CHƯƠNG 4 CÁC CHẤT ĐỘC VÔ CƠ TS. Võ Hồng Trung Bộ môn Hóa sinh – Độc chất PHẦN 1 CHẤT ĐỘC ĐƯỢC PHÂN LẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP VÔ CƠ HÓA KIM LOẠI NẶNG CHÌ (Pb) • Là một KL mềm, không có giá trị sinh học, màu xám, dễ dát mỏng. • Chì và các hợp chất của chì được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp (luyện quặng, hàn, pin, thuốc nổ,…) • Hấp thu: có thể được hấp thu qua hệ tiêu hóa, hệ thống hô hấp và da. • Phân bố: tích trữ trong gan, thận và mô mỡ.
Khí thải ô tô Ống khói Chất thải nhà máy Bổ sung Luyện kim Pb trong tạo màu và môi trường xăng dầu Công nghiệp Phân bón, bình điện thuốc trừ sâu Mạ kim loại ĐỘC TÍNH Cơ chế gây độc • Chì và các muối chì đều rất độc, độc tính của nó rất phức tạp – Ức chế enzyme: do kết hợp với nhóm thiol (-SH), và tương tác với các enzyme chủ yếu (Ca2+, Zn2+, Fe2+) ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Hem, phóng thích chất dẫn truyền thần kinh và chuyển hóa nucleotid – Ức chế quá trình oxy hóa glucose tạo năng lượng (>0,3 ppm) • Độc tính: thể hiện chủ yếu trên thận, hệ thống tạo máu, hệ thần kinh và hệ thống sinh sản. Động vật và Người Liều độc • Chì vô cơ: có thể hấp thu qua hệ tiêu hóa, hô hấp và da – Đường hô hấp: • Nồng độ cho phép tại nơi làm việc: ≤ 0,05mg/m3 • Nồng độ gây độc: 700mg/m3 không khí – Đường tiêu hóa: • Liều độc: Chì acetate 1g, chì carbonat 2-4g • Liều gây chết: 10g muối tan (đối với người lớn) • Ngộ độc trường diễn: 1mg chì/ngày, trong thời gian dài • Nồng độ chì tối đa cho phép có trong nước uống là 20 ppd • Chì hữu cơ: có thể hấp thu nhanh chóng qua phổi và da gây kích ứng – Nồng độ cho phép tại nơi làm việc: 0,075mg/m3 (chì tetraetyl) – Liều độc: 40mg/m3 NGUYÊN NHÂN GÂY ĐỘC • Do cố ý – Đầu độc: hiếm vì mùi vị khó chịu và gây nôn mửa – Phá thai • Do tai biến – Dùng quá liều các thuốc có chì – Nước uống, ống nước, thực phẩm có lẫn chì – Đồ chơi làm bằng chì hay lớp sơn có pha chì – Sơn nhà có pha chì • Do nghề nghiệp: ngộ độc trường diễn – Hít phải hơi chì, bụi chì và các hợp chất của nó (các nhà máy sản xuất sơn, bình acquy, mỏ chì, lò nấu chì, mạ kim loại, đúc chữ trong kỹ nghệ in,…) – Công nhân tiếp xúc với xăng dầu có chì TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC NGỘ ĐỘC CẤP HAY BÁN CẤP • Thể chất: mệt mỏi, khó chịu, kích ứng, biếng ăn, mất ngủ, sụt cân,… • Hệ tiêu hóa: biếng ăn, rối loạn tiêu hóa, đau bụng từng cơn, nôn mửa, tiêu chảy ra phân màu đen sau đó táo bón • Hệ thần kinh trung ương: nhứt đầu, kích ứng, mê sảng, co giật, hôn mê, trẻ em kém tập trung, thiểu năng tinh thần, giảm thính lực. Nồng độ cao gây tổn thương não, phù não, thoái hóa thần kinh • Hệ thần kinh vận động: yếu cơ, viêm khớp, đau cơ, rối loạn phối hợp, tê liệt • Hệ thống tạo máu: thiếu máu • Hệ thống sinh sản: gây thoái hóa tinh hoàn, giảm sự sản sinh tinh trùng ở nam giới, phụ nữ có thể bị sẩy thai hay sinh non, trẻ sinh ra có trọng lượng thấp • Hệ tiết niệu: rối loạn chức năng của ống thận, viêm thận, xơ hóa tế bào kẽ, tiểu ít hay bí tiểu, tăng ure huyết NGỘ ĐỘC MẠN TÍNH • Nguyên nhân: do hít phải hơi chì, bụi chì, xăng có pha chì hay tiếp xúc với hóa chất có chứa chì trong thời gian dài • Đầu tiên xuất hiện viền xanh đen ở nướu (burton line) • Hồng cầu giảm • Xuất hiện hồng cầu hạt kiềm trong máu và pophyrin trong nước tiểu • Nước da tái xám, hơi thở thối, mệt mỏi, biếng ăn, mất ngủ, sụt cân, gầy yếu, đau bụng, nôn mửa, táo bón hay tiêu chảy, rối loạn thần kinh, đau khớp, đau cơ và tê liệt các chi, rối loạn phối hợp vận động cơ, rối loạn ngôn ngữ và hành vi • Sau vài năm: cao huyết áp, viêm thận mãn, suy mòn dần, có thể tử vong CHUẨN ĐOÁN • Triệu chứng lâm sàng và tiền sử bệnh • Xác định nồng độ chì trong máu: bình thường <5μg/dL (trẻ em), 25 μg/dL (người lớn) • Quan sát tế bào máu dưới kính hiển vi: hồng cầu hạt kiềm • Chụp X-quang xương: đường viền đậm (radio dense line) ĐIỀU TRỊ • Loại chất độc ra khỏi cơ thể – Gây nôn, rửa dạ dày bằng dung dịch Na2SO4 hay MgSO4 để kết tủa chì – Uống than hoạt – Tẩy xổ nhẹ hay thụt tháo • Thuốc đặc trị và antidot Dùng các chất tạo chelat để làm giảm nồng độ chì trong máu và tăng sự bài tiết ra nước tiểu: – BAL (Dimercaprol) (khởi đầu), Calcium EDTA (4h sau): tiêm bắp hay tiêm truyền tĩnh mạch chậm, liên tục trong 5 ngày: ngăn chặn sự tái phân bố của Pb vào hệ TK TW – DMSA (2,3-Dimercapto succinic acid): ngộ độc nhẹ – Những tổn thương thực thể ở não không thể phục hồi bằng điều trị • Điều trị triệu chứng – Điều trị động kinh hay hôn mê (nếu có) – Corticosteroid và manitol (viêm não) KIỂM NGHIỆM • Xử lý mẫu – Trong không khí: • Hút không khí có bụi chì vào HNO3 • Định tính, định lượng bằng phản ứng Dithizon – Trong phụ tạng, máu và nước tiểu: • Vô cơ hóa bằng hổn hợp sulfonitrit, tạo tủa PbSO4 • Hòa tan tủa trong amoni acetat nóng sẽ chuyển thành Pb2+ • Định tính và định lượng • Định tính – Phản ứng với Dithizon: tạo dithizonat chì, chiết xuất bằng CCl4 ở pH=7-10, nếu có chì lớp dung môi sẽ có màu đỏ tía Pb(CH3COO)2 + 2HDz Pb(Dz)2 + 2CH3COOH Độ nhạy cao (0,05μg Pb/ml), đặc hiệu với chì – Phản ứng với dung dịch KI: Pb2+ + 2KI PbI2 ↓ + 2K+ tủa màu vàng – Phản ứng với kalibicromat: tạo tủa màu vàng, không tan trong acid acetic, tan trong acid vô cơ và kiềm 2Pb(CH3COO)2 + K2Cr2O7 + H2O 2CH3COOK + 2PbCrO4 ↓ + 2CH3COOH • Định lượng – Phương pháp chiết đo quang với dithizon: • Tạo dithizonat chì ở pH=7-10, chiết bằng cloroform, rửa dịch chiết bằng dd KCN/NH4OH • Đo quang ở bước sóng 520 nm. Tính hàm lượng Pb theo đồ thị chuẩn.
• Độ nhạy của PP: 10μg/g – Phương pháp dicromat-iod: • Pd2+ + lượng thừa dd kalidicromat chuẩn. Định lượng kalidicromat dư bằng PP đo iod • Độ nhạy thấp (2-100mg/100g mẫu thử) – Phương pháp complexon: • Định lượng Pb2+ bằng lượng thừa dd complexon (III) 0,01N trong dd đệm amoniac. • Complexon (III) thừa được chuẩn độ bằng dd kẽm clorua với chỉ thị đen ecrocrom T ARSEN (As) • Là một chất độc nguy hiểm và gây ô nhiễm môi trường • Hợp chất arsen vô cơ và hữu cơ được sử dụng trong nhiều sản phẩm thương mại và kỹ nghệ (chất bảo quản gỗ, thuốc trừ sâu, chất bán dẫn,…) • As và các hợp chất As thăng hoa ở nhiệt độ cao và áp suất không khí biến đổi trực tiếp thành dạng khí • Muối As dễ tan trong nước, hấp thu nhanh qua niêm mạc đường tiêu hóa, tích lũy ở nhiều tổ chức (ở lông, tóc và móng) • As thải trừ chậm qua ruột và thận • Hợp chất As có thể ở dạng vô cơ hay hữu cơ có hóa trị 3 hay 5 • As vô cơ – As nguyên tố: kim loại màu xám, ở thể tinh khiết không độc, nhưng khi đun nóng trong không khí, As bị oxy hóa thành As trioxid (As2O3) rất độc – Arsen trioxid (As2O3): gọi là As trắng, thạch tín, , tinh thể không màu, không mùi, rất độc – Arsen pentaoxid (As2O5) khi hút ẩm dễ tan trong nước tạo thành dạng acid tương ứng (H3AsO4) – Arsenit là muối của arsenơ (H3AsO3) như natri arsenit, kali arsenit có trong thuốc diệt cỏ – Arsenat là muối của acid arsennic (H3AsO4) dùng trong thuốc bảo vệ thực vật (Natri arsenat,…) – Arsen sulfur (As2S3, As2S5) dùng trong kỹ nghệ sơn, in, thuốc nhuộm,… – Hydro arsenur (arsin, H3As) là chất khí rất độc, mùi tỏi, thường gặp trong sản xuất công nghiệp • Arsen hữu cơ – Sản xuất chất độc hóa học trong chiến tranh thế giới lần I – Sản xuất thuốc trừ sâu (MSMA-Monosodium ethylarsenat; DSMA – disodium ethylarsenat) – Thuốc trị bệnh giang mai (stovarsol, sulfarseno, acetylacsan,…) ĐỘC TÍNH • Hấp thu nhanh qua hệ tiêu hóa • Phân bố và tích lũy nhiều ở các tổ chức tế bào sừng (keratin), lông, tóc, móng • Thải trừ chậm qua ruột và thận • Độc tính của hợp chất As phụ thuộc vào hóa trị, trạng thái vật lý, độ tan và chủng loại động vật bị nhiễm độc • As vô cơ: hóa trị 3 (As3+) độc gấp 2-10 lần so với As hóa trị 5 (As5+) • As hữu cơ ít độc hơn so với As vô cơ • Bụi As vô cơ (As trioxid) gây kích ứng mắt, da, màng nhầy, hệ thống tiêu hóa và hô hấp, rối loạn thần kinh ngoại vi, tổn thương tim, gan.