Nhiễm độc dioxin và các hợp chất có độc tính giống dioxin do ô nhiểm môi trường

NHIỄM ĐỘC DIOXIN VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ ĐỘC TÍNH GIỐNG DIOXIN DO Ô NHIỂMMÔI TRƯỜNG PGS.TS.DƯƠNG THANH LIÊM Bộ môn Dinh dưỡng Khoa Chăn nuôi Thú Y Trường Đại học Nông Lâm CẤU TRÚC HÓA HỌC VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CỦA DIOXIN 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin Các hợp chất giống dioxinDioxin-like Compounds (DLCs) Cấu trúc khung hóa học củaPCDD và PCDF Các vị trí đánh số là vị trí mà chlor có thể gắn lên, càng gắn nhiều thì hợp chất càng độc và càng bền vững So sánh mức độ gây độc (độc lực) của các dẫn xuất của dioxin (Nguồn ATSDR, 1997). ①. DD = dibenzo-p-dioxin ②. DF = dibenzofuran ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) Bảy hợp chất hóa học độc hại gây chết người bậc nhất Hệ số đương lượng độc lực (TEFi) của các hợp chất giống dioxin PCB Tính tổng đương lượng độc lực của dioxin và các hợp chất giống dioxin Trong đó: TEQ là đương lượng độc lực (Toxicity equivalent) CI là nồng độ của một đơn chất trong hỗn hợp các chất giống dioxin. TEFi là hệ số nhân đương lượng độc lực của mỗi hợp chất giống dioxin. Nguồn gốc và sự hình thành dioxin Dioxin là sản phẩm phụ không mong muốn của các ngành công nghiệp liên quan đến Clo như công nghiệp sản xuất nhựa PVC; thuốc trừ sâu, đốt chất thải đồ nhựa, công nghiệp sản xuất đồ nhựa và tẩy trắng giấy… Dạng độc nhất của dioxin là 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD). Thập niên 40 -50: Thuốc diệt cỏ 2, 4, 5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T) được sử dụng như là chất làm rụng lá màu da cam trong chiến tranh Việt Nam. Dioxin được hình thành khi những hợp chất có chứa clo bị tác động bởi nhiệt độ cao hay được xúc tác bởi các chất vô cơ. Nhiệt độ tối thích là từ 300oC cho phản ứng tạo thành dioxin (Yasuhara, 1988; Huang, 1995). Dioxin có ở đâu? Dioxin có thể tìm thấy khắp nơi trên thế giới: trong nước, không khí (nồng độ thấp), đất đá (nồng độ cao). Dioxin được thải ra môi trường từ khí thải, rác thải từ các nhà máy công nghiệp, từ những dạng vật chất có chứa Clo, đồ nhựa bị cháy. Ngoài ra, dioxin còn có nguồn gốc từ các quá trình tự nhiên: hoạt động núi lửa, cháy rừng… Dioxin từ không khí khu trú vào đất, đi các loại thực vật và nước. Và sau đó chúng đi vào chuỗi thức ăn và điểm đích là xâm nhập vào cơ thể người. Nguy hiểm nhất là dioxin được tìm thấy trong thực phẩm, đặc biệt là sản phẩm từ sữa, thịt, cá có chứa chất béo... Đối với thịt, sữa, cá, hầu hết các loại dioxin tìm thấy trong mô mỡ. Nguồn phát sinh dioxin từ sản xuất công nghiệp Nguồn phát sinh dioxin từ đốt chất thải Dioxin trong thực phẩm ở MỹNguồn: FISIS (Food Safety and Inspection Service) 2005 . Mức dioxin trong các loại thực phẩmcó nguồn gốc chăn nuôi ở các nước Bắc Mỹ (www.ejnet.org/dioxin,2002) Hàm lượng Dioxin trong thực phẩm ở Mỹ (1995): Link Sự hấp thu dioxin và các hợp chất giống dioxin (DLT) vào cơ thể Con đường chính để dioxin xâm nhập vào cơ thể con người là con đường thực phẩm (đặc biệt là những thức ăn có nguồn gốc từ động vật) - phơi nhiễm thứ cấp. Qua con đường ăn uống những thực phẩm nhiểm dioxin, cơ thể tích lũy một lượng lớn dioxin. Sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc động vật tích lũy dioxin nhiều hơn Sự phân bố và tích tụ dioxin trong cơ thể Trong cơ thể, khoảng 10% dioxin được tìm thấy trong gan và 1% trong máu. Dioxin tập trung chủ yếu ở mô mỡ và gan, đây chính là những nơi nhạy cảm nhất tích tụ dioxin trong cơ thể người. Dioxin (2, 3, 7, 8 TCDD) tập trung trong mô mỡ của người khoảng 5-15ppb. Dioxin được loại trừ khỏi cơ thể rất chậm, mất khoảng 7 năm để loại trừ được khỏang ½ bằng cách bán phân huỷ, thông thường phải mất từ 6-10 năm, tùy thuộc vào loại mô tích tụ dioxin. Trong quá khứ, lượng dioxin tích tụ cao hơn so với lượng dioxin được loại bỏ. Dioxin trong cơ thể tăng tỷ lệ với tuổi thọ của con người: từ khoảng <10ng/kg chất bé́o lúc mới sinh đến khoảng 70ng/kg chất béo ở 70 tuổi. Tuy nhiên cùng với sự giảm lượng dioxin trong môi trường, lượng dioxin tích lũy trong cơ thể cũng giảm dần. Ví dụ, ở Đức, nồng độ TEQ trong sữa người giảm từ giá trị trung bình 30-35ng/kg ở những năm giữa thập niên 80 xuống còn khoảng 20ng/kg vào những năm đầu thập niên 90. Lượng dioxin trong sữa mẹ thống kê ở các nước khác nhau (ng/kg béo) (theo Schecter, 1994b ) PCDD: polychlorinated dibenzodioxin PCDF: polychlorinated dibenzofuran nTotal TEQs = Sum (CI x TEFi)          i=1 Toxicity equivalent (TEQ) Dioxin có qua sữa mẹ được không?Dioxin chuyền qua sữa mẹ rất nhiều! Dioxin tích tụ trong sữa mẹ bởi vì dioxin hòa tan tốt trong sữa có hàm lượng béo cao. Trong thời kỳ cho con bú, dioxin từ mẹ sẽ truyền sang con rất nhiều. Đứa bé có thể hấp thụ 95% lượng dioxin trong sữa mẹ và tích tự trong mô bào có nhiều chất béo của đứa trẻ. Nhiều nghiên cứu cho thấy dioxin hiện diện trong sữa mẹ với hàm lượng từ 20 đến 30 ng/kg TEQ ở các nước công nghiệp và từ 3 đến 13 ng/kg TEQ ở các nước có nền công nghiệp phát triển kém. Theo báo cáo của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì hàm lượng trung bình là 20 ng/kg TEQ (trong chất béo), với giá trị thay đổi từ thấp 3.1 ng/kg TEQ (trong chất béo) đến cao 110 ng/kg TEQ (trong chất béo) (IARC, 1997). Mức chấp nhận dioxin trong cơ thể Hàm lượng dioxin có thể chấp nhận được. Loài động vật LD50 (µg/kg) Chuột lang 2 Chuột bạch 40 Khỉ 50 Người ? Chuột 130 Thỏ 200 Chuột đồng 4000 Liều gây ngộ độc của Dioxin (TCDD) Chất độc da cam dioxin màquân đội Mỹ đã rãi xuống việt nam Từ 1962 đến 1971, quân đội Mỹ đã rãi khoảng 76,9 triệu lít thuốc diệt cỏ lên khoảng hơn 1,5 triệu hecta (khoảng 10% diện tích miền Nam Việt Nam), trong số này có 64% là chất độc màu Da cam, 27% là chất độc trắng, 8,7% chất màu xanh, và 0,6% là chất màu tím. Có gần 5 triệu người Việt Nam trong khoảng 25.585 thôn ấp bị ảnh hưởng của dioxin. Có đến 86% lượng dioxin được phun từ trên không, dioxin còn được phun bằng xe tải, tàu… Trong đó, có khoảng 1/3 diện tích bị phun nhiều lần (52.000 hecta bị phun hơn 4 lần) đã phá hủy 14% rừng của miền Nam trong đó một nửa là rừng đước phòng hộ. Hỗn hợp thuốc làm rụng lá cây gồm 2,4-D và 2,4,5-T và dioxin được sinh ra trong quá trình tổng hợp 2,4,5-T, gây ra bệnh ung thư và gây ra những vấn đề về sức khỏe, cũng như khả năng sinh sản của con người. Hiện Việt Nam có khoảng 70.000 người gặp nhiều vấn đề về sức khỏe và trong sinh hoạt bình thường do họ bị ảnh hưởng dioxin trực tiếp hoặc gián tiếp từ bố mẹ. Máy bay quân đội Mỹ rãi chất độc da cam xuống làng mạc,nông thôn miền Nam VN Kho chứa chất độc da cam Các vị trí chịu ảnh hưởng dioxinở miền Nam Việt nam Vị trí sơn màu sẫm chịu ảnh hưởng của chất độc dioxin Nhiều trẻ em VN bị Khuyết tật do cha mẹ bi nhiểm chất độc màu vàng da cam. Đốt cháy rác thải công nghiệp gây ô nhiểm www.enviroliteracy.org/article.php/537.html Liều gây chết 50% (LD50) của dioxinlên các loài động vật thí nghiệm DIOXIN ĐỐI VƠÍ SỨC KHOẺ CON NGƯỜI1. Tác động của dioxin lên tế bào: Dioxin tác động lên tế bào qua tác động lên gene, tác động lên tính chất protein. Trong mỗi tế bào, gene biểu hiện khác nhau, nó quy định chức năng khác nhau của tế bào. Với tác động của dioxin lên các gene làm cho chức năng của các tế bào bị rối loạn. Dioxin đi vào tế bào và kết hợp với 1 protein hòa tan aryl hydrocarbon (Ah). Thụ thể Ah này là protein có cấu trúc bảo tồn cao dạng thẳng-vòng-thẳng (helix-loop-helix). Thụ thể Ah thuộc nhóm protein được hoạt hóa bởi ligand, có mặt trong tế bào của tất cả động vật có xương sống và hiện diện trong hầu hết các cơ quan, từ phổi, gan, hệ bạch huyết. Thụ thể Ah tồn tại trong cơ thể ở dạng kết hợp với các protein sốc nhiệt và các protein khác. Lúc kết hợp với ligand, Ah thay đổi cấu hình: giải phóng những protein khác và kết hợp với đơn vị ligand (Arnt-aryl hydrocarbon nuclear translocator). Khi dioxin kết hợp với thụ thể Ah (AhR) sẽ tạo thành phức hợp và trở nên hoạt động. Phức hợp này đi vào nhân của tế bào nhờ kết hợp với một protein khác. Ở trong nhân, phức hợp này sẽ liên kết với DNA làm thay đổi sự biểu hiện gene Có rất nhiều gene chịu sự tác động của phức hợp này, trong số đó có các gene rất quan trọng đối với sự tăng trưởng của tế bào. Những gene thường được nghiên cứu nhiều nhất là gene cytochrome P450 1A1 hay CYP1A1 (Whitlock, 1999). Dioxin gây rối loạn họat động củacác thụ thể Ah của tế bào 2. Tác động của dioxin lên hệ miễn dịch: Kết quả nghiên cứu trên những tế bào miễn dịch chứng minh rằng dioxin tác động lên hệ miễn dịch qua trung gian thụ thể Ah. Những tác động này ảnh hưởng lên hệ thống các hormon hoặc làm thay đổi các tập tính tự nhiên của tế bào miễn dịch. Thụ thể Ah ở chuột và ở người tương tự nhau nên phản ứng đối với tính độc của dioxin cũng giống nhau, do đó chuột là kiểu mẫu thí nghiệm cho những nghiên cứu về tác động của dioxin lên người. Những người phơi nhiễm dioxin có nhiều nguy cơ mắc bệnh về da, hệ hô hấp (Webb, 1989; Zober, 1994), tai giữa (Chao, 1997) và có những hư hại hệ thống miễn dịch hơn những người không bị phơi nhiễm. Những công nhân ở Đức bị phơi nhiễm dioxin ở mức độ cao bị giảm số lượng tế bào T hoạt động (Tonn, 1996), các kháng thể lớp IgA, IgG, IgM và các bổ thể (Ott, 1994) duy trì ở mức cao, làm suy giảm các đáp ứng miễn dịch (Ernst, 1998). Một nghiên cứu khác cho thấy có sự kết kợp giữa IgA và dioxin huyết thanh (Roegner, 1991). 3. Dioxin là chất gây ung thư 4. Ảnh hưởng của dioxin đến khả năng sinh sản: Dioxin tác động rất mạnh mẽ lên hệ sinh dục và khả năng sinh sản của người và động vật chỉ với một liều lượng rất thấp. Dioxin làm giảm khả năng sinh sản, tăng tỉ lệ chết trước khi sinh… Mặc dù cơ chế tác động lên hệ sinh dục còn chưa rõ ràng nhưng thực tế là dioxin tác động lên sự biểu hiện và chức năng của nhiều hormon, nhân tố tăng trưởng và các enzyme. Dioxin gây ra hậu quả trong thời gian dài. Tác động của dioxin lên bộ máy sinh sản nữ giới Tác động của dioxin lên bộ máy sinh sản nam giới 5. Tác động của dioxin đến bào thai: 1. Tác động của dioxin lên sự phát triển của phôi và bào thai trong tử cung chưa có nhiều bằng chứng như tác động của dioxin lên người trưởng thành. 2. Giai đoạn phôi và bào thai là giai đoạn mà cơ thể phát triển nhanh nhất do đó tác động của dioxin lên giai đoạn này cũng mạnh mẽ nhất. 3. Dioxin gây cho bào thai thiếu những cơ chế trao đổi chất nhằm thải loại các chất độc hại ra khỏi cơ thể (Jacobson, 1990) 4. Dioxin gây cho bào thai thiếu mô mỡ để có thể hòa tan thu gom chất ô nhiễm này. 5. Dioxin làm giảm thiểu hệ tuần hoàn, do đó ảnh hưởng xấu đến việc đưa máu đến não của bào thai, nên thai phát triển, do đó dễ bị tổn thương hệ thần kinh. Những tác hại trên làm cho dioxin trở nên rất độc hại đối với thai nhi như: gây dị tật, tác động thần kinh, thay đổi hệ miễn dịch, dễ mắc bệnh ung thư và các bệnh khác. 6. Những tác động khác của dioxin: 1. Dioxin có thể gây chết, giảm cân, stress, tác động đến da (chloracne - mụn rộp, rám da)… ở liều cao. 2. Dioxin gây tổn hại đến gan (mất khả năng lọc mỡ), thay đổi số lượng và loại tế bào ở mô, gây dị dạng. 3. Dioxin làm tăng khối lượng tuyến giáp và mất chức năng tuyến giáp. 4. Dioxin phá hoại các thụ thể, ảnh hưởng đến nồng độ và sự vận chuyển nhiều loại hormon khác nhau: estrogen, glucocorticoid, androgen, hormon tuyến giáp, insulin, gastrin (hormon kích thích tiết vị), và melatonin (Birnbaum, 1994, 1998). 5. Dioxin gây ra những tác hại đến tim: phá hoại cơ tim, van tim và thành động mạch, gây ra chứng suy tim và toàn bộ hệ mạch máu. 6. Dioxin còn gây ra nguy cơ viêm phổi mãn tính. Ảnh hưởng của dioxin đến cơ thể Mụn rộp trê da Đau đầu, choáng váng, rối loạn khả năng tiêu hóa. Đôi khi tạo ra sarcoma trong tổ chức phần mềm, tiền khởi của tế bào ug thư. Biến đổi máu/nước tiểu biểu hiện gan bị thương tổn. Ảnh hưởng đến trao đổi chất glucose Thay đổi mức hormon trong máu Tăng nguy cơ của một vài kiểu ung thư gan WHO xếp loại TCDD là chất gây ung thư cho người Ảnh hưởng của dioxin đến cơ thể Dioxins là chất độc cực mạnh với một số loài động vật Ung thư. Hư hại gan thận. Gây chết bào thai Quái thai, dị dạng. Một số loài rất nhạy cảm với dioxin Sự nhạy cảm của con người với dioxin đôi khi kém hơn động vật Polychlorinated biphenyls (PCB) có tính độc giống dioxin Được sử dụng rộng rãi từ 1930 - 1976 Là hợp chất dạng lỏng, nhờn, là chất liệu kháng lửa Ổn định ở nhiệt độ cao Ít hòa tan trong nước PCB Rất bền về hóa học, khó phân hủy. Tích tụ trong môi trường nước rất lâu. Tìm thấy nó hầu như trong tất cả ác loài động vật biển, cá và chim biển. PCBs nhiểm vào chuổi thực phẩm ngày một cao (Ex: Oregon whale levels) Hệ thống sinh sản nhạy cảm nhất với PCBs Viktor Yushchenko với sựnhiểm độc dẫn xuất dioxin June 2004 Dec. 2004 Jan. 2005 Nhiễm độc dioxin ở Ucrenia PCB với sức khỏe sinh sản Cả trẻ em và bà mẹ nhiểm PCBs ở mức cao có vấn đề về hành vi và hệ thống kháng thể. PCB với sức khỏe Những công nhân sản xuất PCB trong nhà máy đều có triệu chứng chung là viêm tuyến nhờn, phát ban trên da. PCBs gây ung thư trên động vật thí nghiệm với tầng suất rất cao. US-EPA “kết án” cho PCBs là chất hóa học gây ung thư. Đáng buồn là PCB lại là chất chống mốc chủ yếu trong sơn xây dựng rất gần gủi với chúng ta. Một số hình ảnh quái thai do chất độc dioxin mà quân đội Mỹ đã gây ra ở VN Sinh đôi dính liền, quái thaido chất độc da cam dioxin gây ra Hậu quả của nhiểm độc dioxin Trẻ em khuyết tật ở Quảng Ngải do cha mẹ bị nhiểm chất độc da cam gây ra bởi Quân đội Mỹ. Chất độc da cam dioxin ở VN Dioxin in Viet nam Chất độc da cam (Musics) Dioxin ở Việt nam (Nhạc)