CHƯƠNG 1: TONG QUAN 1. Giới thiệu về kháng sinh nhóm sulfonamid (SAs) 1.1 Lịch sử phát hiện [6] Năm 1935 người ta thay chất màu prontosil được chuyển hóa invitro thành hoạt chất sulfanilamide, một dẫn xuất ngăn ngừa được nhiễm liên cầu ở chuột. Sau đó các sulfonamid khác được tổng hợp, là những chất chuyền hóa của sulfanilamide với các vị trí thế N1 và N4. Trong đó sulfanilamide và sulfadiazine được cấp phép vào năm 1939 và 1941.
Theo các nhà Dược hoc phân loại thì Sulfonamid là một nhóm thuốc có tác động tĩnh khuẩn miễn dịch giữ vai trò chủ yêu trong việc loại bỏ tận gốc sự nhiễm trùng. Do đó, các sulfonamid trở thành những tác nhân hóa trị liệu đầu tiên được dùng để ngăn ngừa và điều trị nhiễm khuẩn toàn thân ở người. Từ đó tới nay, một loạt sulfonamid khác được cấp phép, mặc dù hiện nay, hiếm khi chúng được dùng đơn độc mà thường hay kết hợp với một vài chất khác. Phân loại SAs Các SAs được phân loại theo khả năng hấp thu và thời gian bài thải chúng ra khỏi cơ thể, đa số bài thải qua đường thận bằng cách khuếch tán thụ động.
Tuy nhiên, có một số bị tái hấp thụ ở ống thận làm cho chúng duy trì lâu hơn trong cơ thé [8]. Dựa vào thời gian tac dụng có thé chia SAs thành 4 nhóm như sau: - SAs tác động toàn thân, bao gồm: + SAs tác động nhanh (3-6 giờ), bài thải nhanh: sulfamerazin, sulfadimidin, sulfathiazole. + SAs nửa chậm (6-10 giờ): sulfapyridin, sulfamethoxazol, sulfadiazine. 12 +SAs bai thải chậm (10-12 giờ): sulfamethoxypyridazin, sulfadimethoxin, sulfadoxin.
- SAs kháng khuẩn đường ruột: sulfaguanidin,phtalylsulfathiazon. - SAs tác động tại chỗ (thuốc nhỏ mắt): sulfacetamid,sulfadiazine bạc. - SAs trị cầu trùng (thường kết hợp với nhóm diaminopyrimidin): sulfadimidin, solfaquinoxalin, sulfadimethoxin,sulfadoxin.3 Cấu tạo của SAs Thay thế các gốc RI, R2, R3 khác nhau, sẽ cho các SAs khác nhau QL 3 1— S~ - R RIN RZ Bảng 1.1: Cấu trúc hoá học của một số SAs được xác định trong đề tài Khối SAs Công thức lượng. STT en pK, Công thức cau tao phan tir phân tử (g/mol) Sulfisomidine Be (SIM) Qo N NN 1 4-amino-N-(2,6- C¡;H,NVO2S 278,331 7,35 SG N⁄Z S dimethylpyrimidin-4-y]) H benzenesulfonamid HạN Sulfadiazine Lo 2 (SD) CioHyoNsO.S | 250,278 6,5 Hn )-& N= 2 4-amino-N-pyrimidin- HN—{ 7 2-yl-benzenesulfonamid N Sulfathiazole 3 CyH9N302S2 255,319 7,24 (STZ) 13 4-amino-W-(1,3-thiazol- 2-yl)benzenesulfonamid N H HN Sulfapyridine so a | (SP) S.
N~ O 4-Amino-N-(6- CụH¿NO§ | 28030 | 605 | |. H methoxy-4- N Nữ pyrimidinyl)benzenesulf HO NH onamid 2 Sulfachloropyridazine 8 (SCP) 0. i N’-(6-Chloro-3- ; om C;oHoCIN.,O;S 284,72 5,90 of Vi ¢ hy, pyridazinyl)sulfanilamid 2 e Sulfamethoxazole _O Qo N (SMX) ` | ⁄ `" 4-amino-N-(5- CoH 1N3038 253,279 5,81 N methylisoxazol-3-yl)- HạN benzenesulfonamid 14 Sulfisoxazole SSA (SSA) QO \/ Ï N 9 4 amino-N-(3/4- CuHisN3038 | 26730 | 483 SN SO H dimethyl-1,2-oxazol-5- HạN yl)benzenesulfonamid Sulfadimethoxine (SDM) o~ 4-amino-N-(2,6- Qp a \ 10 dimethoxypyrimidin-4- CioHigNsOuS 310,33 6,21 Xu Sy AAG Z : benzenesulfonamid HoN on đồng vị cua SDM: trong phân tử có n Sulfadimethoxine-d4 | C,,H,D,N,O, 314 61 bến nguyên tử hidro 'H bị thay thé (IS) S ; bởi bốn nguyên tử deuteri 7H, được dùng làm nội chuẩn 1.4 Tác dụng của SAs ° Cơ chế tác động: SAs là một hợp chất hữu cơ có chứa các gốc SOạNH; (amid của acid sulfonic). Cấu trúc phân tử của nó tương tự như p-aminobenzoic acid (PABA) là cần thiết trong các vi khuẩn sinh vật, như một chất nền của enzym dihydropteroat cho sự tổng hợp của acid tetrahydrofolic (THF).
Cơ chế tác dụng kìm khuẩn của SAs là do nó cạnh tranh với acid PABA trong tế bào vi khuẩn, làm cho việc tổng hợp và vận chuyên acid folic (động vật có vú dùng acid folic có trong thực phẩm còn vi khuân phải tổng hop folic) thành nucleoprotein cần cho mọi tế bào sống của vi khuẩn bị ngưng tré, gây rối loạn sự sinh sản và phát triển của vi khuẩn. PABA kết hợp với pteroic acid hoặc glutamic dé tạo pteroylglutamic acid (PGA), chất này như một coenzyme trong sự tổng hợp purin và timin. PGA cũng là một phan của phân tử B12 có liên quan tới sự biến dưỡng acid amin và purin. Do đó khi thiếu 15 PABA sẽ gây thiếu purin, acid nucleic.
Điều này cũng giải thích tại sao các vi khuẩn tự tổng hợp được PABA thì đề kháng với SAs và tại sao thymin, purin, methionin, và một số amin khác lại đối kháng hiệu quả với SAs. Do đó vi khuẩn bị tiêu diệt trước sức đề kháng của cơ thể hoặc nhờ tác dụng của thuốc. Chúng được sử dụng trong phòng và điều trị nhiễm trùng do vi khuẩn, đái tháo đường, phù, tăng huyết áp, và bệnh gút. Các sulfonamid có tác dụng kháng khuẩn cho hệ miễn dịch giữ vai trò chủ yếu trong loại trừ tận gốc sự nhiễm trùng.
Sulfonamid có hiệu quả cao trong giai đoạn đầu của nhiễm trùng cấp tính vì giai đoạn này vi khuẩn có mức biến dưỡng cao, dé kết hợp với Sulfonamid, thêm vào đó khả năng thực bào còn mạnh và sự khuếch tán của thuốc chưa bị cản trở bởi quá trình xơ hóa trong viêm mãn tính. Chúng có khả năng kháng khuẩn trên vi khuân Gram dương, Gram âm, Protozoa [9]. ° Tác dụng phụ của SAs: Các loại SAs được các nhà sản xuất đưa vào trong thức ăn gia súc, gia cầm, các thuốc chống mốc, thuốc chống oxy hóa giúp sinh vật tăng sức đề kháng, phòng trị nhiễm khuẩn đồng thời giống như một chất kích thích tăng trưởng đem lại lợi ích cho người chăn nuôi. Tuy nhiên những năm gần đây xảy ra hiện tượng kháng kháng sinh và tồn dư kháng sinh trong thịt, cá, tôm.do người nông dân sử dụng không đúng cách và quá nhiều thuốc kháng sinh và không đảm bảo thời gian ngưng sử dụng trước khi thu hoạch, làm cho kháng sinh tích tụ trong thịt.
Khi người tiêu dùng sử dụng thực phẩm có chứa dư lượng khang sinh SAs trong thịt, tôm, cá, trứng, sữa.sau một thời gian dai sử dụng chúng sẽ tích lũy trong cơ thé, có thé gây hiện tượng khang kháng sinh ở người, làm mất đi cả vi khuan có lợi, ngoài ra SAs dé bị acetyl hóa ở gan thành N*- acetyl sulfonamid khó tan trong nước, đồng thời từ quản cầu thận tới ống dẫn tiêu, SA được làm đậm đặc 50 lần, sự bài tiết H+ vào ống thận làm nước tiểu càng acid hơn, giảm tính tan của sulfonamid từ đó trở thành tỉnh thể trong ống thận, gây hiện tượng kết tỉnh ở đường tiết niệu gây viêm thận và sỏi thận, tiểu ra máu. Sulfonamid có khả năng gây ra một loạt các phản ứng bất lợi, bao gồm cả roi loạn đường tiệt niệu, rôi loan tạo máu , roi loạn chuyên hóa porphyrin, va 16 phan ứng quá mẫn cảm. Khi sử dụng với liều lượng lớn, chúng có thé gây ra phản ứng di ứng mạnh mẽ. Hai hội chứng nghiêm trọng nhất là hội chứng Stevens- Johnson và hoại tử biéu bì độc hại (cũng được gọi là hội chứng Lyell).
SAs hap thu tốt qua đường tiêu hóa, ngoại trừ các SAs có tác động tại chỗ.5 Tình hình sử dụng khang sinh Sulfonamid SAs là một trong những nhóm chất lâu đời nhất của các hợp chất kháng khuẩn. Chúng được sử dụng lâm sàng trong 50 năm và lần đầu tiên được đăng ký tại Úc năm 1940. Tại nhiều quốc gia, việc sử dụng SAs trong chăn nuôi được xem xét trên nhiều khía cạnh như dư lượng còn lại trong thịt sau giết mồ, mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người.trở thành vấn đề khá nhạy cảm trong thương mại quôc tê. Tại Hoa Kỷ, trong suốt 25 năm, dư lượng SAs trong thịt gia súc, đặc biệt là trong thịt lợn, thịt bê và thịt gia cầm rất cao là vấn đề được quan tâm bởi mức độ tồn du vi phạm nhiều hơn bất cứ một loại thuốc kháng sinh nào khác.
Cục quan lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) bắt đầu tiến hành điều tra các SAs trong đầu những năm 1970, và tiến hành thủ tục thu hồi đối với sulfadimidine (SA được sử dụng rộng rãi nhất), bởi nó đã được chứng minh gây ra khối u cho động vật. Năm 2009 chương trình kiểm soát dư lượng Hoa Kỳ (viết tắt là U. NRP) [25] tiến hành kiểm tra 17.241 mẫu thịt gia súc, gia cầm phân tích 128 hợp chất thuốc thú y va thuốc trừ sâu thì mẫu có chứa SAs có tỉ lệ cao nhất, trong tổng số 2496 mẫu kiểm tra SAs có tới 0,24% mẫu vi phạm. Kết quả phân tích trên gan các loài gia súc gia cầm trong 101 mẫu gan lợn và 99 mau thịt lợn quay có hai mẫu vi phạm hàm lượng trong khoảng 1,01-2,51 ppm, lấy 53 mẫu gan bê phân tích có một mẫu nhiễm hàm lượng lên tới 0,31-0,5 ppm.
Một mẫu gan lợn nhiễm sulfamethazine lên tới 2,39 ppm và một mẫu nhiễm sulfadimethoxine trong thịt bò là 0,38ppm. Tại Việt Nam, kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản với mục đích kích thích tăng trưởng, phòng và điều trị bệnh. Mới đây, trên website của Cục Quản lý chất lượng nông lâm thủy sản, trong các báo cáo 17 Kết quả thực hiện chương trình kiểm soát dự lượng các chất độc hại hang thang [1] cho thấy: trong tháng 2, tiến hành kiểm tra 250 mau phát hiện dư lượng nhóm Sulfonamid có Sulfadimidine hàm lượng 4,18 ppb va Sulfadiazine là 4,16 ppb trên 1 mẫu cá lóc thương phẩm tai vùng nuôi Vị Thủy (Hậu Giang), kết qua phân tích 400 mẫu vào tháng 3 phát hiện dư lượng Sulfadimidine là 123,26 ppb và Sulfadiazine có hàm lượng 15,26 ppb trên 1 mẫu cá rô đồng thương pham tai tinh Hậu Giang. Tình hình sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi rất phô biến, khi dư lượng kháng sinh trong các sản phẩm thịt cao, thì hậu quả tất yếu là chất lượng thịt kém, không đáp ứng được yêu cầu của thị trường, điều này ảnh hưởng không nhỏ tới xuất khẩu.6 Giới hạn tồn dư tối đa cho phép của SAs trong thực phẩm Giới hạn tồn dư tối đa (MRL — Maximum Residue Limit ) của từng loại kháng sinh cho phép sử dụng đối với từng loại thực phâm có thể được qu_ y định rat khác nhau ở các nước, căn cứ vào đặc diém sinh ly , sinh thái, nhất là đặc điểm dinh dưỡng, thói quen ăn uống của người dân từng nước.
Qua tham khảo một số tài liệu [7, 11, 12] có mức MRL như bảng dưới đây.2: Giới hạn tồn dư tối đa cho phép đối với SAs tại một số thị trường Nước Đối tượng MRL (ng/kg) Liên minh Châu Âu | Thịt, gan gia súc, gia cam 100 (EU) Thủy hải sản Thịt, gan, thận Hoa Kì 100 Thủy hải sản Thịt, gan, thận Việt Nam 100 Thủy hải sản 18 Thịt, gan , thận 20 Nhật Bản Sữa 10 ; Thit, gan, than Han Quoc 10 Thuy hai san 1.