Chương 4 - Độc Chất Học - Các Chất Độc Vô Cơ

Bài giảng bộ môn Độc Chất Học, giúp bạn tóm tắt được các ý chính để học một cách tốt nhất Bài giảng bộ môn Độc Chất Học, giúp bạn tóm tắt được các ý chính để học một cách tốt nhất

PHẦN 1

CHẤT ĐỘC ĐƯỢC PHÂN LẬP BẰNG

PHƯƠNG PHÁP VÔ CƠ HÓA

KIM LOẠI NẶNG

CHÌ (Pb)

• Là một KL mềm, không có giá trị sinh học,

Pb trong môi trường

Ống khóinhà máy

Khí thải ô tôChất thải

Bổ sung tạo màu vàxăng dầu

Phân bón, thuốc trừ sâu

Mạ kim loại

Công nghiệp

bình điệnLuyện kim

 ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Hem, phóng

thích chất dẫn truyền thần kinh và chuyển hóa nucleotid– Ức chế quá trình oxy hóa glucose tạo năng lượng (>0,3 ppm)

• Độc tính: thể hiện chủ yếu trên thận, hệ thống tạo

máu, hệ thần kinh và hệ thống sinh sản.

ĐỘC TÍNH

Động vật và Người

– Đường tiêu hóa:

• Liều độc: Chì acetate 1g, chì carbonat 2-4g

• Liều gây chết: 10g muối tan (đối với người lớn)

• Ngộ độc trường diễn: 1mg chì/ngày, trong thời gian dài

• Nồng độ chì tối đa cho phép có trong nước uống là 20 ppd

• Chì hữu cơ : có thể hấp thu nhanh chóng qua phổi

và da gây kích ứng

– Nồng độ cho phép tại nơi làm việc: 0,075mg/m3 (chì tetraetyl)

– Liều độc: 40mg/m3

NGUYÊN NHÂN GÂY ĐỘC

• Do cố ý

– Đầu độc: hiếm vì mùi vị khó chịu và gây nôn mửa

– Phá thai

• Do tai biến

– Dùng quá liều các thuốc có chì

– Nước uống, ống nước, thực phẩm có lẫn chì

– Đồ chơi làm bằng chì hay lớp sơn có pha chì

– Sơn nhà có pha chì

• Do nghề nghiệp : ngộ độc trường diễn

– Hít phải hơi chì, bụi chì và các hợp chất của nó (cácnhà máy sản xuất sơn, bình acquy, mỏ chì, lò nấu chì,

mạ kim loại, đúc chữ trong kỹ nghệ in,…)

– Công nhân tiếp xúc với xăng dầu có chì

TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC

NGỘ ĐỘC CẤP HAY BÁN CẤP

• Thể chất: mệt mỏi, khó chịu, kích ứng, biếng ăn,

mất ngủ, sụt cân,…

• Hệ tiêu hóa: biếng ăn, rối loạn tiêu hóa, đau bụng

từng cơn, nôn mửa, tiêu chảy ra phân màu đen sau

đó táo bón

• Hệ thần kinh trung ương: nhứt đầu, kích ứng,

mê sảng, co giật, hôn mê, trẻ em kém tập trung, thiểu năng tinh thần, giảm thính lực Nồng độ cao gây tổn thương não, phù não, thoái hóa thần kinh

• Hệ thần kinh vận động: yếu cơ, viêm khớp, đau

cơ, rối loạn phối hợp, tê liệt

• Hệ thống tạo máu : thiếu máu

• Hệ thống sinh sản: gây thoái hóa tinh hoàn, giảm sự sản sinh tinh trùng ở nam giới, phụ nữ

có thể bị sẩy thai hay sinh non, trẻ sinh ra có trọng lượng thấp

• Hệ tiết niệu : rối loạn chức năng của ống thận, viêm thận, xơ hóa tế bào kẽ, tiểu ít hay bí tiểu, tăng ure huyết

NGỘ ĐỘC MẠN TÍNH

• Nguyên nhân: do hít phải hơi chì, bụi chì, xăng có pha

chì hay tiếp xúc với hóa chất có chứa chì trong thời

gian dài

• Đầu tiên xuất hiện viền xanh đen ở nướu (burton line)

• Hồng cầu giảm

• Xuất hiện hồng cầu hạt kiềm trong máu và pophyrin

trong nước tiểu

• Nước da tái xám, hơi thở thối, mệt mỏi, biếng ăn, mất ngủ, sụt cân, gầy yếu, đau bụng, nôn mửa, táo bón hay tiêu chảy, rối loạn thần kinh, đau khớp, đau cơ và tê liệt các chi, rối loạn phối hợp vận động cơ, rối loạn ngôn ngữ và hành vi

• Sau vài năm: cao huyết áp, viêm thận mãn, suy mòn

dần, có thể tử vong

CHUẨN ĐOÁN

• Triệu chứng lâm sàng và tiền sử bệnh

• Xác định nồng độ chì trong máu: bình thường

ĐIỀU TRỊ

• Loại chất độc ra khỏi cơ thể

– Gây nôn, rửa dạ dày bằng dung dịch Na2SO4 hay MgSO4 để kết tủa chì

– Uống than hoạt

– Tẩy xổ nhẹ hay thụt tháo

– DMSA (2,3-Dimercapto succinic acid): ngộ độc nhẹ

– Những tổn thương thực thể ở não không thể phục hồi bằng điều trị

• Điều trị triệu chứng

– Điều trị động kinh hay hôn mê (nếu có)

– Corticosteroid và manitol (viêm não)

– Trong phụ tạng, máu và nước tiểu:

• Vô cơ hóa bằng hổn hợp sulfonitrit, tạo tủa PbSO4

• Hòa tan tủa trong amoni acetat nóng sẽ chuyển thành

Pb2+

• Định tính và định lượng

• Định tính

– Phản ứng với Dithizon: tạo dithizonat chì, chiết xuấtbằng CCl4 ở pH=7-10, nếu có chì lớp dung môi sẽ cómàu đỏ tía

• Định lượng

– Phương pháp chiết đo quang với dithizon:

• Tạo dithizonat chì ở pH=7-10, chiết bằng cloroform, rửa dịch chiết bằng dd KCN/NH4OH

• Đo quang ở bước sóng 520 nm Tính hàm lượng Pb theo

ARSEN (As)

• Là một chất độc nguy hiểm và gây ô nhiễm môi

trường

• Hợp chất arsen vô cơ và hữu cơ được sử dụng

trong nhiều sản phẩm thương mại và kỹ nghệ (chất bảo quản gỗ, thuốc trừ sâu, chất bán dẫn,…)

• As và các hợp chất As thăng hoa ở nhiệt độ cao và

áp suất không khí biến đổi trực tiếp thành dạng khí

• Muối As dễ tan trong nước, hấp thu nhanh qua

niêm mạc đường tiêu hóa, tích lũy ở nhiều tổ chức (ở lông, tóc và móng)

• As thải trừ chậm qua ruột và thận

• Hợp chất As có thể ở dạng vô cơ hay hữu cơ có

hóa trị 3 hay 5

• As vô cơ

– As nguyên tố: kim loại màu xám, ở thể tinh khiết khôngđộc, nhưng khi đun nóng trong không khí, As bị oxy hóathành As trioxid (As2O3) rất độc

– Arsen trioxid (As2O3): gọi là As trắng, thạch tín, , tinhthể không màu, không mùi, rất độc

– Arsen pentaoxid (As2O5) khi hút ẩm dễ tan trong nướctạo thành dạng acid tương ứng (H3AsO4)

– Arsenit là muối của arsenơ (H3AsO3) như natri arsenit, kali arsenit có trong thuốc diệt cỏ

– Arsenat là muối của acid arsennic (H3AsO4) dùng trongthuốc bảo vệ thực vật (Natri arsenat,…)

– Arsen sulfur (As2S3, As2S5) dùng trong kỹ nghệ sơn, in, thuốc nhuộm,…

– Hydro arsenur (arsin, H3As) là chất khí rất độc, mùi tỏi, thường gặp trong sản xuất công nghiệp

• Arsen hữu cơ

– Sản xuất chất độc hóa học trong chiến tranh thế giới lần I

– Sản xuất thuốc trừ sâu (MSMA-Monosodium ethylarsenat; DSMA – disodium ethylarsenat) – Thuốc trị bệnh giang mai (stovarsol, sulfarseno, acetylacsan,…)

ĐỘC TÍNH

• Hấp thu nhanh qua hệ tiêu hóa

• Phân bố và tích lũy nhiều ở các tổ chức tế bào sừng (keratin), lông, tóc, móng

• Thải trừ chậm qua ruột và thận

• Độc tính của hợp chất As phụ thuộc vào hóa trị, trạng thái vật lý, độ tan và chủng loại động vật bị nhiễm độc

• As vô cơ : hóa trị 3 (As3+) độc gấp 2-10 lần so với As hóa trị 5 (As5+)

• As hữu cơ ít độc hơn so với As vô cơ

• Bụi As vô cơ (As trioxid) gây kích ứng mắt,

da, màng nhầy, hệ thống tiêu hóa và hô hấp, rối loạn thần kinh ngoại vi, tổn thương tim,

Cơ chế gây độc

• As và các hợp chất As ức chế enzyme qua sự

tương tác với nhóm thiol (-SH) của enzyme

(As3+) hay thay thế phosphat (As5+)

• As3+ ngăn cản sự tổng hợp và hấp thu glucose, oxy hóa acid béo, các quá trình tạo acetylCoA

• As5+ ức chế pyruvat dehydrogenase (PDH), xúc tác cho phản ứng oxh pyruvat thành acetylCoA trong chu trình acid citric gây ức chế hô hấp tế bào và tạo ATP

• Arsen trioxid tác động lên kênh kali, gây rối

loạn thần kinh, tim mạch và tăng huyết áp

Liều độc

• Liều độc: khó xác định vì phần lớn chất độc bị nôn ra ngoài

• Liều gây chết của As2O3 được ước lượng vào

khoảng 2mg/kg

• Tiếp xúc nhiều lần lặp lại với liều

20-60μg/kg/ngày có thể gây các triệu chứng ngộ độc mãn tính

• Liều độc của các hợp chất As hữu cơ thường cao hơn

• Liều độc thay đổi tùy theo khả năng dung nhận của từng người

• Ngộ độc cấp 100-300mg arsen III (natri arsenit)

có thể gây chết

NGUYÊN NHÂN GÂY ĐỘC

• Do đầu độc : thường xảy ra vì:

– Rất độc, không mùi vị

– Có thể gây ngộ độc trường diễn vì đào thải chậm

– Gây triệu chứng nặng và tử vong khi uống những liều nhỏ

– Phát hiện: xét nghiệm hóa học và khai quật tử thi

• Tự tử : thuốc trừ sâu, diệt cỏ

TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC

NGỘ ĐỘC CẤP

• Tác động trên hệ tiêu hóa : sau 30p-2h

– Rát bỏng thực quản, buồn nôn, nôn mửa, đau bụng dữdội, đi tiểu ra máu và nước, viêm đường tiêu hóa xuấthuyết

– TH ngộ độc nặng dẫn đến viêm dạ dày, hạ huyết áp, sốc và tử vong

• Tác động trên tim phổi : cơ tim sung huyết, phù phổi, nhịp tim nhanh, chết do trụy tim mạch sau 24h

• Tác động trên hệ thần kinh : mê sảng, co giật, hôn mê, suy nhược và tê liệt, phù não

• Tác động trên hệ tiết niệu : suy thận, bí tiểu

• Viêm thần kinh ngoại vi, liệt các đầu chi, rụng tóc

• Rối loạn sắc tố da, đen da (melanodermie), xuất

hiện các mảng dày sừng (hyperkeratose), viêm da kiểu aczema, hoại tử chân

• Ung thư: gan, phổi, da

ĐIỀU TRỊ

NGỘ ĐỘC CẤP

• Loại chất độc ra khỏi cơ thể gây nôn bằng ipeca hay rửa dạ dày với nước lòng trắng trứng

• Cho uống than hoạt

• Trung hòa chất độc bằng các chất giải độc như dd sulfur, muối Fe3+, MgO

• Thuốc đặc trị và antidot

– Liệu pháp chelate: BAL (Dimercaprol), DMSA

(Dimercaptosuccinic acid) là các tác nhân tạo chelat,

cô lập arsen ra khỏi protein máu, dùng để điều trị ngộđộc arsen cấp Các chất này có tác động phụ là tănghuyết áp DMSA monoester là antidote nhiều triển

vọng trong điều trị ngộ độc arsen

– Chất khoáng bổ sung: Kali có thể làm giảm nguy

cơ loạn nhịp tim do ngộ độc arsen

– Thẩm tích máu, truyền máu hay thay máu

• Chữa triệu chứng : bù nước, thuốc trợ tim,

thuốc lợi tiểu, bảo vệ gan, điều trị hôn mê,

sock, loạn nhịp tim (nếu có)

NGỘ ĐỘC MẠN TÍNH

Chữa triệu chứng, thuốc trợ tim, lợi tiểu kết hợp với vật lý trị liệu

CHUẨN ĐOÁN

• Dựa vào lịch sử ngộ độc

• Đột ngột đau bụng dữ dội, nôn mửa, tiêu chảy

ra nước và máu, hạ huyết áp

• Hơi thở có mùi tỏi

– Đốt nhẹ → xuất hiện các hạt màu trắng (As2O3) có hình dạng đặc biệt

• Phương pháp Cribier

– Nguyên tắc: Khử hỗn hợp arsenic bằng H mới sinhthành H3As bay lên Khí này tác dụng với giấy tẩmHgCl2 hay HgBr2 cho hợp chất màu vàng cam hay nâu (arseniơ thủy ngân)

– So sánh độ dài của vạch màu trên giấy thử với gram mẫu để suy ra nồng độ As

– Ưu khuyết điểm: độ nhạy cao (1µg/dung dịch), ít tốnthời gian, không đặc hiệu (H2S và H3P cũng cho màuvàng với giấy tẩm dd HgCl2

THỦY NGÂN (Hg)

Thủy ngân (Hg)

– Dễ bốc hơi ở nhiệt độ thường…

– Hấp thụ kém qua da và hệ tiêu hóa

– Sử dụng trong sản xuất bóng đèn, nhiệt kế, thiết bị điện tử,

– Rất độc, dễ hòa tan trong nước, dùng làm chất diệt khuẩn

Hg(NO 3 ): dùng để đốt cháy các chổ viêm

• Thủy ngân hữu cơ

– Hấp thu dễ qua màng tế bào

– Diethyl thủy ngân, dimethyl làm thuốc từ sâu, diệt

nấm

– Dược phẩm:

• Hg(CN)2: trị bệnh giang mai

• Mercurochrom (thuốc đỏ): sát trùng

• Calomel (HgCl): tẩy giun hay nhuận tràng

Thủy ngân vô cơ VSV ở nước Hg hữu cơ (Methyl Hg)

tích lũy trong các loài cá biển, hải sản

Cơ chế gây độc

• Tác dụng lên nhóm thiol hay sulfhydryl (-SH) của

hệ thống enzyme cơ bản, ức chế enzyme chứa

Selen gây rối loạn chuyển hóa màng tế bào

• Thoái hóa tổ chức vì tạo nên phức hợp protein rất tan, gây hủy hoại não, thận và phối

ĐỘC TÍNH

Tác động chủ yếu lên não, tim, thận, phổi Tùy thuộc vào

dạng Hg và đường tiếp xúc

• Hg kim loại

– Không độc vì hấp thụ rất ít qua đường tiêu hóa

– Ở thể hơi và trạng thái chia nhỏ thì rất độc

• Hg kim loại (thể hơi)

– Hấp thu nhanh qua đường hô hấp, chuyển thành dạng

albuminat hòa tan rồi vào máu phân phối vào hệ TKW gây độc – Kích ứng phổi

• Methyl thủy ngân

– Có độc tính trên hệ TKW

– Có thể gây quái thai

• Muối Hg vô cơ

– Ăn mòn (da, mắt, dạ dày, hệ thống tiêu hóa)

– Độc với thận

Độc tính

NGUYÊN NHÂN GÂY NGỘ ĐỘC

• Do ô nhiễm môi trường

– Sản xuất NaOH bằng PP điện phân với điện cực Hg

– Sản xuất giấy dùng phenyl thủy ngân để diệt nấm mốc

– Vật liệu phế thải chứa Hg (nhiệt kế, bóng đèn

huỳnh quang)

– Nông nghiệp sử dụng thuốc trừ sâu, diệt nấm,…

• Do nghề nghiệp

Ngộ độc trường diễn

TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC

• Hơi Hg qua đường hô hấp

– Ngộ độc cấp

• Rối loạn nhận thức, giác quan, tính cách, vận động

• Run rẫy, kích động, nhứt đầu, mất ngủ, mất trí nhớ, suy nhược, teo cơ

– Ngộ độc mãn

• Run tay, đau đầu chi

• Rối loạn tâm thần (mệt mỏi, mất ngủ, bồn chồn, mất trí nhớ,…)

• Viêm nướu và miệng

• Muối Hg vô cơ

Tác động chủ yếu trên hệ thống tiêu hóa và thận

Ngộ độc cấp

có vị kim loại khó chịu, nôn ra chất nhầy và máu, đau

bụng, tiêu chảy, phân có lẫn máu, mất nước, viêm dạ dày xuất huyết, hoại tử ruột, sốc, có thể tử vong sau vài giờ hay vài ngày do trụy tim mạch

hôi, răng bị lung

• Tiểu ít, vô niệu sau vài ngày

• Ure huyết tăng, thân nhiệt giảm, hôn mê và chết

• Di chứng khó hồi phục vì phủ tạng bị hư hại nặng do

Hg đào thải rất chậm

• Hợp chất thủy ngân hữu cơ

– Trên hệ TKW: rối loạn vận động, vận ngôn, giảm thính lực

– Ethyl Hg có thể gây viêm ruột, dạ dày

– Methyl Hg là chất gây quái thai mạnh

ĐIỀU TRỊ

• Ngộ độc hơi Hg đường hô hấp

– Theo dõi biến chứng viêm phổi cấp và phù phổi – Thở oxy hổ trợ nếu có chỉ định

• Ngộ độc muối Hg đường tiêu hóa

– Loại chất độc ra khỏi cơ thể

• Rửa dạ dày bằng nước pha lòng trắng trứng hoặcRongalit (formaldehyde sulfocylate Na) để biếnmuối Hg thành Hg không hấp thu

• Uống than hoạt

– Trung hòa chất độc

• Hg kim loại

– Uống DMSA, DMPS (2,3 dimercapto-1propansulfonic) để tăng

sự đào thải qua nước tiểu – Nước lòng trắng trứng, sữa kết hợp với rữa dạ dày để tránh các hợp chất đó tan lại

• Muối Hg vô cơ

– BAL (IV) để giảm tổn thương thận, tiếp theo uống DMSA

• Hg hữu cơ (Methyl Hg)

– Uống DMSA để giảm nồng độ Hg ở các mô, nhất là não – Không dùng BAL cho ngộ độc kim loại và Hg hữu cơ vì có thể phân bố Hg đến não từ các mô khác

– Tiêm Rongalit tĩnh mạch chậm

– Chữa triệu chứng

• Chống viêm thận: uống nhiều nước, tiêm truyền glucose

• Điều trị vô niệu: chạy thận nhân tạo

• Thẩm phân máu

• Dùng thuốc trợ tim

– Phản ứng với SnCl2: cho kết tủa trắng (ở pH =

2,5) chuyển sang xám

• Định lượng

– Phương pháp so màu với đồng (I) iodid

Cu2I2 tạo phức màu hồng Cu2(HgI4), so màu với gam mẫu

– Phương pháp chiết đo quang với thuốc thử

dithizon

Tạo dithizonate thủy ngân Đo quang ở bước sóng

496 nm

PHẦN 2 CHẤT ĐỘC PHÂN LẬP BẰNG PHƯƠNG

PHÁP LỌC HAY THẨM TÍCH

ACID VÔ CƠ

ĐẠI CƯƠNG

• Acid mạnh: Acid sulfuric (H2SO4), acid nitric (HNO3), acid clohydric (HCl), acid flohydric (HF)

• Gây ăn mòn da ở nồng độ đậm đặc và có thể gây chết do tổn thương ở diện rộng (phỏng).

• Ở nồng độ loãng, giảm dần tính chất ăn mòn

da, ngoại trừ HF ở nồng độ 1% vẫn còn nguy hiểm.

NGUỒN GỐC

• H2SO4, HNO3, HCl đóng vai trò quan trọng

trong các ngành kỹ nghệ như sản xuất phân

bón, pin, bình acquy, chất tẩy rửa, đạn dược, thuốc nổ, dầu mỏ,…

• HF được tìm thấy trong một số ngành kỹ nghệ như sản xuất màng hình vi tính, bóng đèn

huỳnh quang, sản xuất xăng có chỉ số octan

cao,…

CƠ CHẾ GÂY ĐỘC

• Gây sự hoại tử mô “kiểu đông kết” tức thời, tạo thành một khối đông kết giới hạn sự thâm nhập của acid sâu hơn

• Gây tắt nghẽn những vi mạch tại nơi bị tổn thương

• Gây mất nước, collagen và

NGUYÊN NHÂN GÂY NGỘ ĐỘC

– Đường tiêu hóa

• Gây bỏng và ăn mòn tại chỗ, hủy họai răng, đau đớn dữ dội

từ môi, lưỡi, cổ họng, thực quản, thanh quản, dạ dày , nuốt khó

• Kích ứng màng bụng, nôn ra chất dịch màu nâu có lẫn máu.

mạch, hạ huyết áp, sock và chết rất nhanh

• Nếu ở diện rộng có thể gây tai biến như sock, hạ huyết áp.

– Mắt: bỏng mi mắt, giác mạc, đau mắt, đo mắt ảnh hưởng đến chức năng

ĐIỀU TRỊ

• Trung hòa acid

– Uống các dd kiềm nhẹ như nước xà bông (15g/2 lítnước), MgO (15-20g/1,5 lít nước), natribicarbonat 10-20%

– Uống nhiều nước, sữa, lòng trắng trứng để gây tác

dụng đệm nhờ albumin

• Chữa triệu chứng

– Giảm đau bằng cồn opi

– Chống các biến chứng ở thực quản: cho uống kaolin tán nhỏ, nhịn ăn trong 5-7 ngày, sau đó ăn loãng dần – Truyền dịch để chống choáng do mất nước, huyết

tương

– Uống thêm các thuốc trợ tim

– bỏng ngoài da hay mắt: phải rửa nước thật nhiều, đắp dung dịch kiềm và nhỏ kháng sinh vào mắt

– N-acetylcystein, penicillamin và mitomycin (một

kháng sinh và tác nhân chống ung thư): giảm liên kết chéo collagen và ức chế tổng hợp protein, giảm sẹo

trong mô hình thử nghiệm ở động vật

– Steroid có thể làm giảm sự tạo hạt và tỷ lệ bị teo nơi tổn thương  dùng đồng thời với kháng sinh

• HNO3: phương pháp Kohn Abresat

• HCl: Kết tủa với AgNO3

• HF: phương pháp so màu với thuốc thử Na alizarin sulfonat

• Định lượng : Dùng phương pháp kiềm kế để chuẩn độ acid