Bài giảng môn Độc học môi trường
1. Định nghĩa và phạm vi nghiên cứu Độc học môi trường Độc chất Phạm vi nghiên cứu
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng môn Độc học môi trường, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hà nội, tháng 9-2012
TS. Phương Thảo
1) Nguyễn Đức Huệ, Độc học môi trường, Giáo trình chuyên đề,
ĐHKHTN, ĐHQG Hà Nội, 2010.
2) Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan, Bài giảng Độc học môi trường,
Hà Nội, 2003.
3) GS. TSKH. Lê Huy Bá, Độc chất môi trường, NXB KH & KT,
2007.
4) Stanley E. Manahan, Environmental Chemistry, 7th ed.: Chapter 21,
Chapter 22, CRC Press LLC, 2000.
5) Ernest Hodgson, A textbook of modern toxicology, 3rd ed., John
Wiley & Sons, Inc., 2004.
2
Chương 1. Mở đầu về độc học và độc học môi trường
Chương 2. Quá trình vận chuyển và số phận chất độc trong môi trường
Chương 3. Quá trình sinh chuyển hóa chất độc
Chương 4. Cơ chế gây độc
Chương 5. Độc học môi trường trong các quá trình
Chương 6. Đánh giá rủi ro môi trường
3
4
Chương 1. Mở đầu về độc học môi trường
1. Định nghĩa và phạm vi nghiên cứu
Độc học môi trường
Độc chất
Phạm vi nghiên cứu
2. Mối quan hệ giữa độc học môi trường và ô nhiễm môi trường
Các nguồn gây ô nhiễm
Chất thải
Ô nhiễm môi trường
Chất ô nhiễm
Sinh vật và hệ sinh thái
Độc học môi trường
Độc chất
5
3.1 Ô nhiễm va ̀ gây độc môi trường không khí
Nguồn
triệu tấn/năm
CO Bụi SOx THC NOx
Giao thông 111 0.7 1.0 19.5 11.7
Đốt công nghiệp 0.8 6.8 26.5 0.6 10.0
Quá trình SXCN 11.4 13.1 6.0 5.5 0.2
Xử lý CTR 7.2 1.4 0.3 2.0 0.9
Đốt củi gỗ
nói chung
16.8 3.4 0.3 7.1 9.4
Nguồn gây ô nhiễm
Quá trình phát tán
trong khi ́ quyển
(môi trường trung gian)
Nguồn tiếp nhận
chất ô nhiễm
(Đôṇg vật, thực vật,
con người)
Lượng ô nhiễm va ̀ gây độc trong không khi ́
24 chất cực ky ̀ nguy hiểm đối với khi ́ quyển: Acrylonitril, asen, amiang, benzen, berili,
cadmi, các chất cơ clo, CFC, cromat, khí lò cốc, dietylstillbesterol, dibromcloropropan,
dibrometylen, etylen oxit, Pb, Hg, nitroamin, O3, polybrombiphenyl, polyclobiphenyl,
SO2, vinylclorua, tia phóng xạ, chất thải độc hại phân tán dưới dạng bụi và tro.
3. Các dạng ô nhiễm gây độc môi trường
6
Chất ô nhiễm Nguồn Ảnh hưởng
Cacbon
monoxit
Sự phát thải của động cơ xe. Đốt
nhiên liệu hóa thạch. Cháy không
hoàn toàn.
Liên kết với hemoglobin tạo
cacboxihemoglobin, độc, ngạt và chết.
Các lưu huỳnh
oxit
Đốt nhiên liệu hóa thạch chứa S như
than đá, dầu mỏ. Các nhà máy nhiệt
điện, luyện kim, lọc dầu.
Thành phần chủ yếu của sự lắng đọng
axit. Làm hư hại thực vật, vật liệu. Gây
kích ứng phổi, viêm phế quản mãn.
Các nitơ oxit Đốt vật liệu hữu cơ chứa N, nổ mìn
khai thác mỏ, hàn xì tạo hồ quang
điện, CN sản xuất HNO3, sản xuất
phân bón, gia công kl, xử lý bề mặt kl
Phù nề phổi, làm suy yếu sự bảo vệ
phổi
Hơi hữu cơ
Hidrocacbon,
CxHy
Cơ sở sản xuất gia công cao su, chưng
cất nhựa than cốc, chế biến dầu mỏ,
đốt nhiên liệu hóa thạch, sản xuất
thuốc trừ sâu và các hợp chất hữu cơ,
các ngành sử dụng dung môi
Ngộ độc cấp tính gây chóng mặt, đau
đầu, nôn mửa, mất thăng bằng. Nhiễm
độc mãn tính gây ung thư, phá hủy tủy
xương và nhiễm độc máu.
Amiăng Mỏ amiăng, sản phẩm chứa amiăng Bệnh bụi phổi amiăng, ung thư phổi
Các chất gây
dị ứng
Phấn hoa, bụi nhà, bụi lông động vật Hen, viêm mũi
3.2. Ô nhiễm va ̀ gây độc môi trường nước và đất
Phân loại ô nhiễm:
Ô nhiễm vô cơ
Ô nhiễm hữu cơ
Các chất ô nhiễm khác
Nguồn gây độc:
Công nghiệp
Nông nghiệp
Lọc hóa dầu
Chất thải, nước thải đô thị
7
8
Ngành công nghiệp Chất ô nhiễm chính gây độc Chất ô nhiễm phu ̣ gây độc
Chế biến sữa Chất hữu cơ bán phân hủy gây thối, SS Chất mang màu, tổng P, N, TOC
Chế biến đồ hộp,
rau quả đông lạnh
Chất hữu cơ bán phân hủy gây thối, SS Chất mang màu, tổng P, N, TOC, t0
Chế biến bia rượu
Chất hữu cơ bán phân hủy gây thối, SS,
chất rắn có thể lắng, N, P
TDS, chất mang màu,
chất gây độ đục, bọt nổi
Chế biến thịt
Chất hữu cơ bán phân hủy gây thối, SS,
chất rắn có thể lắng, dầu mỡ
NH4
+ , TDS, P,
chất mang màu
Luyện thép
Dầu mỡ, pH, NH4
+, CN-, phenol, Fe, Sn,
Cr, Zn,…
Cl-, SO4
2-,…
Thuộc da
Chất hữu cơ bán phân hủy, gây thối, SS,
màu, kim loại nặng, NH4
+, dầu mỡ,
phenol, sunfua
Cromat, P, Zn, TDS
Xi măng Bụi, SS, amiăng
Chất hữu cơ bán phân hủy, Cr, Zn,
Cu, Fr, Sn, TDS
Sản xuất phân bón
hóa học
NH4
+,TDS, NO3
-, SO4
2-, urê, TSS, TDS,
dầu nổi
Độ đục, clo hữu cơ, P,
kim loại nặng, phenol
Sản xuất hợp chất
vô cơ
Axit, kiềm, SS, TDS, Cl-, pH
Chất hữu cơ bán phân hủy, phenol,
F-, silicat, CN-,
kim loại nặng
Hóa dầu Clo, dầu, SS Cu, Fe, Zn, TDS
9
Nguyên tố Nguồn Ảnh hưởng
Chì (Pb) Công nghiệp mỏ, xăng chì, than đá, luyện kim, ống
dẫn, ắc quy chì, đúc chì, que hàn, sơn, sản xuất hợp
chất hóa học chứa chì.
Bệnh thiếu máu, bệnh thận, rối loạn thần
kinh, bệnh gut, ảnh hưởng sinh sản, ung thư
Thủy ngân (Hg) Sự loại khí của vỏ trái đất, luyện Hg từ quặng, đốt
than đá và dầu, chế tạo ắc quy, rơ le điện, đèn, điện
cực, hỗn hống trám răng, tách vàng, sản xuất hóa
chất chứa Hg.
Gây độc thần kinh; viêm phổi, dạ dày ruột
non, thận, toàn trạng hư biến
Catmi (Cd) Sản phẩm phụ của CN khai thác và luyện quặng
kẽm, chì, mạ kim loại và chế tạo hợp kim, đốt nhiên
liệu hóa thạch, chế tạo ắc quy, que hàn, bột màu sơn.
Bệnh Itai-Itai ở Nhật trong chiến tranh thế
giới thứ II với hội chứng bao gồm biến dạng
xương nghiêm trọng và bệnh thận mãn tính
Crom (Cr) Nấu luyện kim loại, mạ kim loại, đốt nhiên liệu hóa
thạch, rác thải thành phố, sản xuất hóa chất chứa
crom.
Gây viêm da, đường hô hấp, gây kết tủa
protein và ức chế hệ thống men, gây ung thư
phổi.
Niken (Ni) Công nghiệp khai thác thác mỏ, sản xuất hóa chất
chứa niken, nấu luyện kim loại, đốt nhiên liệu hóa
thạch, mạ kim loại.
Gây hen xuyễn, phá hủy mô, gây ung thư
phổi, ung thư mũi.
Đồng (Cu) Khai mỏ, nghiền, nấu chảy quặng đồng, mạ đồng Bệnh dạ dày, đường ruột, gây hoại tử gan,
bệnh Wilson (bệnh rối loạn trao đổi chất gây
ra do Cu)
Asen (As) Thuốc trừ dịch hại, luyện kim. Phong hóa tự nhiên
và khử yếm khí trong lòng đất
Cấp tính và mãn tính. Hủy hoại hồng cầu,
mô, da, có khả năng gây ung thư
10
3.3. Phân loại chất độc trong môi trường
a) Phân loại theo bản chất của chất độc
Chất độc hóa học
Chất độc vật ly ́
Chất độc sinh học
b) Phân loại theo mức độ tác động sinh học
Loại A: không gây ảnh hưởng
Loại B: gây tác hại đến sức khỏe nhưng có thể phục hồi
Loại C: gây bệnh nhưng phục hồi được
Loại D: gây bệnh không phục hồi được hoặc tử vong
c) Phân loại theo độ bền vững
Chất độc không bền, tồn tại 1-12 tuần
Chất độc có độ bền vững trung bình, 3-18 tháng
Chất độc bền vững, 2-5 năm
Chất độc rất bền
11
d) Phân loại theo độ độc hay độc lực
Nhóm chất độc cực mạnh: TLm ≤ 1 mg/l
Nhóm chất độc mạnh: 1 ≤ TLm ≤ 10 mg/l
Nhóm chất độc trung bình: 10 ≤ TLm ≤ 100 mg/l
Nhóm chất độc yếu: TLm > 100 mg/l
e) Phân loại trên đối tượng cơ quan bị tác động
Nhóm các chất gây tác động tập trung hay tác động điểm
Nhóm các chất tác động lên hệ thần kinh
Nhóm các chất gây độc trong máu
Nhóm các chất gây độc nguyên sinh chất
Nhóm các chất gây ức chế và độc hại tới hệ enzim
Nhóm các chất gây mê, gây tê
Nhóm các chất gây tác động tổng hợp
12
Chương 2. Quá trình vận chuyển và số phận
của chất độc trong môi trường
Mô hình hóa quá trình vận
chuyển, số phận chất độc
Các nhân tố môi trường
Mô hình hóa mối quan hệ
liều lượng – đáp ứng
Nguồn độc chất Phơi nhiễm Ảnh hưởng độc
13
Nguồn điểm Nguồn không điểm
Nguồn thải riêng biệt có thể định
dạng và đo đạc
Nguồn thải công nghiệp
Nguồn thải sinh hoạt
Bãi chôn lấp dầu, hóa chất
Khói thải, nguồn phát thải
khí cố định
Phân tán trên diện rộng, không
có điểm đi vào xác định
Rửa trôi nông nghiệp
Nguồn thải di động
Dòng thải chảy vào nước
ngầm
1. Nguồn gốc chất độc
Tốc độ phát thải (g/h) = Nồng độ chất độc (g/m3) x Tốc độ dòng thải (m3/h)
14
15
16
2. Quá trình vận chuyển chất độc trong môi trường
2.1. Sự đối lưu
2.1.1 Đối lưu đồng nhất
Tốc độ dòng đối lưu đồng thể = Tốc độ dòng thải x Nồng độ chất độc
N (g/h) = G (m3/h) x C (g/m3)
Vd: G = 1000 m3/h, C = 1 µg/m3
N = 1mg/h
2.1.2. Đối lưu không đồng nhất:
Vd: Phần thể tích pha thứ cấp là10-5
Tốc độ dòng của pha thứ cấp G = 0,1 m3/h,
Nồng độ chất độc trong pha thứ cấp C = 100 mg/m3
Tốc độ dòng chảy đối lưu dị thể N = 1 mg/h
17
2.2.1. Khuếch tán cùng pha
Định luật Flick: N = -DA(dC/dx)
N: tốc độ khuếch tán (g/h)
D: Hệ số chuyển khối (m2/h)
A: Diện tích chất độc chuyển qua (m2)
C: Nồng độ hóa chất khuếch tán (g/m3)
x: khoảng cách xem xét (m)
Trong trường hợp cụ thể: N = -kM AC
kM : Hệ số chuyển khối một chiều (m/h)
2.2.2. Khuếch tán giữa các pha
Khí nước, hạt rắn nước, rắn khí, màng sinh học nước
N = kA(C1 – C2K12)
k: hằng số tốc độ vận chuyển (m/h)
A: Diện tích bề mặt phân cách pha (m2)
C1, C2 : Nồng độ trong hai pha (g/m
3)
Ở trạng thái cân bằng: K12 = C1/C2 nên tốc độ khuếch tán N = 0
2.2. Sự khuếch tán
18
3. Quá trình chuyển hóa chất độc trong môi trường
Ảnh hưởng độc Tính bền vững
của độc chất
Tốc độ phản ứng
chuyển hóa trong
môi trường
3.1. Các phản ứng thuận nghịch
Ion hóa: HA + H2O = H3O
+ + A-
pH = pKa : Nồng độ phần tử trung hòa và ion bằng nhau
pH > pKa : Ion chiếm ưu thế
pH < pKa : Phần tử trung hòa chiếm ưu thế
Kết tủa và hòa tan: CuS + H+ = Cu2+ + HS-
Ksp = [Cu
2+][HS]/[H+]
Phản ứng tạo phức: Kim loại tạo phức với ion vô cơ
hoặc hữu cơ. Tính khuếch tán phân tử của phức thấp hơn
dạng tự do, giảm theo kích thước và số phối tử trong phức
19
3.1. Các phản ứng bất thuận nghịch
Phản ứng thủy phân: RX + H2O = ROH
+ HX
Tốc độ thủy phân và chiều hướng của phản ứng phụ thuộc pH
Phản ứng quang hóa:
Gần bề mặt trái đất: NOx, CO, HC thơm
Tầng bình lưu: O3, O2, halogen hữu cơ, HC
Phản ứng oxi hóa khử
Tác nhân oxi hóa: O2 , O3, peroxi, gốc tự do, oxy nguyên tử
Tác nhân khử hóa: khoáng sunfua, kim loại, hợp chất lưu huỳnh, tác
nhân khử ngoại bào: porphyrin, enzim chứa kim loại, corynoid
Phản ứng oxi hóa hữu cơ: ankyl hóa, epoxy hóa, bẻ gãy vòng thơm
và hydroxyl hóa
Phản ưng khử: đề halogen, đề ankyl, khử quinon, nitrosamine, azo
thơm, nitro thơm và sulfoxit.
20
Thuốc BVTV
Cây trồng
Quang
hóa Bay hơi Chaỷ
tràn
Hấp phu ̣
bởi hạt đất
Phân giải hóa
học trong đất
Rò ri ̉ xuôńg
nươć ngâm̀
Hấp phu ̣ va ̀ phân
giải
Phân hủy sinh học
trong đất
21
Sơ đồ ví dụ chuỗi thức ăn lưu chuyển chất độc trong môi trường
Chất độc trong đất
Động vật
không xương sống
Động vật không
xương sống ăn thịt
Động vật xương sống
mặt đất
Chim hoặc thu ́ ăn thịt
Cây cỏ mặt đất
Động vật ăn cỏ
Chim hoặc thu ́ ăn
thịt
22
Tính tồn lưu của chất độc trong môi trường
Chất ô nhiễm
Thời gian bán
hủy
Môi trường
tồn lưu
Kim loại và các đồng vị
phóng xạ
Hàng thế kỷ Đất
DDT 10 năm Đất
TCDD 9 năm Đất
Atrazin 25 tháng Nước
Benzoperilen (PAH) 14 tháng Đất
Phenantren (PAH) 138 ngày Đất
Cacbofuran 45 ngày Nước
Thời gian bán hủy của một số chất ô nhiễm hóa học
23
24
Chương 3. Quá trình sinh chuyển hóa chất độc
Máu/màng sinh chất
Phơi nhiễm
Hít thở Da Miệng
Phổi
Nang khí
Hệ tiêu hóa
Dịch ngoại bào
Tích lũy trong mỡ,
xương
Thận
Loại thải
Thải khí Bài tiết Tiểu tiện
25
a. Hấp thụ qua hệ hô hấp
Phấn hoa
Bào tử
Vi khuẩn
Khói thuốc
Formaldehyt
CH3Cl
HCN
Các hạt kích thước nhỏ
Khói thuốc
NOx
Hydrocacbon
CCl4
Khói thuốc
(từ túi phổi vào máu
3.1 Các con đường tiếp nhận chất độc
26
Tác nhân Hệ số phân bố
Mũi
Miệng
Họng
5-30 µm
Khí quản
Phế quản
Ống dẫn vào phế nang
1-5 µm
Phế nang
1 µm
27
b. Hấp thụ qua da
Xuyên qua
tế bào
Giữa các
tế bào
Tuyến mồ hôi
Lỗ chân lông
28
c. Hấp thụ qua hệ tiêu hóa
29
Độc chất
Màng tế bào
Phơi nhiễm
Hấp thụ
Tế bào chất
Các bào quan
Vận chuyển
Loại thải Tích lũy
Chuyển hóa sinh học
3.2 Vận chuyển chất độc trong cơ thể
30
Tế bào chất
Màng tế bào
Thể Golgi
Trung thể
Lysosome
Ty thể
Mạng lưới nội
chất
Mạng lưới
nội chất
Ribosome
Lỗ nhân
Thể nhân
Màng
nhân
Nhân
31
Cơ chế vận chuyển
32
a. Sự khuếch tán đơn giản
Định luật khuếch tán Flick:
Tốc độ khuếch tán
Động học bậc nhất:
A B
o
o
o
o
o
o
o o
o
o
o
o
oo
o
o
o
o
o
o
o
o
o
33
b. Vận chuyển nhờ chất mang
Động học bậc không:
Chất độc đầu
Khối lượng (mg)
Tốc độ bậc
nhất
Tốc độ bậc
không
1000 100 10
100 10 10
10 1 10
Dß
ng
Th
¼n
g
Kh
«ng
th¼
ng
Khèi hoÆc nång ®éK=10%/phút
34
c. Các tính chất hóa lý ảnh hưởng đến sự vận chuyển
khuếch tán qua màng
Kích thước và hình dạng phân tử
Khả năng tan ở vị trí hấp thụ qua màng
Mức độ ion hóa
Tính tan trong lipid của dạng ion hóa và trung hòa
Lượng chất độc hấp thụ ở pH khác nhau
35
Phản ứng Enzim Vị trí
Giai đoạn I
Oxi hoá Cytocrom P-450 Vi thể (microsom)
Flavin-mooxigenaza Vi thể
Ancol đehiđrogenaza Tế bào chất(cytosol)
Anđehit đehiđrogenaza Ti thể (mitochondria), tế bào chất
Anđehit oxiđaza Tế bào chất
Monoamin oxiđaza Ti thể
Điamin oxiđaza Tế bào chất
Prostaglanđin H synthaza Vi thể
Khử hoá Khử nitro và azo microflora, vi thể, tế bào chất
Khử đisunfua Tế bào chất
Khử cacbonyl Tế bào chất, máu, vi thể
Khử sunfoxit Tế bào chất
Khử quinon Vi thể
Khử đehalogen hoá Vi thể
Thuỷ phân Esteraza Vi thể, tế bào chất, tiêu thể (lysosom), máu
Peptiđaza Máu, tiêu thế
Epoxit hiđrolaza Vi thể, tế bào chất
Giai đoạn II
Liên hợp glucuronit Vi thể
Liên hợp sunfat Tế bào chất
Liên hợp glutathion Tế bào chất, vi thể
Liên hợp axit amin Ti thể, vi thể
Metyl hoá Tế bào chất, vi thể, máu
Axyl hoá Ti thể, tế bào chất
3.3 Quá trình sinh chuyển hóa chất độc
36
3.3.1Các phản ứng giai đoạn 1
a. Phản ứng oxi hóa
Monooxigenaza
cytocrom P450
(CYP)
CYP
Cơ chất (RH) + O2 + NADPH + H
+ Sản phẩm (ROH) + H2O + NADP
+
37
Monooxigenaza chứa Flavin (FMO)
+
NADPH
H+
O2
X
XO
NADP+
H2O FMO
FAD
2
+
+
+
FMO
FADHOOH
NADP
FMO
FADH
NADP
FMO
FADHOH
NADP
Chu trình xúc tác của flavin monooxygenaza
(FMO)
X: cơ chất ngoại sinh,
XO: sản phẩm trao đổi chất,
FADHOOH: 4a-hiđropero-xiflavin;
FADHOH: 4a-hiđroxiflavin
38
RCH2OH + NAD
+ RCHO + NADH + H+
Anđehit đehyđrogenaza:
RCHO + NAD+ RCOOH + NADH + H+
Amin oxiđaza:
Monoamin oxiđaza
++ NH3 H2O2
Cl
CHO
+ +O2 H2O
Cl
CH2NH2
H2N(CH2)5NH2 + O2 + H2O H2N(CH2)5CHO + NH3 + H2O2
Diamin oxiđaza
Ancol đehyđrogenaza
39
b. Phản ứng khử
Khử nitro:
NO2 NO NHOH NH2
Nitrobenzen Nitrosobenzen Phenylhiđroxilamin Anilin
Khử azo:
CH3
NH2
CH3
N=N
CH3 CH3
N N N 2
H H
CH3
N 2H2N
CH3
N 2 +
o-Aminoazotoluen Dẫn xuất hiđrazo o-Toluđin o-Metyl-p-phenylen điamin
RSSR + GSH RSSG + RSH
RSSG + GSH GSSG + RSH
GSSG + NADPH + H+ 2GSH + NADP+
Khử đisunfua:
40
Khử quinon:
(NADPH-quinon
oxi®ore®uctaza)
+
2H , 2e'
DT-®iaphoraza
OH
OH
CH3
O
O
CH3
Menađion Hiđroquinon
HO gèc hi®roxyl
H2O2 hi®roperoxit
HO2 gèc pehi®roxyl
O2 anion superoxit
gèc tù do semiquinon
O2
O
O
CH3
O
OH
CH3
H , 2e'+
(NADPH-
xitocrom P450
re®uctaza)
41
c. Phản ứng thủy phân
RCOOR + H2O RCOOH + ROH Thuỷ phân cacboxyleste
RCONRR + H2O RCOOH + HNRR Thuỷ phân cacboxyamit
RCOSR + H2O RCOOH + HSR Thuỷ phân cacboxythioeste
O
H2O+
OH
OH
Stiren-7,8-oxit Stiren-7,8-
điol
O
+ H2O
HO H
OH
H
Naphtalen 1,2-oxit Naphtalen
đihiđrođiol
d. Sự hidrat hóa epoxit
42
3.3.2 Các phản ứng giai đoạn 2
Sản
phẩm
trao đổi
chất
giai
đoạn 1
•cacboxyl
•hydroxyl
• halogen
• epoxit
• amino
COOH
Cl, Br
C
C
O
OH
NH2
Chất trao
đổi nội sinh
Sản phẩm liên
hợp
Tăng độ phân cực
Tăng khả năng
bài tiết
Giảm tính độc
• Đường
• Axit amin
• Glutathion
• Sunphat
43
a. Liên hợp Glucorunit
44
b. Liên hợp sunfat
45
c. Metyl hóa
46
d. Glutathiol S-transferaza
47
e. Acyl hóa
3.4.1. Mô hình một ngăn
48
3.4. Động học độc chất
Mô tả tiến trình phân bố của chất độc trong cơ thể theo thời
gian (hấp thụ, phân bố, biến đổi sinh học, đào thải)
P
ka
ke
P: sinh chất, ka: hằng số tốc độ
hấp thụ vào sinh chất, ke: hằng
số tốc độ đào thải từ sinh chất
dCP
dt
= ka CM – ke CP
Tốc độ tích lũy:
CP: nồng độ chất độc
trong ngăn, CM: nồng độ
chất độc trong môi
trường xung quanh
49
T
èc
®
é
hÊ
p
th
ô
ch
Êt
®
éc
BË
c
nh
Êt
BËc nhÊt vµ bËc
kh«ng hçp hîp
BËc kh«ng
Nång ®é chÊt ®éc
Động học hấp thụ chất độc
theo mô hình 1 ngăn
lo
gC
p
C0
T êi gian
§é dèc = - k /2,303e
Động học đào thải chất độc
theo mô hình 1 ngăn
50
TP
ek
k21
k12
3.4.2. Mô hình hai ngăn
dCP
dt
= k21 CT – k12 CP – ke CP
CP, CM: nồng độ chất độc trong sinh chất và trong
mô, ke, k12, k21 hằng số tốc độ đào thải, hằng số tốc
độ phân bố sinh chất vào mô và từ mô vào sinh chất
CP = A e
–t + B e–t
lnA
ph©n bè vµ ®µo th¶i
ph©n bè
®µo th¶i
lnB
lo
gC
lnC0
Thêi gian
51
Chương 4. Cơ chế gây độc
1
Phân phối
Chất độc
2A
Tương tác với phân tử đích
2B
Chuyển hóa sinh học
3
Mất chức năng,
tổn thương
tế bào
4
Mất khả năng
sửa chữa
T
ín
h
đ
ộ
c
1. Cơ chế gây độc chung
52
Giai đoạn 1: Quá trình phân phối
Hấp thụ
Phân bố vào mục tiêu
Hấp thụ lại
Gây độc
Loại bỏ
Phân bố khỏi mục tiêu
Bài tiết
Khử độc
CHẤT ĐỘC SAU CÙNG
VỊ TRÍ NHIỄM
Da, đường tiêu hóa,
hô hấp, tiêm,...
P
H
Â
N
P
H
Ố
I
CHẤT ĐỘC
PHÂN TỬ MỤC TIÊU
Protein, lipit, axit nucleic,
phức cao phân tử
53
Giai đoạn 2: Phản ứng của chất độc sau cùng với phân tử mục tiêu
Chất độc
sau cùng
Phân
tử
mục
tiêu
Kiểu phản ứng:
Liên kết không
cộng hóa trị, cộng
hóa trị.
Bứt H+
Chuyển e
Phản ứng enzim
2
Hậu quả:
Làm mất chức năng
Phá hủy cấu trúc
Sự hình thành kháng
nguyên mới
3
1
Thuộc tính
của mục tiêu:
tính pư, tính
tiếp cận,
chức năng
tiêu chuẩn
54
PHÂN TỬ
MỤC TIÊU
Sự mất điều hoà
biểu hiện gen
Phân bào sinh trưởng mới, quái thai
Chết theo chương trình xoắn mô,
quái thai
Tổng hợp protein tăng sinh peroxisom Điều hoà
tế bào
(phát tín
hiệu)
Vai trò
của phân
tử mục
tiêu
Sự mất điều hoà
chức năng tế bào
đang tiến triển
Hoạt động thần kinh không phù hợp
Rung động, co giật, co cứng, loạn
nhịp tim
Mê, tê liệt
Sa sút trí tuệ
Sự duy trì nội bị
hư hại
Duy
trì tế
bào
Hư hại
Tổng hợp ATP
Điều hoà Ca2+
Tổng hợp protein
Chức năng mao
mạch
Chức năng màng
tổn
thương
chết tế
bào
Sự duy trì ngoại
bị hư hại
Hư hại chức năng của các hệ thống
cơ quan hợp nhất (sự cân bằng
huyết tố) xuất huyết
ẢNH HƯỞNG
Giai đoạn 3: Sự mất chức năng tế bào, thể hiện độc tính
55
Giai đoạn 4: Sự sửa chữa và mất khả năng sửa chữa
SỰ SỬA CHỮA
Phân tử Mô Tế bào
Protein ADN Lipit Chết theo
chương
trình
Tăng sinh
Tế
bào
Khuôn
ngoại bào
56
Actimyxin A
Rotenon
CN, HS, azit
2.