độc chất học môi trường

Chất ô nhiễm có thể là chất rắn rác, phế thải rắn...,chất lỏng các dung dịch hóa chất, chất thải của công nghiệp dệt nhuộm, chế biến thựcphẩm..., chất khí SO2 từ núi lửa, CO2, NO2 trong

Chương 1: MỘT SỐ V N Đ Ấ Ề CHUNG

1.1 Khái ni m ệ về đ c ộ ch t ấ h c ọ

Ngày nay, môi trườ đang có nh ngng ữ thay đổi bất l iợ cho con ngườ đặc biệt là những yếui,

tố mang tính tự nhiên như đ t,ấ nước, không khí, hệ thực v t,ậ động vật Tình tr ngạ môitrường thay đổi và bị ô nhiễm theo chi u hề ướng x uấ đang diễn ra trên phạm vi mỗi qu cố giacũng như trên phạm vi toàn cầu Sự ô nhi mễ môi trườ là làm thay đổi tính chất c ang ủmôi trường, vi phạm tiêu chu nẩ môi trường, làm thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp t iớ cácđặc tính vật lý, hóa học, sinh học của bất kì thành ph nầ nào trong môi trường Chất gây ônhiễm chính là nhân tố làm cho môi trường trở nên độc hại hoặc có ti mề năng gây tổn h iạđến sức khỏe c aủ con người và sinh v tậ trong môi trườ đó Sau đây, 10 v nng ấ đề được cảthế giới quan tâm nhất về môi trường:

- Sự suy gi mả tài nguyên nướ ng tc ọ

- Ô nhi mễ đ tấ và hi nệ tượ sa m cng ạ hóa

- Suy gi mả đa d ng ạ sinh h cọ

- Sự c nạ ki tệ các ngu nồ tài nguyên khoáng s nả

- Rác th iả gia tăng

Vì thế, hiện tại con ngườ đã, đang và sẽ quan tâm đ ni ế sự tác đ ngộ c aủ ô nhi mễmôi trườ đ ing ố v iớ s cứ kh eỏ c ngộ đ ng,ồ b iở vì ngoài sự lây lan các b nhệ truy nề nhi mễ(d chị t ,ả thươ hàn) do vi sinh v tng ậ gây ra, nh ngữ b nhệ nguy hi mể như ung th ,ư AIDS, quáithai, các dị t tậ b mẩ sinh ở trẻ do các ch tấ đ cộ h iạ trong môi trườ đã xu tng ấ hi nệ và ngàycàng gia tăng ở nhi u n i trên th ề ơ ế gi i.ớ

Tác nhân gây ô nhiễm là những chất, những nguyên tố hóa h cọ có tác đ ngộ vào môitrường làm cho môi trường từ trong sạch trở nên độc hại Những tác nhân này thườngđược gọi khái quát là "chất ô nhiễm" Chất ô nhiễm có thể là chất rắn (rác, phế thải rắn ),chất lỏng (các dung dịch hóa chất, chất thải của công nghiệp dệt nhuộm, chế biến thựcphẩm ), chất khí (SO2 từ núi lửa, CO2, NO2 trong khói thải c aủ xe h i,ơ CO trong khói bếp, lògạch ), các kim loại nặng như Pb, Cu, Hg… Các ch tấ này đồng th iờ tác động vào cây tr ng,ồvào động vật, làm suy giảm sự phát triển của mọi sinh vật, m nhạ h nơ có thể làm ch t.ếKhông khí đô th ịthường vừa bị b iụ đất, b iụ xi măng, khí SO2, NO2 trong khói xe, mùi hôi thốicống rãnh bốc lên, cộng với tiếng ồn, từ trường quá mức cho phép, gây tổn hại sức khỏecon người, thậm chí gây ch tế người

Như vậy, xã h iộ càng phát tri n,ể công nghi pệ hóa càng nhanh thì tỷ lệ ch tấ th iả đ cộ h iạ

từ s nả xu tấ công nghi pệ và nh ngữ nhả hưở b tng ấ l iợ từ các ho tạ đ ngộ c aủ con ngườ táci

đ ngộ vào môi trườ càng tăng nhanh Các ch tng ấ đ cộ h iạ còn sinh ra do rò rỉ từ quá trình

s nả xu t,ấ v nậ chuy nể và l uư trữ các ch tấ đ c.ộ Ngay cả nướ r ,ỉ th mc ẩ th uấ từ bãi rác cũng

-1-gây nguy hi mể cho khu dân cư xung quanh Các lo iạ ô nhi mễ hóa h cọ sinh ra từ quá trình

s nả xu tấ công nghi pệ và

-2-Chuyển hóa

Chất ô nhiễm, Chất độc Cơ thể Sinh vật

khai thác quá m cứ tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng làm nguy h iạ cho sinh quy n.ể Các tác đ ngộ yấ không nh ngữ nhả hưở đ nng ế loài ngườ mà cả các sinh v ti ậ s ngố trên trái đ t.ấChu trình tươ tác gi ang ữ ch tấ ô nhi mễ và cơ thể sinh v tậ là quá trình ti pế xúc, gây nêntác đ ngộ sinh h c,ọ thể hi nệ qua sự h pấ th ,ụ phân bố trong cơ th ,ể chuy nể hóa, tươ tácng

v iớ các thành ph nầ sinh hóa nh yạ c m,ả từ đó có thể gây nh ngữ bi nế đ iổ về sinh hóa trong

cơ th ,ể d nẫ đ nế b nh t t.ệ ậ

Tác động

Để nghiên c uứ t tấ cả các tác đ ngộ nêu trên đ iố v iớ con ngườ cá thể sinh v ti, ậ và các

qu nầ xã sinh v tậ trong hệ sinh thái, chúng ta sẽ ti pế c nậ m tộ môn khoa h cọ m i,ớ đó là môn

Đ c ộ h c ọ môi tr ườ (environmental toxicology) hay còn g i ng ọ là Đ c ộ h c ọ sinh thái (ecotoxicology) Nó là m tộ bộ môn c aủ ngành Đ c ộ ch t ấ h c ọ (toxicology) nh ngư l iạ n mằ

trong ngành Môi tr ườ h c ng ọ (environmental sciences).

Môi tr ườ là m t ng ộ tổ h pợ các y uế tố tự nhiên và xã h iộ bao quanh bên ngoài c aủ m tộ hệ

th ngố nào đó Chúng tác đ ngộ lên hệ th ngố này và xác đ nhị xu hướ và tình tr ngng ạ t nồ t iạ

c aủ nó Môi trườ có thể coi là m tng ộ h p,t pậ ợ trong đó hệ th ngố đang xem xét là m tộ

t pậ h pợ con Môi trườ c ang ủ m tộ hệ th ngố đang xem xét c nầ ph iả có tính tươ tác v ing ớ hệ

th ngố đó

M tộ đ nhị nghĩa rõ ràng h nơ nh :ư Môi trườ bao g mng ồ các y uế tố tự nhiên và y uế tố

v tậ ch tấ nhân t oạ quan hệ m tậ thi tế v iớ nhau, bao quanh con ngườ có nhi, ả hưở tr cng ự ti pế

t iớ đ iờ s ng,ố s nả xu t,ấ sự t nồ t i,ạ phát tri nể c aủ con ngườ và thiên nhiên.i

* Ch c ứ năng c a ủ môi tr ườ ng:

- Môi trườ là không gian s ngng ố c aủ con ngườ và sinh v t.i ậ Trong quá trình t nồ t iạ vàphát tri nể con ngườ c ni ầ có các nhu c uầ t iố thi uể về không khí, độ m,ẩ nướ nhà .c, ở cũngnhư các ho tạ đ ngộ vui ch iơ gi iả trí khác T tấ cả các nhu c uầ này đ uề do môi trườngcung c p.ấ Tuy nhiên, khả năng cung c pấ các nhu c uầ đó c aủ con ngườ là có gi ii ớ h nạ vàphụ thu cộ vào trình độ phát tri nể c aủ t ngừ qu cố gia và ở t ngừ th iờ kì

- Môi trườ là n ing ơ cung c pấ các nhu c uầ về tài nguyên cho con ngườ như đ t,i ấ đá, tre,

n a,ứ tài nguyên sinh v t.ậ T tấ cả các tài nguyên này đ uề do môi trườ cung c png ấ vàgiá trị c aủ tài

nguyên phụ thu cộ và m cứ độ khan hi mế và giá trị c aủ nó trong xã h i.ộ Môi trườ là n ing ơ

ch aứ đ ng,ự đ ngồ hóa các ch tấ th iả c aủ con ngườ trong quá trình sử d ngi ụ các tài nguyên

th iả vào môi trường Các tài nguyên sau khi h tế h nạ sử d ng,ụ chúng bị th iả vào môi

trườ dng ướ d ngi ạ các ch tấ th i.ả Các ch tấ th iả này bị các quá trình v tậ lý, hóa h c,ọ sinh

h cọ phân h yủ thành các ch tấ vô c ,ơ vi sinh quay trở l iạ ph cụ vụ con ngườ Tuy nhiên, ch ci ứnăng là n iơ ch aứ đ ngự ch tấ th iả c aủ môi trườ là có gi ing ớ h n.ạ N uế con ngườ vi ượ quát

gi iớ h nạ này thì sẽ gây ra m tấ cân b ngằ sinh thái và ô nhi mễ môi trườ ng

1.1.2.2 Đ c ộ h c ọ môi tr ườ ng

Hai khái ni mệ đ c ộ h c ọ môi tr ườ và đ c ng ộ h c ọ sinh thái trong môi trườ h cng ọ đượ xem làc

đ ngồ nh t.ấ Đó là ngành khoa h cọ chuyên nghiên c uứ các tác đ ngộ gây h iạ c aủ đ cộ ch t,ấ

đ cộ tố trong môi trườ đ ing ố v iớ các sinh v tậ s ngố và con ngườ đ ci, ặ bi tệ là tác đ ngộ lêncác qu nầ thể và c ngộ đ ngồ trong hệ sinh thái Các tác đ ngộ bao g m:ồ ngu nồ g cố phátsinh, con đườ xâm nh png ậ c aủ các tác nhân hóa, lý và các ph nả ngứ gi aữ chúng v iớ môi

c uứ đ cộ h cọ môi trườ thử nghi mng ệ sự tác đ ngộ và tích lũy đ cộ ch t,ấ đ cộ tố trên nh ngữsinh v tậ s ngố chứ không nghiên c uứ riêng rẽ thành ph nầ c aủ đ cộ ch tấ trong phòng thínghi m.ệ

Các nghiên c uứ về đ cộ h cọ môi trườ r tng ấ ph cứ t pạ vì có liên quan đ nế nhi uề lo iạ đ cộ

t ,ố li uề lượng, n ngồ độ nhả hưở khác nhau, tác đ ngng ộ đ nế nhi uề loài khác nhau Th iờgian ti nế hành đánh giá m cứ độ nhả hưở c ang ủ ch tấ đ cộ trên m tộ qu nầ xã sinh v tậ khádài Đ iố tượ thử nghi mng ệ thườ ti nng ế hành trên các lo iạ có cơ đ a,ị sinh lý g nầ gi ngố nhưcon ngườ Sau đó, dùng phi ươ pháp ngo ing ạ suy nh ngữ k tế quả tìm đượ để áp d ngc ụ chocon ngườ Tuy nhiên, các nhà sinh thái môi tri ườ h cng ọ cũng thử nghi mệ m tộ vài trường

h pợ trên con ngườ như vi trùng s ti ố rét, m tộ vài lo iạ ký sinh trùng để tìm ra thu cố ch aữ

tr ị M cụ tiêu c aủ đ cộ h cọ môi trườ là phát hi nng ệ các tác nhân (hóa h c,ọ v tậ lý, sinh h c)ọ

có nguy cơ gây đ cộ để có thể dự đoán, đánh giá các sự cố và có bi nệ pháp ngăn ng aừ

nh ngữ tác h iạ đ iố v iớ các qu nầ thể tự nhiên (bao g mồ cả con ngườ trong hệ sinh thái.i)Các thí nghi mệ v tậ lý, hóa h c,ọ sinh h cọ cùng v iớ thí nghi mệ đ cộ ch tấ môi trườ đã đng ược

ph iố h pợ th cự hi nệ để dự toán các nhả hưở x ung ấ c aủ đ cộ ch tấ có thể x yả ra trong môi

trường Để hi uể rõ h nơ về ngành khoa h cọ m iớ mẻ này, chúng ta c nầ n mắ v ngữ các khái

ni m,ệ m iố quan hệ gi aữ các thành ph nầ trong hệ sinh thái và nh ngữ đi uề ki nệ để đ cặtính hóa h cọ c aủ m tộ ch tấ trở thành đ cộ tính đ iố v iớ sinh v tậ và con người

* M c ụ đích c a ủ đ c ộ h c môi ọ tr ườ ng:

- Nghiên c uứ thi tế l pậ ra nh ngữ tiêu chu nẩ môi trường Để thi tế l pậ đượ tiêu chu nc ẩ môi

trườ c nng ầ ph iả có đ yầ đủ thông tin về đ cộ tính c aủ các ch t.ấ

- Đánh giá các r iủ ro cho qu nầ thể sinh v tậ trong quá trình sử d ngụ hóa ch t.ấ Qua các thửnghi mệ về đ cộ tính xác đ nhị đượ nguy cơ gây h ic ạ c aủ nhóm các hóa ch tấ hay s nả ph mẩ cókhả năng xâm nh pậ vào hệ sinh thái th yủ sinh khi con ngườ sử d ng.i ụ

- Đánh giá ch tấ lượ môi trng ườ thông qua các thử nghi mng ệ đượ ti nc ế hành theo tiêuchu nẩ môi trườ và phù h png ợ v iớ các tiêu chu nẩ về nghiên c uứ đ cộ h c.ọ

- Phát hi nệ các tác nhân hóa h c,ọ v tậ lí và sinh h cọ trong môi trườ có nguy cơ gây đ cng ộcho con ngườ và các hệ sinh thái cũng như ngu ni ồ góc phát sinh c aủ chúng Từ đó tìm racác bi nệ pháp ngăn ng aừ phù h p.ợ

- Đánh giá nguy cơ gây h iạ c aủ sự phát tan ô nhi mễ ch tấ th iả hay các n iơ chôn l pấ ch tấ th i.ảTrong trườ h png ợ khó có khả năng phân tích và ki mể tra thành ph nầ các ch tấ có trongdòng ch tấ th iả ngườ ta có thể đánh giá nguy cơ gây h ii ạ b ngằ cách ti nế hành tr cự ti pếquan tr cắ đ cộ tính dòng ch tấ th i.ả

- Đ c ộ ch t ấ hóa h c: ọ t tấ cả các h pợ ch tấ hóa h cọ đ uề có khả năng gây đ cộ cho cơ thể sinh

v t.ậ Theo Paracelse thì không có ch tấ nào là không đ c,ộ chính li uề lượ làm nên ch tng ấ đ c.ộ

Có nghĩa là b tấ cứ ch tấ nào cũng có khả năng gây đ cộ khi li uề lượ đi vào cơ thể đủ l n.ng ớ

- Đ c ộ ch t ấ sinh h c: ọ bao g m nh ngồ ữ đ cộ ch tấ cơ ngu nồ g cố từ đ ngộ v t,ậ th cự v t,ậ vi sinh v tậ

có khả năng gây đ cộ như đ cộ tố cá nóc, n cộ r n,ắ n mấ đ c,ộ vi khu n,ẩ virut gây b nh…ệ

- Đ c ộ ch t ấ v t ậ lý: bao g mồ các tác nhân v tậ lý như nhi t,ệ tác nhân phóng x ,ạ sóng đi nệ t ,ừtia tử ngo i…ạ

1.1.3.2 Phân lo i ạ đ c ộ ch t ấ

Sau đây là m tộ số tiêu chí phân lo iạ đ cộ ch t:ấ

*D a ự vào b n ả ch t ấ gây đ c ộ c a ủ đ c ộ ch t ấ môi tr ườ ng

+ Đ c ộ ch t ấ môi tr ườ sơ c p: ng ấ là đ c ộ ch t ấ đã có s n ẵ trong môi

tr ườ và gây tác đ ng ng ộ tr c ự ti p ế lên c th ơ ể s ng ố

+ Đ c ộ ch t ấ môi tr ườ thứ c p: ng ấ là đ c ộ ch t ấ phát sinh từ ch t ấ ban

đ u ầ là ít đ c ộ ho c ặ không đ c, ộ sau khi qua ph n ả ng ứ chuy n ể hóa c a ủ

Đ cộ ít (III) >500 >2000 >1000 >4000

* D a ự vào cơ quan bị tác đ ng ộ và cơ chế gây đ c ộ c a ủ đ c ộ ch t ấ có thể phân lo i ạ thành:

+ Đ cộ ch tấ có khả năng gây ung th : dioxin,ư ch tấ phóng x ,ạ benzen, đ cộ tố n m…ấ+ Đ cộ ch tấ gây đ cộ hệ th nầ kinh: thu cố b oả vệ th cự v t,ậ metyl th yủ ngân, HCN…+ Đ cộ ch tấ gây đ cộ hệ hô h p:ấ CO, NO2, SO2, h iơ chì…

+ Đ cộ ch tấ gây nhi mễ đ cộ gan: dioxin, PCBs, PAHs…

+ Đ cộ ch tấ gây nhi mễ đ cộ máu: virut, chì…

+ Các ch tgấ gây mê: clorofoc, tetraclorua…

+ Các ch tấ gây đ cộ hệ enzim: các kim lo iạ n ng,ặ F…

+ Các ch tấ gây tác đ ngộ t ngổ h p:ợ focmol, F…

* D a ự vào th i ờ gian t n ồ l u ư c a ủ đ c ộ ch t ấ trong môi tr ườ ng:

+ Đ cộ ch tấ không b n v ng:ề ữ th i ờ gian t n l uồ ư c a nó trongủ t nhiên t ự ừ 1-:- 12 tu nầ + Đ cộ ch tấ b n ề v ngữ trung bình: th i ờ gian t n ồ l u c aư ủ nó t 3ừ -:- 18 tháng

+ Đ cộ ch tấ b n ề v ng: ữ th i gian t n ờ ồ l uư c aủ nó t 2ừ -:- 5 năm

+ Đ cộ ch tấ r tấ b nề v ng:ữ là ch tấ không có khả năng phân h y…ủ

* D a ự vào các ch ng ứ cứ về khả năng gây ung thư c a ủ đ c ộ ch t, ấ cơ quan nghiên c uứ ungthử qu c tố ế IARC (International Agency for Research on Cancer) đã phân chia các đ cộ ch tấhóa h cọ có khả năng gây ung thư thành 4 nhóm sau:

+ Nhóm 1: bao gồm những tác nhân mà khả năng gây ung thư ở ngườ đã có chứng cớixác đáng

+ Nhóm 2: là nh ngữ tác nhân ch aư có đ yầ đủ bằng chứng về tính gây ung thư ở người, nh ngư có đủ hoặc g nầ đ ủ bằng chứng về tính gây ung th ư ở động vật

+ Nhóm 3: bao gồm các tác nhân không có bằng chứng rõ ràng về khả năng gây ungthư ở ngườ nh ngi, ư l iạ có đ yầ đủ bằng chứng gây ung thư trên động vật thí nghi m.ệSong cơ chế gây ung thư ở động vật thí nghiệm không gi ngố cơ chế gây ung thư ởngười

+ Nhóm 4: là những tác nhân không có bằng chứng về khả năng gây ung thư cho người và động vật thí nghiệm

1.1.4 ính độc

1.1.4.1 i m ệ tính đ c ộ

Tính độc là một khái niệm về li uề lượng, h uầ như các ch tấ đ uề độc ở một vài n ngồ độnhất định, ở n ngồ độ th pấ thì nó không độc, n ngồ độ cao thì trở nên độc Khoảng bi nế độnggiữa hai giới h nạ ngưỡ đ cng ộ đó vẫn có những nhả hưởng nh tấ định Tuy nhiên, nếu thờigian tiếp xúc lâu dài thì một ch tấ cũng có thể trở nên r tấ độc Vinyl chlroride là một ví dụ

Là một chất có khả năng gây ung thư gan ở n ngồ độ cao hoặc n ngồ độ th pấ h nơ nh ngưtác động trong một thời gian dài và h uầ như không độc ở n ngồ độ rất th p.ấ Như vậy, tính

đ c ộ c a ủ m t ộ ch t ấ cho ta bi t đ ế ượ m c c ứ đ ộ nh ả h ưở c a ng ủ ch t ấ đó đ i ố v i c ớ ơ th ể s ng ố

1.1.4.2 Các y u t ế ố nh ả h ưở đ n tính ng ế đ c ộ

Sự đo lường tính độc rất phức tạp Tính độc có thể cấp thời, có thể lâu dài và bi nế động từ

cơ quan này đ nế cơ quan khác, bi nế động theo lứa tuổi, di truyền, giới tính, tình trạng sức

khỏe của sinh v t.ậ Cách đo đ cộ tính đ nơ giản nhất của một ch tấ được biểu diễn qua giá trịLD50 Tuy

nhiên, giá trị LD50 phụ thuộc rất nhiều vào các thông số khác nhau c aủ môi trường ví dụnhư nhi tệ độ, độ ẩm, áp su t, đ ấ ộ pH

* D ng ạ t n ồ t i ạ c a ủ ch t ấ đ c: ộ Tính độc của một chất phụ thuộc vào trạng thái tồn tại của

chúng Ví dụ: thủy ngân ở tr ng tháiạ h iơ đ cộ h nơ rất nhiều so với dạng lỏng

* Đ ườ h p ng ấ th : ụ Tính độc của một chất phụ thu cộ vào đường hấp thụ, xâm nhập của ch tấ

đó vào cơ thể sống Ví dụ: một số hợp chất c aủ benzen đ cộ h nơ khi hấp thụ qua đường hôhấp và da so với hấp thụ qua đườ tiêu hóa vì lí do chúng được chuyển hóa gi ing ả độc khihấp thụ qua đường tiêu hóa Ngược lại, muối cyanua đ cộ h nơ khi hấp thụ qua đường tiêuhóa so với hấp th ụ qua da do kh ả năng hấp thụ qua da nhỏ h nơ rất nhiều so với hấp thụqua đường tiêu hóa

* Các tác nhân môi tr ườ ng: Các tác nhân nhi tệ đ ,ộ pH, ánh sáng, độ m…ẩ có thể làm tăngtính độc của ch tấ đối v iớ môi trường và cơ thể sống

* Các y u ế tố sinh h c: ọ

+ Tu i ổ tác: Thông thường trẻ sơ sinh, cơ thể trẻ đang phát tri nể thường nhạy cảm vớichất đ cộ h nơ từ 1,5 đến 10 lần so v iớ cơ thể trưởng thành Trẻ em dễ dàng hấp thụ độcchất và khả năng bài tiết ch mậ h nơ so v iớ người lớn Ví dụ: trẻ em có khả năng hấp thụ chìgấp 4 -:- 5 lần, cadimi 20 lần so v iớ cơ thể trưởng thành

Ngườ ta cũng thấy rằng tác dụng c ai ủ độc ch tấ là khác nhau đối với từng thời kì củathai nhi Th iờ kì hình thành các cơ quan và bộ ph nậ cơ thể của thai nhi là thời kì mẫn cảm

nh tấ đối v iớ độc chất c a ủ môi trường

+ Tr ng ạ thái s c ứ kh e ỏ và chế độ dinh d ưỡ ng: Trạng thái sức khỏe và chế độ dinh

dưỡng nhả hưởng l nớ đến khả năng nhi mễ độc c aủ cơ thể Nh ngữ cơ thể bị suy y u,ế căngthẳng thần kinh, suy dinh dưỡng thườ có nguy cơ nhi m ng ễ đ cộ cao h n ơ so v iớ c th ơ ể khỏemạnh

Qua nghiên c uứ người ta thấy r ng:ằ Cơ thể thiếu một số axit béo và axitamin cần thiết

sẽ làm cho hoạt tính của enzim chuyển hóa ch tấ độc giảm d nẫ đ nế c thơ ể bị nhi m đễ ộc Tỷ

lệ khối u cũng tăng cao khi chế độ dinh dưỡng giàu lipit Thiếu vitamin C, E làm giảmhoạt tính của enzim chuy nể hóa độc chất, thi uế vitamin A làm tăng độ nhạy cảm của cácđường hô h pấ đối với các ch tấ gây ung th ư

+ Y u ế tố di truy n: ề

Phụ thu cộ vào đ cặ điểm của từng loài: Độc tính của một ch tấ thườ khác nhau đốingvới mỗi loài Nguyên nhân là do khả năng chuyển hóa sinh học, hấp thụ, phân b ,ố đào thải

c aủ độc ch tấ đối với từng loài khác nhau là khác nhau Ví dụ: thuốc di tệ côn trùng thường

đ cộ đối với các côn trùng h nơ so v iớ ngườ và các loài động vật có vú 2 – naphtinaminithường tạo khối u ở b ngọ đái chó và ngườ nh ngi, ư không tạo khối u ở cơ thể chuột

Đ cặ điểm của t ngừ cơ thể s ngố trong loài: Do đ cặ điểm sinh học c aủ các cơ thểkhông giống nhau nên khả năng nhi m ễ độc cũng khác nhau Một số người rất mẫn cảm vớimột số tác nhân như ánh sáng, bụi, một số loại thực phẩm so v iớ người khác Qua nhiềunghiên cứu nguy cơ bị ung thư cũng phụ thuộc vào yếu tố di truyền

+ Gi i ớ tính: Trong một số trường h pợ đặc biệt ở chuột thì người ta thấy rằng chuột cái

và chu tộ đực có phản ngứ khác nhau đối với một số ch tấ độc Phản ứng khác nhau này chỉ

xảy ra đối với nh ngữ cơ thể đã trưởng thành Ví dụ: chu tộ đực nhạy cảm v iớ DDT h nơchu tộ cái đến

10 lần Một số hợp chất h uữ cơ chứa photpho gây đ cộ đối với chuột nhắt cái và chuột cái

to m nhạ h nơ so với chu tộ đực

* Li u ề l ượ và th i ng ờ gian ti p ế y u: ế Tác dụng c aủ độc chất càng lớn khi li uề lượng càng cao

và thời gian tiếp xúc càng dài Tùy theo li uề lượng và thời gian tiếp xúc mà xuất hiện nhữngtriệu chứng bệnh ý và tác hại khác nhau Tác hại gây ra khi tiếp xúc trong thời gian ngắn thì

có thể phục h i đồ ược, nh ngư khi tiếp xúc trong thời gian dài thì không thể phục h i đồ ược

1.1.4.3 Các đ c ặ tr ng ư c a ủ tính đ c ộ

* Tính độc của một ch tấ tác động lên các cơ quan ho cặ cơ thể khác nhau thì khác nhau

Ví dụ: CO tiếp xúc v iớ da không gây đ c,ộ nh ngư gây độc cho hệ hô hấp

* Tính độc của các ch tấ khác nhau tác động lên cùng m tộ cơ quan hoặc m tộ cơ thể làkhác nhau

Ví dụ: CO2 gây ng tạ cho ngườ và động v t,i ậ nh ng ư lại là ngu nồ dinh dưỡng cacbon của thực vật DDT gây đ cộ cho gan, CO gây độc cho hệ tạo máu

* Trong môi trường có tồn tại nhi uề tác nhân độc thì tính độc sẽ được khu chế đại lên hoặctiêu giảm

Ví d :ụ Trong môi trường axit sẽ làm tăng khả năng hấp thụ kim loại nặng vào cơ thể thực

vật

* Luôn tồn tại m tộ ngưỡ gây đ cng ộ riêng TLV (Threshold Limit Value) đối với m iỗ tác động lên

c thơ ể

Ví d :ụ Ngưỡng gây ngứa cổ của SO2 là 0.3mg/m3

* Tính độc có thể biểu hiện qua nhi m đễ ộc cấp tính hay nhi mễ độc mãn tính

+ Nhi m ễ đ c ộ c p ấ tính: là tác động của một ch tấ lên cơ thể sống xuất hiện sớm sau khi tiếp xúc với ch tấ độc trong thời gian ngắn hoặc rất ngắn

Ví dụ: Biểu hiện ngạt thở do hít phải khí CO hoặc bị ngộ đ cộ khi ăn củ sắn chứa nhiều HCN

Đ c ặ đi m ể c a ủ nhi m ễ đ c ộ c p tính: ấ

N ng đồ ộ và li u ề lượng khi ti pế xúc thường lớn so với n ng đ ồ ộ phổ biến

Thời gian tiếp xúc ngắn

- Thời gian có biểu hiện nhi mễ độc rất ngắn

- Có tính cục bộ gây tác động lên một số ít cá thể

+ Nhi m ễ đ c ộ mãn tính: là tác động c aủ độc ch tấ lên cơ thể sống xuất hiện sau một thời gian dài tiếp xúc v iớ tác nhân độc và xuất hiện các biểu hiện suy giảm sức khỏe do bị nhi mễ độc

Ví dụ: B nh ệ ung thư phổi do khói thuốc lá

Đ c ặ đi m ể c a ủ nhi m đ c ễ ộ mãn tính:

- Nhi mễ độc mãn tính thể hiện sự tích lũy ch tấ đ c trong cộ ơ th ể sống

- N ng đồ ộ và li u lề ượng ti p ế xúc thường thấp hoặc rất thấp

- Thời gian tiếp xúc dài.

- Thời gian biểu hiện bệnh dài Th iờ gian ban đ uầ thường không có triệu chứng rõ ràng hoặc nh nh ngẹ ư bệnh phát triển và nặng trong thời gian sau.

- Chỉ xuất hiện nhi mễ độc mãn tính khi có biểu hiện giảm sút về sức khỏe

- Bệnh do nhi mễ đ cộ mãn tính thường khó khôi phục

- Thường x yả ra đối với số đông cá thể mang tính c ngộ đồng

* Tính độc có tính thuận nghịch hay không thuận nghịch

+ Tính thuận nghịch: là tính chất của ch tấ đ cộ khi vào cơ thể s ngố được hấp thụ và đào th iả không để lại di ch ngứ nào cho cơ thể

Ví dụ: tác dụng c aủ CO lên hemoglobin là tác động có tính thuận ngh ch.ị CO vào cơ thếtác dụng với hemoglobin cản tr ở s ự vận chuyển oxi trong máu, nh ng khiư cho người bị ngộđộc hít th khí oxiở cơ thể sẽ hồi phục l iạ bình thường

+ Tính không thuận nghịch: là tính chất của ch tấ đ cộ khi đi vào c thơ ể sẽ để lại di chứng

Ví dụ: các tác dụng có tính không thuận nghịch như tác d ngụ độc gây ung th ,ư đột biến gen, hoại t ,ử quái thai…

1.1.4.4 Các d ng ạ ho t ạ đ c ộ

Bao gồm sự xem xét ch cứ năng cơ bản c aủ cơ quan, tế bào và phân tử d nẫ đến sự nhi mễđộc: hấp thu, phân ph i,ố đồng hóa, dạng ho tạ động và bài ti t.ế Cơ chế ho tạ đ cộ ngày nayđược sử dụng r ngộ rãi h nơ nhằm mô tả hàng loạt các quá trình b tắ đầu từ sự ph iơ nhi mễcho đến việc gây chết sinh vật

- Đ c ộ h c ọ hóa sinh và phân tử (biochemical and molecular toxicology) xem xét các quá trình ở

m cứ hóa sinh và phân t ,ử bao g m:ồ các enzyme t ngổ h pợ các ngo iạ đ cộ tố sinh h c,ọ sự sinh

ra các ho tạ ch tấ trung gian, ph nả ngứ c aủ ngo iạ đ cộ tố sinh h cọ ho cặ s nả ph mẩ c aủ chúng

- Đ c ộ h c ọ dinh d ưỡ (Nutritional toxicology) đề c p ng ậ đ nế nhả hưở c ang ủ kh uẩ ph nầ ăn đ nế

sự bi nể hi nệ đ cộ và đ nế các cơ chế c aủ các nhả hưở này.ng

- Quá trình ung thư (Carcinogenesis) bao gồm các ho tạ động hóa học, sinh hóa và phân tử dẫnđến sự tăng sinh t ế bào một cách b tấ thườ có nguy c ng ơ d nẫ đến bệnh ung th ư

- Đ t ộ bi n ế (Mutagenesis) liên quan đến nhả hưởng c aủ độc chất lên vật liệu di truyền và sự

di truyền những nhả hưởng này

- Đ c ộ tính cơ quan (Organ toxicity) xem xét các nhả hưở ở m cng ứ độ ch cứ năng c aủ cơ quan(đ c tính th n ộ ầ kinh, đ cộ tính gan, đ cộ tính th nậ …)

1.1.4.5 Đo l ườ đ c ng ộ ch t ấ và đ c ộ tính

Các công cụ quan tr ngọ được sử d ngụ như hóa phân tích, hoạt chất sinh học và toán ứngdụng được sử d ngụ để cung c pấ phươ pháp luận nhằm trả lời các câu hỏi quan trọngngtrong quá trình nghiên c uứ độc chất Ch tấ này có độc hay không? Nó thuộc loại hóa chấtnào? N ngồ độ

bao nhiêu? Làm thế nào chúng ta có thể đánh giá nhả hưở độc tính và n ngng ồ độ tối thiểu

là bao nhiêu để gây độc và có thể phát hi nệ đượ Sau đây là một số ngành có liên quan c

- Đ c ộ ch t ấ h c ọ phân tích là một ngành c aủ hóa phân tích liên quan đến vi cệ định d ngạ vàđánh giá các hóa ch tấ độc và hợp chất của chúng trong các vật liệu sinh h cọ và trong môitrường

- Ki m ể nghi m ệ đ c ộ tính liên quan đến việc sử d ngụ các cơ thể s ngố để đánh giá ảnh hưởngcủa độc tố Nó bao gồm các kiểm nghiệm nhanh về đ cộ tính gen như kỹ thuật nuôi cấy tếbào để sử dụng các mô cho nhiều kiểm nghiệm khác nhau từ độc tính c pấ đ nế độctính lâu dài Nó thường được sử d ng ụ để mô t ả các kiểm nghi mệ đ c ộ tính trong cơ thể sống

- B nh ệ h c ọ nhi m ễ đ c ộ là một ngành của bệnh h cọ liên quan đến nhả hưởng của các tác nhângây đ c ộ như sự thay đổi hình thái của bào quan, tế bào, mô ho c ặ cơ quan

- Toán sinh h c ọ và th ng ố kê liên quan đến nhi uề lĩnh vực c aủ độc chất học Chúng bao gồmphân tích số li u,ệ xác đ nhị độ tin c y,ậ mô hình hóa đánh giá nguy cơ và mô phỏng

- Phát nhi m ễ quan trọng trong mối liên quan giữa sự ph iơ nhiễm hóa chất và nhiễm bệnhtrong c ngộ đ ngồ dân c ư

1.1.4.6 M i t ố ươ quan gi a đ c ng ữ ộ ch t ấ h c ọ v i ớ các ngành khoa h c ọ khác

Độc chất học là một ngành khoa học có tính bi nế động cao, nghiên c uứ độc tính của cácsản phẩm tự nhiên hay ho tạ động của con người tạo ra Ngành này giúp mở rộng cácngành khoa học khác Các ngành khoa h cọ khác đóng góp nhiều phương pháp và nhiều kháiniệm khoa học để phục vụ cho nhu cầu c aủ các nhà độc chất học trong nghiên c uứ cũngnhư trong ứng dụng độc chất học cho phục vụ con ngườ Và độc chất h ci ọ cũng đóng góprất nhiều cho các ngành khoa học khác

Đầu tiên phải kể đến là hóa học, hóa sinh, bệnh học, lý sinh, y tế dự phòng, miễn dịchhọc, sinh thái học và toán sinh học từ lâu đã rất quan trọng, trong khi sinh học phân tửmới phát triển trong hai hoặc ba thập niên g nầ đây đã đóng góp một phần quan tr ngọ chođộc chất học

Độc chất h cọ đóng góp đáng kể cho các ngành khoa học như y h c,ọ độc học lâm sàng,dược và dược học, sức khỏe c ngộ đồng và vệ sinh công nghi p.ệ Độc chất h cọ cũng gópmột hướng quan trọng cho thú y, cho các khía cạnh khác nông nghiệp như phát triển và sửdụng an toàn các hóa chất nông nghi p.ệ Các đóng góp c aủ độc chất học trong nghiên cứu môitrường trở nên quan trọng hơn trong nh ngữ năm gần đây

Từ đó cho th yấ độc chất học là một ngành khoa học ứng dụng nh mằ tăng cườngchất lượng cuộc sống, bảo vệ môi trường và hơn thế nữa Sự xáo trộn thường xuyên củacác quá trình sống bởi hóa ch tấ độc hại làm cho chúng ta có thể h cọ được nhi uề điều vềcác quá trình s ng.ố Lĩnh v cự độc chất học mở rộng nhanh chóng trong các thập niên g nầđây cả về số lượng các nhà độc chất học và kiến th cứ được tích lũy Việc mở r ngộ nàymang đến sự thay đổi từ một ngành khoa học mô tả lúc ban đ uầ đến việc con người sửdụng rộng rãi các phương pháp đ ể nghiên cứu các c ơ chế liên quan đ n đế ộc chất

1.1.4.7 nh Ả h ưở c a ng ủ đ c ộ ch t ấ đ n ế con ng ườ và môi tr i ườ sinh thái ng

* nh Ả h ưở ng c a ủ đ c ộ ch t ấ đ n ế con ng ườ i

Độc ch tấ tác động lên con người theo nhiều phương thức khác nhau và gây ra nhiều hậuquả nghiêm trọng như bệnh tật, thi uể năng trí tu ,ệ đặc biệt là sự biến đổi về cấu trúccủa một số

gen trong cơ thể và sự thay đổi này trở nên nghiêm trọng h nơ khi được di truyền cho cácthế hệ sau Ảnh hưởng chi tiết của từng lo i đạ ộc chất sẽ được đ ề c p đậ ến trong các chươngsau.

* Vai trò c a ủ hệ th ng ố sinh thái

Nhiều ch cứ năng của hệ thống sinh thái rất cần thiết cho chất lượng cuộc sống của conngười bao gồm: sự cung cấp th cứ ăn, sự phân hủy chất thải, cung cấp nước uống và làmsạch môi trườ không khí Cho dù đóng góp của các hệ sinh thái trực tiếp cho con ngườing

là rất lớn, nhưng nguy cơ c aủ các độc tố do con người hoặc thiên nhiên tạo ra ngày cànglớn h nơ và đây là m tộ đi uề đáng lo ng i.ạ Độc chất không những gây ảnh hưở đến môing

trườ địa phương mà còn đến hệ thống sinh thái toàn cầu Trong phần này mô tả ảnhnghưởng c aủ các độc ch tấ đến các ch cứ năng cần thiết của hệ sinh thái

D ướ đây là m t i ộ vài ch c ứ năng cơ b n c a ả ủ hệ sinh thái:

- H pấ thu năng lượng mặt trời, tạo sinh khối, cung cấp th cứ ăn, kiến tạo vật chất, cung cấpnăng lượng từ sinh khối

- Phân hủy chất thải

- Tái sinh chất dinh dưỡng (Vd: cố định nitrogen)

- Tích lũy, làm sạch và phân phối nước

- Tạo ra và bảo dưỡ đất nông nghiệpng

- Kiểm soát côn trùng

- Một thư viện gen cho phát triển các sản phẩm mới (th cứ ăn, dược phẩm và các hóa chất cólợi) bằng nhân giống và kỹ thuật sinh học

- Duy trì không khí để thở

- Kiểm soát khí hậu

- Có khả năng thay đ iổ vùng đệm và phục hồi từ các thiên tai nh lũ ư lụt, cháy rừng và thiêndịch

- Thụ phấn cây nông nghiệp

- Tạo ra sự hài hòa trong vẽ đẹp thiên nhiên

* Các ki m ể nghi m đ c ệ ộ tính và hệ sinh thái

Các kiểm nghi mệ độc tính ph iả được thực hiện trướ tiên để đánh giá vai trò của hệcthống sinh thái Các phương pháp phát triển nh tấ để kiểm nghi mệ độc tính của hệ sinhthái được thực hiện ở quy mô vùng và đánh giá các ảnh hưởng này lên sự sản xuất sinhkhối liên quan đến nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản

Các kiểm nghi mệ đ cộ tính được sử d ngụ để xác định mối tương quan giữa các điềukiện sinh thái và n ngồ độ c aủ các độc chất Nhiều hệ thống tự nhiên được quan sát vàmối tương quan gi aữ các điều kiện sinh thái và hóa h cọ đượ xác định.c

Sự tích hợp các thông tin về ảnh hưởng c aủ các độc tố lên hệ thống sinh thái cung cấp

cơ sở dữ liệu cho vi cệ đưa ra các quy tế định về môi trường Sự đóng góp của hệ sinh tháiđối với con người không chỉ dừng lại ở việc bảo vệ mà còn là công cụ hiệu quả trong việcthông tin các r iủ ro đến công chúng Trong khi các kiểm nghi mệ độc chất với hệ thốngsinh thái liên quan

18-

-đến nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản là phổ biến, thì việc kiểm nghiệm này vẫn phát triển phát triển yếu.

1.2 Quan hệ giữa li u l ề ượ và đáp ứng ng

1.2.1 Li u ề lượng

Li u ề lượng là m cứ độ phân bố hàm lượng ch tấ đ cộ trên cơ th ể Đ nơ vị của li uề lượng:

- mg/kg, g/kg, ml/kg là kh iố lượng, hoặc thể tích ch tấ độc trên m tộ đ nơ vị kh iố lượ ngcơ

1.2.3 uan h ệ giữa li u ề l ượ và đáp ứng ng

Mối quan hệ giữa li uề lượ và đáp ứng có thể biểu di nng ễ dưới dạng hàm s ,ố đáp ứng làhàm của li uề lượng Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa li uề lượ và đáp ngng ứđược gọi là đườ cong đáp ứng.ng

Nh n xét: ậ - Đáp ngứ phụ thu cộ vào li uề lượng

- Ở mức li uề lượng th p,ấ độc ch tấ ch aư gây đáp ng.ứ Trên đồ thị tồn tại

một ngưỡng (Threshold) là điểm b tắ đầu xuất hiện phản ứng

- Ngưỡ gây độc của một chất càng nhỏ và hệ số gốc a/b c ang ủ đường cong càng l nớ thì tính độc của ch tấ đó càng cao

1.2.4 Đ ộ độc cấp tính

Độ đ c ộ c p ấ tính là độ đ cộ tính thườ đng ượ xác định bằng n ngc ồ độ của một hóa chất, mộttác nhân gây đ cộ tác động lên một nhóm sinh vật thử nghiệm trong thời gian ngộ độc ngắn,trong điều kiện có kiểm soát

1.2.4.1.Đ i ạ l ượ dùng để đánh giá độ đ c ng ộ c p ấ tính

Để xác đ nhị độ đ cộ c pấ tính, m tộ phươ pháp thử nghi mng ệ thông d ngụ là xây d ngự m tộthí nghi mệ mà m tộ k tế quả xác đ nhị (nghĩa là, m tộ ph nả h iồ toàn ph nầ hay không:

ch tế hay không) đượ suy lu nc ậ ra M iố quan hệ gi aữ n ngồ độ ch tấ thử và ph nầ trăm cáthể bị ngộ đ cộ đượ xác đ nhc ị và m tộ đườ cong n ngng ồ độ gây ch tế sẽ đượ xác l p.c ậ

K tế quả c aủ các thử nghi mệ ng nắ h nạ cho th yấ (1) ph nầ trăm cá thể sinh v tậ bị gi tế hay

b tấ đ ngộ trong m iỗ n ngồ độ th ,ử và (2) LC50 hay EC50 đượ ghi nh nc ậ từ quan sát,tính toán hay n iộ suy Các thử nghi mệ ng nắ h nạ cho th yấ (1) ph nầ trăm cá thể sinh v tậ

bị gi tế hay b tấ đ ngộ trong m iỗ n ngồ độ th ,ử và (2) LC50 hay EC50 đượ ghi nh nc ậ từ quansát, tính toán hay n iộ suy

Đ cộ tính c pấ tính c aủ m tộ ch tấ đượ xác đ nhc ị thông qua vi cệ đánh giá các đ iạ lượng

LD, LC, ED, EC Các đ iạ lượ này đng ượ suy ra từ đc ườ cong bi ung ể di nễ gi aữ li uề lượ vàngđáp ng.ứ Trong đó:

- LD: li uề lượ gây ch t,ng ế đ nơ vị mg/kg

- LC: n ngồ độ gây ch t,ế đ nơ vị mg/l

- ED: li uề lượ gây nhng ả hưởng, đ nơ vị mg/kg

- EC: n ngồ độ gây nhả hưởng, đ nơ vị mg/l

- LT: th iờ gian gây ch tế đ ngộ v tậ thí nghi mệ

Thông thườ các đ ing ạ lượ này được ghi kèm theo các thông số: thời gian thí ng

nghiệm, sinh v tậ được sử dụng trong thí nghiệm, ph nầ trăm (%) đáp ng.ứ Trong đó:

- Th iờ gian ph iơ nhi mễ độc chất là 24h, 48h, 96h

- Cơ thể s ngố được sử dụng trong thí nghiệm: cá, chu t,ộ chim…

- Ph nầ trăm đáp ứng có thể lấy ở các m c:ứ 0%, 10%, 50%, 90% Trong đó, được mức 50% được dùng phổ biến nhất

Ví dụ: LD50 24h (chu t) ộ là li uề lượng gây chết 50% s ố chuột thí nghiệm và th i ờ gian ph iơ nhiễm độc chất là 24h

1.2.4.2.Xác đ nh ị đ c ộ tính c p ấ tính c a ủ m t ộ số ch t ấ

21-

-Phươ pháp thng ườ dùng để xác đ nhng ị độ độc c pấ tính: là đo li uề lượng hoặc n ngồ độ gâychết của một ch tấ độc hoặc m tộ tác nhân độc trên sinh vật thí nghiệm, trong một khoảngthời gian nh tấ định.

* Các đ ườ ti p ng ế xúc:

- Qua da: bôi m t lộ ượng ch tấ độc nh tấ định lên ph nầ da đã được cạo s chạ long, sau đó dùng vải phủ kín

- Qua đườ tiêu hóa: cho ăn qua miệng.ng

- Đường hô hấp: cho tiếp xúc với ch t đ c ấ ộ qua riêng qua đường mũi hay tiếp xúc toàn thân

* Li u ề l ượ ti p ng ế xúc

Lượng ch tấ độc cho ở các mức giảm d nầ như sau: 2000, 300, 50, 5mg/kg thể trọngđối với trường hợp tiếp xúc qua miệng và qua da Liều lượng tiếp xúc cao nhất là5mg/l sau đó cho giảm dần đối với trường hợp độc chất tiếp xúc qua đường hô hấp

* Các b ướ ti n c ế hành

- Lưu cơ thể sinh vật thí nghiệm trong môi trường chứa chất độc ở các liều lượng khácnhau (Thời gian lưu thường là 24 giờ, 48 giờ, 96 giờ, tùy thuộc vào đối tượng sinhvật đem thí nghiệm.)

- Lấy động vật thí nghiệm ra khỏi môi trường có độc chất, tiến hành quan sát trongvờng 14 ngày, thường xuyên đo những chỉ tiêu sau: cân nặng, mức độ tiêu thụ thực phẩm,

- LOEC (Low observed effect concentration): n ngồ độ th pấ nh tấ c aủ đ cộ ch tấ trong môi

trườ để có thể quan sát th yng ấ bi uể hi nệ nhi mễ đ c.ộ

- NOEL (No observed effect level): li uề lượ cao nh tng ấ c aủ đ cộ ch tấ mà t iạ n ngồ độ đókhông quan sát th yấ nhả hưở nhi mng ễ đ cộ đ nế cơ thể sinh v tậ th cự nghi m.ệ

- NOEC (No observed effect concentration): n ngồ độ cao nh tấ c aủ đ cộ ch tấ mà t iạ

n ngồ độ đó không quan sát th yấ nhả hưở nhi mng ễ đ cộ đ nế cơ thể sinh v tậ th cựnghi m.ệ

* Chú ý: NOEL và LOEL dùng cho tất cả các đáp ứng kể cả đáp ứng có hại và các tác

động nói chung khác NOAEL (No observed adverse effect level), LOAEL (Low oservedadverse effect level) chỉ sử dụng cho đáp ứng có hại của độc chất

1.2.5.2.Ph ươ pháp xác đ nh ng ị đ c ộ tính mãn tính c a ủ m t ộ ch t ấ

Độc tính mãn tính của một chất được xác định bằng cách thông qua các thí nghiệm

trường diễn Qua các thí nghiệm này có thể xác định được:

- Nồng độ gây ảnh hưởng và mức độ ảnh hưởng của độc chất đến quá trình phát

triển bình thường của cơ thể sinh vật

- N ngồ độ gây ảnh hưởng và mức độ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của cơ thể sinhvật

-Nguy cơ gây ung thư của độc chất đối với cơ th ể sinh vật

Một số thí nghiệm dùng để đánh giá độc tính mãn tính:

Các nghiên c u ứ tr ườ di n: ng ễ Các nghiên cứu thường tiến hành ở liều lượng dưới mức

tử vong Thời gian nghiên cứu thường kéo dài từ 6 đến 24 tháng hoặc nghiên cứutrong suốt vòng đời của động vật mang đi thí nghiệm

Qua các nghiên cứu trường diễn thu được các kết qu ả sau:

- Hình dung được tác hại mãn tính của độc chất

- Thiết lập mối quan hệ liều lượng phản ứng

- Xác định c ơ quan nội tạng nào chịu tác động và c ơ chế gây độc

- Cung cấp s ố liệu về tác động tích lũy

- Đánh giá về khả năng phục hồi của cơ thể

Thí nghi m ệ nghiên c u ứ khả năng gây đ t ộ bi n ế gen, m c ụ đích nh m ằ để xác đ nh ị khả năng gây đ t ộ bi n ế gen c a ủ đ c ộ ch t ấ Bao g m ồ các thí nghi m ệ sau:

- Các thí nghiệm xác định khả năng gây đột biến gen của độc chất được tiến hành trên

vi sinh vật, thực vật, côn trùng, tế bào limpho,… Các thí nghiệm này thường ít tốn kém vàcho kết quả nhanh

- Các thí nghiệm xác định sự sai lệch nhiễm sắc thể trong tủy xương, tế bào vi nhâncủa lympho và sự phá hủy tinh trùng tiến hành trên cơ thể động vật

Thí nghi m ệ nghiên c u ứ khả năng gây ung th , ư th ườ k t ng ế h p ợ v i ớ nghiên c u ứ tr ườ ng

di n ễ nh m ằ ti t ế ki m ệ th i ờ gian và kinh phí Ti n ế hành xem xét sự xu t ấ hi n ệ các kh i ố u trên nh ng ữ đ ng ộ v t ậ ch u ị li u ề cao trong nghiên c u ứ tr ườ ng di n ễ

Nghiên c u ứ về nh ả h ưở khả năng sinh s n ng ả trên cơ thể đ c ự và cái, m c ụ đích nh m ằ để xác đ nh ị tác đ ng ộ x u ấ c a ủ đ c ộ ch t ấ đ n: ế

- Tác động xấu đến sức khỏe sinh sản của bố và mẹ bao gồm sự khó thụ tinh, sự vôsinh, những tác động lên tinh trùng và trứng

- Tác động lên sự phát triển của bào thai bao gồm khả năng chết của phôi, sảy thai, sựchết trước khi sinh, quái thai

- S ự rối loạn về chức năng sinh lý, bất thường trong hành vi nhận thức

1.2.6 Yếu tố áp dụng AF

Trong việc thiết lập mối quan hệ gi aữ độ độc c pấ tính và độ độc mãn tính, một thông số

đã được đ aư ra sử d ng,ụ đó là y u ế tố áp d ng ụ (AF), là một thông số không thứ nguyên,

thuần túy hóa h c,ọ được tính bằng n ngồ độ ngưỡng c aủ độ độc mãn tính chia cho n ngồ độgây độc cấp tính

AF = MATC/LC50Yếu tố áp d ngụ AF đượ xem như là dải n ngc ồ độ Chẳng hạn, nếu

0,5 < MATC < 1,0mg/l và LC50 là 10 mg/l,0,5/10 < AF = MATC/LC50 < 1,0/10 > 0,05 < AF < 0,1Theo lý thuyết, AF khá nổ định cho một hóa chất trên các cơ thể sống khác nhau Do đó,khi AF của một hóa ch tấ đã đượ xác định cho một loài thủy sinh vật nào đó thì nó cũng cócthể áp dụng cho một loài khác Lý thuy tế này đã cung cấp m tộ ước tính về n ngồ độ độc mãntính của một hóa chất lên các loài không thể tham gia các phép thử trong điều ki nệ gây độcmãn tính do ch aư có đủ thông tin về các yêu cầu cần thi tế để duy trì đời sống sinh vật.Ngoài ra, trong một số trường h p,ợ AF cũng cung c pấ ước tính về n ngồ độ độc mãn tính

mà không cần tiến hành thử nghiệm, mặc dù loài sinh vật có th ể tham gia Đi u ề này đã giúpgiảm chi phí và thời gian sử dụng cho các thử nghiệm Các nhà nghiên cứu có thể xác định AFcủa một hóa ch tấ đối với một sinh v tậ và sau đó áp dụng cho một sinh vật khác Chẳng hạn,

AF của một hóa ch tấ đối với cá là từ 0,05 - 0,1, AF này có thể áp d ngụ để xác định MATCcủa m tộ loài giáp xác như tôm, khi biết LC50 của nó là 1,0mg/l MATC của hóa ch tấ này đốivới tôm sẽ là:

MATC = AF x LC50 = 0,05 – 0,1 x 1,0 mg/l > 0,05mg/l < MATC < 0,1 mg/l

Cuối cùng, một sự so sánh về các n ngồ độ hóa chất gây ra các nhả hưởng có h iạ đáng

kể trong nghiên c uứ độ độc mãn tính với n ngồ độ hóa chất có thể có trong môi trườngnước (EEC) cho phép một sự đánh giá về các khả năng ngộ độc tiềm tàng mà hóa chất gây

ra cho các sinh v tậ nước

Bên cạnh hai khái ni mệ độc tính c pấ tính và đ cộ tính mãn tính, người ta còn dùngkhái ni mệ độc tính bán cấp Đ c ộ tính bán c p: ấ là tác dụng gây h iạ c ơ thể động vật nếu hằngngày hóa ch tấ đượ đ ac ư vào cơ thể trong khoảng th iờ gian dưới 10% thời gian sống c aủđộng vật thí nghiệm

1.2.7 Tham số an toàn cho người

1.2.7.1 L ượ ti p ng ế xúc ch p ấ nh n ậ đ ượ trong m t c ộ ngày ADI

Lượng tiếp xúc chấp nh nậ được trong một ngày ADI (Acceptable Daily Intake): là

lượng ước tính tiếp xúc của người trong một ngày mà không xảy ra một nguy c ơ về sứckhỏe nào trong suốt cả đời

Giá trị ADI thường được dùng để quy định cho các chất phụ gia và dư lượng thuốc trừsâu có mặt trong thực phẩm và nước uống

Giá trị ADI được tính dựa trên các giá trị LOEL và NOEL trong các thí nghiệm trườngdiễn tiến hành trên động vật thí nghiệm ADI được tính bằng công thức sau:

ADI=NOEL/UF

UF: là hệ số bất định, hệ số này thường nằm trong khoảng từ 10 đến 1000 Thôngthường giá trị UF là bội số của 10 UF được xác định dựa trên nguyên tắc sau:

- Trong trường hợp không xác định được giá trị NOEL thì có thể dùng giá trị LOEL của độc chất, trong trường hợp này hệ số bất định được nhân thêm 10

- Trong trường hợp kết quả nghiên cứu về nhiễm độc mãn tính không đầy đủ, hệ số bất định được nhân thêm 10

- Trong trường hợp dùng kết quả thí nghiệm trên động vật để suy ra cho người, hệ

số bất định được nhân thêm 10

1.2.7.2 Li u ề l ượ ti p ng ế nh n ậ hàng ngày có thể ch u ị đ ng ự đ ượ TDI c

Liều lượng tiếp nhận hàng ngày có thể chịu đựng được TDI (Tolerable Daily Intake): là giá

trị định lượng về khối lượng của một chất có trong thực phẩm và nước uống tác độngtrên một đơn vị thể trọng mà con người có thể tiêu hóa hàng ngày trong suốt một đời màkhông có nguy cơ xấu cho sức khỏe

Tương tự như ADI, TDI được tính theo công thức sau: TDI=NOAEL hoặc LOAEL/UF

Ch ươ ng 2: CÁC THÀNH PHẦN C A Ủ ĐỘC CHẤT

2.1 Nguyên t c ắ chung trong nghiên c u ứ đ c ộ h c ọ

Độc chất h cọ môi trường là một ngành khoa học trẻ phát tri nể nhanh trong 40 năm qua.Độc chất h cọ môi trườ liên quan đến việc nghiên cứu nguồn g c,ng ố con đường, sự chuyểnhóa và nhả hưởng của các hóa chất nguy hại trong môi trường Nghiên cứu nhả hưởngnguy hại mở rộng b tắ đầu từ cá thể và quần thể sinh v tậ cho đến hệ thống sinh thái.Nghiên cứu nhả hưởng độc của các chất gây ô nhi mễ môi trường thật sự b tắ đầu từ thậpniên 60 Vào nh ngữ năm đầu tiên của ngành nghiên c uứ độc chất h cọ môi trường, các nhàkhoa h cọ quan tâm đến việc sử dụng các hóa chất, hoặc hỗn hợp hóa chất có khả nănggây đ cộ đặc biệt là các hợp chất có nguồn gốc từ arsen và th yủ ngân Trướ đây, h uc ầnhư việc áp dụng arsen và th yủ ngân đều mang tính tích cực bởi vì “ti nệ ích” c aủ chúngnhư là một ch tấ đ cộ để giả quyết các v nấ đề cá nhân và chính trị

Nh ngữ người nghiên cứu về độc ch tấ đầu tiên phải kể đến là các nhà vật lý và giả kim.Một nhà v tậ lý người Th yụ sĩ Paracedsus (1499-1541) đặc biệt nổi tiếng với công thứctính mối tươ quan giữa n ngng ồ độ và phản ng.ứ Ông đã quan sát những bệnh nhân nhi mễđộc ở nồng độ thấp thì thấy nó có tác dụng tích cực, trái lại ở n ngồ độ cao thì phát hiện

ra hi nệ tượng nhi mễ độc Nhà vật lý tiếp theo là Orfila (1787-1853) Ông đã đăng tải mộtcông trình quan trọng về độc tính của các hợp chất tự nhiên, trong đó mô tả m iố tươ quanng

hi nệ tượng nhiễm độc của bệnh nhân và thành phần các hóa ch tấ có trong cơ thể c aủ ngườibệnh (các mô)

Sau đó, ông đã nghiên cứu các hoạt tính của kháng thể và cho r ngằ cơ thể con người cóthế đào th iả các độc ch t.ấ Sau đó, nhiều công trình nghiên cứu về độc ch tấ đã được thựchiện trên độc v t.ậ Và cũng từ đó, ngành độc chất h cọ đượ xem như là một ngành khoac

h c.ọ Cho đến giữa thế kỷ 19, khi có s ự phát tri nể vượt bậc của hóa học, cùng với việc mởrộng quá trình tách chiết các hóa chất tự nhiên và sản xuất những hợp chất nhân tạo m i,ớngành độc ch tấ bước qua m tộ giai đoạn phát triển m i.ớ Cho dù độc chất học phát tri nểnhanh, nh ngư vẫn dựa vào 2 nền tảng sau:

1 Kiểm nghiệm các lo i dạ ược phẩm mới

2 Xác định nhả hưở độc tiềm ẩn từ các hợp chất t ng ự nhiên và nhân tạo

Kỷ nguyên này đánh giá sự kh iở đầu c aủ đ cộ ngành độc chất học công nghiệp, liênquan trực ti pế đến sức kh eỏ công nhân và n iơ làm việc Trong suốt quá trình phát triểnhóa học, ngườ ta đã nhận di ni ệ đượ độc chất h cc ọ động vật ở Châu âu và Bắc Mỹ do m tộlượng lớn hóa ch tấ được sử d ngụ đã gây nên s ự chết của sinh vật hoang dã Sự ô nhi mễ môi

trườ đã khiến nhiều chính phủ phải có những chính sách phù h png ợ để đánh giá và kiểmsoát các chất gây ô nhiễm ti mề năng trong nước thải công nghi p.ệ Tuy nhiên, cho đ nế năm

1962, một cuốn sách của Carson v iớ tiêu đ ề “Mùa Xuân thầm l ng”ặ (Silent Spring), một sựnhận diện về độc tính môi trường, được xuất bản Cuốn sách mô tả nhả hưởng của cáchóa ch tấ độc h iạ lên đời sống hoang dã, hay còn gọi là sự biến mất của các loài chim vencác dòng sông

Cuối thập niên 60, Truhaut sử dụng thật ngữ “Độc h cọ sinh thái” (Ecotoxicology) để mô

tả ngành nghiên cứu về độc tính môi trường Truhaut đã đ nhị nghĩa độc h cọ sinh thái như là

một nhánh c aủ độc chất học mà nó tập trung vào nhả hưở độc của các hợp chất tựngnhiên và nhân t o lên c ạ ơ th ể sống.

Truhaut chính thức phân biệt gi aữ độc học truyền th ngố và độc học sinh thái và mô tảđộc tính sinh thái qua các bước sau:

1 Sự thâm nhập, phân phối và số phận của các chất gây ô nhi m trongễ môi trường

2 Sự thâm nhập và số phận của các chất gây ô nhiễm trong sinh vật của hệ sinh thái

3 Các nhả hưởng có hại của hóa chất lên các cấu thành của hệ sinh thái (bao gồm cả conngười)

Mỗi m tộ giai đo nạ đều phức tạp bởi sự chuyển hóa hữu sinh và vô sinh của các hợpchất ban đ u.ầ Đến giữa thập niên 70 các nhà khoa học b tắ đầu nhận ra rằng ki mể soátđộc chất trong môi trường phải từ các ngu nồ do con người tạo ra, qua việc thu thập số liệu

về số lượng các hợp ch tấ trong môi trườ đ tng ấ và nước

2.1.1 ai h n ng gâ tác đ ng ộ c a đ c ộ ch t ấ

Đ c ộ ch t ấ có hai khả năng nh h ả ưở ng đ n ế c th ơ ể s ng nh ố ư sau:

- Độc chất tác động trực tiếp lên cơ thể sống và gây hại đến c ơ thể sống

- Độc chất tác động gây hại gián tiếp lên cơ thể sống

Từ lâu c ngộ đ ngồ châu Âu đã nhận ra rằng cần phải bảo vệ môi trường và tạo nênchuẩn m cự chung để bảo vệ ngườ tiêu dùng để b oi ả đảm sự tự do thươ mại giữa cácngchính phủ thành viên Vì lý do này, các quy định về môi trườ được áp dụng cho các sảnngphẩm, kể cả các hóa chất nguy hại Tuy nhiên, trong nh ngữ năm g nầ đây, phản hồi cho hệthống hiện t iạ được xác định và ki mể tra Điều quan trọng nhất là:

- 100.106 các hợp ch tấ đang tồn tại có th ể được sử dụng mà không qua kiểm nghiệm

- Không có công cụ hữu hi uệ đ để ảm bảo việc s ử dụng an toàn các ch tấ có nguy cơ cao

- Thi uế động lực cho việc sáng ch , đế ặc biệt là thay thế hoặc làm giảm chất thải nguy hại.Chính vì thế, ngày càng có nhiều loại hóa ch tấ được sử dụng cho các mục khác nhaukhông được kiểm nghi mệ và đều có khả năng tiềm tàng trong vi cệ gây đ cộ đối với sinhvật và môi trươ sinh thái Đặc biệt là các hóa ch tng ấ được sử dụng trong nông nghi pệ nhưthuốc diệt cỏ, diệt côn trùng, chất bảo v ệ thực v t…ậ

2.1.2 Đ c ộ h c ọ nghi n c u ứ d a tr n hi u ệ ng ứ d i ư t vong và tr n t vong

Đo c học môi trường không nghiên cứu tác dụng của độc chất một cách độc lập

mà nghiên cứu đặt trong mối quan hệ tương tác giữa các độc chất

- Tươ tác hợp l c:ng ự được thể hiện khi cơ thể sống hấp thụ hai hay nhiều chất độc.Tác dụng tổng của các chất này lớn hơn tổng tác dụng của các chất cộng lại Ví dụnhư tươ tác giữa amiang và khói thuốc là tương tác hợp lực Nguy cơ bị ung thưngphổi của người làm việc với amiăng tăng lên 5 lần, người hút thuốc lá tăng lên 11 lầnnhưng đối với người vừa hút thuốc lá vừa làm việc với amiang thì tăng lên đến 55 lần

so với người bình thường

- Tương tác tiềm ẩn: một chất khi đ nơ độc đi vào cơ thể thì không gây phản ứng cho

cơ thể, nhưng khi có mặt chất khác trong cơ thể thì tính độc của chất đó tăng lên Ví dụ

tươ tác giữa izopropanol và CClng 4 là tươ tác tiềm ẩn Izopropanol không độc đốingvới chuột, nhưng dưới tác dụng của CCl4 thì tính độc của nó sẽ tăng lên rất nhiều

- Tương tác đối kháng:

+ Đối kháng hóa học: Một độc chất sẽ làm mất độc tính của chất khác qua phảnứng hóa học với chất đó Ví dụ tươ tác giữa EDTA và kim loại là tương tác hóa học.ngEDTA phản ứng tạo phức với kim loại, làm cho kim loại không có khả năng liên kếtvới nhóm

–SH của protein gây biến tính protein

+ Đối kháng cạnh tranh: phản ứng đối kháng cạnh tranh là phản ứng mà ở đóchất cạnh tranh và chất đối kháng tác động lên cùng một chất tiếp nh n.ậ Độc chấtđối kháng cạnh tranh làm chuyển dịch chất khác ra khỏi vị trí nhiễm độc Ví dụ

tươ tác giữa oxy và CO là tương tác đối kháng cạnh tranh CO tác dụng vớingHemoglobin (Hb) ngăn cản vận chuyển O2 trong máu, nhưng khi nồng độ O2 cao thì

O2 sẽ đẩy được CO ra khỏi Hb đưa về trạng thái bình thường

HbO2 + CO → HbCO + O2HbCO + O2→ Hb.O2 + CO

O2 có thể đẩy CO ra khỏi vị trí nhiễm độc nên ta gọi tương tác này là tương tác đối kháng không cạnh tranh

+ Đối kháng không cạnh tranh: chất đối kháng cản trở tác động có hại của độcchất nào đó bằng cách nối kết các thành phần có liên quan tới độc chất A chứkhông liên kết trực tiếp với độc chất A Ví dụ tươ tác giữa atropin và các chất ứcngchế enzyme acetylcholinesterase là tươ tác đối kháng không cạnh tranh Atropinnglàm giảm độc tính của các chất ức chế enzyme acetylcholin-esterase (enzymephân giải acetylcholin) bằng cách không tác dụng trực tiếp lên enzyme đó mà tácdụng lên receptor của acetylcholin

+ Đối kháng chuyển v :ị đối kháng chuyển vị là đối kháng tạo nên khi có sựchuyển đổi dược động học của độc chất làm cho độc chất có thể tiến tới dạng độchơn Ví dụ một số chất sau khi qua chuyển hóa của hệ enzyme có trong gan tạothành chất độc h n ơ đối với c ơ thể

2 2 Ph ươ thứ hấp thụ và đào th i ng ả h t ấ độ a ủ ơ thể

2.2.1 Gi i thiệu chung

Cơ thể ngườ đi ượ ngăn cách v ic ớ môi trường bên ngoài bởi 3 loại màng chính:

- Da.

- Biểu mô của hệ tiêu hóa

- Biểu mô của hệ hô hấp

Nhìn chung, độc chất hấp thụ vào cơ thể qua đườ tiêu hóa ít h nng ơ so v iớ đường da

và biểu mô của hệ hô h p.ấ Độ độc của các chất sẽ bị giảm b tớ khi qua đườ tiêu hóa dongtác động của dịch tiêu hóa

Ph iổ người có diện tích tiếp xúc với không khí là 90 m2 trong đó 70 m2 là diện tích tiếpxúc của phế nang M ng lạ ưới mao mạch của phổi có diện tích tới 140 m2

Để xâm nh pậ vào máu, độc chất ph iả vượ qua đt ượ các màng này trước khi tấn côngclên một khu v cự nào đó c aủ cơ thể Sự xâm nhập của m tộ độc chất qua bất kỳ một màngsinh học nào đ uề được quy tế định bởi các tính chất hóa lý c aủ nó nh :ư

- M cứ độ lớn hóa thấp

- Hệ số phân bố m /nỡ ước của dạng không ion hóa cao

- Các bán kính nguyên tử hoặc phân tử của các chất có kh ả năng tan ít trong nước.Ngay khi m tộ độc ch tấ đã vượt qua các màng, nó nhập vào vòng tu nầ hoàn máu và mang

đi kh pắ cơ thể với một số dạng khác nhau:

- Các phân tử có khả năng khuếch tán tự do đượ hòa tan trong nc ước nhũ tương

- Các phân tử liên kết thuận nghịch với các protein, chylomicron hoặc các cấu tử khác của huyết thanh

- Các phân tử tự do hoặc liên kết nằm trong hồng cầu và các yếu t ố tạo thành khác.Phản ứng sinh h cọ đối với một hóa chất nguy hại phụ thuộc trực tiếp vào li uề lượngcủa hóa ch tấ đó hấp thụ vào cơ quan nội t ng.ạ Tác động của bất kỳ m tộ độc ch tấ nào cũngđều phụ thuộc chủ yếu vào n ngồ độ của nó tại khu v cự tác động

Ti p ế xúc

Sự tiếp xúc c a đủ ộc chất v i ớ cơ th ể sống có thể được hiểu là sự có mặt của một xenobiotic(hóa chất lạ đối v iớ cơ th )ể trong cơ thể sinh v t.ậ Đ nơ vị của sự ti pế xúc thườ đượcngtính bằng ppm (đ nơ vị một phần tri u)ệ hay đ nơ vị kh iố lượng trên một mét khối không khí,

m tộ lít nước hay một kg thực phẩm Li uề lượng ti pế xúc qua da thườ được tính bằngng

n ngồ độ của dung dịch tiếp xúc với diện tích bề m t ặ cơ thể

-Độc chất có khả năng hấp thụ thụ động qua màng tế bào bao gồm độc chất có khốilượng phân tử nhỏ tan trong nước và độc chất tan tốt trong m ỡ Độc chất có khối lượngphân t ử nhỏ

33-

-hấp thụ qua màng tế bào nhờ các kênh vận chuyển ion có trên màng Ngược lại, độc chất tantốt trong mỡ hấp thụ qua màng nhờ lớp phospho lipid của màng tế bào Các dạng ionthường ít có khả năng đi qua màng tế bào do độ hòa tan của chúng trong lipid thấp.

Phần lớn độc chất đi vào cơ thể theo con đường hấp thụ thụ động Tỷ lệ độc chất hấpthụ vào cơ thể phụ thuộc vào gradient nồng độ và tính ưa béo của độc chất đó

- H p ấ thụ chủ đ ng: ộ

Hấp thụ chủ động là cơ chế vận chuyển các chất bằng cách sử dụng năng lượng của

tế bào Chính vì vậy mà có thể vận chuyển độc chất từ n iơ có nồng độ th pấ đến n iơ cónồng độ cao

Cấu trúc, hình thể, kích thước và điện tích là những yếu tố quan trọng quyết định áilực của một phân tử đối với một chất tải đối với những chất có đặc tính tươ tự nhaungthường xảy ra hiện tượng kìm hãm cạnh tranh

- H p ấ thụ nhờ các ch t ấ mang:

Hấp thụ nhờ các chất mang là cơ chế vận chuyển độc chất vào trong tế bào nhờ cácchất mang của tế bào Các chất liên kết với chất mang đi vào trong tế bào, ở đây các chấtđược giải phóng và chất mang tiếp tục vận chuyển phần tử chất khác đi qua màng tế bào

- N i ộ th m ấ bào:

Bao gồm kiểu hấp thụ các tiểu phần dạng rắn theo cơ chế thực bào và hấp thụ cáctiểu phần ở dạng lỏng dưới dạng uống bào Hệ thống vận chuyển này được dùng khi bàitiết các chất độc có trong máu ở các túi phổi và mạng lưới nội mô cũng như hấp thụ một

số độc chất qua thành ruột

2.2.2 Màng tế bào

Để có thể hi uể được quá trình hấp thụ hóa chất từ bề mặt c aủ cơ thể vào máu và từmáu vào đến các mô cần phải nghiên cứu cấu trúc và bản chất hóa học của màng t ế bào H uầnhư tất cả các trường h pợ các độc chất ph iả đi qua màng tế bào tới nh ngữ điểm nh tấ

đ nhị để có thể gây nên phản ứng sinh học

Hình 2 là sơ đồ đ cặ tr ngư của một màng tế bào động vật Một phần của màng tế bàonày đượ phóng đại ở hình 3 để biểu diễn các phospholipid và protein cấu tạo nên màng tếcbào

Hình 3 các phân tử phosphohpid được biểu thị bằng những hình ô van sẫm màu với haiđuôi và protein của màng tế bào đ ược biểu diễn bằng nh ngữ đường xo nắ mang theo haiđiện tích âm và đi nệ tích dương

Hình 5 biểu diễn một phân tử phospholipid, là thành phần chính tạo nên màng tếbào Trong minh h aọ này phosphatidylchohne distearate được sử đụng làm ví dụ (trong thực

tế có rất nhiều loại phân t tử ương t ự trong màng tế bào) và tính phân c c,ự đ uầ tan đượctrong nước và tính không phân cực, ph nầ đuôi tan được trong m ỡ của phân tử

Màng tế bào đóng vai trò như một lớp dầu mỏng (chất lipid l ng)ỏ trong môi trườnglỏng (nước) Các protein hình cầu trong các phần lỏng của màng tế bào di chuyển tự do trênnhững phần bằng phóng của màng (hình 5) Một số các protein này hoàn toàn đi qua màng

tế bào, tạo ra những rãnh l ngỏ đi xuyên qua lớp màng lipid Những phân tử tan trong nước

có kích thước nhỏ và các con có thể thẩm thấu qua những rãnh l ngỏ này, trong khi đónhững phân tử tan được Trong mỡ có thể thẩm thấu t ự do qua các thành phần phospholipidcủa màng tế bào Các phân tử tan trong nướ có kích thước lớn không thể ngay lập t cc ứ điqua màng tế bào trữ khi bằng m t ộ cơ ch ế vận chuy n để ặc biệt

35-

-Do thành phần chủ yếu cấu tạo nên màng tế bào là phospholipid, nên những hợp chấttan trong mỡ đi qua màng tế bào nhanh h nơ rất nhiều so với những hợp ch tấ tan trongnước.

36-

-Những hợp ch tấ tan trong nước không thể nào đi qua được màng tế bào một khi rãnhprotein không được tạo thành Do v y, ậ trên cơ sở cấu trúc của màng tế bào có thể tóm tắtchung v ề quá trình hấp thụ như sau:

Các hợp chất tan trong mỡ được hấp thụ qua bề m tặ cơ thể nhanh h nơ (thường nhanh

h nơ gấp nhiều lần) so với các hợp ch tấ tan trong nước, các hợp ch tấ tan trong nước chỉ cóthể đi qua được màng t ế bào bằng m tộ cơ ch ế vận chuy nể đặc biệt

Con đườ chính để các độc ch tng ấ trong môi trườ đi vào cơ thể là thông qua da, quangphổi và thành ruột

Một số xenobiotic có thể tác động trực tiếp từ bề mặt bên ngoài của màng dịch bào,chúng được gắn vào nh ngữ protein đặc bi tệ (cơ quan tiếp nhận) trên màng tế bào Phảnứng mà các cơ quan tiếp nhận trên màng tế bào làm cho các hợp chất sẵn có thể chuy nểđộng từ màng d chị bào đến những bộ phận khác của tế bào (như là nhân tế bào) sẽ tác

đ ngộ đến phản ứng

2.2.3 Hấp thụ qua da

Nhìn chung da có tính thấm không cao, do đó tạo nên một hàng rào ngăn cản độc chấtngoài môi trường xâm nhập vào cơ thể qua da Tuy nhiên, một s đố ộc chất có khả năng hấpthụ qua da

- Độc chất dây dính trên da có thể có các phản ứng sau: phản ứng với bề mặt da gâyviêm da sơ phát, hấp thụ qua da gây phản ứng với protein gây cảm ứng da, hoặchấp thụ qua da đi vào máu

- Độc chất hấp thụ qua da phần lớn là qua lớp tế bào biểu bì da và một phần qua cáctuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi, qua các túi nang của lông

+ Hấp thụ độc chất qua tế bào biểu bì da:

Độc chất được hấp thụ qua biểu bì da theo cơ chế khuếch tán thụ động Chất độc hấpthụ qua da qua lớp tế bào biểu bì da qua 2 pha:

* H p ấ thụ qua l p ớ s ng: ừ lớp bì có nhiệm vụ ngăn chặn sự xâm nhập của độc chất vào cơ

thể sống Hấp thụ qua lớp này mang tính chọn lọc, chỉ cho phép những chất phân cực

có khối lượng phân t ử nhỏ khuếch tán qua lớp protein và chất không phân cực tantốt trong mỡ khuếch tán qua lớp lipid

* H p ấ thụ qua l p ớ chân bì: hấp thụ qua lớp chân bì không có tính chọn lọc, phần lớn

các chất có khả năng qua lớp sừng đều được hấp thụ qua lớp chân bì

+ Hấp thụ qua tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi, qua các túi nang của lông: khả năng hấpthụ độc chất qua các tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi và qua các túi nang của lông thấp docác tuyến này chỉ chiếm khoảng 1% bề mặt cơ thể Chủ yếu cho các độc chất phân cực

có khối lượng phân tử nhỏ đi qua

- Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ qua da của độc chất

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hấp thụ độc chất qua da như: cấu trúc hóa học củađộc chất, yếu tố môi trường, độ dày mỏng của da, tốc độ dòng máu của huyết thanh

+ Khả năng hấp thụ qua da phụ thuộc vào tính chất vật lý, hóa học của các chất Cáchợp chất hữu cơ không phân cực tan tốt trong mỡ dễ dàng hấp thụ qua da Độc chất tan

tốt trong nước, ion thường khó hấp thụ qua da Độc chất có tính ăn mòn sẽ tác dụng trựctiếp lên da

gây tổn thương lớp tế bào biểu bì da và tạo điều kiện thuận lợi cho độc chất kháchấp thụ qua da.

+ Những vùng da khác nhau trong cơ thể thường có khản năng hấp thụ độc chấtkhác nhau Vùng da lòng bàn tay, bàn chân là những khu vực khó hấp thụ độc chất so vớivùng da khác

+ Tốc độ di chuyển độc chất từ lớp biểu bì vào hệ tuần hoàn máu phụ thuộc tốc độdòng máu Tốc độ vận chuyển của dòng máu càng cao thì khả năng hấp thụ càng cao.+ Thông thường thay đổi yếu tố môi trường cũng thay đổi khả năng vận chuyển độcchất qua da Ví dụ như khả năng vận chuyển của độc chất tăng khi độ ẩm của da giảm

2.2.4 Hấp thụ qua đường hô hấp (hấp thụ qua phổi)

Độc chất có trong không khí theo khí thở vào mũi, đến phế quản, khí quản qua các phếnang vào hệ tuần hoàn máu Phế nang phổi có bề mặt tiếp xúc lớn và có lưu lượng máucao nên phần lớn độc chất được hấp thụ tại phế nang đối với các độc chất khác nhauthì khả năng hấp thụ qua đường hô hấp là khác nhau

- Đ i ố v i ớ đ c ộ ch t ấ là các ch t ấ khí và h i: ơ

Các chất khí sau khi qua đường hô hấp tích đọng trong đường hô hấp gây bỏng rátđường hô hấp hoặc qua ph iổ đi vào máu Kh ả năng hấp thụ qua đường hô hấp vào máu phụthuộc vào khả năng hòa tan trong máu của độc chất Khí càng dễ hòa tan trong máu thì hấpthụ sảy ra càng nhanh Khác với hấp thụ độc chất qua da, các chất khí, h iơ là chất phân cựctan tốt trong nước dễ dàng hấp thụ qua đường hô hấp đi vào máu

- Đ i ố v i ớ đ c ộ ch t ấ là các h t: ạ

Kh ả năng hấp thụ độc chất ph ụ thuộc vào kích thước của các hạt

+ Các hạt có kích thước lớn h nơ 5µm, thường chỉ gây tác động đến đường hô hấp trên.+ Các hạt có kích thước từ 5µm đến 1µm, có thể đến màng phổi và các mao mạch trên phổi

+ Các hạt nhỏ hơn 1µm, có thể đến được màng phổi và thấm qua màng đi vào hệ tuần hoàn

+ Các chất độc qua đường hô hấp được hấp thụ vào máu rồi phân bố đến các cơ quan não, thận trước khi qua gan

Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thụ Khả năng hấp thụ độc chất qua đường

hô hấp không chỉ phụ thuộc vào tính chất của độc chất mà còn phụ thuộc vào các yếu

tố khác nh :ư nồng độ chất độc trong không khí thể tích hô hấp mỗi phút, t cố độ vậnchuyển của dòng máu… Lượng độc chất hấp thụ lớn khi nồng độ độc chất cao, thể tích hôhấp lớn và tốc độ vận chuyển của dòng máu nhanh

2.2.5 Hấp thụ qua đường tiêu hoá

Đa phần độc chất qua đường tiêu hóa đi vào cơ thể người chủ yếu là thông qua các loạithực phẩm và nước uống bị nhiễm ch tấ độc Ngoài ra, các chất độc dính ở trên da đưa vàomiệng hoặc các chất độc có trong không khí vào miệng qua cơ chế thanh lọc của đường hôhấp

Các chất sau khi qua miệng, được đưa đến thực quản rồi đến dạ dày Ở dạ dày, cácchất