Chất Độc thiên nhiên

TỔNG QUANChất độc thiên nhiên là những hợp chất có khả năng gây hại cho con người và các sinh vật khác, được tìm thấy trong tự nhiên, có thể xuất phát từ: ➢ Thực vật: Nấm độc, khoai tây

NỘI DUNG

CHẤT ĐỘC THIÊN NHIÊN

TỔNG QUAN

Chất độc thiên nhiên là những hợp chất có khả năng

gây hại cho con người và các sinh vật khác, được tìm

thấy trong tự nhiên, có thể xuất phát từ:

➢ Thực vật: Nấm độc, khoai tây mọc mầm, măng và

sắn độc, củ ấu tàu, đậu, lạc mốc, hạnh nhân đắng,

➢ Động vật: Cá nóc, so biển, bạch tuộc xanh, cóc,

nhuyễn thể, mật cá,

➢ Vi sinh vật: Vi khuẩn, virus, nấm mốc,

➢ Môi trường: Thủy ngân, chì, asen,

TỔNG QUAN

Từ lâu người ta đã biết đến những

chất độc thiên nhiên có trong cây cối

hoặc trong cơ thể động vật, chúng

được dùng trong chiến đấu (tẩm cho

tên độc) hoặc để làm thuốc Những

ứng dụng này có từ trước khi người ta

có thể tách và biết được thành phần

của các chất độc này

3

THỰC VẬT

Thường xuân độc

✓ Cây thường xuân độc đôi khi còn được gọi là

viêm da Rhus hoặc cây nho phương Đông

Về mặt sinh học, nó được gọi là

toxicodendron radicans Nó thuộc họ

anacardiaceae Một loại cây nổi tiếng khác

của gia đình này là cây điều Nhà máy này

nổi tiếng với các đặc tính gây dị ứng Nó có

xu hướng gây phát ban và phản ứng dị ứng ở

gần 85% dân số thế giới

THỰC VẬT

5

Thường xuân độc

Ngoại hình: Cây thường xuân độc phát triển

thành cây bụi hoặc dây leo Các cây bụi có hình

dạng độc đáo của ba tờ rơi Những tờ rơi này

được sắp xếp sao cho có hai ở hai bên và một ở

trung tâm Chúng có xu hướng cao tới bốn feet

Cây màu xanh lá cây tươi sáng có những chiếc

lá bóng sáng bóng được lởm chởm hoặc răng

cưa ở các cạnh

THỰC VẬT

Thường xuân độc

Việc tiếp xúc ngoài da với các loài cây này gây

ra bệnh phát ban xuất phát từ sự nhạy cảm với

dầu nhựa từ thân cây có tên là urushiol Chất

này có trong lá cây, cuống lá, thân cây, hoa và rễ

của chúng Điều đáng nói là chất nhựa cây này

vẫn có khả năng gây độc ngay cả khi cây đã

chết đi Khoảng 80–90% người tiếp xúc có thể

bị phát ban với một lượng rất nhỏ urushiol (nhỏ

hơn hạt muối hột)

THỰC VẬT

7

Thường xuân độc

➢ Để gây ra phản ứng viêm da dị ứng , urushiol trước tiên bị oxy hóa để tạo ra hai oxy liên kết đôi trên

hóa chất Sau đó, nó phản ứng với một nucleophile protein để kích hoạt phản ứng bên trong da Viêm

da được thực hiện thông qua phản ứng miễn dịch mắc phải Urushiol là một phân tử quá nhỏ để kích

hoạt trực tiếp phản ứng miễn dịch Thay vào đó, nó gắn vào một số protein nhất định của da, nơi nó

hoạt động như một hapten , dẫn đến phản ứng quá mẫn loại IV

THỰC VẬT

Thường xuân độc

Những người nhạy cảm sẽ dễ bị nổi mẩn sau khi

tiếp xúc với urushiol từ cây này, thường là trong

vòng 12–72 giờ sau lần tiếp xúc đầu tiên, tùy

thuộc vào chỗ tiếp xúc với nhựa cây Các dấu

hiệu và triệu chứng có thể bao gồm:

✓ Da bị đỏ;

✓ Sưng da;

✓ Ngứa da;

✓ Phồng rộp da

THỰC VẬT

9

Thường xuân độc

✓ Cách sơ cứu ban đầu cho những trường hợp

vừa mới tiếp xúc với nhựa cây là rửa thật sạch

vùng da bị ảnh hưởng bằng nước nóng trong

vòng 20–30 phút để loại bỏ nhựa cây dính

trên da Càng để lâu không rửa thì quá trình

sơ cứu sẽ càng mất tác dụng, bởi chất độc

thẩm thấu vào da rất nhanh Nếu ở đó không

có sẵn nước, bạn nên dùng cồn để tẩy rửa

nhựa cây Giữ vùng da nhiễm độc khô ráo,

thoáng mát và sạch sẽ Sau đó, bạn nên nhớ

giặt quần áo, giày dép thật sạch

✓ Thuốc kháng histamine dạng uống để giảm ngứa.

✓ Dung dịch astringent Burow (chỉ định của bác sĩ).

Corticosteroid bôi (chỉ định của bác sĩ):

✓ Corticosteroid bôi liều nhẹ có thể giúp giảm viêm và

ngứa ở giai đoạn đầu.

✓ Không dùng cho mặt, vùng sinh dục và trẻ em.

✓ Tacrolimus và pimecrolimus là các lựa chọn thay thế

an toàn hơn cho trẻ em và vùng da nhạy cảm.

trường thảo, cây xóa nợ (Gelsemium

elegans) là một loài thực vật có hoa, từ năm

1994 được phân loại trong họ Hoàng

đằng (Gelsemiaceae)

THỰC VẬT

Lá ngón

• Các alkaloid indole là thành phần chính có hoạt tính của lá

ngón Những alkaloid này thuộc sáu loại: Sarpagine, Methyl

gelsedine, Gelsemine, Humantenine, Koumine, Yohimbane

• Chiết xuất lá ngón chứa gần 100 alkaloid Koumine là

alkaloid dồi dào nhất, tiếp theo là gelsevirine, gelsemine,

humantenine và gelsenicine

o Ngoài alkaloid, còn chứa: Glycoside iridoid, Iridoid,

Steroid và các hợp chất không phải alkaloid khác

• Thành phần hóa học của lá ngón có thể thay đổi tùy theo

nguồn gốc của nó

THỰC VẬT

13

Lá ngón

THỰC VẬT

Lá ngón

✓ Cây là ngón được biết đến là có độc tính cao, rễ và lá non

độc hơn, trong đó vỏ rễ độc nhất, gây ngộ độc khi ăn phải

Các alkaloid indole là thành phần chính gây độc Koumine

có hàm lượng cao nhất, tiếp theo là gelsemine, và

gelsenicine là độc nhất

✓ Ngộ độc lá ngón chủ yếu ảnh hưởng đến hệ thần kinh, hệ

tiêu hóa và hệ hô hấp, với các triệu chứng thường gặp như

buồn nôn, chóng mặt, đau bụng, suy hô hấp, co giật, hôn

mê và co cứng cơ

✓ Tổng alkaloid của lá ngón có thể gây tử vong do ức chế hệ

hô hấp dẫn đến suy hô hấp Chúng cũng có thể gây ra các

triệu chứng như làm chậm nhịp tim và hạ huyết áp

Tổng số alkaloid Chuột Uống LD50: 15 (13–17)

Giảm hoạt động, thở chậm,

co giật, suy hô hấp

Tổng số alkaloid Thỏ Tiêm tĩnh mạch MLC: 4–8

Giảm nhịp tim và suy hô

hấp trước khi chết Gelsenicine Chuột Tiêm trong phúc mạc LD50 : 0.165

Chết

Koumine Chuột Tiêm trong phúc mạc LD50: 99 Khó thở và co giật trước

khi chết

kominicine Chuột Tiêm trong phúc mạc LD50: 2.83 Chết

Gelsedine Thỏ Tiên trong phúc mạc MLC: 0.1–0.12 Suy hô hấp, co giật

THỰC VẬT

✓ Cũng như đối với các loại ngộ độc khác qua

đường tiêu hoá, bước sơ cứu đầu tiên đó là

nhanh chóng tìm cách giải phóng chất độc ra

khỏi cơ thể Ở nhà có thể cho uống thật nhiều

nước rồi móc họng, dùng lông gà hoặc các

biện pháp khác để kích thích gây nôn Quan

trọng sau đó là chuyển đến cấp cứu tại các cơ

sở y tế (cho thở máy, trợ tim và giải độc)

✓ Có thể giã nhiều rau má hoặc rau muống lấy

nước cốt, sau đó cho người bị ngộ độc uống

để làm giảm độc tính rồi chuyển đến bệnh

viện cấp cứu

THỰC VẬT

17

Hạt na

❑ Hạt na có chứa một lượng nhỏ chất độc có thể

gây ngộ độc nếu ăn phải Chất độc này có tên là

cyanoglycoside, một loại hợp chất hóa học có

thể giải phóng axit cyanide khi tiếp xúc với men

trong đường tiêu hóa

✓ Lượng cyanoglycoside trong hạt na tương đối

thấp, do đó cần ăn một lượng lớn hạt na mới có

thể gây ngộ độc nguy hiểm

✓ Theo ước tính, cần ăn khoảng 30-60 hạt na để

đạt đến liều gây ngộ độc ở người trưởng thành

✓ Trẻ em có nguy cơ ngộ độc cao hơn do cơ thể

nhỏ hơn và khả năng giải độc thấp hơn

THỰC VẬT

Hạt na

Triệu chứng ngộ độc:

✓ Các triệu chứng ngộ độc hạt na thường xuất

hiện trong vòng vài giờ sau khi ăn hạt

✓ Bao gồm buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, đau

bụng, chóng mặt, nhức đầu, yếu đuối, khó thở

và co giật

✓ Trong trường hợp nặng, ngộ độc hạt na có thể

dẫn đến tử vong

Cách xử lý khi ngộ độc:

✓ Nếu nghi ngờ ngộ độc hạt na, cần đưa nạn

nhân đến cơ sở y tế ngay lập tức

✓ Các biện pháp sơ cứu ban đầu bao gồm rửa

miệng bằng nước, cho nạn nhân uống than

hoạt tính và theo dõi các dấu hiệu sinh tồn

VI SINH VẬT

19

❑ Vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, sinh vật

phù du và virus, là những sinh vật sống có

kích thước siêu nhỏ chỉ có thể nhìn thấy bằng

kính hiển vi Chúng đóng vai trò quan trọng

trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thực phẩm

(phô mai, sữa chua, giấm) đến xử lý môi

trường (phân hủy nước thải) Như vi khuẩn

E coli E Coli có thể nhân đôi số lượng trong

20 phút là công cụ hữu ích trong sinh học

phân tử và hóa sinh

VI SINH VẬT

Vi sinh vật, tuy nhỏ bé nhưng ẩn chứa sức

mạnh to lớn, có thể gây hại cho các loài

sinh vật, kể cả con người Chúng là tác

nhân chính gây ra các bệnh truyền nhiễm

và nhiễm trùng, chẳng hạn trong cuộc nội

chiến ở Mỹ 1861-1865 phần lớn binh sĩ

thiệt mạng do nhiễm trùng gây ra Lợi dụng

đặc tính gây độc và khả năng lây nhiễm

nhanh của các loài vi sinh vật con người đã

chế tạo ra vũ khí sinh học - một loại vũ khí

cực kỳ nguy hiểm

Trong cuộc nội chiến ở Mỹ (1861 – 1865), nhiều binh sĩ chết

vì nhiễm trùng hơn bất kỳ nguyên nhân nào khác.

Photographer: James F Gibson

VI SINH VẬT

21

Vi khuẩn

VI SINH VẬT

Bệnh than

✓ Bệnh than là một bệnh truyền nhiễm nguy

hiểm do vi khuẩn Bacillus anthracis gây ra Vi

khuẩn này có thể được tìm thấy trong đất, nước

và xác động vật bị nhiễm bệnh Bệnh than có

thể lây nhiễm sang người và động vật qua tiếp

xúc với bào tử vi khuẩn.

✓ Bệnh than có thể lây nhiễm qua đường hô hấp,

đường da và đường tiêu hóa, gây ra các triệu

chứng khác nhau.

✓ Quá trình gây bệnh than diễn ra phức tạp, gồm

nhiều giai đoạn: bào tử được tế bào miễn dịch

hấp thụ, nảy mầm, di chuyển đến hạch bạch,

sản sinh độc tố, lan truyền khắp cơ thể và cuối

cùng gây chết người.

VI SINH VẬT

23

VI SINH VẬT

VI SINH VẬT

25

VI SINH VẬT

VI SINH VẬT

27

✓ Ở thể da, vùng da bị nhiễm trùng xuất hiện ngứa, sau

đó nổi sần, mụn nước, sau đó khoảng 2 - 4 ngày sau

phát triển thành nốt loét có màu đen kèm theo có phù

mức độ từ nhẹ đến nặng Vị trí thường gặp là đầu,

cánh tay và bàn tay Nếu không được điều trị kịp thời

có thể lan tới các hạch bạch huyết vùng rồi vào máu

gây nhiễm trùng huyết hoặc tổn thương não

✓ Thể phổi Bệnh than thể phổi có biểu hiện cấp tính

như nhiễm đường hô hấp trên Bệnh thường diễn

biến nặng nề sốt và sốc sau 3-5 ngày và sau đó là tử

vong

✓ Thể ruột Bệnh than thể ruột hiếm gặp và khó phát

hiện Đau bụng dữ dội kèm theo sốt, nhiễm khuẩn

huyết và kết thúc bằng tử vong

VI SINH VẬT

✓ Nên tiến hành tiêm vắc-xin phòng bệnh than cho súc vật

nhằm giảm thiểu nguy cơ bùng phát bệnh.

✓ Hiện nay đã có vắc-xin phòng bệnh than cho con người,

tuy nhiên vắc-xin này có số lượng giới hạn và thường chỉ

tiêm cho các quân nhân phục vụ chiến đấu hoặc những

người có đặc thù nghề nghiệp tiếp xúc nhiều với súc vật hay

sản phẩm chứa nhiều vi khuẩn.

✓ Những động vật chết vì bệnh than cần được tiêu hủy đúng

cách, sau khi chôn sâu xác động vật nên rải bột vôi kín để

tẩy uế và ngăn ngừa sự lan rộng của vi khuẩn.

✓ Không buôn bán và sử dụng da của những súc vật

nhiễm bệnh than Không ăn thịt khi nghi ngờ súc vật đó

chết vì bệnh than.

✓ Đảm bảo an toàn thực phẩm, ăn chín uống sôi Giữ vệ sinh

cơ thể sạch sẽ, chăm sóc và lưu ý đến các vết xước hoặc vết

thương hở trên da.

VI SINH VẬT

29

❑ Chất độc botulinum toxin do vi khuẩn

Clostridium botulinum (C.botulinum) sinh ra

Đây là một vi khuẩn gram dương kỵ khí, hình

que hai đầu tròn, có nhiều lông quanh thân, di

động Trong điều kiện khắc nghiệt, vi khuẩn

C.botulinum có thể biến thành dạng nha bào

vô cùng chắc chắn, có khả năng tồn tại cao

Do đó, C.botulinum phân bố rất rộng rãi trong

tự nhiên, có thể tìm thấy trong đất vườn, phân

động vật tươi hoặc đã ủ, bụi bẩn, nước ao,

nước sông hồ, ruột gia súc, đặc biệt phát triển

mạnh trong thức ăn ôi thiu, thịt hộp để lâu

ngày

VI SINH VẬT

Độc tố do C botulinum là loại độc tố thần kinh

(neurotoxin) có bản chất là chuỗi polypeptid với

phân tử lượng 150 nghìn Dalton Độc tố

botulinum gồm có 7 loại, ký hiệu bằng các chữ

cái từ A đến G Trong đó ngộ độc loại A và B là

phổ biến nhất, sau đó đến E và F, các loại còn

lại ít gặp hơn Độc tố botulinum là chất độc cực

mạnh, chỉ 0.03 mcg tiêm tĩnh mạch có thể gây

tử vong một người nặng 70kg, 1kg có thể gây tử

vong 1 tỷ người

VI SINH VẬT

31

✓ Tiêu hóa: Nếu nhiễm độc tố botulinum

do ngộ độc thực phẩm người bệnh sẽ

xuất hiện sớm các triệu chứng buồn

nôn, nôn, chướng bụng, đau bụng, sau

đó liệt ruột cơ năng, táo bón

✓ Thần kinh: Người bệnh bị liệt đối xứng

hai bên, xuất phát từ vùng đầu mặt, cổ

lan xuống chân với các triệu chứng

là sụp mi, nhìn đôi, nhìn mờ, đau họng,

khó nuốt, khó nói, khàn tiếng, khô

miệng Sau đó liệt tay, liệt các cơ vùng

ngực, bụng và liệt hai chân

✓ Phản xạ gân xương thường giảm hoặc

mất, không có rối loạn cảm giác

VI SINH VẬT

So sánh các hóa chất và chất độc hại

VI SINH VẬT

33

Các bước của quá trình truyền thần kinh cơ:

1.Truyền tín hiệu thần kinh:

• Một xung thần kinh được truyền đến tế bào hiệu ứng (cơ bắp) thông qua chất dẫn truyền thần kinh giải phóng tại

khớp thần kinh (synapse).

2.Giải phóng Ca2+:

• Khi tiềm năng hoạt động đến đầu mút sợi trục thần kinh (axonal terminus) làm mất phân cực màng tiền synap

(presynaptic membrane), các ion Ca2+ đi vào qua các kênh Ca2+ phụ thuộc điện thế.

• Sự liên kết của ACh làm cho màng sarcolemma của tế bào cơ thấm Na+ nhiều hơn, dẫn đến mất phân cực màng.

7.Phân hủy ACh:

• ACh dư thừa được thủy phân bởi enzyme cholinesterase gắn vào lớp nền màng đáy (basal lamina) của khe synap.

• Sự phân hủy ACh là cần thiết để tránh kích hoạt kéo dài các thụ thể ACh.

VI SINH VẬT

VI SINH VẬT

35

BoNT tấn công phức hợp SNARE:

•Không giống như quá trình truyền thần kinh cơ bình thường, sự

hiện diện của BoNT làm gián đoạn quá trình này.

•Chuỗi nhẹ (LC) có hoạt tính enzyme của các serotype BoNT

khác nhau cắt các protein SNARE cụ thể.

Không có phức hợp SNARE - không có giải phóng ACh:

•Nếu bất kỳ protein SNARE nào bị cắt, phức hợp SNARE sẽ

không hình thành.

•Sự thiếu phức hợp SNARE ngăn cản túi synap chứa ACh hợp

nhất với màng trước synap.

Kết quả là tê liệt cơ:

•Do không có sự hợp nhất giữa túi synap và màng trước synap,

ACh không được giải phóng.

•Không có ACh, cơ không thể co lại, dẫn đến tê liệt tại khớp

thần kinh cơ.

VI SINH VẬT

❑ Hiện tại có bảy loại huyết thanh kháng

nguyên đã biết của độc tố botulinum, được ký

hiệu bằng các chữ cái từ A đến G, theo đó

chất kháng độc đối với một loại không trung

hòa chéo bất kỳ loại nào khác Chỉ sử dụng

sớm kháng thể kháng độc tố trong trường hợp

nghi ngờ ngộ độc sẽ giảm thiểu tổn thương

thần kinh nhưng sẽ không đảo ngược tình

trạng tê liệt hiện có Tình trạng tê liệt có thể

kéo dài hàng tuần đến hàng tháng và phương

pháp điều trị hiện có bao gồm chăm sóc hỗ

trợ bao gồm truyền dịch, dinh dưỡng toàn

phần qua đường tĩnh mạch (TPN) và thở

máy

VI SINH VẬT

37

➢ Hiện tại, chưa có loại vắc xin phòng ngừa

Botulism nào được Cục quản lý Thực phẩm

và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận

➢ Một loại vắc xin giải độc Botulinum

(pentavalent botulinum toxoid - PBT) đang

được nghiên cứu và phát triển tại Fort

Detrick

➢ Vắc xin PBT được coi là an toàn và có khả

năng kích thích hệ miễn dịch, nhưng không

hiệu quả trong việc phòng ngừa sau khi tiếp

xúc với độc tố

VI SINH VẬT

Candida albicans

✓ Candida albicans là một loại nấm đa hình thường được

tìm thấy trong hệ vi sinh vật người Mặc dù thường là

một sinh vật sinh trùng hợp, nó có thể biến thành bệnh

trong các điều kiện cụ thể như suy giảm miễn dịch hoặc

tổn thương niêm mạc, gây ra các bệnh nhiễm trùng

khác nhau Nấm sở hữu các yếu tố độc lực như bám

dính vào tế bào chủ, bài tiết các enzym thủy phân và

khả năng chuyển từ nấm men sang dạng sợi, góp phần

vào khả năng gây bệnh của nó Candida albicans được

biết là gây ra nấm candida miệng, trong số các bệnh

nhiễm trùng khác, với các triệu chứng khác nhau tùy

thuộc vào khu vực bị ảnh hóa Điều trị thường bao

gồm các loại thuốc chống nấm như fluconazole, với các

lựa chọn khác như Amphotericin-B và Caspofungin

cũng có sẵn

VI SINH VẬT

39

Candida albicans

✓ Hệ miễn dịch của vật chủ đóng vai trò quan

trọng trong việc kiểm soát C albicans

✓ C albicans có thể tồn tại ở nhiều dạng khác

nhau, bao gồm bào tử đơn bào, nấm giả và

nấm

✓ Dạng nấm hung hăng hơn và có khả năng gây

nhiễm trùng cao hơn

✓ C albicans có thể chuyển đổi giữa các dạng

khác nhau để thích nghi với môi trường của

vật chủ

✓ Các yếu tố môi trường của vật chủ kích hoạt

sự chuyển đổi từ dạng nấm men sang dạng

sợi nấm

VI SINH VẬT

Candida albicans

Tương tác giữa C albicans và niêm mạc là bước đầu tiên quan trọng trong quá trình

xâm nhập và gây bệnh Quá trình này bao gồm sự bám dính của nấm vào tế bào biểu

mô và sự phát triển của nấm trong môi trường mới

• Nấm bám dính vào tế bào biểu mô thông qua các tương tác giữa các thành phần

của thành tế bào nấm và các thụ thể trên bề mặt tế bào biểu mô

• Một số thụ thể quan trọng đã được xác định, bao gồm thụ thể β-glucan EphA2

• Nấm sử dụng nhiều loại protein bám dính (adhezin) để bám vào tế bào biểu mô

• Các adhezin này có cấu trúc chung và được phân loại thành polisacharid,

glycoprotein và lipid

• Một số gen mã hóa adhezin đã được xác định, bao gồm HWP1 và họ gen ALS

• Nhiều yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự bám dính, bao gồm nhiệt độ, độ pH,

nồng độ đường và loại tế bào biểu mô