ĐẶT VẤN ĐỀ Paraquat (viế t tắ t của paraquaternary bipyridyl) là một thuốc diệt cỏ giá thành rẻ , hiệu quả diê ̣t cỏ da ̣i nhanh chóng , ít ảnh hƣởng tới môi trƣờng do đó hiện đang đƣợc sử dụng rộng rãi ở Việt Nam với nhiều tên thƣơng mại khác nhau. Tuy nhiên, paraquat (PQ) lại là một chất hóa học vô cùng đô ̣c với ngƣời. Liều tử vong của PQ ƣớc tính là khoảng 10 ml dung dịch 20%. Tại nhiều nƣớc phát triển, PQ đã bi ̣cấ m sƣ̉ du ̣ng nhƣng ở Viê ̣t Nam viê ̣c thiếu các chính sách và biện pháp quản lý sƣ̉ du ̣ng hóa chấ t này nên trong những năm vừa qua có rấ t nhiề u trƣờng hơ ̣p ngô ̣ đô ̣c PQ đến cấp cứu [1].
Trên thế giới, nhiề u ca tƣ̉ vong do ngộ đô ̣c PQ đã đƣơ ̣c báo cáo [10][19][27]. Tại Trung tâm Chống độc bệnh viện Bạch Mai, trong những năm gần đây, số lƣợng bệnh nhân ngộ độc PQ không ngừng gia tăng và trở thành một vấn nạn vô cùng nghiêm trọng, vƣợt ngƣỡng 300 ca trong năm 2013 và năm 2014 lên tới 391 ca. Tỉ lệ tử vong do ngô ̣ đô ̣c PQ rấ t cao, thƣờng khoảng 70-80% theo nhiề u nghiên cứu của các tác giả nƣớc ngoài [29][32]. Tại Trung tâm chống độc (TTCĐ) bê ̣nh viê ̣n Ba ̣ch Mai, tỉ lệ tƣ̉ vong năm 2007 là 72,5% [4], năm 2011 là 72,9% [2], nghiên cứu ta ̣i bê ̣nh viê ̣n Chơ ̣ Rẫy thành phố Hồ Chí Minh là 85%.
Trong chẩn đoán và điều trị ngộ độc cấp PQ, xét nghiệm định lƣợng PQ trong huyết tƣơng đóng vai trò đặc biệt quan trọng, giúp xác định mức độ nặng của ngộ độc, tiên lƣợng bệnh nhân cũng nhƣ đánh giá hiệu quả của các biện pháp điều trị, đặc biệt là lọc máu hấp phụ. Tỷ lệ tử vong do ngộ độc cấp PQ rất cao vì thiếu các biện pháp điều trị hiệu quả. Gần đây, các nghiên cứu của nhiều tác giả nƣớc ngoài và một số tác giả Việt Nam cho thấy các kĩ thuật lọc máu mới, nhất là lọc máu hấp phụ bằng cột than hoạt hoặc cột resin nhằm tăng cƣờng đào thải PQ cho kết quả khả quan, cứu sống một số không nhỏ bệnh nhân ngộ độc cấp PQ. Xét nghiệm định lƣợng nồng độ PQ huyết tƣơng cung cấp công cụ quan trọng để đánh giá hiệu quả của các biện pháp điều trị tăng thải trừ này.
Tuy nhiên, cho đến nay tại Việt Nam việc xét nghiệm PQ chỉ dừng ở mức độ định tính trong nƣớc tiểu bằng phƣơng pháp so màu để xác định bệnh nhân ngộ độc Vũ Anh Phương 1 Trường ĐHKH Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PQ mà chƣa có cơ sở xét nghiệm nào có thể thực hiện việc định lƣợng nồng độ PQ máu với kết quả đáng tin cậy. Điều này dẫn đến một khoảng trống lớn trong chẩn đoán, tiên lƣợng cũng nhƣ đánh giá hiệu quả của các biện pháp lọc máu làm cho việc điều trị ngộ độc PQ tại Trung tâm Chống độc và các khoa hồi sức cấp cứu trên cả nƣớc gặp rất nhiều khó khăn. Để định lƣợng PQ trong huyết tƣơng trên thế giới đã áp dụng các phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ (GC-MS), điện di mao quản (CE), sắc ký lỏng khối phổ (LC-MS). Tại Trung tâm chống độc bệnh viện Bạch Mai hiện đang sử dụng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao để xét nghiệm độc chất nhƣng cũng chƣa có quy trình chuẩn định lƣợng PQ huyết tƣơng.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu định lƣợng Paraquat trong mẫu huyết tƣơng ngƣời bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao” với hai mục tiêu: 1. Nghiên cứu xây dựng quy trình chiết tách Paraquat trong huyết tương người và phân tích bằng HPLC để định lượng paraquat. Xác định giá trị sử dụng của phương pháp và áp dụng định lượng paraquat trong huyết tương bệnh nhân ngộ độc paraquat tại Trung tâm chống độc bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội. Vũ Anh Phương 2 Trường ĐHKH Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.
Tổ ng quan về paraquat 1. Công thức paraquat Paraquat là từ viết tắt của paraquaternary bipyridyl, tên khoa học là 1,1'- dimethyl-4,4' bipyridilium là thuốc diệt cỏ phổ biến nhất hiện nay do đặc tính diệt cỏ nhanh và triệt để. PQ thuộc nhóm hợp chất amonium bậc 4 bipyridylium, đƣợc tổng hợp đầu tiên vào năm 1882, ứng dụng trong nông nghiệp làm thuốc trừ cỏ từ những năm 1950 [42]. PQ có khối lƣợng phân tử tƣơng đối 186,2 có công thức hóa học nhƣ hình 1.1: Công thức hóa học của paraquat 1.
Tính chất lý, hóa học của paraquat PQ thƣờng có màu trắng hơi vàng, không mùi, tỷ trọng ở 20oC là 1,240 - 1,260, điểm chảy 175 - 180oC, điểm sôi khoảng 300oC và pH của dung dịch PQ trong nƣớc 6,5 - 7,5. PQ thƣờng ở d ạng dimethylsulphate hoặc dichloride. Dạng dichloride tinh thể trắng, dạng dimethylsulphate chảy rữa. PQ ổn định trong dung dịch môi trƣờng acid hoặc trung tính và không ổn định trong môi trƣờng kiềm.
PQ tan tốt trong nƣớc (độ tan 700 g/l ở 20oC), ít tan trong cồn và hầu nhƣ không tan trong các dung môi hữu cơ khác. PQ bị phân hủy dƣới ánh sáng UV, bị bất hoạt bởi các tác nhân hoạt động bề mặt anionic và bởi đất sét, bị mất hoạt tính nhanh khi tiếp xúc với đất. PQ không bay hơi. Dung dịch PQ đặc ăn mòn thép, tấm thiếc, sắt mạ kẽm và nhôm [43].
Vũ Anh Phương 3 Trường ĐHKH Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PQ đƣợc sản xuất bởi nhiều công ty khác nhau với các tên thƣơng ma ̣i và hàm lƣợng khác nhau, nói chung thƣờng đều ở dạng dung dịch màu xanh. Một số tên gọi thƣờng gặp của PQ nhƣ: Gramoxone, Gfaxone, Hegaxone, Tungmaxone, Owen. Do độc tính gây tử vong rất cao nên hầu hết các nƣớc phát triển đều đã cấm sử dụng PQ nhƣ là một loại hóa chất bảo vệ thực vật (Mỹ và các nƣớc Châu Âu). Một số nƣớc nhƣ Nhật Bản chỉ cho phép lƣu hành PQ dạng dung dịch với hàm lƣợng thấp 4,5% sẽ giúp giảm thiểu nguy cơ nếu bị ngộ độc.
Thực tế hiện nay trên thế giới vẫn có gần 130 nƣớc cho phép sử dụng PQ trong đó có Việt Nam [42]. Hiện ở Việt Nam thuốc từ cỏ PQ đƣợc lƣu hành dạng dung dịch 20% do đó nguy cơ ngộ độc cấp tính rất lớn. Một điều đáng nói là công ty sản xuất PQ lớn nhất trên thế giới hiện nay là Syngenta hay còn gọi là Zeneca đặt nhà máy tại Trung Quốc và Anh. Trên đất nƣớc họ đã cấm hoàn toàn PQ, hoạt động kinh doanh chủ yếu xuất khẩu sang các nƣớc thứ ba [39].
Cơ chế gây độc của paraquat Cơ chế gấy độc của PQ đƣợc mô tả theo sơ đồ sau [37]: Hình 1. Cơ chế gây độc của paraquat [15] Vũ Anh Phương 4 Trường ĐHKH Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong giai đoạn đầu của chu trình này, ion PQ2+ cùng với NADPH trải qua một phản ứng tạo ra ion paraquat bị khử (PQ+) và NADP+. PQ+ phản ứng hầu nhƣ ngay lập tức với oxy tái tạo lại PQ2+ và gốc superoxid. Có sẵn NADPH và oxy, chu trình oxy hoá - khử của PQ xảy ra liên tục, với việc NADPH liên tục bị mất đi và không ngừng tạo ra gốc superoxid.
Gốc tự do superoxid sau đó phản ứng với bản thân nó để tạo ra peroxid hydro (H2O2), và với H2O2 cùng Fe để tạo thành gốc tự do hydroxyl [18] [31]. Cạn kiệt NADPH dẫn tới chết tế bào. Chu trình oxy hoá - khử tạo thành gốc tự do hydroxyl dẫn tới nhiều cơ chế làm tổn thƣơng tế bào: phản ứng với lipid trên màng tế bào (peroxide hoá lipid), DNA và các protein tối cần thiết cho tế bào sống sót cũng bị các gốc tự do hydroxyl phá hủy [12] [39] [40]. Hậu quả lên tế bào do việc hình thành các gốc tự do (superoxid và các gốc tự do khác) là đối tƣợng của rất nhiều nghiên cứu.
Các thử nghiệm điều trị nhằm vào việc thay đổi các gốc tự do bằng các chất nhƣ desferioxamin, superoxid dismutase, α-tocopherol và vitamin C cùng với bài niệu cƣỡng bức. Tuy nhiên, cho đến hiện nay không có chất nào trong số này đƣợc khuyến cáo dùng. Mặc dù chi tiết đầy đủ về độc chất học của các gốc tự do do PQ sinh ra vẫn chƣa đƣợc biết nhƣng những gì ngƣời ta đã biết về cơ sở để ngộ độc là sự tƣơng tác giữa PQ, NADPH và oxy. Sau đó, ở mức độ tế bào, oxy là yếu tố tối cần thiết cho việc hình thành bệnh lý do PQ.
Đây là cơ sở cho việc hạn chế cung cấp oxy trong việc điều trị ban đầu bệnh nhân ngộ độc PQ. PQ có tính ăn mòn và gây tổn thƣơng giống nhƣ kiềm khi tiếp xúc với da, mắt và các niêm mạc. Các cơ quan đích chủ yếu trong ngộ độc toàn thân PQ là đƣờng tiêu hoá, thận và phổi. Dạ dày, ruột bị tổn thƣơng nặng nề do tác dụng ăn mòn trực tiếp khi bệnh nhân uống PQ có chủ ý với nồng độ cao.
Thận là cơ quan đào thải PQ và DQ và có nồng độ bipyridyl cao hơn so với các cơ quan khác. Riêng ở phổi, PQ vào các phế bào týp I và II không phụ thuộc bậc thang nồng độ mà theo cơ chế vận chuyển tích cực phụ thuộc ATP. Do vậy PQ gây tổn thƣơng hầu hết tất cả các cơ quan trong cơ thể vì đều có liên quan đến chuyển hóa và hô hấp tế bào, tuy nhiên tại các vị trí hấp phụ nhiều PQ Vũ Anh Phương 5 Trường ĐHKH Tự nhiên LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hoặc liên quan đến thải trừ PQ thì tổn thƣơng đến sớm hơn, nặng hơn và cũng là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong nhƣ tổn thƣơng phổi gây suy hô hấp, suy thận, viêm gan, loét niêm mạc đƣờng tiêu hóa và biến chứng nhiễm trùng [6][13][37]. Viê ̣c tiế p xúc với lƣơ ̣ng PQ ít hơn sẽ làm châ ̣m nguy cơ tƣ̉ vong do xơ phổ i tiế n triể n và suy thâ ̣n [33].
Mô ̣t số nghiên cƣ́u gầ n đây còn cho thấ y phơi nhiễm PQ có liên quan với hô ̣i chƣ́ng Parkinson [21][23]. Trong ngô ̣ đô ̣c cấ p PQ , có thể tiên lƣợng bệnh dựa trên nồng độ PQ trong huyế t tƣơng. Mô ̣t số báo cáo cho thấ y nồ ng đô ̣ PQ huyế t tƣơng vƣơ ṭ qua 2 µg/ml thì hầ u hế t tƣ̉ vong, tuy nhiên mô ̣t vài trƣờng hơ ̣p bê ̣nh nhân vẫn hồ i phu ̣c khi nồ ng đô ̣ trong máu cao hơn 2 µg/ml [7][10][22]. Dược động học paraquat 1.