Đánh giá độc tính đánh giá mối quan hệ liều lượng – phản ứng

Đánh giá độc tính đánh giá mối quan hệ liều lượng – phản ứng

Đánh giá độc tính Đánh giá mối quan hệ liều lượng – phản ứng (Dose-Response Relationships) 1 Tổng quan phương pháp Các thông số đánh giá Tổng quan phương pháp  Độc học môi trường (environmental toxicology) độc học sinh thái (ecotoxicology) khoa học nghiên cứu tác động độc chất môi trường tới sinh vật người  Nội dung độc học môi trường: Nguồn gốc phát sinh Con đường xâm nhập Phản ứng đối tượng  Mục tiêu độc học môi trường: Xác định tác nhân gây ảnh hưởng Dự đoán, đánh giá nguy Đề xuất ngăn ngừa, giảm thiểu tác động tiêu cực Tổng quan phương pháp  Tác nhân gây độc: chất hoá học gây hiệu ứng xấu tới sức khoẻ gây chết cho sinh vật  Tất chất hoá học có tính độc (Paracelsus, 1538) Theo đặc tính sinh học Độc chất (toxicant) Độc tố (toxin) Theo chất gây độc Theo tiềm hoặt tính Độc chất (natural Độc tiềm tàng toxicity) (Potential toxicity) Độc liều lượng (dose Độc hoạt tính (Actual toxicity) toxicity) Theo tác động/ tính Độc cấp tính Độc mãn tính Tổng quan phương pháp  Dựa theo mức độ bền vững  Không bền (1 – tuần: Hữu cơ, cacbonat…)  Bền trung bình (3 – 18 tháng: hữu P, N, S)  Bền vững (2 – năm: hữu clo)  Rất bền (>5 năm – vĩnh viễn: kim loại nặng)  Dựa theo quan bị tác động Gây ảnh hưởng hệ thần kinh (Cl2, O3, muối KLN, formon, F…) Gây độc máu (Zn, P…) Gây độc nguyên sinh chất (Hg, S) Gây độc hệ enzym (P, F, Na2SO4) Gây mê (HCCl3, CCl4, ete…) Gây kích ứng (kiềm, axit, muối kim loại nặng…) Tổng quan phương pháp  Dựa theo khả gây ung thư (ở người) Nhóm 1: Tác nhân gây ung thư Nhóm 2A: Tác nhân gây ung thư (mang tính tình huống) Nhóm 2B: Tác nhân có lẽ gây ung thư (bằng chứng chưa đầy đủ) Nhóm 3: Tác nhân phân loại dựa khả gây ung thư Nhóm 4: Tác nhân có lẽ không gây ung thư Tác động tới enzym, tế bào chất… • Tác động đến biểu hiện, thần kinh • Tác động đến sinh trưởng, phát triển • Tăng sinh trưởng tế bào bất thường • Tác động lên vật chất di truyền • Tác động đến quan chức • Tổng quan phương pháp  Một số thuật ngữ khác Độc hoá sinh (Biochemical toxicity) Độc hành vi (Behavioral toxicity) Độc dinh dưỡng (Nutritional toxicity) Chất gây ung thư (Carcinogenesis) Chất gây đột biến (Mutagenesis) Độc quan (organ toxicity) Phương pháp đánh giá độc tính Căn vào mối quan hệ ô/bể/giá trị thí nghiệm  Phương pháp dãy (đơn yếu tố) Nồng độ/liều lượng: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ppm  Phương pháp ma trận (2 yếu tố) Nồng độ/ 10 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - … - - - - - - - - - - 24 - - - - - - - - - - Thời gian Phương pháp đánh giá độc tính Căn sản phẩm/kết thí nghiệm độc tính Sinh vật thử nghiệm Độc cấp tính Sinh vật tích tụ Độc mãn tính Sinh vật thử nghiệm Một số sinh vật thường sử dụng  Daphnia  Fathead minnows  Rats/Mice  Animal Cell cultures  Algal cell cultures  Duckweed  Mealworms  Earthworms  Frogs/tadpoles 10 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Mối quan hệ biểu diễn hàm hồi quy liều lượng phản ứng sinh vật A B Đồ thị tần suất Đồ thị tích luỹ  Phản ứng phụ thuộc liều lượng  Liều lượng ngưỡng: điểm bắt đầu xuất phản ứng  Độ độc: phụ thuộc độ dốc đường cong .Sử dụng để so sánh chất độc đánh giá chất độc 12 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Không phép giả định để đưa mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Các giả thiết  Phản ứng quan sát tác nhân định gây nên  Mức độ phản ứng tương quan với liều lượng  Phản ứng chọn phải đo lường xác  thông tin định lượng 13 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Các thuật ngữ liên quan Phần trăm tích luỹ phản ứng (%) 100 Ceiling effect Hypo-susceptible Threshold dose Các cá thể chống chịu Hyper-susceptible Các cá thể nhạy cảm Liều lượng (mg/kg) 14 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Liều ảnh hưởng (Effective dose, ED): phản ứng mong đợi quan sát thấy với liều cho  Liều độc (Toxic Dose, TD): Liều lượng mà nhiễm độc biểu cá thể thử nghiệm  Liều gây chết (Lethal dose, LD): gây nên phản ứng tử vong cho cá thể thử nghiệm  Các ký hiệu ED50, TD50, LD50, ED99, TD10, Phần trăm tích luỹ phản ứng (%)  Các thuật ngữ liên quan LD10… có ý nghĩa % số cá thể thử nghiệm có phản ứng liều thử nghiệm Liều lượng (mg/kg) 15 Phương pháp nội suy  Xác định LD, ED nghiên cứu độc tính  Phương pháp chuyển dạng số liệu Trung bình 34.13% 13.6% 2.13% -2 -1 Độ lệch chuẩn (SD - Standard deviations) 16 PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY  Xác định LD, ED nghiên cứu độc tính  Phương pháp chuyển dạng số liệu Đường cong phân bố thông thường Chuyển dạng số liệu % tích luỹ phản ứng 50% cá thể phản ứng EC50 Liều lượng Log(Liều lượng) 17 Ví dụ giá trị ld50 số chất Sodium Chloride 4000 mg/kg 2,4-D (thuốc diệt cỏ) 368 mg/kg DDT 135 mg/kg Caffeine 127 mg/kg Nicotine 24 mg/kg Strychnine sulfate (thuốc diệt chuột) Botulinum toxin mg/kg 0,01 µg/kg 18 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Các thuật ngữ liên quan Mức ảnh hưởng quan sát (No Observable Effects Level, NOEL)  Mức ảnh hưởng có hại quan sát (No Observable Adverse Effects Level, NOAEL)  Mức cho ảnh hưởng có hại (Suggested No Adverse Response Level, SNARL)  Giới hạn ảnh hưởng quan sát thấp (Lowest Phần trăm tích luỹ phản ứng (%)  Observable Effect Limit, LOEL)  Giá trị giới hạn ngưỡng (Threshold Limit Value, TLV) Liều lượng (mg/kg) 19 Vai trò ngưỡng độc Các giá trị quan trọng  NOEC/NOEL  LOEC/LOEL 20 Vai trò ngưỡng độc  Độc mãn tính: MATC (nồng độ độc cực đại chấp nhận) NOEC(NOEL) < MATC < LOEC(LOEL) 21 Phương pháp đánh giá (so sánh chất độc) Độ mạnh khái niệm tương đối để so sánh độc chất dựa phần trăm tích luỹ phản ứng (vd: LD50) Tính hiệu quả: độc chất có tính hiệu cao quan hệ liều – phản ứng có độ dốc lớn khoảng dài Tính độc đảo ngược: đồ thị có điểm cắt Điều xảy độc chất khoảng liều không luôn mạnh độc chất khác 22 Bài tập ví dụ Nồng độ % sống sót mg/l (đối chứng) 100 100 Thử nghiệm độc cấp tính 90 10 30 30 20 100 Daphnia magna NOEC: mg/l Đáp số: LOEC: mg/l < MATC < mg/l LC50 = 8,18 mg/l 23 Thảo luận phương pháp Nồng độ % sống sót mg/l (đối chứng) 100 100 100 100 100 100 90 100 100 100 90 90 80 90 80 10 30 20 40 30 20 30 20 30 20 10 30 100 10 0 NOEC: t-test phía Đáp số: LOEC: t-test phía NOEC < MATC < LOEC mg/l LC50 = LC50 trung bình 24 Thảo luận phương pháp  NOEC: t-test phía Giả thuyết Ho: Trung bình thử nghiệm = Đối thuyết H1: Trung bình thử nghiệm ≠  LOEC: t-test phía Giả thuyết Ho: Trung bình thử nghiệm = Đối thuyết H1: Trung bình thử nghiệm ≠  NOEC LOEC mức ý nghĩa α số bậc tự ứng với số phép thử/phép lặp lại chất độc thử nghiệm  So sánh NOEC LOEC mức ý nghĩa α hai chất độc thử nghiệm: sử dụng t-test phía Giả thuyết Ho: NOEC/LOEC (1) = NOEC/LOEC (2) Đối thuyết H1: NOEC/LOEC (1) ≠ NOEC/LOEC (2) 25 Xin chân thành cảm ơn 26 [...]... các chất độc hoặc đánh giá một chất độc 12 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Không được phép giả định để đưa ra mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Các giả thiết  Phản ứng quan sát được chỉ do tác nhân chỉ định gây nên  Mức độ phản ứng tương quan với liều lượng  Phản ứng được chọn phải được đo lường chính xác  thông tin định lượng 13 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Các thuật ngữ liên quan Phần... kích thích o Mối quan hệ giữa liều lượng và phản ứng: định lượng ảnh hưởng của việc tiếp xúc chất độc với những biểu hiện của sinh vật thử nghiệm 11 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Mối quan hệ được biểu diễn bằng hàm hồi quy giữa liều lượng và phản ứng của sinh vật A B Đồ thị tần suất Đồ thị tích luỹ  Phản ứng phụ thuộc liều lượng  Liều lượng ngưỡng: điểm bắt đầu xuất hiện phản ứng  Độ độc: phụ... trăm tích luỹ của phản ứng (%) 100 Ceiling effect Hypo-susceptible Threshold dose Các cá thể chống chịu Hyper-susceptible Các cá thể nhạy cảm 0 Liều lượng (mg/kg) 14 Mối quan hệ liều lượng – phản ứng  Liều ảnh hưởng (Effective dose, ED): phản ứng mong đợi được quan sát thấy với liều đã cho  Liều độc (Toxic Dose, TD): Liều lượng mà tại đó sự nhiễm độc biểu hiện ở cá thể thử nghiệm  Liều gây chết (Lethal.. .Mối quan hệ liều lượng – phản ứng o Liều lượng: là đơn vị tiếp xúc của một hoá chất đối với sinh vật được biểu diễn bằng nồng độ hoặc liều lượng tiếp xúc: o o Nồng độ tiếp xúc: khối lượng/ thể tích môi trường tiếp xúc o Liều lượng tiếp xúc: khối lượng/ thể trọng; khối lượng/ diện tích bề mặt tiếp xúc Phản ứng: là biểu hiện của một hoặc một vài bộ phận hoặc... trăm tích luỹ của phản ứng (vd: LD50) Tính hiệu quả: một độc chất có tính hiệu quả cao khi quan hệ liều – phản ứng có độ dốc lớn hơn trên một khoảng dài Tính độc đảo ngược: đồ thị có điểm cắt nhau Điều này xảy ra khi một độc chất trong một khoảng của liều không luôn luôn mạnh hơn một độc chất khác 22 Bài tập ví dụ Nồng độ % sống sót 0 mg/l (đối chứng) 1 100 100 Thử nghiệm độc cấp tính 3 90 10 30 30... Effect Limit, LOEL)  Giá trị giới hạn ngưỡng (Threshold Limit Value, TLV) Liều lượng (mg/kg) 19 Vai trò của ngưỡng độc Các giá trị quan trọng  NOEC/NOEL  LOEC/LOEL 20 Vai trò của ngưỡng độc  Độc mãn tính: MATC (nồng độ độc cực đại có thể chấp nhận) NOEC(NOEL) < MATC < LOEC(LOEL) 21 Phương pháp đánh giá (so sánh 2 chất độc) Độ mạnh là một khái niệm tương đối để so sánh các độc chất dựa trên cùng... cứu độc tính  Phương pháp chuyển dạng số liệu Đường cong phân bố thông thường Chuyển dạng số liệu % tích luỹ của phản ứng 50% cá thể phản ứng EC50 Liều lượng Log (Liều lượng) 17 Ví dụ giá trị ld50 của một số chất Sodium Chloride 4000 mg/kg 2,4-D (thuốc diệt cỏ) 368 mg/kg DDT 135 mg/kg Caffeine 127 mg/kg Nicotine 24 mg/kg Strychnine sulfate (thuốc diệt chuột) Botulinum toxin 3 mg/kg 0,01 µg/kg 18 Mối quan. .. nghiệm  Liều gây chết (Lethal dose, LD): gây nên phản ứng tử vong cho các cá thể thử nghiệm  Các ký hiệu ED50, TD50, LD50, ED99, TD10, Phần trăm tích luỹ của phản ứng (%)  Các thuật ngữ liên quan LD10… có ý nghĩa % số cá thể thử nghiệm có phản ứng ở liều thử nghiệm Liều lượng (mg/kg) 15 Phương pháp nội suy  Xác định LD, ED trong nghiên cứu độc tính  Phương pháp chuyển dạng số liệu Trung bình 34.13%... quan hệ liều lượng – phản ứng  Các thuật ngữ liên quan Mức không có ảnh hưởng có thể quan sát (No Observable Effects Level, NOEL)  Mức không có ảnh hưởng có hại có thể quan sát (No Observable Adverse Effects Level, NOAEL)  Mức được cho là không có ảnh hưởng có hại (Suggested No Adverse Response Level, SNARL)  Giới hạn ảnh hưởng có thể quan sát thấp nhất (Lowest Phần trăm tích luỹ của phản ứng (%)... t-test 1 phía Giả thuyết Ho: Trung bình thử nghiệm = 0 Đối thuyết H1: Trung bình thử nghiệm ≠ 0  NOEC và LOEC ở mức ý nghĩa α và số bậc tự do ứng với số phép thử/phép lặp lại đối với 1 chất độc hoặc 1 nền thử nghiệm  So sánh NOEC và LOEC ở mức ý nghĩa α giữa hai chất độc hoặc 2 nền thử nghiệm: sử dụng t-test 2 phía Giả thuyết Ho: NOEC/LOEC (1) = NOEC/LOEC (2) Đối thuyết H1: NOEC/LOEC (1) ≠ NOEC/LOEC (2)