III. SỰ CHUYỂN HÓA VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA XYANUA.
2.1.Sự chuyển hóa trong cơ thể con ngườ
2. Hình thức chuyển hoá, tồn lưu và tác động của xyanua trong cơ thể sinh vật và con người.
2.1.Sự chuyển hóa trong cơ thể con ngườ
HCN rất độc, nồng độ cho phép bé hơn 1 – 2 ppm. HCN có thể đi vào cơ thể qua đường hơ hấp và tiêu hóa, thậm chí cịn thấm qua da. Người và động vật có thể chết đột ngột khi tiếp xúc, hít thở khí HCN hoặc uống nước, ăn thực phẩm có chứa CN-. Độc tính cao của xyanua do gốc CN- có khả năng tạo phức với một số kim loại trong enzim ở cơ thể (như metaloprotein), phá hủy các enzim hô hấp làm mất khả năng vận chuyển oxy của máu. Xyanua cịn ức chế các enzim đóng vai trị oxi hóa trong cơ thể.
HCN là chất hết sức độc, hàm lượng cho phép trong khơng khí là 0,0003 mg/l. Có thể phát hiện khí HCN trong khơng khí nhờ khói thuốc lá, khi có mặt HCN khói thuốc trở nên cay. Các xyanua là chất ức chế tiềm tàng đối với sự hô hấp, tác dụng lên enzim cytochromecoxidaza của ti thể và vì thế nó ngăn chặn sự vận chuyển điện tử kết quả làm giảm sự trao đổi chất.
Độc tính của xyanua phụ thuộc vào liều lượng và liều tiếp xúc.
Xyanua ức chế men xitochrome oxidase của ti lạp thể trong tế bào, men này thiết cho sự hơ hấp hiếu khí của tế bào. Xyanua ngăn chặn tế bào tiêu thụ oxi, vì thế nó được xem là tác nhân làm ngạt. Não là cơ quan cũng là đích đầu tiên mà xyanua ngắm đến, nhưng nhiều hệ cơ quan khác cũng bị nó tác động. Biểu hiện điển hình ngộ độc cấp tính là sốc và nhiễm toan.
Người bị nhiễm độc xyanua thường bị chóng mặt, buồn nơn, mệt mỏi, co giật và bất tỉnh, có thể dẫn đến tử vong khi nồng độ xyanua trong máu lớn hơn 1mg/l. Hàng năm trên thế giới có hàng nghìn người chết do nhiễm độc xyanua.
Tiếp xúc với xyanua ở nồng độ thấp chưa thấy có ảnh hưởng đối với sức khỏe về mặt dài hạn. Ở nồng độ gần với nồng độ gây tử vong, các tác dụng lên sự hơ hấp trên tế bào có thể có thể có hại đối với chức năng hệ thần kinh trung ương và kết quả là phá hủy trí tuệ, gây động kinh và mất tập trung….
Mặc dù xyanua có thể tương tác với các chất như methaemoglobin trong máu, phần lớn các sự trao đổi chất xyanua xảy ra trong các mơ. Xyanua được chuyển hóa ở hệ thống động vật có vú bằng một tuyến đường lớn và một số tuyến đường nhỏ. Các tuyến đường chính của sự trao đổi chất cho hydro và xyanua là giải độc trong gan do rhodanese enzyme ti thể, xúc tác chuyển giao lưu huỳnh sulfane của thiosulfate để ion cyanide để tạo thành lớp mỏng (hình 3) (Williams, 1959; Ansell & Lewis , 1970). Khoảng 80% xyanua được khử độc tố của ruyến đường này.Bước tốc độ giới hạn là số tiền của thiosulfate. Trong khi rhodanese hiện diện trong ty thể của tất cả các mơ, các lồi và phân phối mơ của rhodanese rất thay đổi. Nói chung, nồng độ cao nhất của rhodanese được tìm thấy trong gan, thận, não, và cơ bắp, nhưng việc cung cấp thiosulfate được giới hạn (Aminlari et al., 1994). Rhodanese hiện diện trong con chuột mô niêm mạc mũi, đặc biệt là ở khu vực khứu giác, ở nồng độ cao hơn 7 lần (trên mỗi miligam cơ sở protein ty thể) so với gan (Dahl, 1989). Con chó có mộtcó một hoạt động tổng thể thấp hơn của rhodanese hơn khỉ, chuột và thỏ (ATSDR, 1997).
Sau khi xyanua được hấp thụ nó nhanh chóng được phân phối khắp cơ thể thông qua hoạt động hô hấp và quá trình vận chuyển máu.
Hydrogen cyanide được hấp thu dễ dàng qua đường hô hấp sau, miệng, và tiếp xúc với da. Sau khi tiếp xúc với cyanide trong khí quyển, lượng chất độc xyanua được hấp thu với tốc độ nhanh chóng thơng qua niêm mạc phế quản và phế nang (ATSDR, 1997). Con người được giữ lại 58% của xyanua hydro trong phổi sau khi hít phải khí qua hơi thở bình thường (Landahl & Herrmann, 1950; ATSDR, 1997).
Xyanua kim loại kiềm được hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa. Hấp thụ bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của thức ăn trong ruột, độ pH của ruột, và độ hịa tan lipid của hợp chất xyanua.
Hình 5: Sơ đồ chuyển hóa Xyanua trong cơ thể
Hấp thụ tiêu hóa của muối xyanua vô cơ là chậm hơn so với sự hấp thụ phổi, và có triệu chứng bị trì hỗn và mức độ nghiêm trọng của các triệu chứng giảm đi so với khi hít phải. Khi muối xyanua đơn giản như kali và natri xyanua được ăn, ion cyanide tự do có thể nhanh chóng kết ion hydro để tạo thành hydrogen cyanide trong mơi trường có tính axit cao trong dạ dày.
Các hợp chất xyanua chất lỏng có thể dễ dàng hấp thụ qua da còn nguyên vẹn khi tiếp xúc trực tiếp do khả năng hòa tan chất béo và thâm nhập biểu bì nhanh chóng. Hấp thụ da hơi hydrogen cyanide cũng có thể khi nồng độ khơng khí cao. Số lượng và tỷ lệ hấp thụ của xyanua từ dung dịch nước hoặc khơng khí hydrogen cyanide phụ thuộc vào sự hiện diện của độ ẩm trong da, nồng độ và pH của dung dịch, diện tích bề mặt tiếp xúc, và thời gian tiếp xúc
(Dugard, 1987). Trong ống nghiệm nghiên cứu với da người đã chỉ ra rằng sự xâm nhập của natri xyanua trong dung dịch nước qua da giảm dần theo độ pH tăng (tăng phân ly), phản ánh sự hấp thu nhanh hơn của hydrogen cyanide undissociated. Hằng thấm đo cho các ion cyanide trong dung dịch nước là 3,5 × 10 -4 cm / h, và tính cho hydrogen cyanide là 1 × 10 -4 cm / h (Dugard, 1987).
Khoảng 80% xyanua được cơ thể chuyển hóa thành thiocyanate.Chúng tơi xin trình bày rõ ràng hơn ở phần “ Cơ chế giải độc”.
Bên cạnh đó, khi vào cơ thể xyanua góp một phần nhỏ hình thành nên Vitamin B12. Cơ thể chứa khoảng 1.5ml Cobalt và dường như toàn bộ tồn tại ở dạng Cobalamin.Conalt có vai trò hết sức quan trọng từ vi khuẩn cho đến động vật có vú nói chung nhưng khơng phải sinh vật nào cũng có khả năng tổng hợp Vitamin B12.
Sau khi tìm ra Cobalamin người ta vần khơng biết được vai trị của nó suốt một thời gian sau đó.Baker và đồng nghiệp đã tìm ra vai trị của Cobalamin bằng việc tìm ra cơ chế lên men kị khí của Glutamate bởi Clostridium tetanomorphym
Hình 6: Sự hình thành Vitamin B12
Sau đó người ta thấy rằng hợp chất này không thể được tạo ra chỉ bởi phản ứng chỉ sử dụng glutamate thông thường mà bước tái sắp xếp cần có sự tham gia của vi khuẩn. Vào năm 1961 người ta đã xác định được chính xác rằng Coenzym cần thiết cho quá trình lên men trên là 5’-Deoxyadenosylcobalamin, phân tử này chính là phân tử cyanocobalamin sau khi thay thế gốc CN thành –Deoxyadenosyl.
Hình 7: Vitamin B12