29 Benzonitriles Bromoxynil, chlorthiamid đichlobenil, ioxynil Amides and anilides Benzoylprop-ethyl, diphenamid, propachlor, propanil Các loại khác Aminotriazole. flurecol. Glyphosate, picloram VI: các chất làm rụng lá chết cây Hợp ch ấ t quaternary ammonium (bipyidyls) Diquat, paraquat Phenolics Cacodylic axit, dinoseb. DNOC, PCP VII:các chất điều hoà sinh trưởng Chất ức ch ế sinh trưởng (ức ch ế ng ắ n hạn ) Hợp ch ấ t quatemary ammonium Gibberellic axit Chlormequat Kích thích đâm chồi và làm giảm nảy chồi bên Carbarmates Chlorpropham, propham Ethylene generators Ethephon Gieo hạt trồng cây làm quả chín, nở hoa và kích thích sinh nhựa các loại khác Dimas, glyphosine. naphthaleneacetic axit Làm rụng quá Cycloheximide 30 VIII: Thuốc d i ệ t chu ột Các chất x ông hơi (xông hơi và di ệ t chu ộ t ) Aluminium phosphide, calcium cyanide, chloropicrin, methyl b romide Hydroxy coumarins coumaetralyl, đifenacoum, wafarin Các ch ấ t chống đông máu lndandiones Chloro hacinone. phenyl- methyl pyrozolone, pindone Các loại khác Arsenicals "arse nious oxide", sodium arsenite Thioureas Antu, promurit Ngu ồ n g ố c từ thực vậ t Red squill, strychnine Các loại khác Norbormide sodium, fluoroacetate, vitamin D ( calciferol ) , zinc p hos p hide IX Thuốc diệt ốc , sên Loại thu ố c từ thực vậ t Endod Ở dưới nước Từ hoá chất sufat đồng, niclosamide, sodium pentachlorophenate, trifenmorph Ở trong đất Carbarmates Aminocarb, vethiocarb mexacarbate Các loại khác Metaldehyde Nguồn: Gunn và Stevens , 1976 31 Chương 2 Các hình thức tác động và ảnh hưởng của chất độc tới cơ thể con người 2.1 Con đường xâm nhập của chất độc vào cơ thể con người: Quá trình xâm nhập của chất độc trong cơ thể con người bao gồm quá trình hấp thụ, quá trình phân bố, vận chuyển sinh học và bài tiết. Con đường hấp thụ, phân bố và bài tiết các chất độc trong cơ thể con người được mô tả ở hình 1. Tất cả các quá trình này có quan hệ qua lại và tác động tương hỗ với nhau. Cơ thể con người được ngăn cách với môi trường bên ngoài bởi 3 loại màng chính: Da, biểu mô của hệ tiêu hóa và biểu mô của hệ hô hấp. Da, phổi và thực quản là những cơ quan có vách ngăn chính phân cách cơ thể với môi trường có chứa một lượng lớn các chất hoá học. Khi gây ảnh hưởng có hại đến một hoặc một vài bộ phận cơ thể thì các chất độc phải đi qua các ngăn này trước. Trừ một số chất huỷ hoại mô như axit, bazơ, muối, oxit Các chất hoá học chủ yếu được hấp thụ qua một trong 3 vách ngăn này vào mạch máu và được truyền đi trong cơ thể. Cơ quan có màng hấp thụ các chất độc này thường được gọi là cơ quan mục tiêu hay mô mục tiêu. Một loại hoá chất có thể có một hoặc có nhiều cơ quan mục tiêu và ngược lại nhiều chất hóa học có cùng một cơ quan mục tiêu Ví dụ: benzen có ảnh hưởng đến hệ tuần hoàn và cacbon tetraclorua có ảnh hưởng đến gan. Chì và thuỷ ngân cả hai đều gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, hệ bài 32 tiết và hệ tuần hoàn. Chất độc xâm nhập vào cơ thể con người theo 3 đường: đường hô hấp, tiếp xúc và tiêu hoá. Xâm nhập qua đường hô hấp Phổi người có bề mặt tiếp xúc với không khí là 90m 2 , trong đó 70m 2 là bề mặt tiếp xúc của phế nang. Ngoài ra nó còn có mạng lưới mao mạch với bể mặt là 140 m 2 , quá trình vận chuyển máu qua phổi nhanh và nhiều tạo điều kiện thuận lợi chó các chất có trong không khí được hấp thụ qua phế nang vào mao mạch. Tùy theo bản chất của chất độc đã phản ứng trên đường hô hấp gây tổn thương như kích thích, viêm nhiễm, phù nề, giãn phế nang, xơ phổi Hơi các dung môi hữu cơ có đường kính phân tử nhỏ hơn 5µm được hấp thu nhanh qua phổi. Xâm nhập qua đường tiếp xúc Xâm nhập qua đường tiếp xúc là con đường chất độc tiếp xúc qua da, qua mắt, qua niêm mạc mũi Có hai đường hấp thụ qua da là qua tế bào da và qua các tuyến của da. Qua tế bào là đường cơ bản. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ chất độc qua da: cấu trúc hoá học, tính chất vật lý của chất độc, nhiệt độ môi trường, vùng giải phẫu da khác nhau Các vết thương và vết trầy da có thể tạo điều kiện thuận lợi cho việc xâm nhập qua da. Các yếu tố ảnh hưởng tới sự xâm nhập thuốc BVTV qua da được trình bày bảng 5. Bảng 5 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự xâm nhập thuốc BVTV 33 Yếu tố ảnh hưởn g Ví d ụ Đặc điểm của da - Ccác vết thương và vết trầy da - Độ ẩm của da - Vị trí trên cơ thể (ví dụ như sự xâm nhập thường xảy ra qua mắt và môi) - Tích trạng mạch máu Các yếu tố môi trường - Nhiệt độ - Độ ẩm Đặc đi ể m của thu ố c BVTV - Độ axit - Trạng thái tồn tại (rắn, lỏng, khí) - Nồng độ hoạt chất Hình 1 Con đường hấp thụ, phân bố và bài tiết của các chất độc trong 34 cơ thể Xâm nhập qua đường tiêu hoá Chất độc khi hấp thụ qua đường tiêu hoá thì tính độc sẽ bị giảm do tác động của đích dạ dày (có tính axit) và dịch tụy (có tính kiềm). 2.2 Quá trình xâm nhập chất độc trong cơ thể người Khi chất độc xâm nhập vào cơ thể, chất độc theo máu đi đến Các cơ quan. Do chức năng của các bộ phận và tính chất độc, các chất độc tuỳ trường hợp nằm lại ít hay nhiều. Mỗi chất độc đều có tính độc khác nhau nên việc xâm nhập của chúng vào các bộ phận cũng không giống nhau. Các thuốc mê và thuốc ngủ tan trong tướng hữu cơ nên tan được trong mỡ do đó nó đọng lại ở các tế bào thần kinh, gan và thận. Việc tích luỹ các chất độc trong cơ thể chủ yếu do tính chất hoá học của chúng quyết định. Ví dụ florua không tan hay các hợp chất florophotphat canxi nằm đọng lại ở xương và răng, các kim loại nặng, tác dụng với các nhóm theo (-SH) nằm ở trong tế bào sừng (móng tay, tóc ). Có nhiều tế bào có khả năng giữ chất độc lại như gan giữ lại các kim loại nặng. Trong máu, việc phân phối cũng khác. Ví dụ như đồng, thuỷ ngân nằm trong huyết tương, chì nằm trong các huyết cầu. Các huyết sắc tố có nhiều chất mớ nên nó cũng giữ lại các loại thuốc ngủ, các dung môi. Hiểu biết về sự phân bố các chất độc trong cơ thể là rất quan trọng. Ví dụ: asen và kim loại nặng tập trung ở thận và các móng chân tay, tóc; thuỷ ngân và cadimi ở thận; quanh và 35 bacbiturat ở hồng cầu; DDT và các chất trừ sâu nhóm halogen ở các tế bào dự trữ mỡ; benzen ở tuỷ Đó là những căn cứ giúp ta xác định được mẫu đại diện để phân tích. Do phản ứng lý hoá của chất độc với các hệ thống cơ quan tương ứng mà có sự phân bố đặc biệt cho từng chất: Chất độc có tính điện ly được dự trữ trong mộ t số tổ chức và cơ quan khác nhau như chì, bari, flo tập trung trong xương, bạc, vàng ở da hoặc lắng đọng ở gan, thận dưới dạng phức chất. Các chất không điện ly loại dung môi hữu cơ tan trong mỡ tập trung trong các tổ chức giầu mỡ như thần kinh. Các chất không điện ly và không hoà tan trong các chất béo nói chung thấm vào tổ chức kém hơn và phụ thuộc vào kích. thước phân tử và nồng độ chất độc. 2.2.1 Sự hấp thụ a. Màng tế bào Các chất độc thường đi qua rất nhiều tế bào như biểu mô da, màng tế bào mỏng của phổi hay của ruột non và các tế bào của các cơ quan hay mô mục tiêu. Các màng sinh chất bao phủ quanh các tế bào này khá giống nhau. Độ dày của màng tế bào khoảng 7-9 nm. Con đường xâm nhập chủ yếu của các chất độc là qua da, phổi và hệ tiêu hoá: Một số chất có thể tác động trực tiếp lên bề mặt ngoài của màng plasma, chúng liên kết với protein đặc biệt của màng và phản ứng với thụ thể của màng này làm cho các hợp chất nội sinh vận chuyển từ màng plasma đến với cơ quan của tế bào như hạt nhân và gây ra hiệu ứng sinh học. 36 Hầu hết các chất độc được hấp thụ qua các tế bào biểu bì, ống tiết mồ hôi và lỗ chân lông nhưng lỗ chân lông chiếm nhỏ hơn 1% tổng số bề mặt da nên chỉ có một số ít chất độc đi qua đường này. Một chất độc có thể chuyển qua màng bởi một trong 2 quy trình tổng quát sau: • Quá trình vận chuyển bị động mà ở đó tế bào không có nă ng lượng. • Quá trình vận chuyển đặc trưng mà ở đó tế bào cung cấp năng lượng cho sự chuyển dời các chất độc qua màng tế bào. Phần lớn các chất độc chuyển qua màng tế bào thông qua quá trình khuếch tán đơn giản. Các phân tử nhỏ ưa nước (cho tới trọng lượng phân tử khoảng 600 danton) thẩm thấu qua màng, trong khi đó các phân tử kị nước khuếch tán qua chất béo của màng. Các phân tử ư a nước nhỏ hơn chuyển qua màng bằng cách khuếch tán. Ví dụ: etanol được hấp thụ nhanh từ dạ dày và nhanh chóng được chuyển đi khắp cơ thể bằng sự khuếch tán đơn giản từ máu vào tất cả các mô. b. Sự vận chuyển đặc biệt Có một lượng lớn các chất hoá học chuyển qua màng mà không thể giải thích thông qua sự khuếch tán hay quá trình lọc. Một số các chất hoá học tan trong chất béo để có thể khuếch tán qua màng. Để giải thích cho những hiện tượng này, người ta giả định có một hệ thống vận chuyển đặc biệt. Chúng có nhiệm vụ vận chuyển qua màng tế bào nhiều chất dinh dưỡng như đường, amino; các axit nucleic và một vài hợp chất khác. Sự di chuyển là đặc biệt quan trọng để loại các chất dị sinh hoá từ cơ thể. 37 Phổi cũng có thể góp phần vào sự chuyển hoá sinh học hay loại các chất hoá học trước khi đi vào hệ tuần hoàn, mặc dù vai trò của nó ít được xác định rõ như ở ruột và ở gan. Hiện tượng loại bỏ các chất hoá học trước khi đi vào hệ tuần hoàn được coi như sự tiền đào thải. c. Sự hấp thụ của các chất độc vào phổi Phổi ng ười có diện tích bề mặt của phế nang 70 m 2 , khoảng cách từ biểu mô của nang phổi tới mạch máu là 10µm. Các khí tan trong nước sẽ bị hoà tan trong các dịch nhảy của các ống hô hấp và có thể tích tụ ở đó gây ra sự hư hại khu vực, các khí tan trong mỡ khuếch tán qua màng phế nang với tốc độ phụ thuộc vào hệ số phân bố mỡ/nước và độ tan của các khí trong máu. Các hạt sol khi được hấp thụ tuỳ theo kích thước của hạt và tính chất động học của chúng Các hạt nhỏ hơn làm thường chui vào các phế nang. Khoảng một nửa số hạt bụi sẽ bị loại ra trong một ngày tuỳ vào bản chất của chất độc. Các hạt còn lại sẽ bị tiếp tục loại bỏ trong thời gian tiếp theo. Các hạt khó tan nhất sẽ ở lại lâu nhất. Các hạt tan được nằm trong phế nang sẽ khuếch tán trực tiếp vào máu đi qua phổi, các hạt không tan sẽ thâm nhập vào các kẽ và vào máu qua hệ thống bạch cầu. Phổi thường hấp thụ chất độc ở dạng khí (cacbon oxit, nitơ dioxit và sunfua dioxit) và dạng hơi. Khi chất khí vào phổi các phân tử khí sẽ khuếch tán từ túi phổi vào trọng máu và hoà tan. Ngoại trừ một số chất khí có các ái lực đặc biệt với một số cấu tử có sẵn trong cơ thể (ví dụ gắn cacbon oxit vào hemoglobin). Sự hấp thụ chất khí thường có liên quan đến quá trình hoà tan vật lý đơn giản. Kết quả là các 38 phân tử khi phân bố giữa hai pha khí và máu theo kiểu hấp thụ, hoặc giữa máu và các mô theo kiểu phân bố. Tại điểm cân bằng tỉ lệ nồng độ của chất hoá học trong máu và pha khí là một hằng số. Tỉ lệ hoà tan được gọi là hệ số phân bố máu - khí. Hằng số này đặc trưng cho mỗi khí khác nhau. Vì vậy, nồng độ khí được hít vào cao hơn (có nghĩa là cao hơn áp suất riêng phần) thì sẽ có n ồng độ cao trong máu nhưng tỉ lệ này sẽ không thay đổi cho đến khi đạt trạng thái bão hoà. Ví dụ: clorofom có tỉ số hoà tan trong pha máu/khí cao (15) và etylen thấp (0,14). Máu mang các phân tử khí đã hoà tan đến các bộ phận còn lại của cơ thể. Trong mỗi mô các phân tử khí được chuyển từ máu vào các mũ cho đến khi đạt được sự cân bằng xác định bởi hệ số phân bố từ mô vào máu. d. Sự hấp thụ các chất độc qua lớp sừng biểu bì, da Lớp sừng biểu bì: Là lớp ngoài cùng của da, nó gồm các tế bào phẳng, không nhẵn, đã sừng hoá chứa keratin (protein sợi). Các tế bào này bao lấy nhau tạo thành màng bền vững và dẻo dai, các sợi keratin được bao phủ trong một lớp mỡ mỏng. Lớp biểu bì là vật trở ngại hạn chế tốc độ của sự hấp phụ. Các chất độc phận cực khuếch tán qua bể mặt phía ngoài của các sợi keratin của lớp sừng hydrat hoá. Các chất độc không phân cực sẽ bị hoà tan và khuếch tán qua lớp lipit không thấm nước giữa các sợi protein. Tốc độ của sự khuếch tán liên quan tới sự hoà tan trong mỡ và tỷ lệ nghịch với trọng lượng phân tử. Trước khi đi vào hệ tuần hoàn chất độc phải đi qua một số lớp tế bào. Tốc độ vận chuyển này phụ thuộc vào độ dày của lớp da, dòng máu hiệu quả, sự chuyển cách giữa các kẽ, các tế bào bạch cầu. Sự hấp thụ càng nhanh thì nồng độ trong máu càng [...]... một số người nghiện thuốc lá lại không bị ung thư Các yếu tố môi trường Các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng tới đáp ứng đối với một số hoá chất: có thể là nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, thành phần khí quyển, ánh sáng, bức xạ, điều kiện sinh sống, tiếng ồn, các yếu tố xã hội và mùa trong năm 57 Chương 3 Ảnh hưởng của độc chất và môi trường đến sức khoẻ con người 3.1 ảnh hưởng của chất độc tới các bộ phận... hoà 2. 2 .2 Sự phân bố Sau khi vào trong máu (kể cả qua hấp thụ hay qua tĩnh mạch) chất độc được phân bố vào cơ thể Tỷ lệ phân bố vào các cơ quan hay các mô được xác định bởi tốc độ dòng máu và tốc độ khuếch tán ra khỏi mao quản, đi vào các tế bào của các cơ quan hay mô riêng biệt Nói chung, pha đầu tiên của sự phân bố bị ảnh hưởng bởi tốc độ dòng máu, trong khi sự phân bố được xác định bởi ái lực 2. 2.3... Vùng hấp thụ các chất tan trong mỡ là: 1 Lòng dưới bàn chân 7 Da đầu 2 Mép bàn chân 8 Nách 3 Gan bàn tay 9 Trán 4 Phía trước cánh tay 10 Quai hàm 5 Lưng 11 Hốc tai 6 Bụng 12 Bìu Da của con người thường tiếp xúc với nhiều chất độc Song da có tính chất ít bị thẩm thấu Vì vậy, nó chính là một vách ngăn tốt để ngăn cách các chất độc từ môi trường Tuy nhiên, một vài chất hoá học có thể hấp thụ được qua da... chính ảnh hưởng tới sự đáp ứng của cơ thể với độc chất Môi trường Tác nhân Nhiệt độ Độ ẩm Áp suất khí quyển Ánh sáng Tiếng ồn Vật lý Hoá học Ô nhiễm Sự lưu thông Điều kiện tiếp xúc Độ dài ngày Số mùa trong năm Liều/nồng độ Thời gian Điều kiện xung Con đường Đối tượng chịu tác động Giống, loài Giới tính Tuổi Tình trạng sức khoẻ Trạng thái dinh dưỡng /sức khoẻ chế độ ăn Bệnh tật Cơ thể Khả năng đáp ứng Độ... Nobecourt đề xuất cho trẻ em 1 tháng tuổi 1/10 liều người lớn Từ 2 đến 7 tháng 2/ 10 đều người lớn Từ 8 tháng đến 5 tuổi 3/10 liều người lớn Từ 6 tuổi đến 10 tuổi 4/10 liều người lớn Từ 11 đến 12 tuổi 5/10 liều người lớn Từ 13 đến 14 tuổi 6/10 liều người lớn Gần đây A Augsberger có đề nghị các công thức như sau: Liều trẻ em: (4 x tuổi + 20 )% liều người lớn, ví dụ trẻ em 5 tuổi thì dùng 40% liều người... có tác dụng ức chế như thuốc phiện , cloral không gây tác hại với những người viêm phổi Sự có mặt của các chất trong cơ thể hoặc trong môi trường khi xảy ra sự tiếp xúc Sự tương tác chéo gây tác động từ loại hoá chất này sang loại hoá chất khác sẽ tạo ra một môi trường tiếp xúc phức tạp hơn về mặt định tính và định lượng Sự tiếp xúc và đáp ứng có thể là đồng thời hoặc nối tiếp Sự tương tác lẫn nhau... xảy ra phản ứng Trong hầu hết các trường hợp sự hấp thụ xảy ra nhờ quá trình khuếch tán thụ động, tốc độ hấp thụ được biểu diễn theo hàm mũ hoặc động học bậc một Trong đó: Mo - Nồng độ ban đầu của chất độc tại vị trí hấp thụ M - Nồng độ của chất độc tại vị trí hấp thụ ở thời điểm t Kat- Hằng số tốc độ hấp thụ bằng 0,639-tl /2 t1 /2 - thời gian bán hấp thụ, khi M/MO=1 /2 40 Ví dụ nồng độ của chất độc trong... tử) và chân bì Các lớp này ở sâu bên trong lớp sừng Khác với lớp sừng, các lớp này có chứa nhiều lỗ xốp không chọn lọc, môi trường khuếch tán nước Các chất độc đi qua lớp này do sự khuếch tán và đi vào hệ tuần hoàn thông qua các tĩnh mạch và mao quản bạch huyết trong da Các dung môi như sunfoxit thúc đẩy việc đưa các chất độc qua da và sunfoxit làm tăng khả năng thẩm thấu qua vách ngăn của da hay lớp... với đạm thành các anbuminat có độ độc giảm đi 2. 4 Một số yếu tố chính gây ảnh hưởng tới độc tính của độc chất Đáp ứng sinh học đối với một hoá chất có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố Đó là bản chất hoá học của hoá chất, các tính chất hoá lý, điều kiện tiếp xúc như liều lượng, con đường tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, loài, giống, giới tính, tuổi, trạng thái sức khoẻ của đối tượng, tình trạng dinh dưỡng... liều lượng, con đường tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, loài, giống, giới tính, tuổi, trạng thái sức khoẻ của đối tượng, tình trạng dinh dưỡng và bệnh tật, sự đồng có mặt của hoá chất khác trong cơ thể và môi trường, sự thích nghi chống chịu mẫn cảm của từng cá thể Một số yếu tố chính có thể ảnh hưởng tới sự đáp ứng với độc chất được tóm tắt ở bảng 6 Bản chất của chất độc Bản chất của hoá chất (các tính chất . với môi trường bên ngoài bởi 3 loại màng chính: Da, biểu mô của hệ tiêu hóa và biểu mô của hệ hô hấp. Da, phổi và thực quản là những cơ quan có vách ngăn chính phân cách cơ thể với môi trường. có bề mặt tiếp xúc với không khí là 90m 2 , trong đó 70m 2 là bề mặt tiếp xúc của phế nang. Ngoài ra nó còn có mạng lưới mao mạch với bể mặt là 140 m 2 , quá trình vận chuyển máu qua phổi. da - Vị trí trên cơ thể (ví dụ như sự xâm nhập thường xảy ra qua mắt và môi) - Tích trạng mạch máu Các yếu tố môi trường - Nhiệt độ - Độ ẩm Đặc đi ể m của thu ố c BVTV - Độ axit - Trạng