1.3.2.1. Vai trò của các biomarker trong đánh giá nguy cơ nhiễm độc
Thuật ngữ biomarker mới được đưa ra trong những năm gần đây để chỉ bất cứ một đáp ứng sinh học thể hiện sự thay đổi khỏi trạng thái bình thường của cá thể đối với một loại hoá chất gây hại môi trường ở mức độ cá thể hoặc thấp hơn. Như vậy các biểu hiện hoá sinh, sinh lý, tế bào, hình thái, hành vi của sinh vật đều được coi là biomarker. Các đáp ứng ở mức độ cao hơn cơ thể như quần thể, cộng đồng, hệ sinh thái được coi là các bioindicator. Mối quan hệ giữa biomarker và bioindicator được biểu diễn trong hình 1.1. Có thể chia biomarker thành hai loại, một loại liên quan tới sự thâm nhiễm và một loại liên quan tới tác động của chất ô nhiễm. Biomarker cho sự thâm nhiễm là các biểu hiện cho thấy cơ thể đã thâm nhiễm với các hoá chất nhưng nó không cho biết mức độ của tác hại tới cơ thể. Biomarker của tác động biểu hiện ảnh hưởng bất lợi của hoá chất tới cơ thể. Biomarker có thể là đặc trưng và không đặc trưng, biomarker không đặc thù xuất hiện với tác động của nhiều chất ô nhiễm, trong khi biomarker đặc hiệu chỉ xuất
hiện khi có tác động của một loại hoá chất nào đó. Việc xác định được mối tương quan giữa mức độ biến đổi sinh học và
Hình 1.1 Mối quan hệ giữa biomarker và bioindicator
tác hại của chúng rất quan trọng, nó liên quan tới việc đầu tư chi phí cho các giải pháp khắc phục. Nghiên cứu và sử dụng các biomarker đóng vai trò quan trọng trong đánh giá mức độ thâm nhiễm, nguy cơ tác động tới sức khoẻ của tác nhân ô nhiễm môi trường. Biomarker có thể là công cụ trực tiếp hoặc gián tiếp phản ánh thực trạng của một sự cố môi trường và góp phần tìm hiểu cơ chế gây độc cho cơ thể từ ô nhiễm đó [95]
Trong nhiễm độc trường diễn asen, các biểu hiện lâm sàng đặc thù như rối loạn sắc tố, tăng sản biểu bì, ung thư da thường xuất hiện sau một thời gian thâm
Chất ô nhiễm Biến đổi sinh hoá Biến đổi sinh lý Phản ứng của cơ thể Biến đổi quần thể Cấu trúc cộng đồng Hệ sinh thái Thời gian đáp ứng dài
Mức độ tác hại tăng lên
Khả năng đánh giá tác động theo từng chất ô nhiễm càng khó
nhiễm dài, mức độ thâm nhiễm càng cao thì thời gian xuất hiện bệnh càng ngắn. Trong các giai đoạn ủ bệnh và mức ô nhiễm vừa phải, các triệu chứng tổn thương lâm sàng khó được phát hiện, chính vì vậy các biomarker đã được đề xuất và áp dụng để đánh giá sớm mức độ thâm nhiễm và nguy cơ ảnh hưởng tới sức khoẻ. Đó chính là hàm lượng asen trong máu, nước tiểu, tóc, móng tay, móng chân. Tuy nhiên, mức độ ứng dụng phổ biến trong thực tế có khác nhau trong số các biomarker nêu trên.
Do thời gian lưu lại của asen trong máu chỉ khoảng một vài ngày, nên máu chủ yếu được dùng trong các vụ ngộ độc cấp tính, khi lượng asen vào cơ thể khá lớn. Hơn thế nữa, việc lấy mẫu thường không dễ dàng nhất là trong các nghiên cứu trên quần thể dân cư đông, nên chỉ thị máu không được dùng rộng rãi trong nghiên cứu thâm nhiễm asen.
Nước tiểu là loại mẫu chứa khá nhiều asen vì sau khi vào người, phần lớn asen đi ra ngoài qua nước tiểu trong khoảng vài ngày tới một tuần. Nước tiểu thường được dùng trong điều tra nhiễm độc cấp tính và thâm nhiễm hiện tại. Chỉ thị nước tiểu có ưu điểm là dễ lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển cũng không gặp nhiều khó khăn như chỉ thị máu. Tuy nhiên, asen hữu cơ như asenobetain từ thức ăn nhất là hải sản cũng được đào thải qua nước tiểu, nên chỉ số asen tổng trong nước tiểu có thể không hoàn toàn liên quan tới thâm nhiễm asen từ nước uống. Chính vì vậy, khi dùng chỉ thị nước tiểu người ta phải phân tách được các thành phần asen vô cơ, hữu cơ trong mẫu nhằm phân biệt dạng asen có nguồn gốc thức ăn là asenobetain và dạng asen methyl hoá từ asen vô cơ trong nước uống. Việc tách các dạng asen hữu cơ và vô cơ cần sử dụng thiết bị phức tạp, đắt tiền là sắc ký ion ghép với khối phổ cảm ứng kết hợp plasma nên nó thường chỉ được thực hiện tại những phòng thí nghiệm hiện đại.
Do asen thường tích tụ trong những mô giàu keratin như tóc, móng nên mẫu tóc được dùng làm chỉ thị cho việc đánh giá thâm nhiễm lâu dài với asen. Việc lấy mẫu tóc khá đơn giản, quy trình xử lý và phân tích mẫu có thể thực hiện dễ dàng tại các nước đang phát triển, đặc biệt trong các nghiên cứu đánh giá nguy cơ nhiễm độc asen trên diện rộng [20, 22, 51, 97]
Tại Việt Nam, thời gian người dân sử dụng nước giếng khoan chưa dài lắm, chủ yếu dưói 10 năm, số lượng bệnh nhân asenicosis điển hình được khẳng định chưa nhiều [6]. Điều đó hoàn toàn không có nghĩa là chúng ta không chịu ảnh hưởng của nhiễm độc asen. Việc sử dụng các biomarker đặc thù cho nhiễm độc asen như sự tích luỹ asen trong tóc, các dạng chuyển hoá của asen trong nước tiểu sẽ cung cấp những bằng chứng về mức độ thâm nhiễm asen trong cộng đồng. Các thông tin này sẽ góp phần vào việc đưa ra chứng cứ nhằm đẩy mạnh công tác y tế dự phòng và phục vụ cho công tác giáo dục tuyên truyền, phòng tránh các ảnh hưởng xấu của asen từ nước ngầm.