Doc to hoc thuc pham

Đề tài:
“ Chuyển hóa sinh học các độc tố trong cơ thể được coi là một cơ chế khử độc
của cơ thể”

Nhóm SV:
Nguyễn Thị Hương Giang
Nguyễn Ngọc Hoa
Cao Ngọc Phú
Nguyễn Thị Ngọc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐAI HỌC
Mở đầu
Sự phát triển của nền kinh tế thị trường đã tác động đến nhiều mặt của đời sống xã hội, đặc biệt là vấn đề sức khỏe con người và một trong những yếu tố ảnh hưởng và tác động trực tiếp đến nó là thực phẩm.

Các vụ ngộ độc thực phẩm và các bệnh liên quan đến ăn uống đang trở thành một vấn đề nhức nhối của xã hội.

Do đó việc tìm hiểu về con đường, cơ chế và sự chuyển hóa sinh học của chất độc trong cơ thể người để đưa ra những biện pháp khắc phục là điều cần thiết.
Nội dung
Phần 1. Con đường chất độc đi vào cơ thể
Phần 2. Hành trình chất độc trong cơ thể
Phần 3. Chuyển hóa sinh học các độc tố
Phần 4. Ví dụ minh họa
Phần 1.
Con đường chất độc đi vào cơ thể

1. Khuếch tán thụ động qua màng
Xảy ra với đa số chất độc

Nhiều chất độc được ion hóa và không đi qua được màng tế bào do độ hòa tan trong chất béo thấp.

Sự khuếch tán thụ động có xu hướng thiết lâp một cân bằng giữa các nồng độ ở 2 phía của màng sinh học.
2. Vận chuyển tích cực

Cơ chế: tạo ra một phức giữa phân tử và chất tải cao phân tử tại một phía của màng. Lúc này phức có thể khuyếch tán qua phía bên kia màng. Tại đây phân tử sẽ được giải phóng. Sau đó chất tải lại quay về vị trí ban đầu.
Ái lực của một phân tử với chất tải phụ thuộc vào cấu trúc, hình thể ,kích thước và điện tử.
Vận chuyển tích cực phải tiêu tốn năng lượng trao đổi chất của tế bào, do đó quá trình sẽ bị ức chế bởi những chất độc vốn có ảnh hưởng tới sự trao đổi chất của tế bào.

3.Sự thấm lọc

Các lỗ trên màng của các mao quản và của các cuộn tiểu cầu thận thường lớn 70nm nên các phân tử có kích thước nhỏ hơn 60.000Da đều qua được. Nhờ lực thủy tĩnh hoặc lực thẩm thấu mà dòng nước đi qua các lỗ này có thể mang theo cả chất độc. Như vậy các phân tử lớn nhất có thể đi vào đi ra các mao quản bằng cách thấm lọc.

Các lỗ của đa số các tế bào lai nhỏ, khoảng 4nm nên chỉ có các phân tử có M< 200Da là qua được.
4.Nội thấm bào
Các chất trao đổi cần thiết cho tế bào phần lớn là phân tử có cực nên không qua được hàng rào kị nước của màng kép lipit. Vì bản chất tầng kép lipit là lỏng nên các màng sẽ dung hợp với nhau tạo thành các túi bao lấy cả chất lỏng. Quá trình này gọi là nội thấm bào.
Sự đẩy vật chất ra khỏi tế bào bằng cách tháo dỡ nó ra khỏi các túi tại bề mặt tế bào gọi là ngoại thấm bào
Nếu chất liệu đưa vào trong tế bào là cơ thể hay một vài mảnh chất hữu cơ thì nội thấm bào có tên gọi là thực bào. Nếu chất liệu đưa vào là chất lỏng có chứa các chất hòa tan thì gọi là uống bào
Phần 2:
Hành trình chất độc đi vào cơ thể
1. Hấp thu
Hấp thu
Đường tiêu hóa

Đa số các chất độc đi vào cơ thể qua đường tiêu hóa cùng với nước và thức ăn.

Sự hấp thu xẩy ra trên toàn bộ chiều dài của ống tiêu hóa, miệng và trực tràng là 2 vùng hấp thu tối thiểu.

Do thời gian tiếp xúc kéo dài trên bề mặt ruột  sự hấp thu tăng.

Sự hấp thu trong ruột là nhờ cơ chế vận chuyển tích cực và cơ chế uống bào.
Hấp thu
Hấp thu axit yếu và base yếu trong dạ dày và ruột
Hấp thu
Đường hô hấp

Phế nang là vùng hấp thu chính của đường hô hấp do có bề mặt tiếp xúc lớn, có lưu lượng máu cao, có sự gần gũi giữa máu và không khí ở phế nang.

Tỷ lệ hấp thu phụ thuộc vào độ hòa tan của các khí vào máu, khí càng hòa tan sự hấp thu càng nhanh.

Các hạt khí quyển 0,01-10µ được giữ lại ở mũi hầu, rồi được hấp thu trong đường tiêu hóa. Các hạt bé nhất sẽ ở lại khí quản rồi cuối cùng hấp thu vào trong mạch bạch huyết.
Hấp thu
Da

Da có tính thấm không cao  là hàng rào ngăn cách giữa cơ thể và môi trường. Một sản phẩm hóa học có thể hấp thu qua các túi nang của lông, qua các tế bào của tuyến mồ hôi và các tuyến bã nhờn.

Sự khuyếch tán qua biểu bì, qua lớp sừng là pha đầu tiên của sự hấp thu xuyên da.

Sự khuyếch tán qua chân bì( môi trường xốp, có nước, tính chọn lọc kém) là pha thứ hai.
2.Sự phân bố chất độc trong cơ thể
Sự phân bố chất độc trong cơ thể phụ thuộc:
- Lượng dịch thể và máu tuần hoàn tại mô

- Khả năng hòa tan trong lipid.

- Protein kết hợp (cả protein trong các mô và trong huyết tương).

-Ái lực của cơ quan với chất độc: Một số chất độc có ái lực với một hay vài loại mô nhất định và chúng có thể bị tích tụ lại trong mô xương hoặc mô mỡ




VD: thuốc sulfonamid (thuốc chống tiểu đường) có ái lực với Pr của dịch tương lớn hơn nên có thể đẩy thuốc này ra. Khi sulfonamid được giải phóng ra sẽ làm tăng cơn hôn mê do làm giảm glucose huyết.

- Hàng rào bảo vệ: có tác dùng ngăn cản sự đi qua của chất độc nhờ đặc tính chuyên biệt.
Hàng rào bảo vệ

- Hàng rào máu – não: có tác dụng ngăn cản sự đi qua của chất độc. Nó được tạo ra để đảm bảo não tránh được sự tấn công của các chất lạ tuần hoàn trong máu & chỉ có một vài phân tử được thụ thể tế bào cho phép đi qua.

Tế bào Rouget.
Hàng rào bảo vệ
Hàng rào máu – nhau: là hàng rào sinh học che chở bào thai, ngăn cản sự xâm lấn của vi khuẩn & các độc tố. Nó ngăn không cho qua hoặc cho qua 1 cách chậm chạp. Nhưng siêu vi trùng có thể qua nhau dễ dàng.







- Các hàng rào khác có ở các cơ quan như mắt & tinh hoàn, hồng cầu,…VD: màng hồng cầu cản trở sự xâm nhập của các dẫn xuất vô cơ thủy ngân.
Ảnh: pro-leben. Bánh nhau có chức năng trao đổi chất
Lượng phân bố chất độc
Thể tích dịch thể trong một cơ thể (môi trường hòa tan chất độc) tương đương với nồng độ chất độc trong huyết tương.

Lượng chất độc phân bố thực tế (volume of distribution, Vd) được tính bằng bằng lượng chất độc xâm nhập vào cơ thể chia cho nồng độ của chất độc trong huyết tương (Vd=Amount of toxin in the body/concentration in plasma).
Vd thường lớn hơn thể tích nước của cơ thể & không phải là một thông số sinh lý

Vd được sử dụng để ước tính loại thải chất độc.

+ Nếu Vd lớn (>5L/kg) chứng tỏ nồng độ trong huyết tương thấp, chất độc ở dạng kết hợp hay tập trung tại các mô, khả năng tách chất độc ra khỏi các protein kết hợp thấp.

+Nếu Vd < 1L/kg, nồng độ huyết tương cao, chất độc dễ bị tách khỏi protein và thay thế (rượu, salicylate, theophylline)
3. Cố định và thu giữ chất độc
Việc cố định một sản phẩm hóa học vào một tổ chức nào đó thường làm cho nồng độ cục bộ ở tổ chức này cao hơn.
Có 2 kiểu liên kết với chất độc:

- Liên kết bằng đồng hóa trị không thuận nghịch, thường liên quan với các tác dụng độc mạnh

- Liên kết phi đồng hóa trị thuận nghịch thường có liên quan tới liều lượng, có vai trò quan trọng trong sự phân bố các chất độc ở nhiều cơ quan và mô
Các cơ quan, bộ phận có khả năng cố định & thu giữ chất độc
Gan và thận có khả năng cố định các phân tử hóa học hợp với chức năng trao đổi chất và chức năng bài xuất của chúng.
VD: metalothionein cố định cadmi bởi gan & thận và việc chuyển giao kim loại từ gan tới thận.

Các mô mỡ tích giữ mạnh các hợp chất hòa tan trong chất béo như DDT, biphenylpolyclorua

Xương là vùng chính để giữ các chất độc như chì , flo và stronxi do 1 phản ứng trao đổi nhanh giữa chất độc có mặt trong chất lỏng và các tinh thể hydroxylapatit của xương.
4. Thải loại chất độc trong cơ thể
Thải loại
Bài xuất qua nước tiểu

Các sản phẩm TĐC cuối hoặc chất độc được thấm lọc qua tiểu cầu thận, khuếch tán qua ống thận rồi bài tiết ra ngoài.

Các mao quản của tiểu cầu thận (70nm) cho phép phần lớn các chất độc đi qua trừ các chất độc có M>60.000 Da hoặc được liên kết với protein dịch tương.

Một chất độc có thể bài xuất vào nước tiểu bằng khuếch tán thụ động qua các ống hay qua các tế bào của các ống-đầu-gần.

Thải loại
Bài xuất qua mật
Gan là cơ quan quan trọng bài xuất các chất độc, đặc biệt là hợp chất có cực mạnh, các dẫn xuất đã liên kết với protein bào tương và các chất có M=300.000.

Bài xuất qua phổi
Sự loại bỏ các chất độc qua đường phổi thường được tiến hành bằng khuếch tán đơn giản qua màng tế bào.

Bài xuất qua đường tiêu hóa, mồ hôi , nước bọt
Sự bài xuất được tiến hành bằng khuếch tán.

Phần 3.Chuyển hóa sinh học các độc tố

Định nghĩa
Chuyển hóa sinh học(CHSH) là một tập hợp các quá trình trao đổi chất cho phép chuyển hóa một phân tử mẹ thành các dẫn chất trao đổi rồi thành các hợp chất liên kết

Các hợp chất trao đổi và các hợp chất liên kết thường có cực và hòa tan trong nước nên sẽ bài tiết dễ dàng hơn. Như vậy sự chuyển hóa sinh học có thể được coi là một cơ chế khử độc của cơ thể .

Các CHSH thường xẩy ra ở gan , sau đó ở phổi, ở dạ dày, ở ruột,ở da và ở thận

Chất tiếp nhận phân tử (molecular recepters) là những cao phân tử sinh học có chứa những vùng ái nhân (các vùng nucleophil). Phần lớn chất độc là những chất ái điện tử (electrophil), hoặc trở thành ái điện tử sau khi được chuyển hoá sinh học do đó chúng có thể kết hợp bằng đồng hoá trị với các cao phân tử sinh học này.

Các vùng ái nhân (các vùng nucleophil)

Các cao phân tử sinh học (ADN, ARN, protein) rất giàu các vùng ái nhân (các vùng nucleophil) do đó chúng là những chất tiếp nhận chọn lọc của các chất độc ái điện tử (electrophil). Các lipid không no cũng là vùng tấn công ưu tiên của các tác nhân độc.


Lipid không no; AND; ARN; Protein
Sơ đồ sự chuyển hóa sinh học các độc tố
CHSH các chất độc thường xảy ra theo 3 kiểu phản ứng:
Phản ứng thoái phân
(phân giải)
chất độc
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng Oxihoa
Phản ứng khử
Phản ứng thủy phân
- Phản ứng liên hợp với axit acetic
- Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
- Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
- Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
- Phản ứng liên hợp với axit acetic
- Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
- Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
- Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
- Phản ứng liên hợp với axit acetic
- Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
- Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
- Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
- Phản ứng liên hợp với axit acetic
- Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
- Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
- Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
Phản ứng thoái phân
(phân giải)
chất độc
Phản ứng liên kết
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
Phản ứng thoái phân
(phân giải)
chất độc
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
- Phản ứng liên hợp với axit acetic
- Phản ứng liên hợp với axit sulfuric
- Phản ứng liên hợp với axit glucuronic
- Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng tạo epoxyd
Phản ứng N- hydroxyl hóa
Phản ứng tạo thành các
gốc tự do và các ion superoxyd
- Hoạt hóa trong đường tiêu hóa
Phản ứng hoạt hóa
chất độc
Phản ứng thoái phân chất độc
O2
O2
H2O
NADPH2
NADP+
4- Hydrobenzoat
Protocatechuat
3-Cacboxymuconat
O2
4- Hydrobenzoat
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
3-Cacboxymuconat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
3-Cacboxymuconat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
3-Cacboxymuconat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
3-Cacboxymuconat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
1. Phản ứng oxy hóa
Enzym Oxygenase là enzym xúc tác quá trình sát nhập oxy của không khí vào cơ chất của chúng. Các enzym này sẽ cắt liên kết giữa 2 phân tử Oxy rồi tùy từng trường hợp mà sát nhập một hoặc cả 2 nguyên tử Oxy vào cơ chất của chúng
VD:





3-Cacboxymuconat
O2
Protocatechuat
H2O
NADPH2
O2
4- Hydrobenzoat
Việc sát nhập một hay nhiều nguyên tử Oxy vào trong phân tử cơ chất hữu cơ bởi Enzym Oxygenase thường làm chất hữu cơ đó hòa tan hơn dễ dàng đảo thải, bào tiết hơn
Sự oxy hóa bởi monooxygenase thường có dạng phản ứng sau tổng quát sau:
Hydrxyl hóa các hợp chất mạch vòng và mạch thẳng
Loại nhóm alkyl ở O (O-Dealkyl hóa)
Loại nhóm alkyl ở N (N-Dealkyl hóa)
N-hydroxyl hóa các amin
Deamin hóa oxy hóa
Tạo ra N-oxyt (N-oxy hóa)
Khử sulfua hóa (Desulfua hóa)
Oxy hóa sulfit
Epoxyd hóa
Khử ester hóa (Deester hóa)
2. Phản ứng khử: Các chất độc có thể khử bởi reductase. (Phản ứng này ở các vi khuẩn đường ruột mạnh mẽ hơn trong các tổ chức của động vật có vú)
Khử bởi các enzym của vi thể
Khử các dẫn xuất nitro
C6H5NO2 C6H5N=O C6H5NHOH C6H5NH2
Nitrobenzen Nitrosobenzen Phenylhydroxylamin Anilin
Khử các dẫn xuất azo
C6H5N=N-C6H5 C6H5-NH-NH-C6H5 C6H5 -NH2
Azobenzen Hybrazobenzen Anilin

Khử bởi các enzym phi vi thể (tức phản ứng ngược của enzym alcodehydrogenase)
Phản ứng thủy phân:
Nhiều chất độc có chứa các liên kết dễ dàng bị thủy phân bởi các esterase và amidase như các ester, các hợp chất phospho, các amid
Các esterase và amidase có nhiều trong huyết tương và trong các phần dịch khác của tế bào, đặc biệt ở tế bào gan
Các esterase định vị trong phần hòa tan của tế bào thường xúc tác 4 loại phản ứng:
Arylesterase thủy phân các ester thơm
Cacboxylesterase thủy phân các ester dãy béo
Cholinesterase ester có gốc là một rượu
Acetylesterase thủy phân các ester của axit acetic
Phản ứng liên hợp chất độc
Sau khi giáng hóa chất độc (pha1), các chất chuyển hóa vừa tạo thành có thể kết hợp với axit acetic, sulfuric, glucuronic, glutation….để tạo ra những hợp chất liên kết ít tan trong lipit hơn, phân cực mạnh hơn
dễ bị đào thải qua thận, qua mật, và mất độc tính
1. Phản ứng liên hợp với axit acetic:
Các chất như histamin, tyramin, tryptamin, hydrazin, sulfoamid… đều có thể kết hợp với axit acetic. Sulfoamid sau khi kết hợp sẽ khó tan tạo thành các tinh thể sắc nhọn, gây tổn thương đường tiết niệu
2. Phản ứng liên hợp với axit sulfuric:
Các phenol và alcol mạch thẳng sẽ cho phản ứng ester hóa
Enzyme sulfutransferase
C6H5OH + H2SO4 C6H5-SO4-H + H2O
Enzyme sulfutransferase định vị trong bào tương của gan, thận và ruột
3. Phản ứng liên hợp với axit glucuronic:
Dưới xúc tác Enzym urdidindiphosphatglucoronic thường có trong vi thể gan Dẫn xuất glucoronic
Dẫn xuất glucuronid có tính axit, ion hóa được ở pH sinh lý, rất dễ tan trong nước nên dễ bị đào thải qua nước tiểu, qua mật. Đây một quá trình giải độc

Có nhiều chất liên hợp được với axit glucuronic như ;
Với các alcol và phenol dẫn xuất eterse
Với các axit carbonxylic dẫn xuất ester glucuronic
Với các amin dẫn xuất N- glucuronic
Với các hợp chất có S dẫn xuất S- glucuronid
4. Phản ứng liên kết với glutation
Phản ứng liên kết với glutation (glutation là tripeptid L-glutamyl-L-cystenyl- glycin) được xúc tác bởi glutation-s-transferase và cofactor là glutation

Dẫn xuất N-acetylcystein của chất độc
để dễ dàng được bài tiết hơn.
Glutation có thể liên kết với các hợp chất không no mạch thẳng, có thể chuyển dời các nhóm nitro trong các phân tử, các sản phẩm hóa học như epoxyd và các dẫn xuất halogenua vòng

Trong CHSH, các chất độc thường tạo ra các hợp chất electrophil, trong đó một số có thể tương tác với tế bào gây đột biến , ung thư, hình thành các khối u…Glutation phản ứng với các chất trao đổi electrophil này do đó ngăn ngừa được các tác dụng độc

Phản ứng hoạt hóa chất độc
Nhiều hợp chất hóa học bền
Enzym monoxygenase P-450
Enzym khác của VSV đường ruột

Chất trao đổi Epoxyd, dẫn xuất hydroxy, các gốc tự do
Tham gia các phản ứng liên kết
Glutaion, axit glucoronic

Mất độc tính, dễ dàng bài tiết hơn

Các epoxyd có thể liên kết đồng hóa trị với các chất cao phân tử của tế bào gây hoại tử, gây ung thư, hoặc tổn thương đến các mô
Các gốc tự do lại gây nên sự peroxyd hóa lipid gây tổn hại tế bào
Các hydroxyl gây tiêu máu hoặc chứng tạo methemoglobin- máu
Danh mục các hóa phẩm có thể hoạt hóa
1. Phản ứng tạo epoxyd

Các hợp chất hóa học khác như aflatoxin B1, benzen, furosemid, các olefin, các biphenyl polyclorua, tricloetylen và vinyl clorua cũng tạo ra epoxyd. Phản ứng hoạt hóa này thường xẩy ra o trong gan và các sản phẩm trao đổi tạo ra đều độc do chỗ chúng co liên kết đồng hóa trị với các cao phân tử của tế bào gây ra hoại tử hoặc ung thư
2. Phản ứng N- hydroxyl hóa

Nhiều chất có thể bị N-hydroxyl hóa bởi các enzym của vi thể.
VD: - acetaminophen, 2-acetylaminoo-fluren, uretan bị N-hydroxyl hóa tạo ra các sản phẩm N-hydroxyl hóa, chúng đều là những chất gây ung thư hoặc hây hoại tử mô do chúng có thể tạo ra các liên kết đồng hóa trị với các cao phân tử
- Các sản phẩm N-hydroxyl hóa của các amin vòng lai gây nên chứng tiêu máu hoặc chứng tạo methemoglobin-máu
Các dẫn xuất N-hydroxyl hóa liên kết với axit glucuronic thường dễ bài xuất hơn

3. Phản ứng tạo thành các gốc tự do và các ion superoxyd

Các gốc tự do có thể được tạo thành trong quá trình chuyển hóa một số hợp chất halogen
VD: Cacbon tetraclorua có thể tạo ra gốc triclometyl là gốc có khả năng phản ứng cao với các nối đôi của phospholipid màng cũng như có khả năng liên kết với gốc H+ để tạo nên cloroform ở trong tế bào

Các thuốc trừ cỏ như paraquat lại có khả năng tạo ra các gốc peoxyd


4. Hoạt hóa trong đường tiêu hóa


Nitrit môi trường Nitrat
Amin Axit dạ dày Nitrosamin

Một số Nitrosamin này là những chất gây ung thư mạnh, còn các nitrat, trong một số điều kiện nào đó lại có thể bị chuyển đổi thành Nitrit và làm tạo ra Methemoglobin
Bản chất chuyển hóa sinh học(CHSH) các độc tố

1. Các chất độc có thể chịu nhiều kiểu CHSH khác nhau và sẽ tạo ra những hợp chất trao đổi và những hợp chất liên kết khác nhau.
VD: Brombenzen 4 hợp chất trao đổi khác nhau

Dealkyl hóa
Chất diệt côn trùng cơ-phospho 10 hợp chất trao
đổi khác nhau
Oxy hóa, thủy phân

2. Trong các kiểu CHSH khác nhau của một chất độc thường có bao nhiêu nhân tố sinh lý, nhân tố môi trường và nhân tố hóa học thì có bấy nhiêu liệu lượng sản phẩm
3. Các phản ứng trao đổi chất thường là phản ứng chuỗi và thường chồng chéo với những con đường trao đổi chất bình thường nên có thể ảnh hưởng đáng kể đến tác dụng độc
VD: Ở người
Etanol acetaldehyd acetat CO2 + H2O

Khi uống disunfiram, enzym aldehyd-dehydrogenase bị ức chế


Tích tụ acetaldedyd


Gây ra các triệu trứng buồn nôn, nôn mửa, đau đầu
4. Một chất độc ở trong một cơ quan này có thể được chuyển hóa thành một chất trao đổi bền nhưng nếu tiếp đó được chuyển hóa sang một cơ quan khác thì lại có thể chuyển thành chất trao đổi cuối cùng
VD: Metanol formaldehy format CO2 + H2O

Khi người tiếp xúc với Metanol, mắt người thiếu enzym chuyển hóa formaldehyd thành formal


Tích tụ formaldehyd ở mắt, phá hủy cục bộ mắt dẫn đến hiện tượng bị mù
Minh họa
Sự chuyển hóa arsen trong cơ thể
Arsenic (còn được gọi là thạch tín) là nguyên tố vi lượng cần thiết đối với sự sinh trưởng và phát triển của động thực vật, song tính độc của Arsenic rất cao, được xếp vào nhóm kim loại nặng cực độc.
Đối với người và động vật, sau khi ăn, uống nếu lượng Arsenic vô cơ từ 0,3 đến 30 mg sẽ xảy ra nhiễm độc cấp trong vòng từ 30 đến 60 phút, thường dẫn đến tử vong sau vài giờ hoặc sau vài ngày.
Con đường xâm nhập

Con đường xâm nhập chủ yếu của arsen vào cơ thể là qua con đường thức ăn, nước uống, ngoài ra còn một lượng nhỏ qua không khí.

Hàm lượng As trong cơ thể người khoảng 0.08-0.2 ppm, tổng lượng As có trong người bình thường khoảng 1,4 mg.

As tập trung trong gan, thận, hồng cầu, homoglobin và đặc biệt tập trung trong não, xương, da, phổi, tóc.
Cơ chế gây độc của Arsen
Asen tấn công vào các nhóm sulfuahydryl của enzym làm cản trở hoạt động của các enzym.
Ví dụ: Arsen (III) ở nồng độ cao làm đông tụ các protein do arsen(III) tấn công vào liên kết có nhóm sunphua.
Tác dụng hóa sinh chính của arsen là: làm đông tụ protein; tạo phức với coenzym và phá hủy quá trình photphat hóa tạo ra ATP.
Một số tác hại của nhiễm độc Arsen
Nhiễm độc Arsen thường qua đường hô hấp và tiêu hoá dẫn đến các thương tổn da như tăng hay giảm màu của da, tăng sừng hoá, ung thư da và phổi, ung thư bàng quang, ung thư thận, ung thư ruột...
Ngoài ra, Arsen còn có thể gây các bệnh khác như: to chướng gan, bệnh đái đường, bệnh sơ gan...Khi cơ thể bị nhiễm độc Arsen, tuỳ theo mức độ và thời gian tiếp xúc sẽ biểu hiện những triệu chứng với những tác hại khác nhau, chia ra làm hai loại: Nhiễm độc cấp tính và nhiễm độc mãn tính.
Hình 2.2. Một số hình ảnh biểu hiện các bệnh do nhiễm độc Arsen gây ra
Nhiễm độc cấp tính

Qua đường tiêu hoá: Khi anhydrit arsenous hoặc chì arsenate vào cơ thể sẽ biểu hiện các triệu chứng nhiễm độc như rối loạn tiêu hoá (đau bụng, nôn, bỏng, khô miệng, tiêu chảy nhiều và cơ thể bị mất nước...). Bệnh cũng tương tự như bệnh tả có thể dẫn tới tử vong từ 12-18 giờ. Trường hợp nếu còn sống, nạn nhân có thể bị viêm da tróc vảy và viêm dây thần kinh ngoại vi. Một tác động đặc trưng khi bị nhiễm độc Arsen dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da.

Qua đường hô hấp (hít thở không khí có bụi, khói hoặc hơi Arsen): có các triệu chứng như: kích ứng các đường hô hấp với biểu hiện ho, đau khi hít vào, khó thở; rối loạn thần kinh như nhức đầu, chóng mặt, đau các chi; hiện tượng xanh tím mặt được cho là tác dụng gây liệt của Arsen đối với các mao mạch. Ngoài ra còn có các tổn thương về mắt như: viêm da mí mắt, viêm kết mạc.
Nhiễm độc mãn tính
Nhiễm độc Arsen mãn tính có thể gây ra các tác dụng toàn thân và cục bộ. Các triệu chứng nhiễm độc Arsen mãn tính xảy ra sau 2 – 8 tuần, biểu hiện như sau:
Tổn thương da, biểu hiện: ban đỏ, sần và mụn nước, các tổn thương kiểu loét nhất là ở các phần da hở, tăng sừng hoá gan bàn tay và bàn chân, nhiễm sắc (đen da do Arsen), các vân trắng ở móng (gọi là đám vân Mees).
Tổn thương các niêm mạc như: viêm kết giác mạc, kích ứng các đường hô hấp trên, viêm niêm mạc hô hấp, có thể làm thủng vách ngăn mũi.
Rối loạn dạ dày, ruột: buồn nôn, nôn, đau bụng, tiêu chảy và táo bón luân phiên nhau, loét dạ dày.

Rối loạn thần kinh có các biểu hiện như: viêm dây thần kinh ngoại vi cảm giác vận động, có thể đây là biểu hiện độc nhất của Arsen mãn tính. Ngoài ra, có thể có các biểu hiện khác như tê đầu các chi, đau các chi, bước đi khó khăn, suy nhược cơ (chủ yếu ở các cơ duỗi ngón tay và ngón chân).

Rối loạn toàn thân ở người tiếp xúc với Arsen như gầy, chán ăn. Ngoài tác dụng cục bộ trên cơ thể người tiếp xúc do tính chất ăn da của các hợp chất Arsen, với các triệu chứng như loét da gây đau đớn ở những vị trí tiếp xúc trong thời gian dài hoặc loét niêm mạc mũi, có thể dẫn tới thủng vách ngăn mũi.

Nuốt phải hoặc hít thở Arsen trong không khí một cách thường xuyên, liên tiếp có thể dẫn tới các tổn thương, thoái hoá cơ gan, do đó dẫn tới xơ gan.

Arsen có thể tác động đến cơ tim.

Ung thư da có thể xảy ra khi tiếp xúc với Arsen như thường xuyên hít phải Arsen trong thời gian dài hoặc da liên tục tiếp xúc với Arsen.
Cơ chế giải độc arsen
Trong cơ thể người, cũng như hầu hết động vật có vú, arsen vô vơ bị methyl hóa tạo thành acid monomethylarsonic và dimethylarsinic bởi phản ứng khử luân phiên arsen từ hóa trị V thành hóa trị III và gắn thêm một nhóm methyl.
Nhiều năm qua, người ta tin rằng độc tính cấp của arsen vô cơ mạnh hơn arsen hữu cơ. Do đó, sự methyl hóa arsen vô cơ được xem là một phản ứng khử độc arsen.
Sự Methyl hóa arsenic bởi tế bào ĐV có vú trong cơ chế giảm độc arsenic của tế bào.
Sự chuyển hóa PAH
PAH (polycyclic Aromatic Hydrocacbon) - hydrocacbon thơm đa vòng là nhóm gồm hàng trăm hợp chất có đặc điểm chung là do từ 3 đến 6 nhân benzen kết hợp với nhau theo những cách khác nhau, có chứa các nhóm thế metyl hoặc các chuỗi alkyl kéo dài.
Con đường xâm nhập

Sự có mặt của các PAH trong thực phẩm nguồn thực vật về cơ bản do sự ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường không khí và môi trường đất. Trong rau quả nồng độ PAH phát hiện được thường phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích/trọng lượng thực phẩm, thời gian tiếp xúc, sự gần gũi với nguồn gây nhiễm cũng như mức độ nhiễm trong không khí.
Các thực phẩm nguồn động vật như thịt, mỡ, sữa, bơ, phomat và trứng thường không chứa PAH ở mức cao. Tuy nhiên, một số quá trình hun khói, một số phương pháp gia công nấu nướng,một số kiểu nguồn nhiệt sử dụng trong nấy nướng, hay các chất nguồn dầu mỏ(parafin, các dầu khoáng) sử dụng trong công nghệ thực phẩm đều góp phần vào mức độ nhiễm PAH trong thực phẩm.

PAH epoxyd dihydrodiol dihydrodiol-epoxid
Hợp chất liên kết với
glutation
Bài tiết ra ngoài theo
nước tiểu/phân
MFO
EH
MFO
Các glucoronic và
các ester sulfat
Bài tiết ra ngoài theo
nước tiểu/phân
Hợp chất liên kết với
glutation
Bài tiết ra ngoài theo
nước tiểu/phân
Sự chuyển hóa PAH trong cơ thể
Sự chuyển hóa PAH trong cơ thể
Giai đoạn 1: Qúa trình chuyển hóa sinh học phân tử PAH thường bắt đầu bằng sự epoxyd hóa nhờ cytocrom-P450. Sự epoxyd hóa này được xúc tác bởi một phức hệ enzym có tên là oxydase có chức năng hỗn hợp đinh vị trong lưới nội chất hoặc trong ty thể.
Giai đoạn thứ hai: là quá trình hydroxyl hóa được xúc tác bởi một hydrase hay epoxydohydrase để tạo thành các diol. Các diol vừa được tạo thành sau đó có thể bị chuyển đổi thành các epoxyd dihydrodiol. Sau đó, các diol trung gian này có thể tạo ra các chất liên kết với axit glucuronic hoặc với glutation để được bài tiết ra bằng đường thận hoặc bằng đường mật.
Thường các chất trao đổi của PAH có 2 và 3 vòng thì ưu tiên được bài tiết vào nước tiểu, còn các chất trao đổi có phân tử lớn hơn thì được giải thoát vào trong phân.
Nhiễm độc do uống rượu pha cồn
Con đường xâm nhập

Do người kinh doanh chủ động pha chế loại cồn công nghiệp không được sử dụng trong thực phẩm vì lợi nhuận.

Do nội sinh khi con người sử dụng các thùng gỗ để chứa rượu tự nấu, nhưng khả năng này rất ít gặp.

Do con người tự đưa 1 lượng lớn cồn vào cơ thể.
Hấp thu và thải loại
Cồn được hấp thu trên toàn tuyến của hệ tiêu hóa, đi vào máu và phân tán đi toàn bộ cơ thể đến gan và được phân hủy 1 phần ở đó.

Khi uống vào cơ thể, nó được hấp thu nhanh với 20% tại dạ dày và 80% tại ruột non. Sau đó được chuyển hóa chủ yếu tại gan (90%) & một lượng nhỏ rượu còn nguyên dạng (5-10%) thải ra ngoài qua mồ hôi, hơi thở và nước tiểu.
Cơ chế tác động
Ethanol gây độc cho các cơ quan trong cơ thể qua 2 cơ chế chính:
- Qua hệ thống thần kinh: làm suy giảm cả 2 quá trình hưng phấn và ức chế hệ thần kinh trung ương bằng 3 cách:
+ Ức chế dẫn truyền TK thông qua hệ Acetylcholine giảm tổng hợp Acetylcholine mà acetylcholine là chất dẫn truyền thần kinh của hệ phó giao cảm.
+ Ức chế dẫn truyền TK thông qua hệ GABA bằng cách kích thích GABA - chất ức chế hệ thống não.
+ Ức chế dẫn truyền TK thông qua hệ NMDA - là 1 receptor của glutamate. Có 2 acid amine kích thích trong hệ thống TKTW là: Glutamate và Aspartat.
- Qua rối loạn chuyển hóa:
+Toan chuyển hóa – toan lactic: do ethanol làm tăng NADH, mà NADH luôn có xu hướng loại trừ 1 ion hydro đễ thành NAD+, ion H+ đó sẽ kết hợp với oxy đễ acid pyruvic đi vào chu trình Krebs và kết hợp với H+ tạo thành lactate.
+Toan cetone: Uống rượu làm giảm thiểu năng lượng, có thể có hạ đường huyết. Dẫn đến tăng phân hủy glycogen dự trữ ở gan. Khi đó sẽ xuất hiện 2 cơ chế điều hòa của cơ thể nhầm làm:
* Tăng đường huyết (ĐH): giảm tiết insuline và tăng tiết glucagon. Điều này sẽ làm tăng chuyển acid béo tự do vào trong tế bào gan, thúc đẩy quá trình oxy hóa acid béo thành acetyl coA (sản phẩm thoái hóa cuối cùng của G,P,L). Rồi sau đó acetylcoA biến thành acetoacetate hay toan cetone.
* Hạ ĐH: Cơ chế do ethanol làm giảm tổng hợp cortisol, giảm tổng hợp GH, và có thể làm tăng bài tiết Insuline , ngoài ra còn do uống rượu ăn kém
Quá trình chuyển hóa rượu ở gan gồm 3 giai đoạn:

+ GĐ 1: chuyển ethanol thành acetaldehyd qua 3 con đường chuyển hóa: - Enzyme ADH (alcohol dehydrogenase) là con đường chính >80%, oxy hóa ethanol thông qua việc làm tăng NADH dẫn đến tăng tỷ lệ NADH/NAD+.
- Hệ thống microsome gan (MEOS): hoạt động ít khi nồng độ rượu thấp và tăng hoạt động khi nồng độ rượu cao và người nghiện rượu.
- hệ thống peroxidase-catalase: tham gia rất ít trong chuyển hóa ethanol.

+ GĐ 2: Chuyển acetaldehyd thành acetate nhờ enzyme ALDH (Acetaldehyd dehydrogenase) cũng thông qua việc biến NAD thành NADH.

+ GĐ 3: Acetate thành AcetylCoenzyme A đưa vào chu trình Krebs chuyển hóa thành CO2 và nước. Tốc độ chuyển hóa của acetate trong chu trình Krebs phụ thuộc vào lượng Thiamine (VTM B1) trong máu. Thiamine giúp acetate chuyển hóa nhanh trong chu trình Krebs thành CO2 và nước, do được chuyển hóa nhanh nên giảm đi độc tính của ethanol.
Hậu quả
Khi uống lượng rượu quá lớn vào cơ thể sẽ:
-Tác động lên hệ thống TK, hệ tiêu hóa và nhiều cơ quan, bộ phận trong cơ thể, đặc biệt là gan.
- Ảnh hưởng đến tình dục và khả năng có con.
- Ảnh hưởng đến gia đình và xã hội.

Cồn vừa có tác dụng độc tức thời vừa có tác dụng trường diễn.
Biện pháp
Tăng cường giáo dục, tuyên truyền nâng cao ý thức của người bán và người sử dụng.

Quản lý bằng chế tài
Cám ơn mọi người đã chú ý lắng nghe!