Sử dụng hormon trong chăn nuôi lợi và hại pot

Các chất phá hủy hệ thống hormon ED Endocrine Disruptor Phân loại ban đầu - có 87.000 chất hóa học thuộc ED - 900 loại là thành phần hoạt động của thuốc trừ sâu - 2.500 loại khác là nguy

SỬ DỤNG HORMON TRONG CHĂN NUÔI

LỢI VÀ HẠI

PGS.TS Dương Thanh Liêm

Bộ môn Dinh dưỡng động vật

Khoa Chăn nuôi - Thú y Trường Đại học Nông Lâm

I Phân loại hormon, giống hormon

và các chất hủy hoại hệ thống hormon

1 Các hormon có nguồn gốc tự nhiên

1 Nhóm hormon sinh dục (Tăng năng suất tích lũy súc vật)

• Steroid (Oestrogen, Testosterone, progesterone)

• Các hợp chất có tác dụng như hormon trong tự nhiên.

2 Nhóm hormon tăng cường trao đổi chất (giảm mỡ, tăng nạc)

• Beta-Agonist (có tác dụng như andrenalin)

• T3, T4, Thyroprotein, Caseiniod (Có tác dụng như Thyroxin)

3 Nhóm hormon tăng trưởng (sản xuất thịt bò và sữa bò):

• rBGH (Bovin Growth Hormon) rBST (Bovin Somatotropin )

17-Beta-Estradiol Hormon cơ thể

17-Beta-Estradiol Hormon cơ thể aminophenol aminophenol N-Acetyl-4- N-Acetyl-4-

3 Các chất phá hủy hệ thống hormon

ED (Endocrine Disruptor) Phân loại ban đầu - có 87.000 chất hóa học thuộc ED

- 900 loại là thành phần hoạt động của thuốc trừ sâu

- 2.500 loại khác là nguyên liệu trong công thức thuốc trừ sâu

- 75.500 chất có nguồn gốc tổng hợp công nghiệp

- 8.000 chất làm mỹ phẩm, phụ gia thực phẩm và TĂ bổ sung

Những hợp chất được quan tâm ưu tiên

- Dựa trên cơ bản sau đây:

- Số lượng sản xuất lớn, tồn lưu lâu trong môi trường, độc hại

- Có liên quan về số lượng, hoạt tính độc hại (QSARs)

- Có độ nhạy cao với sự cảm thụ của cơ thể (gen chip):

 Có sự cạnh tranh sự kết dính trên ligandum

Có sự kích thích gen thông tin (reporter gene)

Những hợp chất phá hủy hormon sinh dục

(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin and similar chemicals)

Thuốc trừ sau, đặc biệt diệt muỗi

Nghiên cứu những chất phá hủy hormon

ô nhiểm và tồn dư trong môi trường

4 Tác hại của những chất hủy hoại nội tiết tố (Endocrine Disruption)

Đối với con người:

Tác hại đến thú vật, chim muôn:

Ảnh hưởng không mong muốn của các chất hormon, giống hormon và hủy hoại hormon

Ức chế làm giảm thấp nam tính, nhiều trường hợp trở nên đồng tính luyến ái

U nang dạ con

Dịch hoàn ẩn bên trong Bệnh vú xơ

Nhiều trường hợp ung thư dịch hoàn

Vú tăng trưởng nhanh & ung thư tử cung

Dương vật nhỏ hơn bình thường Tính tình thất thường

Vú nở to Hội chứng đảo lộn sinh lý PMS

Biến đổi sinh dục – nghiên về phái nữ Kinh nguyệt không đều hoặc mất hẵn

Giảm thấp số lượng tinh trùng Viêm màng trong tử cung

Trên nam giới Trên phụ nữ

Nội soi tử cung bình thường

Nội soi viêm màng trong

tử cung

 Một nhóm chất khác có tác dụng sinh học giống như hormon của tuyến thượng thận, đó là hợp chất Natrium-Salicilat cũng được các nhà khoa học Tiệp Khắc và Đức nghiên cứu ứng dụng vào thức ăn, tăng tái hấp thu nước làm lên cân nhanh.

 Những Steroid đồng hóa (Anabolicus steroid) cũng được sử dụng nhằm tăng năng suất tích lũy như: Diethylstilbestrol, Desamethasol…, nó làm cho tăng trọng nhanh hơn từ 15 - 20%, hiệu quả lợi dụng thức ăn tốt hơn từ 10 - 15%

Desamethasone là một dạng của corticoide,

có tác dụng kích thích tăng cân gia súc.

Desamethasone cũng là một loại corticoide:

Người ta sử dụng corticoid (Desamethasone) để làm thuốc điều trị chống

viêm, giảm đau.

Ngoài ra còn cho vào thức

ăn để kích thích sự tăng cân gia súc, do nó có tác dụng giữ nước trong mô.

Sự tồn dư trong corticoid trong thịt làm hư hại tuyến thượng thận người tiêu thụ

Công thức cấu tạo

của desamethasone

Corticoide gây chứng bệnh cushing trên người

Corticoide gây chứng bệnh cushing trên người

Link Video Clips

Các dẫn xuất hóa học có tính độc hại Estrogenic

Các loại thuốc dược liệu

O

HO

CH 3 HO

Genistein O

O

HO

OH HO

C CH



Cấu trúc hóa học của một số

kích tố sinh dục thuộc nhóm steroid

O

H

H

H H

CH 3 OH

O

CH 3 H

H H

CH 3 OH

O

CH 3 H

H H

CH 3 C

CH 3 O

C H

C

H 3

O H

OH

• Là hóa dược tự nhiên như: Premarin là hỗn hợp của

những estrogen trong nước tiểu ngựa

• Là những hợp chất nông dược gây ô nhiểm môi trường

• Estrogen cấp qua đường miệng là dạng

dược liệu phổ biến nhất hiện nay, yêu cầu phải có kê đơn của bác sĩ

• Phần lớn hiện nay dùng estrogen làm thuốc ngừa thai.

• Dùng hormone điều trị bệnh, người ta gọi là liệu pháp hormon.

• Trong chăn nuôi, còn dùng để vỗ béo nhanh hay để thiến gà trống bằng hormon

Sự biểu hiện gen của Estrogen

http://www.pharmacology.tulane.edu/medpharm/

SexHormones.ppt

Ảnh hưởng giới tính

Coumestrol

Receptor Estrogen (thụ cảm estrogen) hiện diện trong nhiều cơ quan cơ thể

Binding Globulin Receptor

Membrane Bound Estrogen Receptor

Oxidative Metabolism

New Ligands Kinase

Transcription

Gene Expression

Estrogenic Endocrine Disrupting Chemical

Binding Globulin

Protein

Cellular Effects

Ngoài tế bào

Bên trong tế bào

Cơ chế điều tiết phản hồi “Feed back” của estrogen cơ thể và không tuân thủ điều tiết phản hồi của Estrogenic Disruptors

Gen biểu lộ

Cơ thể

Hợp chất độc hại

• Ngăn sự sản xuất sữa sau

khi sinh (cai sữa sớm).

• Điều trị ung thư tiền liệt

tuyến ở nam giới.

• Trị bệnh lậu trẻ em do mẹ

lây sang con.

• Làm chậm sự phát triển bé gái ở tuổi thanh thiếu niên

• Thuốc ngừa thai sau mỗi sáng “Morning after”

• Sử dụng DES làm thức ăn

bổ sung (additive) để tăng năng suất tích lũy động vật.

• Cấy dưới da cổ để làm nhanh chóng quá trình vỗ béo gà, bò, và những gia súc khác

Sự sử dụng Diethylstilbestrol (DES)

http://blumberg-serv.bio.uci.edu/past teaching/bio2B-sp2005/DES.ppt

Tác động lên cơ quan sinh dục lúc chưa biệt hóa (A) và biệt hóa (B)

Sự phát triển hệ thống cơ quan sinh sản lúc chưa phân biệt và

sau khi phân biệt đực, cái

Nguy cơ cao  BD

• Những nghiên cứu gần đây nhất đăng trên British

Journal of Cancer (Titus-Erstoff, 2001), khảo sát trên

6.000 phụ nữ, tính tỷ lệ ung thư vú trên những người

có sử dụng DES trong thời gian dài có nguy cơ ung thư vú cao hơn người không sử dụng DES khỏang

30%

• Đặc biệt trong thời kỳ mang thai, nguy cơ càng cao

hơn Cứ 1 trong 6 người phụ nữ dùng DES trong thời

kỳ mang thai sẽ có 1 người ung thư vú Trong khi đó người phụ nữ bình thường không dùng DES là 1

trong 8.

Phụ nữ dùng DES trong thời kỳ mang thai:

Nguy cơ cho sức khỏe

Các giai đoạn ung thư vú

Tình hình ung thư vú ở Việt nam

Link Video Clips

Ung thư vú sau khi phẩu thuật

Video clip

Ung thư lớp tế bào biểu mô

tử cung

Nếu mẹ dùng DES thì những

đứa con gái có nguy cơ ung

thư lớp tế bào biểu mô tử cung

cao hơn bình thường gấp 40

lần so với những người không

dùng DES Kết quả này được

khảo sát trên 1.000 phụ nữ

dùng DES trước khi sinh

Sự biến đổi cấu trúc cơ quan sinh sản:

Tử cung biến dạng hình chữ T, không bình

thường ở người con gái khi người mẹ dùng

hormon DES Ngoài biến dạng này ra còn có nhiều nguy cơ gây ung thư cổ

tử cung (Jeffries, 1984; Herbst, 1984)

Cổ tử cung bình thường (trái), bị ung thư (phải)

Ảnh hưởng của DES lên đứa con gái

Clear Cell Carcinoma of Endometrium

CDC's DES Update Homepage

Ung thư cổ tử cung

Bộ máy sinh dục nữ

Tổ chức

bị ung thư

Cổ tử cung Thành

tử cung

Ung thư Cổ tử cung

Link Video Clips

Những đứa con trai, sản phẩm của DES

• Biến đổi không bình thường trên

người con trai khi mẹ dùng DES

Mẹ dùng DES sinh con trai có

dương vật nhỏ hơn bình thường so với

những đứa con trai ở những người mẹ

không dùng thuốc

– Dịch hòan dãn nở tỉnh mạch không bình

thường khi người mẹ dùng DES Khả

năng sản xuất tinh dịch và thụ tinh rất

kém, trở thành dạng người hiếm muộn.

– Hypospadias: Dương vật phát triển

không bình thường teo nhỏ lại có thể trở

thành dạng người BD

– Bất lực, không có khả năng sinh con

Mẹ dùng DES sinh ra những đứa con

trai có nguy cơ trở thành BD, mất khả

năng sinh sản rất cao (Wilcox, 1995)

Ảnh hưởng DES lên đàn ông

Ảnh hưởng lên đàn ông:

– U nang tinh hoàn.

DES ảnh hưởng đến cháu gái

(Granddaughters):

• Kiểm tra khung xương chậu của

28 đứa cháu gái DES không khác

với những đứa cháu gái mà mẹ

không sử dụng DES (Kaufman,

2002).

DES ảnh hưởng đến cháu trai (Grandsons):

• Nghiên cứu này tiến hành ở Viện nghiên cứu ung thư Netherlands

• Hypospadias: Sự phát triển không bình thường với khiếm khuyết như: lỗ niệu đạo ở đầu dương vật rộng lớn hơn bình thường; có thể gần giống như lỗ niệu đạo phụ nữ đi ra âm đạo, tỷ lệ khiếm khuyết này cao hơn gấp 20 lần so với những cháu trai mà bà của chúng không dùng DES (Klip, 2002).

• Thí nghiệm DES trên chuột:

Trên chuột cái tăng nguy cơ ung thư tử cung,

ung thư nhẹ buồng trứng, và lymphomas Đến

đời thứ 3 thì DES phơi bày nguy cơ ung thư

cơ quan sinh sản rất rõ ràng

Ảnh hưởng DES đến đời cháu

• 5% số phụ nữ đồng tính luyến ái

• Suy sụp tinh thần, phiền muộn.

• Bệnh tâm thần, như lo

âu hoang tưởng.

Ảnh hưởng xấu của diethylstibestrol (DES) đến cơ thể người đã xảy ra trên Thế giới

Tại Mỹ các chất kích tố sinh dục nữ được sử dụng hợp

pháp cho đến năm 1979 Sau đó người ta phát hiện

thịt sản xuất có chất diethylstibestrol có liên quan đến một số bệnh ung thư trên người Nguy cơ ung thư cơ quan sinh dục người con gái của những bà mẹ được

điều trị hormon này trong thời gian có chửa rất cao

Năm 1980 tại Italia, người ta phát hiện ra sự tồn dư của chất này trong thịt bê đóng hộp cho trẻ em đã gây ra một vụ bê bối lớn Các trường hợp đàn ông có vú to

như phụ nữ, bệnh BD thường xảy ra ở những trẻ em

sống trong vùng được qui là thịt có diethylstibestrol

dùng làm thức ăn của trẻ khi chúng còn nhỏ

2 Các hợp chất beta-agonist

Các hợp chất beta-agonist là các dẫn xuất tổng hợp của

catecholamine (adrenaline) Các chất này có tác dụng định

hướng lại sự tổng hợp dưỡng chất trong tế bào, làm tăng sự

tổng hợp protein thay vì mỡ nên có tác dụng làm tăng lượng thịt nạc trong quầy thịt và giảm lượng mỡ của cơ thể

Có nhiều chất thuộc loại -agonist, nhưng những chất được sử dụng trong sản xuất thịt là clenbuterol, salbutamol, mabuterol, fenoterol, ractopamin, cimaterol

Sự sử dụng các chất beta-agonist trong chăn nuôi heo đã khởi

xướng ở Mỹ từ đầu thập kỷ 90 nhưng cho đến gần đây, chỉ có một chất như ractopamine được cơ quan FDA của Mỹ cấp

phép sử dụng Các chất khác không được phép sử dụng trong chăn nuôi vì tồn dư trong thịt có thể gây ngộ độc cho người ăn thịt heo.

Ở châu Âu và ở Việt nam, gần đây, những loai kích thích tố này

Phenethanolamine

 -Adrenergic Agonists

(Beta-agonist)

Các dẫn xuất thường được sử dụng trong chăn

nuôi:

1.Climaterol 2.Clenbuterol 3.L-644,969 5.Salbutamol 6.Zilpaterol 7.Ractopamine The general structure of phenethanolamine b-

adrenergic agonists Smith, 1998.

N H

O H

A B

C

R

Công thức hóa học của 6 dẫn xuất

-agonist đã được sử dụng trong thức ăn chăn nuôi

N

H 2

C N

NH

H Cimaterol Ractopamine

CH 3

O H

NH CH

3

CH 3 OH

O H

CH 3

N N

H 2

NH OH

O

O H

N H

CH 3

CH 3

Phenethanolamine tổng hợp

-Adrenergic Agonists

Beta-agonist tổng hợp

Phenethanolamine – Tên gọi theo hóa học

-Adrenergic agonist – Tên gọi theo sinh lý học

Sử dụng trong Y học

• Thuốc làm giãn phế quản cho người.

• Epinephrine (adrenalin) và Norepinephrine (Noradrenalin)

Ảnh hưởng của β-agonists

lên tổ chức cơ

• Ảnh hưởng đầu tiên gây sợi cơ phình to ra mà không tăng DNA trong tế bào sợi cơ, vì vậy làm cho thịt nạc khô, thô nghèo chất béo nên làm giảm khẩu vị, làm cứng chả lụa khi sử

dụng thịt heo này để chế biến.

• Tăng sinh bắp cơ

– Tăng ngay trong thí nghiệm in vitro (gà, heo),

nhưng không tăng ngay trong thí nghiệm in vivo

mà phải có thời gian

 -agonists làm tăng sự tích lũy

Protein trong cơ

• Sự tổng hợp Protein tăng lên biểu hiện:

– Tốc độ tổng hợp protein tăng lên trong những con heo được cho ăn ractopamine, clenbuterol – Sự tổng hợp proteins myofibrillar cũng tăng; nhưng proteins sarcoplasmic thì không tăng

– mRNA cho protein đặc hiệu của cơ cũng tăng

• Sự phân giải chậm trong thời gia ngắn, sau

đó trở về trạng thái bình thường

Ảnh hưởng của -agonists lên

tổ chức mô mỡ

• Ảnh hưởng trực tiếp lên mô mỡ

– Tăng hoạt tính PKA

– Hoạt hóa hormone nhạy cảm với enzyme lipase, thủy phân chất béo triglyceride

• Ảnh hưởng trực tiếp lên trao đổi chất mô mỡ trong thời gian ngắn

– Sự tích vào mô mỡ sẽ ít hơn tích lũy vào mô cơ

– Giảm thấp hoạt động gene điều khiểu enzyme lipogenic

và chuyển glucose bởi gen cAMP được ghi nhận khi xử

lý β-agonists trong thời gian dài.

Sự đáp ứng  -agonists

đối với mô mỡ

• Heo được cho ăn -agonists thích hợp sẽ làm giảm lượng mỡ cơ thể

– Tỷ lệ mỡ cơ thể sẽ không giảm nếu xử lý không đúng – Subtype 3 làm tăng sự tích mỡ.

• Trở lại: Tín hiệu subtype Ractopamine  1 &  2 tích lũy đạm.

• Dòng năng lượng đi vào mô cơ, phân bố

năng lượng mô cơ nhiều hơn mô mỡ.

 -agonists subtype 3 không có ảnh hưởng làm giảm

mỡ.

Sự phân phối các chất dinh dưỡng

am

FAT

http://www.anslab.iastate.edu/class/AnS345/Test 3/Adrenergic Agonists and Livestock Growth.ppt

Central Nervous System

Sự phân phối lại các chất dinh dưỡng

am

FAT Central Nervous System

Sử dụng Beta- Agonists để nâng cao thành tích chăn nuôi gia súc

• Nâng cao tăng trọng gia súc

• Cải thiện chỉ số biến chuyển thức ăn

• Tăng lượng thịt thăn

• Tăng tỷ lệ thịt xẻ

• Phân bố lại nguồn dinh dưỡng cho động vật:

– Điều chỉnh trao đổi chất: Chuyển hướng nguồn dinh dưỡng trong tuần hoàn thay vì đi vào mô mỡ, thì nó chuyển hướng

đi vào mô cơ, và tích lũy trong mô cơ, do đó làm tăng thịt nạc, tăng diện tích thịt thăn, giảm mỡ

http://www.anslab.iastate.edu/class/AnS345/Test 3/Adrenergic Agonists and Livestock Growth.ppt

Heo khi sử dụng  -agonists

• Sửa đổi trao đổi chất

– Hệ cơ

  Tăng chuyển hóa

  Giảm phân hủy Protein (marginal)

– Mô mỡ

  Giảm tích lũy lipid

  Tăng phân giải mỡ

Đối chứng

-agonists

Ảnh hưởng của  -agonist trên heo vỗ béo

Crome et al (1997) Significant Linear Effect for weight group, P<0.01

0ppm 10ppm 20ppm 0ppm 10ppm 20ppm Tăng trọng, ADG, kg 0.81 0.91 0.93 0.84 0.95 0.93

Tiêu thụ TĂ, kg/ngày 2.84 2.78 2.76 3.26 3.05 2.84

Đáp ứng -agonists trên heo

Thịt đùi Thịt thăn Thịt vai

 -agonists trên thành tích của heo

+ 12 %

Cơ xương

- 14 % Mỡ

Khối lượng cơ thể:

+ 15 % Diện tích thịt thăn

- 14 %

Độ dầy mỡ lưng (10th rib)

- 4 % Lượng thức ăn được

- 12 % Chỉ số biến chuyển thức ăn

+ 9 % Tốc độ tăng trưởng

% vs Control Các chỉ tiêu

Reviewed by National Research Council, 1994

 -agonist cải thiện thịt nạc

• Được chấp nhận sử dụng trong thức ăn của heo ở Mỹ để tăng nạc Mức và thời gian sử dụng như sau:

5 to 19.8 g/tấn thức ăn trong 4 tuần cuối cùng trước khi đem giết thịt

• 5 g/tấn thức ăn cải thiện tăng trọng 10% Chỉ số biến

chuyển thức ăn FCR giảm 17%

• 9.9 g/tấn thức ăn cải thiện tăng trọng, chỉ số biến

chuyển thức ăn FCR, trọng lượng quầy thịt

Pay-Lean là tên thương mại của một dạng Beta-Agonist, cũng được sử dụng để làm tăng

thịt nạc của heo

• Liều khuyến cáo dùng 4.5 - 9 gram trong 1 tấn

thức ăn ( 4.5 – 9 ppm) Với liều này thì làm tăng

lượng thịt thăn và thịt đùi

• Trong một số trường hợp cũng xảy ra các vấn đề

bất ổn trên quầy thịt gia súc sau khi mổ giết

• Gia súc có sử dụng Beta-Agonist dễ bị stress, dễ bị tai nạn trong quá trình chăn nuôi

http://cals.arizona.edu/extension/quality/ppt_files/new/GPP_7.ppt

Vùng không bị xuất huyết sẽ bạc màu do mất máu

http://cals.arizona.edu/extension/quality/ppt_files/new/GPP_7.ppt

– Vỡ các mao mạch, máu tung tóe ra có thể thấy

trên bò, cừu, heo

– Các trường hợp chết đột tử khi lùa bắt, vận

chuyển