới). Sự kích ứng kích thích các tế bào hình đài tiết ra chất nhầy, đồng thời làm tăng sản xuất chất nhầy, do đó giải thích được tình trạng tăng sản tuyến.
Các thí nghiệm gần đây được thực hiện với các mẫu cấy đại tràng chuột cho thấy môi trường nuôi cấy vô khuẩn đã qua sử dụng có khả năng gây tăng sản tuyến, cho thấy sự hiện diện của các phân tử độc hại vẫn chưa được xác định do ký sinh trùng tiết ra (M. Espinosa-Cantellano và A. Martínez-Palomo, các quan sát chưa công bố). Tương tự như vậy, độc tố amip có thể gây phù nề biểu mô bên dưới. Độ gợn sóng của đường viền bề mặt biểu mô có thể là kết quả của sự thay đổi cục bộ trong hàm lượng mucin biểu mô, co thắt cơ niêm mạc hoặc sự thay đổi cục bộ về tốc độ tăng trưởng của biểu mô tuyến.
Suy giảm Mucopenic
Trong các tổn thương mucopenic, E. histolytica tạo ra các vết lõm nông nhỏ liên quan đến mất mucin từ bề mặt và các tế bào hình đài tuyến. Cơ chế liên quan vẫn chưa rõ ràng, vì mucin đại tràng của con người ngăn chặn hiệu quả sự liên kết của E. histolytica với các tế bào đích trong ống nghiệm bằng cách ức chế lectin bám dính galactose và N -acetyl D -galactosamine (Gal-GalNAc) của ký sinh trùng.
Rào cản đầu tiên ngăn ngừa tổn thương niêm mạc là lớp phủ niêm mạc ruột. Ở ruột kết của con người, lớp phủ này dày từ 110 đến 160 mm và được bao quanh bởi hai cấu trúc rào cản bổ sung, một lớp lipid đơn hình thành trên bề mặt lòng ruột của lớp phủ niêm mạc và lớp phủ bề mặt của màng huyết tương đỉnh của các tế bào biểu mô. Hai thành phần này góp phần đáng kể vào tính thấm chọn lọc của lớp phủ niêm mạc. Các lipid, cùng với các chuỗi saccharide của mucin, cũng đóng vai trò là chất diệt khuẩn chống lại sự tấn công của các gốc tự do.
Các thành phần chính của chất nhầy ruột kết là nước và glycoprotein mucin. Chất nhầy ức chế vi khuẩn và độc tố tiếp cận biểu mô và tạo điều kiện cho dòng chất nhầy loại bỏ chúng. Mucin cũng cho phép các thành viên của hệ thực vật bản địa xâm chiếm, cạnh tranh với các sinh vật gây bệnh và thông qua các liên kết ái lực thấp tồn tại trong thời gian ngắn giữa mucin và các kháng thể tiết, hỗ trợ các kháng thể trong việc bẫy các mầm bệnh và kháng nguyên của vi khuẩn. Để thực hiện các chức năng này, chất nhầy được tiết ra liên tục và sau đó được thải ra và loại bỏ hoặc được tiêu hóa và tái chế. Tốc độ tiết và thải chất nhầy có thể tăng đáng kể để loại bỏ các chất độc hại.
Các mucin được glycosyl hóa cao có thể là mục tiêu phân cắt glycosid của ký sinh trùng
Các hoạt động glycosidase được phát hiện trong E. histolytica bao gồm glucosidase, galactosidase, mannosidase, fucosidase, xylosidase, glucuronidase, N -acetyl- D -glucosaminidase, N -acetyl- D –galactosaminidase, N -acetylneuraminate lyase, neuraminidase, amylase, và hyaluronidase. Glycosidases thường hoạt động mạnh hơn ở pH axit, cho thấy nguồn gốc lysosome của chúng. Các hoạt động cao nhất được tìm thấy đối với các enzyme phân hủy glycogen là α-amylase và α-glucosidase, phù hợp với việc sử dụng glycogen làm nguồn carbohydrate chính, cũng như đối với β- N -acetyl- D -glucosaminidase. Tuy nhiên, các enzyme khác cho thấy hoạt động thấp, gây nghi ngờ về sự tham gia của chúng vào quá trình phân hủy mucin.
Sự đóng góp của β- N -acetyl- D -glucosaminidase vào khả năng gây bệnh của ký sinh trùng thông qua quá trình tiêu hóa các chuỗi bên carbohydrate mucin vẫn còn là nghi vấn, vì cả E. histolytica và E. dispar không xâm lấn đều sản xuất enzyme và vì cùng một enzyme của vật chủ có mặt ở ngoại bào mà không có tác dụng gây bệnh. Ngoài ra, mucin của chuột được nội hóa bởi toàn bộ động vật nguyên sinh được đưa ra ngoài tế bào mà không trải qua quá trình phân hủy bằng phương pháp thủy phân protein. Vì glycosidase không được tiết ra bởi trophozoite, hoạt động của chúng trên chất nhầy ruột chủ yếu có thể là do giải phóng các enzym từ trophozoite bị phân hủy.
Tình trạng kích ứng liên tục có thể gây cạn kiệt các tế bào sản xuất chất nhầy
Nếu mucin không bị phân hủy hoàn toàn thông qua quá trình phân cắt protein của ký sinh trùng, thì làm sao có thể giải thích được sự suy giảm chất nhầy? Có thể cho rằng tình trạng kích ứng liên tục có thể gây cạn kiệt các tế bào sản xuất chất nhầy, chịu trách nhiệm cho lượng lớn chất nhầy tạo nên một trong những dấu hiệu bệnh lý đặc trưng của nhiễm trùng đường ruột do amip xâm lấn, tức là tiêu chảy có chất nhầy và máu. Người ta đã báo cáo rằng thể tư dưỡng của E. histolytica khi tiếp xúc với lớp chất nhầy của các dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến ở người sẽ kích thích giải phóng glycoprotein chất nhầy lên 300%, điều này cho thấy sự hiện diện của chất tiết mucin trong ký sinh trùng. Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu hơn để làm rõ bước quan trọng này cho phép ký sinh trùng tiếp cận biểu mô bên dưới.
Tổn thương xâm lấn sớm với loét nông
Ba sự kiện chính liên tiếp xảy ra ở giai đoạn này: sự xói mòn bề mặt khu trú của niêm mạc, các ổ tuyến nhỏ bị xâm lấn vi mô và sự xâm nhập từ nhẹ đến trung bình vào lớp niêm mạc.
Xói mòn biểu mô bề mặt
Sau khi hàng rào chất nhầy bị phá vỡ, E. histolytica sẽ tiếp cận bề mặt lòng ruột và ban đầu tạo ra sự xói mòn biểu mô nông và cục bộ phụ thuộc vào tiếp xúc. Trong ống nghiệm, kỹ thuật quay phim vi mô theo thời gian đã chỉ ra rằng cơ chế gây hấn của E. histolytica là một hiện tượng đa yếu tố phức tạp bao gồm sự bám dính, tổn thương “đánh và chạy” phụ thuộc vào tiếp xúc với màng huyết tương của tế bào hiệu ứng, thực bào và sự phân hủy nội bào của các tế bào bị nuốt vào. Các sự kiện bám dính và tiêu tế bào có liên quan đến ba loại phân tử: lectin, amip và protease.
Sự thâm nhiễm bạch cầu trung tính vào lớp niêm mạc
Quan sát cuối cùng về tổn thương xâm lấn sớm với loét nông là thâm nhiễm nhẹ đến trung bình của lớp niêm mạc. Ở giai đoạn này, thâm nhiễm tế bào xung quanh amip xâm lấn dẫn đến sự phân hủy nhanh chóng các tế bào viêm và hoại tử mô. Những quan sát này đã được xác nhận trong các mô hình động vật gặm nhấm mắc bệnh nhiễm amip đường ruột.
Tài liệu tham khảo
1. Adler P, Wood S J, Lee Y C, Lee R T, Petri W A, Jr, Schnaar R L. High affinity binding of the Entamoeba histolytica lectin to polyvalent N-acetylgalactosaminides. J Biol Chem. 1995;270:5164–5171.
2. Aguirre A, Warhurst D C, Guhl F, Frame I A. Polymerase chain reaction-solution hybridization enzyme-linked immunoassay (PCR-SHELA) for the differential diagnosis of pathogenic and non-pathogenic Entamoeba histolytica. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1995;89:187–188.
