Nghiên cứu sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom p450 ở người tiếp xúc nghề nghiệp với trinitrotoluen và tác dụng của naturenztrên động vật thực n

Bộ giáo dục và đào tạo - Bộ quốc phòng Học viện quân y phạm quang tập nghiên cứu sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom- p450 ở người tiếp xúc nghề nghiệp với trinitrotoluen và tác dụ

Bộ giáo dục và đào tạo - Bộ quốc phòng

Học viện quân y

phạm quang tập

nghiên cứu sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom- p450 ở người tiếp xúc nghề nghiệp

với trinitrotoluen và tác dụng của

naturenztrên động vật thực nghiệm

Luận án tiến sĩ y học

Hà nội – 2010

Bộ giáo dục và đào tạo - Bộ quốc phòng

Học viện quân y

phạm quang tập

nghiên cứu sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom- p450 ở người tiếp xúc nghề nghiệp

với trinitrotoluen và tác dụng của

naturenztrên động vật thực nghiệm

Chuyên ngành : Sức khoẻ nghề nghiệp Mã số : 62.72.73.05

Luận án tiến sĩ y học

Hướng dẫn khoa học:

PGS TS Nguyễn Liễu PGS TS Nguyễn Thị Ngọc Dao

Hà nội – 2010

Lêi cam ®oan

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn ¸n lµ trung thùc vµ ch−a tõng

®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú mét c«ng tr×nh nµo kh¸c

T¸c gi¶ luËn ¸n

Ph¹m Quang TËp

Lời cảm ơn

Sau 3 năm học tập và nghiên cứu tại Học viện Quân y, đến nay công trình luận án của tôi đ$ đợc hoàn thành

Để có đợc kết quả này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Liễu, PGS.TS Nguyễn Thị Ngọc Dao, là những ngời thày đ$ trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hòan thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Học viện Quân y, Đảng uỷ và Ban giám đốc Bệnh viện TƯQĐ 108, Phòng sau Đại học – HVQY đ$ tạo mọi

điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận

án

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng tới các thày trong hội đồng chấm luận án đ$ giành nhiều thời gian và công sức chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện bản luận văn này

Để hoàn thành công trình luận án này, tôi xin chân thành cám ơn toàn thể cán bộ, nhân viên khoa A6, nơi tôi công tác đ$ tạo mọi điều kiện và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Enzym – Viện Công nghệ sinh học – Viện Khoa học Việt nam, Ban giám đốc nhà máy Z121- TCCNQP, các Thày, Cô và toàn thể cán bộ nhân viên Bộ môn, Khoa AM7 – Bệnh viện quân y 103- HVQY, Khoa Bệnh nghề nghiệp – Viện VSPD Quân đội đ$ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các bạn bè, đồng nghiệp đ$ luôn giúp

đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn cha mẹ đ$ sinh thành, dạy dỗ, nuôi d-ỡng tôi, vợ, các con tôi đ$ luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

Xin trân trọng cảm ơn

Phạm Quang Tập

Mục lục

Trang

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Mục lục

Những chữ viết tắt trong luận án

Danh mục các bảng

Danh mục các biểu đồ

Danh mục các sơ đồ

Danh mục các ảnh

1.1.1 Đặc tính lý, hóa và độc tính của TNT 3

1.1.3 Phân bố, chuyển hóa và thải trừ của TNT trong cơ thể 5

1.3 ảnh hưởng của một số hóa chất, chất độc và TNT lên hệ thống cytochrom P450

24

1.3.1 ảnh hưởng của một số hóa chất, chất độc lên hệ thống cytochrom P450

24

1.3.2 ảnh hưởng của TNT lên hệ thống enzym cytochrom P450 30

2.1.2 Người lao động 39

2.2.3 Chất liệu, hóa chất và trang thiết bị 42 2.2.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu nghiên cứu 44

3.1 Kết quả nghiên cứu môi trường lao động 54 3.2 Kết quả nghiên cứu trên người lao động 55

3.2.4 Kết quả nghiên cứu hệ thống enzym cytochrom P450 65 3.3 Kết quả nghiên cứu tác dụng của chế phẩm Naturenz trên

động vật thực nghiệm

75

3.3.1 Đánh giá thể trạng chung của động vật thực nghiệm 75

3.3.5 Kết quả xét nghiệm hệ thống enzym cytochrom P450 và các chỉ tiêu liên quan

90

4.1 Đặc điểm môi trường lao động của công nhân 95 4.1.1 Vi khí hậu môi trường lao động của công nhân tiếp xúc TNT 95 4.1.2 Sự ô nhiễm TNT tại môi trường lao động 96 4.2 ảnh hưởng của TNT lên một số chỉ tiêu huyết học và hóa sinh máu

98

4.2.1 ảnh hưởng của TNT lên một số chỉ tiêu huyết học 98 4.2.2 ảnh hưởng của TNT lên một số chỉ tiêu hóa sinh máu 100

4.3 ảnh hưởng của TNT lên hệ thống enzym cytochrom P450 và các enzym chống oxy hóa

103

4.3.1 ảnh hưởng của TNT lên nồng độ các enzym của hệ thống cytochrom P450

103

4.3.2 ảnh hưởng của TNT lên hoạt độ các enzym của hệ thống cytochrom P450

106

4.3.3 ảnh hưởng của TNT lên các enzym chống oxy hóa khác 109 4.4 Tác dụng của chế phẩm Naturenz đối với động vật gây nhiễm

độc TNT thực nghiệm

112

4.4.1 Tác dụng của chế phẩm Naturenz lên tế bào máu và gan trong nhiễm độc TNT

113

4.4.2 Tác dụng của chế phẩm Naturenz lên hệ thống cytochrom P450

116

4.4.3 Tác dụng của chế phẩm Naturenz lên các enzym chống oxy hóa

118

Danh mục các công trình nghiên cứu của tác giả đI công

Phần phụ lục

Nh÷ng ch÷ viÕt t¾t trong luËn ¸n

AH : Anilin hydroxylase

ALT : Alanin aminotransferase

AST : Aspartat aminotransferase

CPR : NADPH- P450- reductase

Cyt : Cytochrom

GGT : Gamma glutamyl transferase

GLDH : Glutamat dehydrogenase

GOD : Glucose oxidase

LDH : Lactat dehydrogenase

MDA : Malonyldialdehyd

MDH : Malatdehydrogenase

MetHb : Methemoglobin

MMFO : Microsomal Mixed Function Oxidase POD : Peroxidase

SLHC : Sè l−îng hång cÇu

TCVSCP : Tiªu chuÈn vÖ sinh cho phÐp

TNT : 2, 4, 6- Trinitrotoluen

Danh mục các bảng

1.2 Một số chất gây cảm ứng Cyt P450 thường gặp trên lâm sàng 29 3.1 Kết quả đo vi khí hậu tại các phân xưởng thuộc nhà máy Zx 54 3.2 Nồng độ TNT tại các phân xưởng nghiên cứu thuộc nhà máy Zx 54 3.3 Phân bố giới tính của các đối tượng nghiên cứu 55 3.4 Phân bố tuổi đời của các đối tượng nghiên cứu 56 3.5 Phân bố tuổi nghề của các đối tượng nghiên cứu 56 3.6 Cơ cấu bệnh tật của các đối tượng nghiên cứu 57 3.7 Kết quả xét nghiệm máu ngoại vi của các đối tượng nghiên cứu 58 3.8 Tỷ lệ người giảm số lượng hồng cầu ở các đối tượng nghiên cứu 59 3.9 Liên quan số lượng hồng cầu và tuổi đời, tuổi nghề của các đối

3.10 Tỷ lệ người giảm nồng độ Hb ở các đối tượng nghiên cứu 61 3.11 Liên quan nồng độ Hb và tuổi đời, tuổi nghề ở các đối tượng

3.12 Hoạt độ AST, ALT, GGT ở các đối tượng nghiên cứu 63 3.13 Tỷ lệ người tăng hoạt độ AST, ALT, GGT ở các đối tượng

3.14 Liên quan hoạt độ AST, ALT, GGT và tuổi đời, tuổi nghề ở các

3.15 Nồng độ ure, creatinin ở các đối tượng nghiên cứu 64 3.16 Nồng độ glucose, protein huyết thanh ở các đối tượng nghiên cứu 65 3.17 Nồng độ cytochrom P420, P450 và tổng nồng độ cytochrom

(P420 + P450) huyết tương ở các đối tượng nghiên cứu 65

Bảng Tên bảng Trang 3.18 Liên quan nồng độ Cyt P420, P450 và tổng Cyt (P420 + P450)

huyết tương với tuổi đời, tuổi nghề và một số chỉ số huyết học 66 3.19 Hoạt độ CPR và anilin hydroxylase máu ở các đối tượng nghiên

3.20 Liên quan hoạt độ CPR và AH máu với tuổi đời, tuổi nghề và

nồng độ cytochrom P420, P450 ở các đối tượng nghiên cứu 69 3.21 Hoạt độ peroxidase và nồng độ nhóm –SH máu ở các đối tượng

3.22 Liên quan hoạt độ peroxydase và nồng độ nhóm -SH máu với

tuổi đời, tuổi nghề và nồng độ Cyt P420, P450 ở các đối tượng nghiên cứu

72

3.24 Biến đổi trọng lượng thỏ ở các lô nghiên cứu 76

3.26 Trọng lượng gan thỏ ở các lô nghiên cứu 78 3.27 Số lượng hồng cầu ở các lô nghiên cứu 80

3.29 Số lượng bạch cầu ở các lô nghiên cứu 82 3.30 Số lượng tiểu cầu ở các lô nghiên cứu 83

3.33 Nồng độ ure huyết thanh ở các lô nghiên cứu 86 3.34 Nồng độ creatinin huyết thanh ở các lô nghiên cứu 87 3.35 Nồng độ glucose máu ở các lô nghiên cứu 88 3.36 Nồng độ protein máu ở các lô nghiên cứu 89 3.37 Nồng độ cytochrom P420, P450 và tổng nồng độ cytochrom

Bảng Tên bảng Trang 3.38 Hoạt độ CPR ở gan và huyết tương thỏ ở các lô nghiên cứu 91 3.39 Hoạt độ anilin hydroxylase ở gan và máu thỏ ở các lô nghiên cứu 92 3.40 Hoạt độ peroxydase ở gan và huyết tương thỏ ở các lô nghiên cứu 93 3.41 Nồng độ nhóm -SH ở gan và huyết tương thỏ ở các lô nghiên cứu 94

Danh mục các biểu đồ

3.1 Liên quan số lượng hồng cầu và tuổi đời 60 3.2 Liên quan số lượng hồng cầu và tuổi nghề 60

3.5 Liên quan tổng nồng độ Cyt (P420 + P450) và tuổi đời 67 3.6 Liên quan tổng nồng độ Cyt (P420 + P450) và tuổi nghề 68

3.9 Liên quan hoạt độ peroxydase và tuổi nghề 73 3.10 Liên quan nồng độ nhóm -SH và tuổi đời 74 3.11 Liên quan nồng độ nhóm -SH và tuổi nghề 74

Danh mục các sơ đồ

1.2 Đường xâm nhập, chuyển hóa và thải trừ TNT 7 1.3 Sự chuyển hóa tạo gốc tự do trung gian của TNT 14

Sơ đồ Tên sơ đồ Trang 1.4 Nhân heme ở dạng Fe protoporfirin IX của enzym P450 15 1.5 Mô hình hệ thống P450 ở màng lưới nội sinh chất 16

1.7 Sơ đồ vận chuyển điện tử trong phân tử CPR 19

Danh mục các ảnh

3.1 Bề mặt gan thỏ uống TNT và uống TNT + Naturenz 77 3.2 Hình ảnh sưng phồng và thoái hóa nước của các tế bào gan sát

3.3 Hình ảnh tế bào gan thoái hóa nặng, giải xơ phát triển và có sự

1

đặt vấn đề

Cytochrom P450 là hệ thống enzym thuộc nhóm monooxygenase có trong hầu hết các cơ thể sống ở động vật và người, enzym này có ở gan, tim, phổi, thận nhưng tập trung chủ yếu ở gan, ngoài ra còn có ở một số tế bào máu như monocyte và lymphocyte với hàm lượng nhỏ Trong tế bào, enzym này

được gắn vào màng microsom của lưới nội nguyên chất, tỷ lệ enzym tồn tại tự

do là rất nhỏ [3], [33], [47]

Trong quá trình sống, có nhiều yếu tố nội sinh (chuyển hóa) và ngoại sinh (lý học, hóa học ) tạo ra các gốc tự do [29] Vai trò chính của hệ thống enzym cytochrom P450 là chuyển hóa các chất lạ (xenobiotic) Vì vậy, sự tăng hay giảm hàm lượng và hoạt độ của các cytochrom P450 thể hiện sự đáp ứng của cơ thể đối với từng loại chất độc khác nhau Tùy theo loại chất độc mà gây cảm ứng hay ức chế tổng hợp enzym các cytochrom P450 Ngoài ra, sự thay

đổi hàm lượng và hoạt độ của cytochrom P450 còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: cấu trúc, đặc điểm tác dụng, nồng độ và liều lượng chất độc, đường xâm nhập, thời gian xâm nhập, loài, giống và tuổi… của cơ thể tiếp xúc với chất

độc Do vậy, định lượng hoạt độ xúc tác của hệ thống enzym này có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá sự nhiễm độc cũng như tổn thương của tế bào gan ở mức độ phân tử [11], [14], [108]

ở Việt Nam, TNT là loại chất nổ được sử dụng khá rộng r_i trong quốc phòng và trong nhiều ngành kinh tế công nghiệp khác như khai thác mỏ, xây dựng Hiện tại, có hàng ngàn người trực tiếp sản xuất, bảo quản, vận chuyển,

sử dụng TNT trong quốc phòng và các ngành kinh tế TNT có thể xâm nhập vào cơ thể qua nhiều đường như da, niêm mạc, đường hô hấp, đường tiêu hoá Hiện nay, nhiễm độc TNT nghề nghiệp đứng thứ ba trong các bệnh nghề

2

nghiệp Các sản phẩm chuyển hoá của TNT trong cơ thể gây tổn thương đa dạng cho các cơ quan: gan, tế bào máu, cơ quan tạo máu, thần kinh, mắt, da,

đường tiêu hoá và nhiều rối loạn chuyển hoá khác [25], [26], [27], [40]

Tuy nhiên, cơ chế gây tổn thương cơ thể của TNT đến nay vẫn còn có những quan điểm chưa thống nhất Một số tác giả cho rằng TNT và các sản phẩm chuyển hoá của nó là những chất oxy hoá vì chứa các nhóm NO2, do đó

có khả năng làm phát sinh các gốc tự do Các gốc tự do này có khả năng oxy hoá cao do liên kết đồng hoá trị với những protein phân tử nhỏ của tế bào gan trong điều kiện ưa khí với sự tham gia của hệ thống enzym cytochrom P450 gây ra các tổn thương cho cơ thể Để hạn chế và ngăn chặn tác động độc hại của các gốc tự do, người ta phải sử dụng các chất chống oxy hóa làm bất hoạt các gốc tự do, bảo vệ cơ thể Cũng từ cơ chế này người ta sử dụng những hợp chất có chứa nhóm -SH tự do (Cystein, N-acetyl- cystein ) để giảm số lượng liên kết đồng hoá trị nhằm hạn chế mức độ tổn thương của tế bào gan

Gần đây, Viện Công nghệ Sinh học đ_ nghiên cứu và bào chế được chế phẩm sinh học Natuzenz, có tác dụng chống oxy hóa, hạn chế tác động của các gốc tự do đặc biệt là trong những trường hợp nhiễm độc

Xuất phát từ những cơ sở trên, đề tài được tiến hành với các mục tiêu:

1 Xác định sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom P450 và mối liên quan với tuổi đời, tuổi nghề, một số chỉ tiêu huyết học, hóa sinh ở người tiếp xúc nghề nghiệp với TNT

2 Đánh giá sự thay đổi của hệ thống enzym cytochrom P450 và tác dụng của Naturenz trên động vật gây nhiễm độc TNT thực nghiệm bán mạn tính