Độc chất học thức ăn chăn nuôi

ĐỘC CHẤT HỌC THỨC ĂN CHĂN NUÔITS. Nguyễn Quang ThiệuBộ môn Dinh Dưỡng động vậtKhoa Chăn nuôi Thú YĐại học Nông Lâm TP.HCM1LỊCH SỬĐộc chất học (Toxicology) là một ngành nghiên cứu về các phản ứng giữa các chất hóa học và các sinh vật sốngToxicology toxiconTừng được gọi là ngành nghiên cứu về chất độc2Chất độc là gì?3Tất cả các chất, tùy thuộc vào cách chúng ta sử dụng Nghiên cứu về chất độc được thực hiện từ 1500 năm BCNgười Ai cập cổ xưa đã biết cách chiết xuất prussic acid từ hạt anh đào4Hippocrates (400 BC) cho biết người Hy Lạp đã nhận thức rất rõ ràng về chất độc và nguyên lý của độc chất học, đặc biệt trong điều trị các ca nhiễm độc185 – 135 BC, đã có những nghiên cứu về các chất giải độc bởi Vua Mithridates.Trong tiếng Anh, Mithridatic nghĩa là chất giải độc (antidote) bắt nguồn từ tên vua Mithridates5Luật đầu tiên về chất độc được thiết lập ở Rome vào năm 82 BC50 năm sau công nguyên, Dioscorides đã phân loại các chất độc từ động vật, thực vật và khoáng chấtNăm 1135-1204, xuất bản cuốn sách “Poisons and Their Antidotes”Khoảng thế kỷ 16 nhà sinh hóa học Paracelsus đưa ra khái niệm được dùng cho tới hiện nay là “Lấy độc trị độc”6Một chất độc trong cơ thể có thể được điều trị bởi 1 chất độc khác nhưng liều là quan trọngKhoảng thế kỷ 18, nghiên cứu về độc chất học đã phát triển một cách khoa họcGần đây nghiên cứu về độc chất học trở nên quan trọng hơn trong xã hộiCác kết quả nghiên cứu cho phép chúng ta cảnh báo về các nguy cơ và rủi ro7Thiết lập các hành lang pháp lý về an toàn thực phẩmVà các qui định về hàm lượng hay nồng độ các chất độc hại có trong thực phẩm cũng như các vật mà chúng ta tiếp xúc hàng ngàyNghiên cứu đa ngành: sinh hóa, hóa học, bệnh lý và sinh lý, và quan sát thực nghiệm8CHƯƠNG ICÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐỘC CHẤT HỌC9Khái niệm về chất độc và sự ngộ độcChất độc (potio, poisons, toxin) là những hợp chất hữu cơ hay vô cơ có trong tự nhiên hay do con người tổng hợp ra, khi nhiễm vào cơ thể gây rối loạn các quá trình sinh lý, sinh hóa bình thường, biểu hiện ra bằng những triệu chứng, bệnh tích đặc trưng.Tùy theo loại chất độc, mức độ nhiễm nặng nhẹ, tùy theo đặc tính của loài, lứa tuổi, giới tính và tình trạng sức khỏe của cơ thể mà có thể xuất hiện những triệu chứng ngộ độc khác nhau, trường hợp nặng có thể gây ra tử vong, hoặc triệu chứng nhẹ, hoặc sau một thời gian lâu dài tích lũy chất độc mới có biểu hiện triệu chứng ngộ độc. 10Phân loại chất độcThuốc trị bệnhChất bổ sung trong thức ănHóa chất công nghiệpChất ô nhiễm môi trườngCác chất tự nhiênCác hóa chất sử dụng trong nhà11Nhiễm độc do ăn uống: mãn tính, cấp tínhNhiễm độc do nghề nghiệp: mãn tính, cấp tínhNhiễm độc từ môi trường: mãn tính và cấp tínhNhiễm độc do tai nạn ngẫu nhiên: cấp tínhNhiễm độc do bị đầu độc hay tự tử: cấp tínhGây nhiễm chủ ýDo thức ăn, nước uống hay thuốc điều trịNguồn gốc sự nhiễm độc12Các con đường nhiễm độc chínhQua đường ăn uốngQua daQua hít thở13Các trạng thái ngộ độc- Ngộ độc cấp tính là trạng thái ngộ độc sau khi nhiểm chất độc một thời gian ngắn, xuất hiện những triệu chứng khác thường rất nghiệm trọng, hoặc có thể gây ra tử vong cho người hay động vật bị nhiểm độc. - Ngộ độc tích lũy (ngộ độc trường diễn, ngộ độc mãn tính) là trạng thái nhiểm chất độc với liều lượng thấp, chưa gây ra triệu chứng liền mà phải trải qua một thời gian dài tích lũy chất độc trong cơ thể đến một mức độ nào đó làm biến đổi các quá trình sinh lý, sinh hóa mới phát sinh ra triệu chứng ngộ độc. - Gây ung thư: đối với con người ngoài hai trạng thái ngộ độc trên ra còn có trạng thái lâu dài hơn, đó là trạng thái gây rối loạn hoạt động của tế bào, làm đột biến gen, biến đổi cấu trúc gen dẫn tới bệnh bệnh Ung thư. 14Các yếu tố có ảnh hưởng đến tình trạng ngộ độc 1.Liều lượng chất độc: liều lượng là quan trọngLiều an toàn là liều không có ảnh hưởng đến sức khỏe hiện tại cũng như lâu dài.Liều gây ngộ độc: Thường trong y học và Thú Y người ta lấy liều LD50.Liều có điều kiện: Là liều chỉ được phép dùng trong một thời gian nhất định. 2.Yếu tố giống loài động vật: thú nhai lại nhờ có hệ vi sinh dạ cỏ hoạt động mạnh nên nó phân giải được một số độc tố làm cho nó bớt độc hại hơn thú đơn vị. 3.Lứa tuổi của động vật: sức đề kháng độc tố của cơ thể non và già yếu hơn thú trưởng thành. 154.Tính biệt: Thú mang thai, sinh sản hoặc nuôi con thì rất mẫn cảm với độc tố so với thú đực. Ví dụ F2-Toxin5.Tình trạng sức khỏe và chế độ dinh dưỡng: khi cơ thể bị bệnh viêm gan hoặc viêm thận thì khả năng loại bỏ độc tố của cơ thể rất kém.6.Khẩu phần ăn và chế độ dinh dưỡng: Khẩu phần ăn thiếu Cholin, methionine sẽ gây ra thoái hóa mỡ gan làm giảm sự chống đở độc tố.7.Trạng thái vật lý của chất độc: Chất độc ở trạng thái hòa tan trong nước thì sẽ gây ra triệu chứng ngộ độc nhanh hơn 16Cơ quan cảm thụ, cơ quan đíchCác chất độc có thể có một hoặc nhiều hơn cơ quan đíchCơ quan đích có thể là một thụ quan với chức năng đặc biệt hay enzyme hoặc tế bào hồng cầu.Không phải tất cả các thụ quan đều tham gia vào phản ứng gây độc17Liều là gì (dose)?18Số lượng hóa chất đi vào cơ thể và gây ra các đáp ứng của cơ thể (mg/kg P)Liều thường dựa trên: Nồng độ trong môi trườngĐặc tính của chất độcTần số nhiễm độcThời gian nhiễm độcCon đường nhiễm độc19Vùng không ảnh hưởngVùng ảnh hưởng100%NgưỡngLiều và đáp ứng của cơ thểLiềuĐáp ứng (%)100%Mối liên hệ giữa đáp ứng củacơ thể với liều ngộ độcĐáp ứng của cơ thể tỷ lệ với nồng độ của chất độc tại cơ quan bị ảnh hưởngNồng độ của chất độc tại cơ quan đích tỷ lệ với liều Đáp ứng của cơ thể phụ thuộc vào cách nhiễm độc (uống, ăn, thở và qua da)20ĐỘC TÍNHLà một khái niệm về liều lượng mà tại đó một chất độc có thể gây ra các phản ứng hay gây chết cho quần thể sinh vậtĐo lường độc tính: dùng LD50, ED50, TD50Độc tính phụ thuộc vào cách nhiễm độc, cơ chế chống độc của cơ thể, di truyền21Đo lường độc tínhĐộc tính của các hóa chất thường được đo lường trong các phòng thí nghiệmNguyên tắc thông thường là thực hiện các thử nghiệm gây độc trên thú - Gây nhiễm bằng cách cho ăn, qua da, hít thở, đưa trực tiếp vào bao tử hoặc 1 số phương pháp khác - Hoặc bằng cách cho các chất kiểm tra vào nước hoặc đặt vào không khí của môi trường thú thí nghiệm22Đo lường độc tính23Độc tính được đo lường qua các chỉ tiêu:Thay đổi các chỉ tiêu sinh lý sinh hóaThú chết Sinh sản không bình thườngUng thưHoặc có khả năng gây đột biếnSo sánh các mức độc tính24Đáp ứng (%)Liều (Log10, mg/kg)NgưỡngSo sánh độc tính của hai chất25Liều (Log10, mg/kg)Đáp ứng (%)ABTD50NOAEL26Liều (Log10, mg/kg)Đáp ứng (%)So sánh độc tính của hai chấtLethal Dose (LD)LD50 Liều gây chết 50% thú thí nghiệm bằng nhiều con đường gây độc khác nhaumg/kg Thường được biểu diễn bằng milligrams trên kg thể trọng thú27Lethal Concentration (LC)LC50 Nồng độ của một chất hóa học trong môi trường (không khí hoặc nước) gây chết 50% thú thí nghiệm trong một khoảng thời gian xác địnhmg/L Thường được biểu diễn như milligram trong lít nước hay không khí hoặc ppm28Ngưỡng không ghi nhận được tác động (NOAEL: no observed adverse effect level)ED50: effective dose; liều gây ra một số phản ứng nhẹ hay kích thích ở mắt hay mũi cho 50% thú thí nghiệmTD50: toxic dose; liều gây ra các phản ứng như tổn thương các tổ chức hay hôn mê cho 50% thú thí nghiệmLD50: lethal dose; liều gây chết 50% thú thí nghiệm29Chỉ số trị liệu và giới hạn an toàn LD50 TD50 ED50 ED50 Chỉ số càng lớn thì độ an toàn sử dụng càng cao TD1 ED9930Mức tiêu thụ hằng ngày chấp nhận được (Acceptable Daily Intake)ADI: Là số lượng chất cho thêm vào thực phẩm (food additive) dựa trên cơ sở thể trọng (kg), với lượng ăn vào hằng ngày đó trong suốt cuộc đời mà không có bất cứ nguy cơ xấu nào đến sức khỏe Là nồng độ hoặc số lượng chất hóa học có thể tiêu thụ hằng ngày cho cả cuộc đời được đảm bảo, dựa trên cơ sở của tất cả các nhân tố biết được không có bất cứ một tác hại nào xảy ra Là số lượng của chất hóa học có thể tiêu thụ trong tất cả các bữa ăn hàng ngày được bảo đảm qua thực tiển không có bất cứ tác hại nào.31Lượng ăn vào chịu đựng đượcTDI (Tolerable Daily Intake) Lượng ăn hằng ngày chịu đượcLượng ăn tối đa hằng ngày chịu đựng được tạm thời Áp dụng cho các chất gây ô nhiểm không hoặc khó tích lũy được trong cơ thể.Lượng ăn hằng tuần (tháng) chịu đựng được tạm thời: Áp dụng cho các chất gây ô nhiểm tích lũy trong cơ thể (i.e. kéo dài ½ đời sống sinh học, ví dụ e.g. Cd, dioxin)Khái niệm32ADI (hoặc TDI) = NOAELSAFETY FACTORNOAEL = Mức ảnh hưởng không thấy được (trái ngược nhau) – Mức này được tìm ra từ thí nghiệm an toàn thực phẩm, thường trên động vật để nhận ra mối nguy với những loài vật nhạy cảm nhất.SAFETY FACTOR = Yếu tố thực nghiệm cho sự khác biệt giữa động vật và người, và giữa người này với người khác.33Ước lượng mức ăn hàng ngày của các loài động vật.4.5 Heo vỗ béo (70 kg)4.0 Cừu con (30 kg)7.0 Heo giống (15kg)2.5 Cừu cái cạn sữa3.0 – 4.0 Heo nái tiết sữa4.0 Cừu cái tiết sữaHeo:Cừu dê:3.0 Chó trưởng thành2.0 – 3.0 Giai đoạn tiết sữa6.0 Chó nhỡ1.8 Giai đoạn mang thai8.0 Chó conBò sữa:Chó:1.5 Bò vỗ béo (600 kg)4.0 Mèo trưởng thành2.5 Bò nặng 350 kg8.0 Mèo conBò thịt:Mèo:Lượng ăn/ngày (% so với P)Loài động vậtLượng ăn/ngày (% so với P)Loài động vậtNguồn tài liệu: Gary D. Osweiler, 1996. Phân chia chất độc theo mức độ gây độc> 15 g/kg thể trọngTương đối không độc5 – 15 g/kg thể trọngĐộc lực rất nhẹ0.5 – 5 g/kg thể trọngĐộc lực nhẹ50 – 500 mg/kg thể trọngĐộc lực vừa phải1 – 50 mg/kg thể trọngĐộc lực cao 5000 mg/kg không độc44CAUTIONWARNING“Warning” phản ánh mức độ trung gian liên quan đến độc tính Tất cả các thuốc trừ sâu có LD50 từ 50 đến dưới 500 mg/kg phải ghi chữ này trên nhãnThuốc trừ sâu trong loại này thì phân loại như độc vừa phải45DANGER“Danger” phản ánh mức độ cao nhất liên quan đến độc tính Tất cả thuốc trừ sâu có LD50 nhỏ hơn 50 mg/kg phải ghi chữ này trên nhãnThuốc trừ sâu nằm trong loại này rất độc46POISON!!!Được qui định về mặt pháp lýBất kỳ thuốc trừ sâu có LD50 bằng 50 mg/kg hoặc nhỏ hơnNhãn phải phản ánh sự phân loại nàyNhãn phải ghi từ “DANGER” cộng với từ “POISON”Nhãn phải có: 47Có phải tất cả các chất đều là chất độc?YES!Tất cả các chất đều độc tùy thuộc vào mức độ nhiễmĐường có LD50 bằng 30,000 mg/kgNước được ghi nhận LD50 ≥ 80,000 mg/kg48