Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Nhóm Chất Benzen, Toluene, Ethylbenzen Và Xylen Đến Biểu Hiện Gen CYP2E1 Ở Người Lao Động

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của luận án

1.2. Nội dung nghiên cứu luận án

1.3. Những đóng góp mới của luận án

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

1.5. Địa điểm thực hiện luận án

2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

2.1. KHÁI NIỆM DUNG MÔI HỮU CƠ, TÍNH CHẤT CỦA BENZEN, TOLUEN, ETHYLBENZEN VÀ XYLEN

2.1.1. Dung môi hữu cơ

2.1.2. Tính chất lý – hóa của benzen, toluen, ethylbenzen, xylen

2.2. GIÁM SÁT SINH HỌC

2.2.1. ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI HỮU CƠ ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

2.2.1.1. Ảnh hưởng của benzen

2.2.1.2. Ảnh hưởng của toluen

2.2.1.3. Ảnh hưởng của ethylbenzen

2.2.1.4. Ảnh hưởng của xylen

2.2.1.5. Ảnh hưởng của nhóm BTEX

2.3. ĐA HÌNH ĐƠN NUCLEOTIDE, ĐẶC ĐIỂM CỦA GEN CYP2E1 VÀ MỘT SỐ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

2.3.1. Đa hình đơn nucleotide (SNP)

2.3.2. Đặc điểm của gen CYP2E1 và một số nghiên cứu liên quan

2.3.3. Nghiên cứu liên quan đến mức độ biểu hiện mRNA và đa hình của CYP2E1

2.3.4. Một số nghiên cứu có liên quan tại Việt Nam

3. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

3.2. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ

3.2.1. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu

3.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG

3.3.1. Cách chọn mẫu nghiên cứu và cỡ mẫu

3.3.2. Phương pháp phân tích nồng độ BTEX trong mẫu cá nhân

3.3.3. Lấy mẫu, bảo quản mẫu

3.3.4. Phương pháp phân tích nồng độ BTEX trong máu, nước tiểu của đối tượng nghiên cứu

3.3.5. Phương pháp phân tích sản phẩm chuyển hóa của BTEX trong nước tiểu

3.3.6. Phương pháp phân tích công thức máu

3.3.7. Tách chiết DNA tổng số

3.3.8. Phương pháp khuếch đại gen bằng phương pháp PCR

3.3.9. Tinh sạch sản phẩm PCR và giải trình tự

3.3.10. Tách chiết RNA tổng số

3.3.11. Tổng hợp cDNA

3.3.12. Phương pháp xác định mức độ biểu hiện mRNA bằng kỹ thuật Realtime PCR

3.3.13. Phân tích thống kê sinh học

3.4. ĐẠO ĐỨC NGHIÊN CỨU

4. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

4.2. NỒNG ĐỘ BTEX TRONG MẪU CÁ NHÂN

4.2.1. Nồng độ benzen tại cơ sở nghiên cứu

4.2.2. Nồng độ toluen tại cơ sở nghiên cứu

4.2.3. Nồng độ ethylbenzen tại cơ sở nghiên cứu

4.2.4. Nồng độ xylen tại cơ sở nghiên cứu

4.2.5. Giới hạn nồng độ tiếp xúc với BTEX của nhóm tiếp xúc

4.3. NỒNG ĐỘ BTEX TRONG MÁU VÀ NƯỚC TIỂU

4.3.1. Nồng độ BTEX trong máu của đối tượng nghiên cứu

4.3.2. Nồng độ BTEX niệu của đối tượng nghiên cứu

4.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH SẢN PHẨM CHUYỂN HÓA CỦA BTEX

4.4.1. Sản phẩm chuyển hóa của benzen niệu

4.4.2. Sản phẩm chuyển hóa của toluen niệu

4.4.3. Sản phẩm chuyển hóa của xylen niệu

4.4.4. Sản phẩm chuyển hóa của ethylbenzen niệu

4.5. ẢNH HƯỞNG CỦA BTEX ĐẾN BIỂU HIỆN mRNA CỦA CYP2E1

4.5.1. Ảnh hưởng của BTEX đến mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.5.2. Mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1 chia theo tuổi đời

4.5.3. Mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1 chia theo tuổi nghề

4.5.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện mRNA của CYP2E1 qua mô hình hồi quy logistic

4.6. MỐI TƯƠNG QUAN CỦA NỒNG ĐỘ BTEX TRONG MẪU CÁ NHÂN VỚI MỘT SỐ CHỈ SỐ SINH HỌC TRONG CƠ THỂ

4.6.1. Mối tương quan của nồng độ benzen trong mẫu cá nhân với nồng độ benzen trong máu, nước tiểu, TTMA và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.6.2. Mối tương quan của nồng độ toluen trong môi trường với nồng độ toluen trong máu, nước tiểu, sản phẩm chuyển hóa của toluen và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.6.3. Mối tương quan của nồng độ xylen trong môi trường với nồng độ xylen trong máu, nước tiểu, sản phẩm chuyển hóa của xylen và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.6.4. Mối tương quan của nồng độ ethylbenzen trong mẫu cá nhân với nồng độ ethylbenzen trong máu, nước tiểu, sản phẩm chuyển hóa của ethylbenzen và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.6.5. Mối tương quan giữa nồng độ giới hạn tiếp xúc của BTEX với sản phẩm chuyển hóa của từng chất trong nhóm BTEX và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1

4.6.6. Mối tương quan giữa nồng độ giới hạn tiếp xúc của BTEX và mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1 chia theo vị trí làm việc

4.7. XÁC ĐỊNH SỰ BIẾN ĐỔI CỦA GEN CYP2E1

4.7.1. Khuếch đại và tinh sạch đoạn promoter của CYP2E1

4.7.2. Giải trình tự và phân tích đa hình đoạn promoter của gen CYP2E1

4.8. TÌNH TRẠNG THIẾU MÁU DO TIẾP XÚC VỚI BTEX

KẾT LUẬN

KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng BTEX Đến CYP2E1 Ở Người Lao Động

Dung môi hữu cơ, đặc biệt là nhóm BTEX (Benzen, Toluene, Ethylbenzen, Xylen), được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất sơn, da giày. Mặc dù benzen đã bị hạn chế, nhưng nó vẫn có thể tồn tại trong các dung môi khác. Người lao động thường xuyên tiếp xúc với BTEX có nguy cơ cao bị ảnh hưởng đến sức khỏe, đặc biệt là sự biểu hiện của gen CYP2E1. Gen này mã hóa enzyme tham gia vào quá trình chuyển hóa VOCs và các chất độc khác. Nghiên cứu về mối liên hệ giữa phơi nhiễm BTEX và biểu hiện gen CYP2E1 đang được quan tâm nhằm giám sát sức khỏe người lao động. Theo nghiên cứu của Nguyễn Thị Hiền (2020), BTEX gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người lao động, đặc biệt là những người làm việc trong môi trường có nồng độ BTEX cao.

1.1. Tổng Quan Về Độc Tính Benzen Toluene Ethylbenzen Xylen

Benzen, toluene, ethylbenzen và xylen (BTEX) là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sơn, da giày, điện tử. Benzen là một chất gây ung thư đã bị hạn chế sử dụng. Tiếp xúc lâu dài với BTEX có thể gây ra các vấn đề về sức khỏe như suy giảm thính lực, bệnh về da và ung thư. Mức độ độc tính của BTEX phụ thuộc vào nồng độ, thời gian tiếp xúc và cơ địa của từng người. Các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra mối liên hệ giữa phơi nhiễm BTEX và các bệnh về máu, thần kinh và hô hấp.

1.2. Tầm Quan Trọng Của CYP2E1 và Phơi Nhiễm BTEX

CYP2E1 là một enzyme quan trọng trong quá trình chuyển hóa nhiều chất độc, bao gồm cả BTEX. Hoạt động của enzyme này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm cả tiếp xúc với BTEX. Sự thay đổi trong biểu hiện của gen CYP2E1 có thể ảnh hưởng đến khả năng giải độc của cơ thể và tăng nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến phơi nhiễm BTEX. Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng của BTEX đến biểu hiện CYP2E1 là rất quan trọng để đánh giá nguy cơ sức khỏe.

II. Vấn Đề Đặt Ra Ảnh Hưởng Môi Trường Làm Việc Đến CYP2E1

Môi trường làm việc ô nhiễm BTEX đặt ra thách thức lớn đối với sức khỏe người lao động. Việc đánh giá nguy cơ phơi nhiễm và các tác động tiềm ẩn là vô cùng cần thiết. Các phương pháp đánh giá truyền thống thường dựa trên việc đo nồng độ BTEX trong không khí và các sản phẩm chuyển hóa trong cơ thể. Tuy nhiên, việc nghiên cứu biểu hiện gen CYP2E1 có thể cung cấp một cái nhìn sâu sắc hơn về tác động của BTEX ở cấp độ phân tử. Việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện CYP2E1 có thể giúp phát triển các biện pháp phòng ngừa và bảo vệ sức khỏe hiệu quả hơn.

2.1. Đánh Giá Nguy Cơ Phơi Nhiễm BTEX Tại Nơi Làm Việc

Việc đánh giá nguy cơ phơi nhiễm BTEX bao gồm việc đo lường nồng độ BTEX trong không khí, đánh giá thời gian tiếp xúc của người lao động và sử dụng các phương pháp giám sát sinh học để đo nồng độ BTEX hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng trong máu và nước tiểu. Kết quả đánh giá nguy cơ có thể được sử dụng để xác định các biện pháp kiểm soát phơi nhiễm phù hợp, chẳng hạn như cải thiện hệ thống thông gió, sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân và giảm thời gian tiếp xúc.

2.2. Ảnh Hưởng Nghề Nghiệp Đến Sức Khỏe Rủi Ro Tiềm Ẩn

Nhiều ngành nghề có nguy cơ cao phơi nhiễm BTEX, bao gồm công nhân sản xuất sơn, công nhân in ấn, công nhân làm việc trong ngành da giày và công nhân làm việc trong các nhà máy hóa chất. Các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra rằng những người lao động này có nguy cơ cao mắc các bệnh về máu, thần kinh, hô hấp và ung thư. Việc thực hiện các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát phơi nhiễm là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe của người lao động.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Phân Tích Biểu Hiện Gen CYP2E1

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích biểu hiện gen CYP2E1 ở người lao động tiếp xúc với BTEX. Mẫu máu và nước tiểu được thu thập để đo nồng độ BTEX và các chất chuyển hóa. RNA được tách chiết từ mẫu máu để đo mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2E1 bằng kỹ thuật Real-time PCR. Các yếu tố ảnh hưởng đến biểu hiện CYP2E1 được phân tích bằng các phương pháp thống kê. Theo phương pháp được mô tả bởi Nguyễn Thị Hiền, các mẫu được thu thập và phân tích cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả.

3.1. Marker Sinh Học CYP2E1 Đo Lường Mức Độ Biểu Hiện Gen

Việc đo lường mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2E1 bằng kỹ thuật Real-time PCR là một phương pháp nhạy cảm và chính xác để đánh giá tác động của BTEX lên hoạt động của enzyme CYP2E1. Mức độ biểu hiện mRNA của CYP2E1 có thể được sử dụng làm một marker sinh học để giám sát sức khỏe của người lao động tiếp xúc với BTEX. Kết quả nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng để hiểu rõ hơn về cơ chế tác động của BTEX và phát triển các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

3.2. Các Bước Chi Tiết Phân Tích Biểu Hiện Gen CYP2E1

Quá trình phân tích biểu hiện gen CYP2E1 bao gồm các bước sau: (1) Thu thập mẫu máu và nước tiểu từ người lao động; (2) Tách chiết RNA từ mẫu máu; (3) Tổng hợp cDNA từ RNA; (4) Đo mức độ biểu hiện mRNA của gen CYP2E1 bằng kỹ thuật Real-time PCR; (5) Phân tích dữ liệu và thống kê kết quả. Các bước này cần được thực hiện cẩn thận và tuân thủ các quy trình chuẩn để đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Nhóm BTEX Đến Gen CYP2E1

Kết quả nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ đáng kể giữa nồng độ BTEX trong môi trường làm việc và mức độ biểu hiện gen CYP2E1. Người lao động tiếp xúc với nồng độ BTEX cao hơn có mức độ biểu hiện CYP2E1 cao hơn so với nhóm đối chứng. Điều này cho thấy rằng BTEX có thể kích thích sự biểu hiện của gen CYP2E1. Ngoài ra, nghiên cứu cũng tìm thấy mối tương quan giữa nồng độ BTEX và một số chỉ số sức khỏe khác, như chức năng gan và các marker viêm.

4.1. Cơ Chế Ảnh Hưởng BTEX Đến Gen Chi Tiết Sinh Hóa

Cơ chế ảnh hưởng của BTEX đến biểu hiện gen CYP2E1 có thể liên quan đến việc kích hoạt các thụ thể và các yếu tố phiên mã. BTEX có thể gắn kết với các thụ thể aryl hydrocarbon (AhR) và kích hoạt con đường tín hiệu AhR, dẫn đến tăng biểu hiện của gen CYP2E1. Ngoài ra, BTEX cũng có thể gây ra stress oxy hóa và viêm, có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen CYP2E1 thông qua các con đường tín hiệu khác.

4.2. BTEX và Stress Oxy Hóa Mối Liên Hệ Tiềm Ẩn

Tiếp xúc với BTEX có thể gây ra stress oxy hóa trong tế bào. Stress oxy hóa là tình trạng mất cân bằng giữa sản xuất và loại bỏ các gốc tự do, có thể gây tổn thương tế bào và ảnh hưởng đến biểu hiện gen. Các gốc tự do có thể tác động trực tiếp đến DNA và các yếu tố phiên mã, làm thay đổi biểu hiện của nhiều gen, bao gồm cả CYP2E1. Các chất chống oxy hóa có thể giúp bảo vệ tế bào khỏi tác động của stress oxy hóa.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Đánh Giá Rủi Ro Phơi Nhiễm BTEX

Kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng để đánh giá rủi ro phơi nhiễm BTEX và phát triển các biện pháp phòng ngừa và bảo vệ sức khỏe cho người lao động. Việc đo mức độ biểu hiện gen CYP2E1 có thể được sử dụng như một chỉ số sinh học để giám sát sức khỏe của người lao động và đánh giá hiệu quả của các biện pháp can thiệp. Việc xác định các yếu tố nguy cơ và các biện pháp bảo vệ có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của BTEX đến sức khỏe người lao động.

5.1. Hướng Dẫn Đánh Giá Nguy Cơ Thực Tiễn Tại Doanh Nghiệp

Các doanh nghiệp có thể sử dụng kết quả nghiên cứu này để xây dựng các hướng dẫn đánh giá nguy cơ phơi nhiễm BTEX tại nơi làm việc. Hướng dẫn này nên bao gồm các bước để đo nồng độ BTEX trong không khí, đánh giá thời gian tiếp xúc của người lao động, sử dụng các phương pháp giám sát sinh học và thực hiện các biện pháp kiểm soát phơi nhiễm phù hợp. Việc tuân thủ các hướng dẫn này có thể giúp giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm BTEX và bảo vệ sức khỏe của người lao động.

5.2. Bí Quyết Giảm Thiểu Phơi Nhiễm BTEX Giải Pháp Hiệu Quả

Có nhiều biện pháp có thể được thực hiện để giảm thiểu phơi nhiễm BTEX, bao gồm cải thiện hệ thống thông gió, sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân (khẩu trang, găng tay), giảm thời gian tiếp xúc, sử dụng các dung môi thay thế ít độc hại hơn và cung cấp đào tạo cho người lao động về các nguy cơ và biện pháp phòng ngừa. Việc kết hợp nhiều biện pháp khác nhau có thể mang lại hiệu quả cao nhất trong việc giảm thiểu phơi nhiễm BTEX.

VI. Kết Luận Tương Lai Nghiên Cứu Về Ảnh Hưởng BTEX

Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng về ảnh hưởng của BTEX đến biểu hiện gen CYP2E1. Kết quả này có thể mở ra hướng nghiên cứu mới về các chỉ số sinh học sớm để phát hiện và phòng ngừa các tác động sức khỏe liên quan đến phơi nhiễm BTEX. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tìm hiểu sâu hơn về cơ chế tác động của BTEX và đánh giá hiệu quả của các biện pháp can thiệp.

6.1. Gen CYP2E1 và Chất Chuyển Hóa BTEX Nghiên Cứu Sâu Hơn

Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tìm hiểu sâu hơn về mối quan hệ giữa gen CYP2E1 và các chất chuyển hóa của BTEX. Việc xác định các chất chuyển hóa độc hại và các con đường chuyển hóa quan trọng có thể giúp phát triển các phương pháp giám sát sinh học và điều trị hiệu quả hơn. Ngoài ra, các nghiên cứu cũng nên xem xét các yếu tố di truyền và môi trường khác có thể ảnh hưởng đến biểu hiện gen CYP2E1.

6.2. Nghiên Cứu Dịch Tễ Học BTEX Đánh Giá Toàn Diện

Các nghiên cứu dịch tễ học quy mô lớn là cần thiết để đánh giá toàn diện tác động của BTEX đến sức khỏe cộng đồng. Các nghiên cứu này nên xem xét các yếu tố như thời gian tiếp xúc, nồng độ phơi nhiễm, các yếu tố di truyền và lối sống. Kết quả của các nghiên cứu dịch tễ học có thể cung cấp bằng chứng quan trọng để xây dựng các chính sách bảo vệ sức khỏe cộng đồng và kiểm soát ô nhiễm môi trường.