chương 1 nhằm giới thiệu một số khái niệm cơ bản trong độc chất học như: Độc chất học, chất độc, độc tính, độc lực, ngộ độc, các nguồn gây độc, cách phân loại chất độc, phân loại ngộ độc. Các kiến thức về các quá trình động học, cơ chế gây ngộ độc và các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng của chất độc cũng được đề cập đến trong chương này. Một số kháI niệm 1. Độc chất học a.
Định nghĩa và đối tượng của độc chất học Độc chất học là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu về các chất độc, bao gồm việc phát hiện ra các chất độc, đặc tính lý hoá học của chúng và những ảnh hưởng sinh học cũng như biện pháp xử lý những hậu quả do chúng gây ra. Độc chất học - toxicology có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp: toxikon - chất độc, logos - khoa học. Từ xa xưa, đối tượng của độc chất học chỉ là một số ít chất độc được sử dụng để đầu độc người và súc vật. Ngày nay, độc chất học hiện đại nghiên cứu tính chất lý hóa của các chất độc có nguồn gốc thực vật, khoáng và tổng hợp, cơ chế gây độc, mối tương tác giữa chất độc và cơ thể.
Độc chất học Thủy sản là môn khoa học nghiên cứu về các chất độc và tác động của chúng đối với cơ thể động vật. Độc chất học thủy sản là một phần đặc biệt của độc chất học, là môn học thực nghiệm lâm sàng. Đối tượng của môn học là nghiên cứu về tính chất, tác dụng, ý nghĩa của chất độc, nguyên nhân gây ngộ độc, sinh bệnh học, triệu chứng, chẩn đoán và điều trị ngộ độc. Sự liên quan của độc chất học thủy sản với các môn học khác Là môn học thực nghiệm lâm sàng, độc chất học thủy sản có liên quan đến hàng loạt các môn học: - Môn hóa học và dược lý học cung cấp những hiểu biết cơ bản về tính chất hóa học, động học, cơ chế tác dụng của các chất độc có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ.
- Môn thực vật, vi sinh vật và động vật giúp nghiên cứu các độc tố thực vật, động vật, nấm và côn trùng. Độc chất học đặc biệt có quan hệ gần gũi với các môn học: - Sinh lý bệnh: nghiên cứu về sinh bệnh học, về tiến triển của bệnh do ngộ 6 độc. - Hoá sinh: cơ thể bị ngộ độc gây ra nhiều biến đổi các chỉ tiêu hóa học, hàm lượng và chất lượng men, hàm lượng các hormon giữ vai trò quan trọng trong trao đổi chất. Xác định những biến đổi này bằng các phương pháp nghiên cứu hoá sinh là rất cần thiết để phân tích tiến triển của quá trình ngộ độc.
- Bệnh lý học: cung cấp phương pháp mổ khám và phân tích các bệnh tích đại thể, vi thể giúp chẩn đoán ngộ độc. - Dịch tễ học: giúp phân biệt bệnh do ngộ độc với các bệnh truyền nhiễm, ký sinh trùng. - Vệ sinh thủy sản và thức ăn gia súc liên quan đến phương pháp phòng ngộ độc. Khái niệm chất độc Chất độc (poison) là những chất vô cơ hay hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên hay do tổng hợp, khi nhiễm vào cơ thể và đạt đến nồng độ nhất định có thể gây hiệu quả dộc hại cho cơ thể sống.
Osweiler lại đưa ra định nghĩa về chất độc như sau: chất độc là những chất rắn, lỏng hoặc khí, khi nhiễm vào cơ thể theo đừơng uống hoặc các đường khác sẽ gây ảnh hưởng đến các quá trình sống của các tế bào của các cơ quan, tổ chức. Các tác động này phụ thuộc vào bản chất và độc lực của các chất độc. Khái niệm khác của chất độc là độc tố (toxin) được dùng để chỉ các chất độc được sản sinh (có nguồn gốc) từ các quá trình sinh học của cơ thể và được gọi là độc tố sinh học (biotoxin). Trong quá trình nghiên cứu về chất độc cần lưu ý một số điểm sau: - Chất độc là một khái niệm mang tính định lượng.
Mọi chất đều độc ở một liều nào đó và cũng vô hại với liều rất thấp. Giới hạn giữa 2 liều đó là phạm vi các tác dụng sinh học. Theo Paracelsus (1493 - 1541): “tất cả mọi chất đều là chất độc, không có chất nào không phải là chất độc. Liều lượng thích hợp sẽ phân biệt được một chất độc và một thuốc”.
Aspinrin (acid acetyl salicylic) là thuốc hạ sốt chống viêm được dùng trong điều trị từ nhiều 7 3 năm nay, nhưng có thể gây chết người với liều 0,2 - 0,5 g/Kg. Sắt, đồng, magne, kẽm là những nguyên tố vi lượng cần thiết trong thành phần thức ăn chăn nuôi, nhưng nếu quá liều thì có thể gây ngộ độc. - Về mặt sinh học, một chất có thể độc với loài này nhưng lại không độc với loài khác. Carbon tetraclorid gây độc mạnh cho gan trên nhiều loài, nhưng ít hại hơn đối với gà.
Một số loài thỏ có thể ăn lá cà độc dược có chứa belladon. - Một chất có thể không độc khi dùng một mình, nhưng lại rất độc khi dùng phối hợp với chất khác. Piperonyl butoxid rất ít độc với loài có vú và côn trùng khi dùng một mình, nhưng có thể làm tăng độc tính rất mạnh của các chất dùng cùng do nó có tác dụng ức chế các enzym chuyển hoá chất lạ (xenobiotic - metabolizing enzymes) của cơ thể. - Độc tính của một chất độc có thể thay đổi khi xâm nhập vào cơ thể qua các đường khác nhau như: qua đường uống, đường hô hấp, qua da, qua đường tiêm.
Khái niệm độc tính và độc lực - Khái niệm độc tính: được dùng để miêu tả tính chất gây độc của chất độc đối với cơ thể sống. - Khái niệm độc lực: là lượng chất độc trong những điều kiện nhất định gây ảnh hưởng độc hại hoặc những biến đổi sinh học có hại cho cơ thể. Khi nghiên cứu về độc lực, cần quan tâm đến mối quan hệ giữa liều lượng chất gây độc và đáp ứng của cơ thể bị ngộ độc. Theo quy định quốc tế, liều lượng của chất độc được tính bằng milligram (mg) chất độc/1kg khối lượng cơ thể gây ảnh hưởng sinh học nhất định.
ở một số loài động vật hoang dã hoặc loài cá, độc lực được thể hiện bằng nồng độ các chất độc trong thức ăn động vật hoặc nước. Nồng độ gây tử vong (LC - Lethal Concentration) là nồng độ chất độc thấp nhất trong 1 kg thức ăn chăn nuôi hoặc trong 1 lít nước (đối với cá) gây chết động vật. Độc lực trong ngộ độc cấp tính được tính theo LC50 - nồng độ gây chết 50% động vật. * Một số khái niệm về liều lượng được sử dụng để xác định độc lực của chất độc: - ED50 (Effective Dose): liều có tác dụng với 50% động vật thí nghiệm.
- Liều tối đa không gây độc (HNTP - Highest Nontoxic Dose): là liều lượng lớn nhất của thuốc hoặc chất độc không gây những biến đổi bệnh lý cho cơ thể. - Liều thấp nhất có thể gây độc (TDL - Toxic Dose Low): Khi cho gấp đôi liều này sẽ không gây chết động vật. - Liều gây độc (TDH - Toxic Dose High): là liều lượng sẽ tạo ra những biến đổi bệnh lý. Khi cho gấp đôi liều này sẽ gây chết động vật.
3 4 - Liều chết (LD - Lethal Dose): là liều lượng thấp nhất gây chết động vật. LD có các tỷ lệ khác nhau như: LD1- liều gây chết 1% động vật; LD50: liều gây chết 50% động vật; LD100: liều gây chết 100% động vật. * Độ an toàn của thuốc: được xác định dựa trên các chỉ số: - Chỉ số điều trị (TI - Therapeutic Index): là tỷ số giữa LD50 và ED50. LD50 TI = ED50 4 5 - Tiêu chuẩn an toàn (SSM- Standart Safety Margin) là tỷ số giữa LD1 và ED99: LD1 SSM = ED99 c.
Phân loại chất độc Chất độc có thể được phân loại theo nhiều cách: theo nguồn gốc, bản chất lý hoá của chất độc, phương pháp phân tích chất độc, độc lực, tác động của chất độc trên các hệ cơ quan của cơ thể và nguồn lây nhiễm chất độc. * Phân loại theo nguồn gốc chất độc: - Chất độc có nguồn gốc thiên nhiên: động vật, thực vật, vi sinh vật. - Chất độc có nguồn gốc tổng hợp, bán tổng hợp. * Phân loại theo bản chất lý hoá của chất độc: - Các chất độc ở dạng khí, lỏng, chất rắn.
- Các chất độc vô cơ: kim loại, á kim, axit, bazơ. - Các hợp chất hữu cơ: các hợp chất chứa carbon, các loại thuốc trừ sâu, aldehyd, các axit hữu cơ, các ester, các hợp chất chứa nitơ, các hợp chất chứa lưu huỳnh, các alcaloid, glycosid. * Phân loại theo phương pháp phân tích chất độc: theo Stas-Otto - Chất độc hoà tan trong nước hay các dung dịch axit, kiềm. - Chất độc hoà tan trong ether.
- Chất độc có thể chiết tách được trong các dung môi hữu cơ. * Phân loại theo tác động của chất độc trên các hệ cơ quan của cơ thể: - Các chất độc tác động trên hệ thần kinh: cafein, strychnin, cyanid, chì, hexachlorophen, thuốc trừ sâu clo hữu cơ. - Các chất độc tác động trên hệ tiêu hoá: asen, selen, canxi clorua, sulfat đồng, muối thủy ngân vô cơ. 5 6 - Các chất độc tác động trên gan, mật: tetraclorua carbon, phenol, aflatoxin, fumonisin, acetaminophen, toluen, đồng.
- Các chất độc tác động trên thận: thuốc kháng sinh nhóm aminoglycosid, oxytetracyclin, sulfonamid, kim loại nặng, ochratoxin. - Các chất độc tác động trên hệ hô hấp: carbon monoxid, kim loại nặng, carbon dioxid, formaldehyd, thuốc trừ sâu phospho hữu cơ, fumonisin. - Các chất độc tác động trên hệ tim, mạch: digitalis, digitoxin, cafein, cocain, monesin, amphetamin. - Các chất độc tác động trên hệ máu: aspirin, benzen, chloramphenicol, chlorpromazin, estrogen, phenylbutazol, T2 mycotoxin (đây là các chất gây thiếu máu).
- Các chất độc tác động trên hệ sinh sản: testosteron, zearalenon, dicoumarol, corticosteroid, fumonisin, chì, cadmi, selen. - Các chất độc tác động trên da: acid, base, formaldehyd, iodin, muối thủy ngân, phenol, các chất nhạy cảm quang học. * Phân loại theo tác dụng đặc biệt của chất độc: - Chất độc gây ung thư: + Các chất độc có nguồn gốc thiên nhiên: aflatoxin B1, alcaloid pyrolizidin, aquilid A trong cây dương xỉ, alcanylbenzen trong cây de vàng. + Hợp chất ung thư hình thành khi chế biến thực phẩm: nitrosamin, các chất hydratcarbon đa vòng thơm, các amin dị vòng.
+ Một số thuốc thủy sản: diethylstibestrol (DES). - Chất độc gây đột biến: Hầu hết các chất gây ung thư đều có tác dụng gây đột biến. - Chất độc gây quái thai: các hợp chất este phospho hữu cơ, thuốc trừ sâu loại carbamat, thuốc diệt nấm chứa thủy ngân, cloramphenicol.