Tại sao khi nhuộm vi khuẩn mycobacterium lại sử dụng phương pháp nhuộm kháng acid?

Nhuộm Kháng Acid: “Chìa Khóa” Mở Cánh Cửa Nhận Diện Vi Khuẩn Mycobacterium

Vi khuẩn Mycobacterium, bao gồm những “gương mặt” quen thuộc như vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis) và vi khuẩn phong (Mycobacterium leprae), sở hữu một cấu trúc tế bào vô cùng đặc biệt, khác biệt so với phần lớn các loại vi khuẩn khác. Sự khác biệt này nằm ở thành phần cấu tạo vách tế bào, đặc biệt là sự hiện diện của một lượng lớn acid mycolic. Chính đặc điểm này khiến việc sử dụng phương pháp nhuộm Gram thông thường trở nên kém hiệu quả trong việc quan sát và nhận diện chúng.

Vậy, tại sao acid mycolic lại “cản trở” quá trình nhuộm Gram và vì sao nhuộm kháng acid lại trở thành “chìa khóa” để vượt qua trở ngại này?

Sự “Lười Bám Màu” Của Vách Tế Bào Giàu Acid Mycolic

Vách tế bào của Mycobacteria chứa một lượng lớn acid mycolic – một loại lipid phức tạp, chuỗi dài, tạo thành một lớp sáp dày, kỵ nước bao quanh tế bào. Lớp sáp này đóng vai trò như một hàng rào bảo vệ kiên cố, ngăn cản sự xâm nhập của nhiều chất, bao gồm cả thuốc nhuộm Gram. Do đó, dù được nhuộm bằng các thuốc nhuộm Gram như crystal violet và safranin, vi khuẩn Mycobacteria thường không giữ được màu thuốc nhuộm một cách hiệu quả. Chúng dễ dàng bị mất màu trong quá trình rửa trôi bằng cồn, dẫn đến kết quả nhuộm Gram không rõ ràng, thậm chí là âm tính giả.

Nhuộm Kháng Acid: “Giải Pháp” Cho Vách Tế Bào Khó Tính

Phương pháp nhuộm kháng acid, với các kỹ thuật phổ biến như Ziehl-Neelsen và Kinyoun, được thiết kế đặc biệt để khắc phục những hạn chế của nhuộm Gram khi đối diện với vách tế bào giàu acid mycolic của Mycobacteria. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này dựa trên khả năng “chống chịu” của lớp acid mycolic trước tác động của acid mạnh.

Cơ chế hoạt động của nhuộm kháng acid:

1. Nhuộm ban đầu (Primary Stain): Thuốc nhuộm ban đầu, thường là carbol fuchsin, được sử dụng. Carbol fuchsin là một thuốc nhuộm tan trong lipid, có khả năng xâm nhập và “gắn chặt” vào lớp acid mycolic của vách tế bào Mycobacteria, đặc biệt khi có sự hỗ trợ của nhiệt (trong phương pháp Ziehl-Neelsen) hoặc nồng độ thuốc nhuộm cao (trong phương pháp Kinyoun).

2. Tẩy màu bằng acid (Acid-Alcohol Decolorization): Bước này là điểm then chốt của phương pháp nhuộm kháng acid. Dung dịch acid-alcohol được sử dụng để loại bỏ thuốc nhuộm từ những tế bào không có lớp acid mycolic. Tuy nhiên, đối với Mycobacteria, lớp acid mycolic dày đặc đã “khóa chặt” thuốc nhuộm carbol fuchsin bên trong, khiến chúng không bị rửa trôi bởi acid.

3. Nhuộm tương phản (Counterstain): Cuối cùng, một thuốc nhuộm tương phản như methylene blue hoặc brilliant green được sử dụng để nhuộm các tế bào không giữ lại carbol fuchsin.

Kết quả:

• Mycobacteria, với vách tế bào giàu acid mycolic, sẽ giữ lại màu đỏ hoặc hồng của carbol fuchsin và được gọi là vi khuẩn kháng acid (acid-fast bacteria).
• Các tế bào khác (không phải Mycobacteria) sẽ bị mất màu đỏ/hồng và bắt màu xanh hoặc xanh lục của thuốc nhuộm tương phản.

Tóm lại:

Việc sử dụng phương pháp nhuộm kháng acid là bắt buộc để nhận diện vi khuẩn Mycobacteria vì lớp acid mycolic dày đặc trong vách tế bào của chúng khiến chúng khó bắt màu bằng các phương pháp nhuộm thông thường như nhuộm Gram. Nhuộm kháng acid, bằng cách tận dụng khả năng “kháng lại” sự tẩy màu của acid mạnh nhờ lớp acid mycolic, cho phép chúng ta dễ dàng quan sát và phân biệt Mycobacteria dưới kính hiển vi, đóng vai trò quan trọng trong việc chẩn đoán các bệnh do chúng gây ra. Nó không chỉ đơn thuần là một kỹ thuật nhuộm, mà còn là một công cụ chẩn đoán thiết yếu trong vi sinh học.