Doc hoc moi truong 3058

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN _ _ LÊ HUY BÁ (Chủ biên) _ ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG TẬP (Phần chuyên đề) Cộng tác viên: THÁI VĂN NAM, NGUYỄN NGỌC QUỲNH, TÔ VĂN TRƯƠNG, LƯU QUỐC DŨNG, ĐỖ THỊ KIM CHI, PHAN THỊ MỸ HẠNH, NGUYỄN THỊ HỒNG THỤY, NGUYỄN THỊ PHƯƠNG UYÊN, CUNG THẾ TÀI, LÊ UYÊN MINH, PHẠM VIỆT ANH, ĐẶNG THỊ KIM THOA, ĐÀO THỊ TRÂM ANH, LÊ THỊ ÁI NƯƠNG, NGUYỄN HOÀNG LAN THANH, NGUYỄN TRẦN THIÊN ÂN, TRẦN NGỌC LỆ, NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG, LÊ ĐÀO AN XUÂN, TRẦN THỊ NGỌC OANH NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2006 CHƯƠNG TỔNG QUÁT VỀ ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG (Ecotoxicology – An overview) 0.1 ĐỊNH NGHĨA Trong "Độc học môi trường" (NXB ĐHQGTPHCM 2000, tái 2002) nêu số định nghóa khái niệm độc học môi trường Ở xin nhắc lại vài nguyên lý cho bạn đọc tiện theo dõi Độc học môi trường (Environmental Toxicology) (ĐHMT) hay gọi "Độc học sinh thái" (Ecotoxicology) ĐHMT ngành học môi trường học, chuyên nghiên cứu chất lượng hiệu ứng xấu tác nhân lý học, hóa học, sinh học gây cho cá thể, quần thể hay quần xã sinh vật hệ sinh thái ĐHMT gồm hai phần: 1– khoa học lý thuyết chất độc 2– khoa học ứng dụng 0.2 CHẤT ĐỘC 0.2.1 Định nghóa Chất độc chất gây hiệu ứng xấu, chí gây tử vong cho người, sinh vật hệ sinh thái (HST) 0.2.2 Phân loại a– Phân theo đặc tính sinh học: Chất độc độc chất độc tố Độc chất (toxicant) để vai trò tác nhân hóa học gây độc Độc tố (toxin) để vai trò chất sinh học chất độc b– Phân theo chất – Độc chất (Natural Toxicity): Có chất độc với liều lượng nhỏ gây độc – Độc liều lượng (Dose Toxicity): Có chất liều lượng nhỏ không gây độc chí dinh dưỡng Nhưng vượt liều lượng định sinh vật thời kỳ định gây hiệu ứng độc Suy cho cùng, tất các chất chất độc tiềm tàng c– Phân loại theo tiềm hoạt tính – Loại tác nhân gây độc tiềm tàng (Potential Toxicity): gồm tác nhân hóa học (tự nhiên, nhân tạo, hữu cơ, vô cơ), tác nhân vật lý (tác nhân đặc thù, xạ, vi sóng), tác nhân sinh học (các độc tố nấm, vi khuẩn, thực vật, động vật) có khả gây ngộ độc cho sinh vật chưa thể Nó biểu độc tính có điều kiện môi trường thích hợp – Loại tác nhân gây độc hoạt tính (Actual Toxicity): gồm tất tác nhân gây độc dạng hoạt động thể độc tính, gây hại sinh vật d– Phân laại theo dạng, thể tồn tại: Các dạng thể tác nhân độc không khí, nước, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm sản phẩm tiêu thụ, qua tiếp xúc da e– Phân loại theo tính năng: – Dạng cấp tính: Nguy cấp, gây chết túc thời, ngắn hạn, thường liều cao nồng độ cao số người bị ảnh hưởng làm đổ hóa chất, thoát chất thải độc hại không khí – Dạng mãn tính: Âm ỉ tồn thể sinh vật quần thể, dài hạn, thường liều lượng nồng đôï thấp, xảy cho số người đông hơn, lâu (thường liều lượng nồng độ nhỏ, nhiều người mắc phải trường hợp nhiễm độc thực phẩm, ô nhiễm kim loại nặng ô nhiễm nước) Còn phân theo nhiều cách khác nữa, tùy theo mục đích nghiên cứu Sự nhiễm độc xảy nhà, nơi làm việc nơi 0.3 LIỀU LƯNG ĐỘC CHẤT, ĐỘC TỐ Là đơn vị xuất tác nhân hóa học, lý học hay sinh học Liều lượng biểu thị qua đơn vị khối lượng thể tích đơn vị trọng lượng thể (mg, g, ml/ kg trọng lượng thể) theo đơn vị khối lượng hay thể tích đơn vị bề mặt thể (mg, g, mg/ m2 diện tích bề mặt thể) 0.4 NỒNG ĐÔÏ ĐỘC CHẤT, ĐỘC TỐ Là biểu tỷ lệ lượng độc chất độc tố môi trường bị nhiễm độc, có đơn vị trọng lượng đơn vị dung tích Ví dụ, với nồng độ không khí bị nhiễm độc thể qua đơn vị khối lượng hay thể tích phần triệu thể tích không khí (ppm) hay mg, g/ m3 không khí Nồng đôï nước diễn tả qua đơn vị khối lượng/ lít nước (mg/l hay ppm, g/l, hay phần tỷ ppb) 0.5 QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN CỦA ĐỘC CHẤT, ĐỘC TỐ Đường độc chất xảy bên bên thể Chuyển động bên thể liên quan đến yếu tố môi trường, điều kiện khí hậu, đặc tính hóa lý hóa chất, tính tan hóa chất phát nước Khuyếch đại sinh học xảy Đường xâm nhập hóa chất động vật người gồm dày, ruột (do ăn uống), đường hô hấp (do hít thở), đường da (do tiếp xúc) Sự dịch chuyển độc chất bên thể phụ thuộc yếu tố ảnh hưởng cấu trúc sinh học hóa chất thể Nó bao gồm thuộc tính hóa học vật lý kích cỡ phân tử, điều kiện nhiễm độc, trạng thái sức khoẻ sinh vật Độc chất phải di chuyển từ điểm tiếp xúc với thể, điểm bị nhiễm, vào đường máu theo tuần hoàn máu Trong máu, độc chất thoát thành dạng tự do, không liên kết, liên kết protein (thường albumin) Hóa chất thoát khỏi đường máu xâm nhập vào mô khác nơi chuyển hóa sinh học (ví dụ, gan); lưu giữ (mô mỡ), đào thải (thận) tạo phản ứng (trong não bộ) Việc kéo dài phản ứng phụ thuộc vào nồng độ hóa chất điểm phận tiếp nhận, lực hoạt tính riêng Hóa chất phải xuyên qua màng tế bào, phospho lipid hai lớp, trình tiêu tốn lượng, trình vận chuyển tích cực trình không tiêu tốn lượng trình vận chuyển thụ động Chuyển động xuyên qua màng tế bào liên quan đến phương tiện đặc biệt Có trình đặc biệt mà hóa chất xâm nhập tế bào Một trình nhập nội bào Cấu trúc sinh học hóa chất thể xem xét theo hình thái thể gồm có: hấp thụ, phân phối, chuyển hóa sinh học, đào thải vận động trình Các trình xác định giá trị hóa chất sẵn sàng tương tác với phận tiếp nhận Giá trị hóa chất gọi "khả tiếp nhận sinh học" Những yếu tố ảnh hưởng ngưỡng tới hạn gồm liều lượng cấu trúc hóa học, tính nhạy cảm tình trạng sức khoẻ sinh vật đáp ứng, chất phản ứng nhận biết Tính nhạy cảm phương pháp dùng đo đạc phản ứng ảnh hưởng đến ngưỡng phát Các quan hệ liều phản ứng cho thấy liên hệ liều lượng phản ứng nhận thấy quần thể Chúng thường biểu diễn đường cong với tung độ mức độ phản ứng, liều lượng biểu diễn theo số học logarit Có số kiểu đường biểu diễn liều đáp ứng, đường biểu diễn liều đáp ứng cải tiến liều đáp ứng số lượng Ở giản đồ liều đáp ứng cải tiến, ảnh hưởng xác định quan riêng biệt nồng độ cải tiến liều lượng hóa chất Những cá thể quần thể có đường biểu diễn liều đáp ứng cải tiến khác đa dạng sinh học Đường biểu diễn liều đáp ứng định lượng đường biểu diễn tất không liên hệ với liều lượng hóa chất tần số đáp ứng quần thể Phản ứng thường tượng tất không dấu trước hiệu ứng tai hại Ở giản đồ liều đáp ứng định lượng, tần số thay cho độ lớn khoảng liều đáp ứng cải tiến Đáp ứng lại sinh vật tác nhân gây độc dùng để nhận biết tượng nhiễm độc Khi xảy điều này, phản ứng gọi thị sinh học bị nhiễm độc Chỉ thị sinh học cần đặc hiệu tác nhân, xảy động vật người cần có độ tin cậy định Hình 0.1 giản đồ tương quan liều lượng độc chất khả đáp ứng điển hình Đáp ứng cực đại Cực đại Phản hồi điển hình Ngưỡng tới hạn Không đáp ứng Liều lượng Ngưỡng giới hạn Hình 0.1: Đường cong đáp ứng liều lượng điển hình (Nguồn: Borzelleca, medical college of virginia, richmond,virginia, USA, 1997) Hoạt tính bên Phản hồi 100% 50% ED50 Log liều lượng (mg/kg) Hình 0.2 Giản đồ liều lượng – Phản hồi cải tiến (Nguoàn: Borzelleca, medical college of virginia, richmond,virginia, USA, 1997) Có số phương pháp dùng giản đồ liều lượng đáp ứng để so sánh độ độc độc chất Nếu phản ứng xác định theo giản đồ liều lượng log: Độ dốc lớn hơn, độc chất mạnh Nghóa liều lượng tăng dẫn đến thay đổi phản ứng lớn Sử dụng log liều lượng, ảnh hưởng LD50 ED50 xác định Đây liều gây 50% phản ứng cực đại cho cá thể (giản đồ liều lượng – đáp ứng cải tiến) liều gây phản ứng 50% cá thể quần thể (giản đồ liều lượng – đáp ứng định lượng) Một ví dụ ED50 LD50 liều gây chết trung bình hóa chất liều đơn LD50 liều gây chết 50% quần thể sinh vật điều kiện thí nghiệm xác định rõ ràng LD50 dùng làm sở phân loại tính độc Ví dụ, Ottoboni (1991) đề nghị bảng sau: Liều gây chết qua đường miệng: botulinum toxin, 0,0001mtg/kg trọng lượng thể; nicotine 0,5mg/kg trọng lượng thể, DDT 100mg/kg trọng lượng thể, aspirin 1500mg/kg trọng lượng thể; muối 3000mg/kg trọng lượng thể, ethyl alcohol 10.000mg/kg trọng lượng thể, đường 30.000mg/kg trọng lượng thể (giá trị gần đúng) So sánh ED50 không mang ý nghóa đầy đủ so sánh độ dốc ED50 điểm đường biểu diễn không cung cấp thông tin quan hệï thật liều lượng phản ứng không xác định ngưỡng giới hạn Nồng độ hóa chất điểm tiếp nhận tuỳ thuộc vào mức độ máu Nồng độ máu phụ thuộc vào liều lượng hóa chất mà sinh vật bị nhiễm điều kiện bị nhiễm Sự hợp lý mức liều lượng cần thiết so sánh phản ứng hóa chất, liều lượng dùng có khác sinh vật nhiễm độc, đơn vị đo lường Ví dụ: 200g chuột nhận liều lượng 100mg/kg trọng lượng thể, hóa chất nhận tương đương 0,061mg/cm2 diện tích bề mặt thể; 70kg người nhận loại hóa chất liều lượng 100mg/kg trọng lượng thể nhận tương đương 0,388mg/cm2 diện tích bề mặt thể Không có số liệu thuyết phục phương pháp khác ưu việt Thông thường, liều lượng biểu diễn qua mg/kg trọng lượng thể 0.6 HẤP THỤ, NHIỄM ĐỘC, PHÂN PHỐI VÀ ĐÀO THẢI ĐỘC CHẤT CỦA SINH VẬT 0.6.1 Hấp thụ, nhiễm độc Phần ta đề cập liều lượng, nồng độ, nói kỹ phản ứng sinh học chất độc trực tiếp tuỳ thuộc vào 10 chất, liều lượng hóa chất tác dụng lên quan tiếp nhận Có khác quan trọng nhiễm độc liều lượng Sự nhiễm độc diện chất lạ xâm nhập vào thể cá thể Đơn vị nhiễm độc hóa chất lạ thường dùng ppm đơn vị khối lượng/ m3 không khí, lít nước, kg thực phẩm Ví dụ, nhiễm độc da thường biểu diễn qua nồng độ dung dịch tiếp xúc với diện tích bềø mặt Khi nhiễm độc, trước tiên chất độc phải thông qua môi trường vào thể, di chuyển vào tế bào qua bề mặt tiếp xúc thể (như đường da, phổi, dày, ruột) gọi hấp thụ, trường hợp đặc biệt hơn, hấp thụ từ môi trường vào máu hệ bạch huyết Từ hệ thống lưu hành này, độc chất xuyên qua vài, số tất mô thể, trình gọi phân phối Vận chuyển độc chất từ hệ thống lưu hành vào mô gọi hấp thụ, tương tự trình vận chuyển hóa chất từ bề mặt thể vào hệ thống tuần hoàn Vì vậy, phải xem xét hai phương diện hấp thụ chất độc: • Sự di chuyển từ bề mặt thể vào máu (hoặc lympho) • Sự di chuyển từ máu vào mô Để hiểu trình hấp thụ chất hóa học từ bề mặt thể vào máu từ máu vào mô, cần khảo sát cấu trúc chất hóa học màng tế bào Vì hầu hết trường hợp, chất độc qua màng tế bào phải xuyên qua đạt đến điểm đích để tạo phản ứng sinh học Hình 0.3 giới thiệu tế bào động vật có vú tiêu biểu cho thấy số nhiều cấu trúc tế bào; phần nhỏ màng tế bào hình 0.4 cho thấy hình ảnh phospholipid protein tạo nên màng tế bào Hình 0.3 Sơ đồ minh họa tế bào động vật có vú 11 Hình 0.4 Sơ đồ minh họa phần tế bào động vật có vú (Nguồn: R.C.Shank, University Of California, Irvine, USA, 1997) Trong hình 0.4, phân tử phospholipid cho thấy dạng oval với hai đuôi màng protein có dạng xoắn mang cực dương âm Hình 0.5 thể phân tử phospholipid phần cấu tạo màng tế bào Trong hình này, phosphatidylcholine dùng thí dụ (có số phân tử dạng tương tự khác màng tế bào), loại có cực đầu phân tử nước hòa tan không cực dạng đuôi lipid hòa tan phân tử thể Hình 0.5 Một phân tử phospholipid (Nguồn: R C Shank, University of California, irvine, USA, 1997) 12 Có số điểm đặc biệt để hiểu rõ trình hấp thụ đào thải Màng tế bào giống màng dầu (dịch dầu) môi trường nước Các protein dạng cầu dịch khảm màng tế bào dạng tự di chuyển dọc theo mặt phẳng màng (hình 0.6) Một số protein hoàn tất việc xuyên qua màng tế bào tạo kênh di chuyển dạng nước băng qua màng lipid nhỏ phân tử hòa tan nước ion khuyếch tán thông qua kênh này, phân tử hòa tan lipid khuếch tán tự thông qua thành phần phospholipid màng tế bào Số lớn phân tử hòa tan nước băng qua màng tế bào ngoại trừ cấu vận chuyển đặc biệt protein xuyên qua hai trường hợp hấp thụ đào thải trình đặc biệt gọi thấm bào Cơ cấu vận chuyển đặc biệt hấp thụ không thảo luận giáo trình Vì phần lớn diện tích bề mặt màng tế bào phospholipid, hợp chất hòa tan lipid xuyên qua màng tế bào nhanh so với hợp chất hòa tan nước khó vượt qua màng tế bào ngoại trừ qua kênh protein Vì vậy, sở cấu trúc màng tế bào, hấp thụ mang đặc tính tổng quát là: • Các hợp chất hòa tan lipid hòa tan từ bề mặt thể diễn nhanh (thường nhanh nhiều) hợp chất hòa tan nước, ngoại trừ hợp chất hòa tan nước xuyên qua màng tế bào cấu vận chuyển đặc biệt • Con đường mà chất độc hại từ môi trường xâm nhập vào thể thông qua da, phổi, đường dày, ruột Vài hóa chất ngoại lai tác động trực tiếp lên mặt màng nhầy tế bào, kết hợp với protein đặc biệt (bộ phận tiếp nhận) màng Phản ứng với protein đặc biệt màng tạo nên hợp chất nội sinh để dịch chuyển từ màng nhầy tế bào đến nội bào quan khác tế bào, nhân, để tạo nên phản ứng sinh học 13 Hình 0.6 Cấu trúc màng tế bào động vật có vú Hình 0.7 Cấu trúc tế bào biểu bì (Nguồn: R.C.Shank, University Of California, Irvine, USA, 1997) Hầu hết chất độc hấp thụ qua tế bào biểu bì, tuyến mồ hôi chân tóc, chiếm diện tích 1% so với tổng diện tích da, chất độc hấp thụ hoàn toàn điểm Lớp mô sừng lớp biểu bì tạo thành từ tế bào không nhân, sừng hoá, tế bào chết chứa chất sừng (một protein sợi) Các tế bào liên kết với để hình thành màng tế bào linh động, chặt chẽ Lớp sừng phủ lên lớp lipid mỏng Các biểu bì giới hạn cho hấp thụ Độc chất có cực xuất để khuếch tán bề mặt bên sợi keratin (sừng) lớp mô 14 sừng hydrate hoá Độc chất ưa dầu (kị nước) hòa tan khuếch tán thông qua lipid không ngậm nước sợi protein Mức khuếch tán có liên quan đến hòa tan lipid tỷ lệ nghịch với trọng lượng phân tử Để độc chất hấp thụ qua da vào hệ tuần hoàn phải xuyên qua số lớp tế bào Mức độ làm độc chất từ biểu bì vào hệ thống tuần hoàn phụ thuộc vào độï dày da, ảnh hưởng vận chuyển máu, dịch chuyển dịch ruột, hệ bạch huyết yếu tố khác Sự hấp thụ nhanh hơn, mật độ máu cao hơn, phân phối lớn áp suất khuếch tán làm cho độc chất xâm nhập vào tế bào thể Mức hấp thụ khác khu vực vực khác da người hình 0.8 Hình 0.8 Các vị trí hấp thụ chất độc thể người qua da 15 0.6.2 Sự hấp thụ chất độc phổi Phổi người có 50m2 diện tích bề mặt phế nang, khoảng cách biểu mô phế nang thành ống mao dẫn máu xấp xỉ 10 microns (hình 0.9) Hình 0.9 Mặt cắt liên hệ thành phế nang thành ống mao dẫn (Nguoàn: R C Shank, University of California, Irvine, USA, 1997) Các khí hòa tan nước hòa tan màng nhầy đường thở tích tụ đó, gây nguy hiểm cục bộ; khí hòa tan lipid khuếch tán qua màng phế nang mức độ phụ thuộc vào hệ số tỷ lệ lipid/ nước lượng khí hòa tan máu Thể khí hòa tan phụ thuộc vào kích thước hạt tình trạng khí động, hệ số tỷ lệ lipid/ nước số yếu tố khác Các hạt có đường kính lớn 10 μm thường tác động đến hệ hô hấp đặc biệt mũi khí quản Các hạt có đường kính từ 1–5 μm tác động đến nhánh cuống phổi, ống phế nang Các hạt có đường kính nhỏ μm thường tác động đến túi phế nang Các hạt đường hô hấp cuối nhánh cuống phổi thường chuyển dần lên nhờ mao biểu bì cuối khạc nuốt vào đường tiêu hoá Mức độ vận chuyển mao biểu bì nhanh, đo mm/phút cm/phút tùy thuộc vào vị trí đường hô hấp chất hạt Thường 90% hạt dính vào màng nhầy đưa khỏi phổi vòng 1h Các hạt nhánh cuống phổi mang đến vùng có mao biểu bì đại thực bào dịch phế nang; di chuyển tuỳ thuộc vào dòng bạch cầu, hoạt động ống mao dẫn, vận động 16 thành phế nang, chất dính kết chất nhầy đường hô hấp lực đẩy lông nhánh cuống phổi Có khoảng 50% tổng số vật chất làm ngày, độc lập với chất độc chất; hạt lại làm vài ngày hàng năm tuỳ thuộc vào loại hợp chất Các hạt hòa tan ống nhầy làm chậm Các hạt hòa tan phế nang khuếch tán trực tiếp vào hệ mạch máu phổi; hạt không hòa tan xâm nhập chậm vào dày vào máu thông qua hệ bạch huyết 0.6.3 Sự hấp thụ chất độc đường dày ruột Sự hấp thụ xảy từ miệng đến đường ruột Một cách tổng quát, hợp chất hấp thụ theo tỷ lệ hợp chất thoát nồng độ cao dạng hòa tan lipid lớn đường ruột Các chất độc giống cấu trúc dinh dưỡng điện giải vận chuyển hoạt hóa vào máu (Ví dụ: – fluo racil pyrimidine vận chuyển; chì calcium vận chuyển) Các hạt có đường kính vài trăm Angstroms (1 Ao = 10–8cm = 0,1 nanomet) vào biểu mô ruột, vận chuyển qua tế bào chất túi trợ, thải vào kẻ hở màng xâm nhập vào hệ bạch cầu chất nhầy; giống hấp thụ chất béo (ví dụ, hạt thuốc nhuộm Azo, có đường kính vài trăm Ao, hạt nhựa mũ có đường kính 2.200 Ao, botulinum toxin Xem hình 0.10 Hình 0.10 Sự vận chuyển hạt vật chất qua biểu mô ruột (Nguồn: R.C.Shank, University of California, Irvine, USA, 1997) 17 Các hình thức chuyển hóa sinh hóa quan trọng xảy đường dày ruột thay đổi hấp thụ thay đổi tính độc Những chuyển hóa xảy vi sinh (thực vật) và/ tế bào biểu mô đường Nhiều chất độc có tính axít yếu kiềm yếu thoát khỏi vào dung dịch chất hỗn hợp ion hóa (pronton hoá) dạng liên kết Những trường hợp cực dạng liên kết thường dùng cho chất hòa tan lipid dạng khuếch tán nhanh qua màng lipid Tỷ lệ độc chất thoát khỏi liên kết phụ thuộc vào phân ly cố định hợp chất số pH dung dịch mà hòa tan Sự phân bố đào thải chất độc tuỳ thuộc: Các khoang chứa nước Các khoang chứa lipid Liên kết đại phân tử Qua đường thai Qua đường nào, dịch tuỷ Đào thải qua hô hấp Đào thải qua thận Đào thải qua mật Qua trao đổi chất 10 Qua đường sữa, đổ mồ hôi, nước bọt, nước mắt, tiết thứ cấp Liên kết protein chất độc giống nhau, liên kết chất – enzym liên kết dược phẩm – quan tiếp nhận, chất không phân hủy trình phản ứng sinh học Không có liên kết cộng hóa trị, có liên kết ion trình thuận nghịch (liên kết cộng hóa trị thường xem chất kiềm hóa arylation không xem xét đây) Liên kết xuất hai loại protein nguyên sinh chất mô, tất protein liên kết với độc chất phạm vi, mức độ liên kết phụ thuộc vào kiểu số lượng vị trí liên kết protein số pH dung dịch 18 Albumin quan trọng (chứa 50% dịch trương protein), có xấp xỉ 100 cực dương 100 cực âm điểm liên keát (COO – O– S – NH 3+ = NH2+ – NH2+) Ở pH 7,4 tính âm albumin tính dương, pH có khoảng 500 cho phân tử Phản ứng sinh học độc chất gây phụ thuộc vào nồng độ chất độc không liên kết dạng dịch tương Các chất độc dạng liên kết bền vững với protein máu tích tụ thể gây nguy hiểm Các hợp chất liên kết dịch tương giải phóng, tách đột ngột xâm nhập hợp chất cạnh tranh với chúng thời điểm liên kết Ví dụ: Đối với vài trẻ sơ sinh, gan thiếu enzyme glucuronyl transferase, chất có khả kết hợp với bilirubin (C32H36N4O6) tạo sản phẩm hemoglobin thoái hóa lượng lớn bilirubin sinh tích tụ dịch tương albumin (hyper bilirubinemia) Nếu trẻ em dùng sulfonamide vitamin K thay bilirubin từ albumin, bilirubin phóng thích vào não gây bệnh Kernicterus (chứng bệnh phát triển phá hủy tế bào thần kinh não) 0.6.4 Mức hấp thụ Cần lưu ý, ý nghóa hiệu ứng gây độc tập trung chất độc điểm tác động đầu tiên.Trong hầu hết trường hợp, hấp thụ xuất khuếch tán thụ động, cho nên, mức tỷ lệ gradient nồng độï điểm hấp thụ máu, mức hấp thụ diễn tả phương tình hàm mũ gọi phương trình động lực thứ nhất: Log M = logMo – kat 2.30 Trong đó: Mo = Nồng độ ban đầu hóa chất ngoại lai điểm hấp thụ M = nồng độ hóa chất ngoại lai thời gian t điểm hấp thụ ka: số tốc độ hấp thụ, tương đương với 0,693/t1/2 t1/2 = bán kỳ hấp thụ; khoảng thời gian M/ Mo =1/2 19 Thí dụ, nồng độ chất độïc thực phẩm dày xác định mức độ chất độc hấp thụ từ dày vào máu, nồng độ độc chất dày tăng lên, nhờ hấp thụ vào máu, mức độ độc chất hấp thụ tăng lên Hầu hết chất độc nồng độ thấp loại bỏ khỏi thể tuỳ theo nồng độ chúng máu trao đổi chất với hợp chất hòa tan nước Đa số chất độc liều lượng cao, trao đổi enzyme bão hòa mức trao đổi số, chất độc hòa tan lipid, đào thải chúng khó khăn mức độ đào thải trở thành zero – order (chuỗi zero) (hằng số, không liên hệ với nồng độ máu) đến nồng độ chất độc thấp mức bão hoà 0.7 PHẢN ỨNG LẠI ĐỘC CHẤT CỦA SINH VẬT VÀ HIỆU ỨNG ĐỘC 0.7.1 Những khái niệm Phản ứng lại sinh vật ảnh hưởng độc chất “sự phản ứng thể phận thể (thí dụ hệ bắp) kích thích” (Duffus,1974) Sự kích thích có số dạng cường độ phản ứng thường phụ thuộc cường độ kích thích Kích thích mạnh tạo phản ứng mạnh Khi độc chất gây kích thích, phản ứng thường phụ thuộc liều lượng chất độc chịu đựng sinh vật Một phản ứng hiệu ứng Một hiệu ứng xấu, thương tổn hay ngộ độc, thay đổi có hại phản ứng tác nhân hóa học hay vật lý Duffus định nghóa: Một hiệu ứng xấu “sự thay đổi hình thái, sinh lý, tăng trưởng, phát triển tuổi thọ sinh vật, kết làm giảm khả chịu đựng, làm suy yếu khả đề kháng, tăng nguy stress, tăng tính nhạy cảm hiệu ứng nguy hại từ tác động môi trường” Hiệu ứng xấu vừa phải biến sau nghiêm trọng hơn, hồi phục Thí dụ, dị ứng hô hấp thay đổi hóa tính huyết tình trạng nhẹ phục hồi ung thư lại vấn đề nghiêm trọng, cứu vãn Một tác nhân hóa học vật lý gây hiệu ứng xấu nguy hại thay đổi tính nguyên vẹn, thay đổi cấu trúc hoặc/ thay đổi chức mô tế bào Ngoài gây ảnh hưởng đến tăng trưởng, phát triển, liên lạc, lưu thông, hồi phục tuổi thọ 20 Các hiệu ứng ngược lại kết phục hồi phục hồi dẫn đến tử vong Những hiệu ứng mềm bao gồm thay đổi thức ăn cung cấp và/ tăng trọng thể, thay đổi hoạt tính enzyme thay đổi lớn mô quan Những hiệu ứng xấu nghiêm trọng bao gồm thay đổi cấu trúc chức mô, biểu suy giảm chức làm việc bình thường, không phục hồi cấu trúc tự chép tế bào ARN, chí tử vong Những thay đổi có ý nghóa mặt thống kê theo cách thông thường nghóa thay đổi sinh học đáng ý ý nghóa thống kê không bao hàm ý nghóa sinh học Những phản ứng gây tác nhân hóa học, vật lý tức dần dần, êm dịu dội, phục hồi hay không phục hồi, cục hệ thống, phản ứng đặc dị dị ứng thông thường, trực tiếp gián tiếp, có lợi xấu Phản ứng tác nhân phụ thuộc vào điều kiện bị nhiễm bao gồm đường xâm nhập thời gian mắc phải, liều lượng mức độ nhiễm độc Phản ứng cục diễn nơi hấp thụ tiếp xúc quan chất kích thích phản ứng theo hệ thống xảy nhiều nơi nơi bị hấp thụ độc chất Dị ứng phản ứng đặc biệt nhạy cảm phản ứng đối kháng hệ miễn nhiễm Một phản ứng đặc dị loại phản ứng không bình thường, không theo chu kỳ, bao gồm phản ứng hệ miễn nhiễm gây khác di truyền cấu trúc gen Có nhiều loại phản ứng xảy có tương tác hóa chất phận tiếp nhận, gồm có thay đổi hình thể tổng quát, thay đổi tế vi thay đổi chức sinh lý, sinh hoá Các phản ứng không đặc hiệu viêm, hoại tử đặc hiệu đột biết gien, dị tật, ung thư Thay đổi diễn dần dần, hồi phục không; có tính cục hệ thống, đơn giản phức tạp, có lợi có hại Phản ứng ảnh hưởng đến tính đồng nhất, chức năng, tăng trưởng trình hồi phục, liên lạc tế bào Nhìn chung, phản ứng làm tăng giảm chức Tuy nhiên, sở tự nhiên tế bào bị thay đổi chất hóa học, thí dụ tế bào bị biển đổi thành tế bào tiết Cơ sở hiệu ứng xấu thương tổn mức độ tế bào thay đổi nội cân 21 0.7.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến khả phản ứng lại Một vài yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng hóa chất gồm có: đặc tính lý hoá, độ tinh khiết, độ bền vững hóa chất, điều kiện ảnh hưởng (liều lượng bao nhiêu?), thời gian (thời điểm, tần số, kéo dài bao lâu?), đường (cách thức xâm nhập, đặc tính di truyền, loài, giống, giới, tính, tuổi, trọng lượng thể, tình trạng sức khoẻ sinh vật thời điểm tiếp xúc, có mặt hóa chất khác (tương tác), điều kiện môi trường (nhiệt độï, độ ẩm, áp suất khí quyển, độ sáng, nơi cư trú, tiếng ồn, hóa chất môi trường, yếu tố xã hội…), phù hợp sai biệt, tính nhạy cảm riêng Phản ứng phụ thuộc số lượng phận tiếp nhận, phạm vi liên kết hóa chất – phận tiếp nhận, nồng độ hóa chất điểm tiếp nhận Ảnh hưởng hóa chất lên hoạt động hóa chất khác gọi tương tác Kết phản ứng cộng thêm (1 + = 2); không cộng thêm (1 + = 0), cộng nhân lên (1 + = 5); thông thường khó đoán biết Phản ứng tác nhân hóa học, vật lý phụ thuộc vào liều lượng số lượng phận tiếp nhận diện hoạt tính Ở liều lượng thấp, phản ứng không nhận biết Khi tăng liều lượng số lượng quan hệ chất – quan tiếp nhận, phản ứng đáng ý ghi nhận Liều lượng thấp để nhận phản ứng đo được gọi ngưỡng tới hạn liều lượng Một phản ứng không nhận biết liều ngưỡng tới hạn Mỗi sinh vật có ngưỡng tới hạn riêng, xác định thực nghiệm Trong chuỗi phản ứng, có ngưỡng tới hạn cho gian đoạn trình Nhận diện ngưỡng có nghóa với nồng độ chất kích thích tác nhân đó, chất kích thích tác nhân tạo phản ứng Phản ứng nhận thấy phương pháp định lượng, tính nhạy cảm ảnh hưởng đến việc xác định ngưỡng tới hạn Có thể ngưỡng tới hạn số cho tế bào, mô, quan quan nguyên vẹn khác Liều lượng thích hợp dược phẩm tác nhân vật lý dùng để chữa bệnh, thí dụ sử dụng xạ yếu tố ảnh hưởng đến kết tương tác tác nhân hóa học vật lý với 22 quan gồm có liều lượng, thể trạng (cơ địa), đặc tính hóa học tác nhân, thời gian tác dụng, tình trạng sức khoẻ hệ sinh thái sinh vật thời điểm bị nhiễm Một hóa chất tác nhân vật lý thông thường bắt đầu tương tác với mô hay quan đặc biệt gọi "mô đích" hay "cơ quan đích" (cơ quan tiếp nhận tác dụng) Mô đích hay mô nhạy cảm có chứa vùng nhạy cảm đặc biệt tế bào tiếp nhận tác nhân Một chất tiếp nhận xem “bẫy hóa chất” tác nhân hóa học tương tác với chất tiếp nhận đặc thù để tạo phản ứng nó, gọi chất tiếp nhận phản ứng trung gian Khi tác nhân hóa học tạo phản ứng không tương tác với chất tiếp nhận đặc thù, phản ứng gọi phản ứng không đặc hiệu Bộ phận tiếp nhận nơi tương tác với tác nhân hóa học, vật lý bên bên tế bào đích, điểm nhạy cảm nơi xảy phản ứng Tiếp nhận xảy ba nơi: bề mặt tế bào, gọi kiểu I; nang tế bào gọi kiểu II; nhân tế bào, gọi kiểu III Kết tương tác phận tiếp nhận hóa học khởi đầu dây chuyền phản ứng sinh hóa tạo nên phản ứng nhận diện Mỗi tác nhân hóa học loại hóa chất có phận tiếp nhận đặc thù, thí dụ, tiếp nhận chất giảm đau Chúng không đặc hiệu, thí dụ, phá hủy ăn mòn gây a xít Bộ phận tiếp nhận chất độc có tính riêng biệt, đặc thù đại phân tử, thường protein, bao gồm protein điều hoà, enzyme, protein vận chuyển, protein cấu trúc Phản ứng tương tác hóa học – phận tiếp nhận tạo số lượng phận tiếp nhận lúc tương tác xảy dạng phức hợp Số lượng phận tiếp nhận tuỳ thuộc lực phận tiếp nhận hóa chất, nồng độ hóa chất sẵn sàng tương tác với phận tiếp nhận, thời gian tác dụng yếu tố phức tạp khác Các phức hợp hóa học – phận tiếp nhận tạo nên phản ứng Ái lực lực hấp dẫn hóa chất phận tiếp nhận Khi hóa chất phận tiếp nhận tương tác tạo nên phức hợp, phận tiếp nhận gia tăng hoạt tính Khi điều xảy ra, chất hóa học gọi chất kích thích; đó, chất kích thích bám vào phận tiếp nhận hoạt hóa chúng Khi chất hóa học bám vào phận tiếp nhận không hoạt hóa 23