Phản ứng sinh học là phản ứng của chất độc gây ra đối với từng cơ quan trong cơ thể dẫn đến biểu hiện sinh học của cơ thể có những biến đổi nhất định hoặc gây tổn thương các cơ quan.
2.3.3.1. Một số phản ứng sinh học
- Phản ứng với protein: Các độc chất thường tác dụng tạo liên kết đồng hóa trị với các axit amin như histidin, cystein, lysin, tyrosin, tristophan, metionin của protein
Hình 2.6: Aflatoxin B1 là một độc tố nấm mốc rất độc, được biết đến như là chất
gây đột biến gen. Aflatoxin B1 tác động lên ADN bằng cách tạo liên kết đồng hóa trị với bazơ nitơ guanin (G) gây tổn thương ADN.
Hình 2.7: Phản ứng peroxi hóa lipid
gây biến tính protein hoặc tác động với nhân kim loại có trong protein làm mất chức năng của protein. Ví dụ, như Pb và một số kim loại nặng khác tác dụng với nhóm –SH của protein.
- Phản ứng với axit nucleic: Một số độc chất, dẫn xuất độc chất độc có khả năng phản ứng tạo liên kết đồng hóa trị, phi đồng hóa trị với các axit nucleic. Các tác nhân độc này thường tấn công vào vị trí các base nitơ của ADN.
phẩm chuyển hóa là các hydroxy. Ví dụ, như hydroxy guanosine được tạo thành khi gốc -OH tấn công vào bazơ nitơ guanin.
- Phản ứng peroxi hóa lipid
Phản ứng peroxi hóa lipid của axit béo không no là phản ứng xảy ra thường xuyên khi cơ thể bị nhiễm độc chất. Do lipid là thành phần cấu tạo chính của màng tế bào, nên peroxi hóa lipid sẽ làm suy giảm chức năng của màng tế bào.
Phản ứng peroxi hóa lipid là phản ứng giữa các gốc tự do tạo ra trong giai đoạn 1 với các axit béo không no của lipid. Sản phẩm tạo thành là các aldehyd, melondialdehyd, peroxidized lipid và các gốc tự do peroxy và O., các tác nhân có hoạt tính mạnh. Vitamin E có tác dụng chống oxy hóa lipid màng cũng như các lipid có trong máu.
2.3.3.2. Các biểu hiện của phản ứng sinh học do tác động của độc chất
- Gây tổn thương chức năng của enzym và coenzym: Một số độc chất có khả năng tác động trực tiếp với các enzym hoặc coenzym làm biến đổi cấu trúc của enzym hoặc coenzym và kết quả là làm mất hoạt tính của enzym đó.
- Gây rối loạn quá trình chuyển hóa năng lượng: độc chất tác động đến các hợp chất trung gian trong quá trình chuyển hóa năng lượng hoặc làm mất hoạt tính enzyme gây rối loạn quá trình chuyển hóa năng lượng.
- Tăng khả năng tích tụ mỡ: Một số chất độc ví dụ như nicotin có khả năng oxy hóa phân giải các lipoprotein, các lipoprotein làm nhiệm vụ vận chuyển colesteron và lipit trong hệ tuần hoàn máu, làm giải phóng các colesteron este không tan và dễ dàng tích tụ trong thành mạch máu gây xơ cứng động mạch. Peroxi hóa lipid tăng tích tụ mỡ trong cơ thể.
- Ngăn cản quá trình hô hấp: một số độc chất oxy hóa hemoglobin thành methemoglobin là dạng hem protein không có khả năng liên kết với oxy, ngăn cản quá trình hô hấp.
- Can thiệp vào các quá trình điều hòa trung gian của các hormon trong cơ thể: một số độc chất khi đi vào cơ thể gây rối loạn quá trình điều hòa của các hormon. Các độc chất có tính chất trên được gọi là chất gây rối loạn nội tiết (ED). Hay nói cách khác chất gây rối loạn nội tiết là những chất khi xâm nhập vào cơ thể, tác động với các thụ thể của hocmon, làm biến đổi chức năng sinh lý nội tiết, suy giảm quá trình sinh sản, gây biến đổi giới tính và các bất thường khác trong tuyến sinh dục.
Các chất này có khả năng liên kết với các thụ thể của một hormon nào đó và gây ra những đáp ứng tương tự như hormon đó liên kết với các thụ thể của hormon nào đó hay bộ phận khác có trên tế bào ngăn cản hoạt động của hormon đó.
Ví dụ DDT có tính estrogen (hormon sinh dục nữ), nó có thể liên kết với thụ thể ER (thụ thể của estrogen) và có tác dụng như là hormon sinh dục nữ gây biến đổi giới tính từ đực sang cái.Tại Nhật Bản, người ta phát hiện một số cá nhỏ nước ngọt đực cũng có khả năng đẻ trứng như cá cái do bị nhiễm độc DDT.
Ví dụ, đồng phân dioxin 2,3,7,8-TCDD có tính anti-estrogen, liên kết cạnh tranh với estrogen dẫn đến các triệu chứng như giảm khối lượng tử cung, gây ung thư buồng trứng và các bất thường sinh sản khác.
di truyền trong nhiễm sắc thể và các thông tin di truyền trong đó. Các biến đổi thường gặp trên AND do các tác nhân gây đột biến gen gây ra là: chuyển đoạn, mất đoạn, đứt đoạn, tạo vết nứt. Những sai khác nhỏ này nếu không được phục hồi trước khi tế bào nhân đôi thì sẽ di truyền tới thế hệ con cháu, gây ảnh hưởng lâu dài.