CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA độc TÍNH

TIỂU LUẬN ĐỘC CHẤT HỌC TRONG THỰC PHẨM ĐỀ TÀI CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘC TÍNH MỤC LỤC 1 Định nghĩa về độc tính, các yếu tố ảnh hưởng độc tính 2 1 1 Định nghĩa 2 1 2 Các yếu tố ảnh hưởng độc tính 2 2 Giới thiệu chung về tác dụng độc 3 3 Phân loại tác dụng độc 4 3 1 Tác dụng độc cục bộ và tác dụng độc hệ thống 4 3 2 Tác dụng độc tức thời và tác dụng độc chậm 4 3 3 Tác dụng độc hình thái và tác dụng độc chức năng 4 3 4 Phản ứng dị ứng và phản ứng đặc ứng 5 4 Tương tác giữa các chất độc 5 5 Phương.

TIỂU LUẬN ĐỘC CHẤT HỌC TRONG THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA ĐỘC TÍNH MỤC LỤC Định nghĩa độc tính, yếu tố ảnh hưởng độc tính: 1.1 Định nghĩa: Độc tính chất, theo nghĩa rộng, khả sản sinh hiệu ứng độc hại cho thể sống Một chất có độc tính cao gây hiệu ứng độc liều lượng thấp, chất có độc tính thấp gây hiệu ứng độc sử dụng uống với liều lượng nhiều 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng độc tính: - Dạng tồn chất độc: Tính độc chất phụ thuộc vào trạng thái tồn - chúng Ví dụ: thủy ngân trạng thái độc nhiều so với dạng lỏng Đường hấp thụ: Tính độc chất phụ thuộc vào đường hấp thụ, xâm nhập chất vào thể sống Ví dụ: số hợp chất benzen độc hấp thụ qua đường hô hấp da so với hấp thụ qua đường tiêu hóa lí chúng chuyển hóa giải độc hấp thụ qua đường tiêu hóa Ngược lại, muối cyanua độc hấp thụ qua đường tiêu hóa so với hấp thụ qua da khả hấp thụ qua da nhỏ - nhiều so với hấp thụ qua đường tiêu hóa Các tác nhân môi trường: Các tác nhân nhiệt độ, pH, ánh sáng, độ ẩm… làm tăng tính độc chất môi trường vào thể sống Các yếu tố sinh học: + Tuổi tác: Thông thường trẻ sơ sinh, thể trẻ phát triển thường nhạy cảm với chất độc từ 1,5 đến 10 lần so với thể trưởng thành Trẻ em dễ dàng hấp thụ độc chất khả tiết chậm so với người lớn Ví dụ: trẻ em có khả hấp thụ chì gấp 4-5 lần, cadimi 20 lần so với thể trưởng thành Người ta thấy tác dụng độc chất khác thời kì thai nhi Thời kì hình thành quan phận thể thai nhi thời kì mẫn cảm độc chất môi trường + Trạng thái sức khỏe chế độ dinh dưỡng: Trạng thái sức khỏe chế độ dinh dưỡng ảnh hưởng lớn đến khả nhiễm độc thể Những thể bị suy yếu, căng thẳng thần kinh, suy dinh dưỡng thường có nguy nhiễm độc cao so với thể khỏe mạnh Qua nghiên cứu người ta thấy rằng: Cơ thể thiếu số axit béo axit amin cần thiết làm cho hoạt tính enzyme chuyển hóa chất độc giảm dẫn đến thể bị nhiễm độc Tỷ lệ khối u tăng cao chế độ dinh dưỡng giàu lipit Thiếu vitamin C, E làm giảm hoạt tính enzyme chuyển hóa độc chất, thiếu vitamin A làm tăng độ nhạy cảm đường hô hấp chất gây ung thư + Yếu tố di truyền: Phụ thuộc vào đặc điểm lồi: độc tính chất thường khác loài Nguyên nhân khả chuyển hóa sinh học, hấp thụ, phân bố, đào thải độc chất loài khác khác Ví dụ: thuốc diệt trùng thường độc côn trùng so với người lồi động vật có vú – naphtinamin thường tạo khối u bọng đái chó người, không tạo khối u thể chuột Đặc điểm thể sống loài: Do đặc điểm sinh học thể không giống nên khả nhiễm độc khác Một số người mẫn cảm với số tác nhân ánh sáng, bụi, số loại thực phẩm so với người khác Qua nhiều nghiên cứu nguy bị ung thư phụ thuộc vào yếu tố di truyền + Giới tính: Trong số trường hợp đặc biệt chuột người ta thấy chuột chuột đực có phản ứng khác số chất độc Phản ứng khác xảy thể đực trưởng thành Ví dụ: chuột đực nhạy cảm với DDT chuột đến 7-10 lần Một số hợp chất hữu chứa photpho gây độc chuột nhắt chuột to mạnh so với chuột - đực Liều lượng thời gian tiếp yếu: Tác dụng độc chất lớn liều lượng cao thời gian tiếp xúc dài Tùy theo liều lượng thời gian tiếp xúc mà xuất triệu chứng bệnh lý tác hại khác Tác hại gây tiếp xúc thời gian ngắn phục hồi được, tiếp xúc thời gian dài khơng thể phục hồi Giới thiệu chung tác dụng độc: - Các tác dụng độc thường thay đổi đáng kể theo chất, quan đích chế tác dụng chúng Hiểu rõ đặc trưng đánh giá nguy tiềm ẩn sức khỏe đề biện pháp phòng - ngừa điều trị thích hợp Có thể nói, tác dụng độc kết tương tác hóa sinh phân tử chất độc (và/hoặc chất trao đổi nó) với cấu trúc thể Các cấu trúc (như trường hợp mô tiếp xúc với vật liệu ăn mòn) đặc hiệu (như trường hợp phần định tế bào) Phân loại tác dụng độc: 3.1 Tác dụng độc cục tác dụng độc hệ thống: Một số chất độc gây thương tổn trực tiếp đến điểm tiếp xúc với thể Tác dụng độc cục trường hợp tác dụng phân tử ăn da đến đường tiêu hóa, tác dụng vật liệu ăn mòn da tác dụng khí kích thích đến đường hơ hấp Các tác dụng độc có liên quan với phá hủy tế bào sống nói chung Tác dụng độc hệ thống kết tác dụng chất độc sau chất độc hấp thu phân phối phận khác thể Đa phần phân tử độc gây tác dụng chủ yếu đến quan Một quan đích khơng thiết quan có nồng độ chất độc nhiều thể Chẳng hạn, quan đích metyl thủy ngân hệ thần kinh trung ương nồng độ lại cao chất gan thận Cơ quan đích DDT hệ thống thần kinh chất diệt côn trùng lại gần tập trung mô mỡ 3.2 Tác dụng độc tức thời tác dụng độc chậm: Một số lớn chất độc gây tác dụng độc tức khắc sau lần tiếp xúc: đầu độc cianua ví dụ điển hình kiểu tác dụng độc Những chất khác phát sinh tác dụng độc chậm Chẳng hạn tác dụng gây ung thư, người thường biểu sau 10-20 năm (sau lần tiếp xúc ban đầu), lồi gặm nhấm có đời sống ngắn nên thời hạn sau vài tháng 3.3 Tác dụng độc hình thái tác dụng độc chức Người ta gọi tác dụng độc hình thái tác dụng độc dẫn đến thay đổi hình thái mơ thấy kính hiển vi quang học kính hiển vi điện tử Một số tác dụng độc kiểu hoại tử tạo mơ có tính chất bất thuận nghịch nghiêm trọng Các tác dụng độc chức (hoặc hóa sinh) thường biểu thay đổi thuận nghịch chức quan Nói chung, tác dụng độc chức thường thuận nghịch, tác dụng độc hình thái bất thuận nghịch Trong độc học qui ước, người ta gọi tác dụng độc chức tác đụng độc hóa sinh, tác dụng độc khơng làm thay đổi hình thái bên ngồi Ví dụ kìm hãm enzyme cholinesterase sau tiêp xúc với chất diệt trùng có phospho với cacbamat, kìm hãm enzyme dehydratase axit ơ- aminolevulinic chì 3.4 Phản ứng dị ứng phản ứng đặc ứng: Các phản ứng đáp lại nước phân tử chất độc gọi phản ứng dị ứng (allergic reaction) hay phản ứng nhạy cảm (hypersensible reaction) Phản ứng dị ứng thường cảm ứng tiên trước phân tử phân tử họ hàng khác Chất độc hapten thường tự liên kết với protein nội sinh để hình thành nên kháng nguyên đến lượt kháng nguyên lại làm tạo thành kháng thể Mọi tiếp xúc sau với phân tử độc dẫn đến phản ứng kháng nguyên kháng thể vốn nguyên nhân tượng dị ứng điển hình Phản ứng dị ứng khác với tác dụng độc quen thuộc chỗ cần thiết phải có tiếp xúc trước Một phản ứng đặc ứng (iđiosyneratic reaction) nhạy cảm khơng bình thường có nguồn gốc di truyền trước phân tử độc Chẳng hạn, số bệnh nhân có phản ứng co kéo dài ngừng thở thời (apnoea, apnáe) sau liều lượng sucinylcholin bình thường, bệnh nhân thiếu enzyme cholinesterase huyết vốn có tác dụng làm dễ dàng cho trở lại trạng thái không bị co Cũng vậy, người thiếu enzyme methemoglobin reductase liên kết với NADH có độ nhạy cảm bất thường với với phân tử có khả gây xuất methemoglobin Tương tác chất độc: Các hóa chất dùng phối hợp trực tiếp tạo dạng kết tủa không tan, làm giảm - độc tính tác dụng Những tương tác làm thay đổi thành phần hóa học làm thay đổi độc tính sẵn có chất độc đó, ví dụ: • Sự thay đổi anion muối đồng (ví dụ sulfat đồng thành oxyd đồng) thay đổi độc tính đồng • Sự thủy phân nhóm ester hợp chất hữu cơ, ví dụ thuốc trừ sâu organophosphat làm giảm độc tính Tiềm tàng - Một chất khơng gây độc hại quan hay hệ thống nào, sau kết hợp với hóa chất khác trở thành chất độc Ví dụ: Isopropanol & carbon tetrachloride Đối lập - Hai hóa chất gặp phản ứng lẫn phản ứng với hóa chất khác Ví dụ: BAL (tác nhân chelating) chì Phương pháp xác định độc tính chất độc: 5.1 Liều lượng gây độc: Tác dụng chất độc lên thể phụ thuộc vào liều lượng chúng Liều lượng là: (1) Liều điều trị: lượng chất độc dùng điều trị bệnh; (2) Liều gây độc: gây trạng thái bệnh lý; (3) Liều chết: gây chết động vật Độc tính chất xác định bởi: LD50 - liều gây chết 50% động vật thí nghiệm LC50 (Lethal Concentration 50): Liều gây chết ngạt (tính cho loại khí độc- mg/m3 ) 50% động vật vòng g ALD (Apperoximathy Lethal Doses): Liều gây độc - thể đủ dấu hiệu nhiễm độc (nhưng động vật không chết) TED (Toletance Effectiviv Dose): Liều tác động tối đa thể chịu đựng Sự đo lường độc tính phức tạp Độc tính cấp thời, lâu dài biến động từ quan đến quan khác, biến động theo lứa tuổi, di truyền, giới tính, tình trạng sức khỏe sinh vật Cách đo độc tính đơn giản chất biểu diễn qua giá trị LD50 (nồng độ cần thiết để giết chết 50% quần thể sinh vật điều kiện định) Giá trị LD50 phụ thuộc nhiều vào thơng số khác mơi trường ví dụ nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, độ pH 5.2 Quan hệ liều lượng đáp ứng: 5.2.1 Liều lượng: Liều lượng mức độ phân bố hàm lượng chất độc thể Đơn vị liều lượng: - mg/kg, g/kg, ml/kg khối lượng, thể tích chất độc đơn vị khối lượng - thể - mg/m2, g/m2, ml/m2 khối lượng thể tích chất độc đơn vị diện tích - bề mặt thể - mg/l, mg/m3 khối lượng chất độc lít dung dịch m3 khơng khí, hay cịn gọi nồng độ 5.2.2 Đáp ứng: Đáp ứng phản ứng một vài phận hay toàn thể sinh vật chất gây kích thích Phản ứng xảy muộn, phục hồi không phục hồi, phản ứng có lợi có hại 5.2.3 Quan hệ liều lượng đáp ứng: Mối quan hệ liều lượng đáp ứng biểu diễn dạng hàm số, đáp ứng hàm liều lượng.Đường cong biểu diễn mối quan hệ liều lượng đáp ứng gọi đường cong đáp ứng Hình Đồ thị biểu diễn quan hệ đáp ứng liều lượng độc chất A B Nhận xét: - Đáp ứng phụ thuộc vào liều lượng - Ở mức liều lượng thấp, độc chất chưa gây đáp ứng Trên đồ thị tồn ngưỡng (Threshold) điểm bắt đầu xuất phản ứng - Ngưỡng gây độc chất nhỏ hệ số gốc a/b đường cong lớn tính độc chất cao 5.2.4 Độ độc cấp tính Độ độc cấp tính độ độc tính thường xác định nồng độ hóa chất, tác nhân gây độc tác động lên nhóm sinh vật thử nghiệm thời gian ngộ độc ngắn, điều kiện có kiểm soát 5.2.4.1 Đại lượng dùng để đánh giá độ độc cấp tính Để xác định độ độc cấp tính, phương pháp thử nghiệm thơng dụng xây dựng thí nghiệm mà kết xác định (nghĩa là, phản hồi tồn phần hay khơng: chết hay không chết) suy luận Mối quan hệ nồng độ chất thử phần trăm cá thể bị ngộ độc xác định đường cong nồng độ gây chết xác lập Kết thử nghiệm ngắn hạn cho thấy phần trăm cá thể sinh vật bị giết hay bất động nồng độ thử, LC50 hay EC50 ghi nhận từ quan sát, tính tốn hay nội suy Độc tính cấp tính chất xác định thơng qua việc đánh giá đại lượng LD, LC, ED, EC Các đại lượng suy từ đường cong biểu diễn liều lượng đáp ứng Trong đó: - LD: liều lượng gây chết, đơn vị mg/kg - LC: nồng độ gây chết, đơn vị mg/l - ED: liều lượng gây ảnh hưởng, đơn vị mg/kg - EC: nồng độ gây ảnh hưởng, đơn vị mg/l - LT: thời gian gây chết động vật thí nghiệm Hình 1.2 Đường cong đáp ứng với trục tung biểu diễn % đáp ứng gây chết, trục hoành biểu diễn liều lượng từ đường cong đáp ứng ta suy liều lượng gây chết LD 50=20 mg Thông thường đại lượng ghi kèm theo thông số: thời gian thí nghiệm, sinh vật sử dụng thí nghiệm, phần trăm (%) đáp ứng Trong đó: - Thời gian phơi nhiễm độc chất 24h, 48h, 96h - Cơ thể sống sử dụng thí nghiệm: cá, chuột, chim… - Phần trăm đáp ứng lấy mức: 0%, 10%, 50%, 90% Trong đó, mức 50% dùng phổ biến Ví dụ: LD5024h(chuột) liều lượng gây chết 50% số chuột thí nghiệm thời gian phơi nhiễm độc chất 24h 5.2.4.2 Xác định độc tính cấp tính số chất: Phương pháp thường dùng để xác định độ độc cấp tính: đo liều lượng nồng độ gây chết chất độc tác nhân độc sinh vật thí nghiệm, khoảng thời gian định * Các đường tiếp xúc: - Qua da: bôi lượng chất độc định lên phần da cạo lơng, sau dùng vải phủ kín - Qua đường tiêu hóa: cho ăn qua miệng - Đường hô hấp: cho tiếp xúc với chất độc qua riêng qua đường mũi hay tiếp xúc toàn thân * Liều lượng tiếp xúc: Lượng chất độc cho mức giảm dần sau: 2000, 300, 50, 5mg/kg thể trọng trường hợp tiếp xúc qua miệng qua da Liều lượng tiếp xúc cao 5mg/l sau cho giảm dần trường hợp độc chất tiếp xúc qua đường hô hấp * Các bước tiến hành: - Lưu thể sinh vật thí nghiệm mơi trường chứa chất độc liều lượng khác (Thời gian lưu thường 24 giờ, 48 giờ, 96 giờ, tùy thuộc vào đối tượng sinh vật đem thí nghiệm) - Lấy động vật thí nghiệm khỏi mơi trường có độc chất, tiến hành quan sát vòng 14 ngày, thường xuyên đo tiêu sau: cân nặng, mức độ tiêu thụ thực phẩm, số lượng cá thể chết,… - Lập đường cong đáp ứng, xác định giá trị LD50, ED50,… 5.2.5 Độ độc mãn tính: 10 Một cơng cụ quan trọng để hiểu rõ đánh giá khả gây độc hóa chất sinh vật độ độc mãn tính hay độ độc tồn vịng đời Độ độc mãn tính cho thấy nồng độ hóa chất ảnh hưởng đến q trình phát triển bình thường khả sinh sản cá thể sinh vật Nói chung, nồng độ gây ngộ độc mãn tính thường thấp nồng độ ngộ độc cấp tính Do đó, độ độc mãn tính cung cấp nhiều số liệu nhạy cảm độ độc cấp tính 5.2.5.1 Đại lượng dùng để đánh giá độ độc mãn tính: Độc tính mãn tính chất đánh giá đại lượng MATC MATC nồng độ gây độc cực đại chấp nhận được, nồng độ MATC nằm khoảng: NOEC(NOEL)