Giáo trình Độc chất học thủy vực (Nghề: Bệnh học thuỷ sản - Trung cấp) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: ĐỘC CHẤT HỌC THỦY VỰC
NGÀNH, NGHỀ: BỆNH HỌC THỦY SẢN
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định Số /QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày tháng. năm 2017
của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

i


LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Độc chất học thủy vực được viết cho sinh viên trung cấp ngành thủy
sản của trường Cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp. Độc chất học thủy vực là mơn học
khơng thể thiếu trong chương trình học Phòng và chữa bệnh thủy sản. Độc chất học
thủy vực là mơn học nghiên cứu những gì tồn tại trong mơi trường nước có thể gây hại
cho thủy sinh vật. Môn học này liên quan mật thiết đến các môn khác như sinh lý động
vật thủy sinh, quản lý chất lượng nước trong ao nuôi thủy sản, bệnh động vật thủy sản.
Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về về chức năng sinh lý

của các cơ quan trong cơ thể cá và giáp xác, hiểu các hoạt động sinh lý của chúng
trong mối liên hệ với mơi trường xung quanh, những kiến thức lí luận cơ sở trong ni
thủy sản. Từ đó có những vận dụng vào những học phần chuyên sâu hơn hay có thể
vận dụng vào thực tế sau này. Trong quá trình giảng dạy, giáo trình được cập nhật,
điều chỉnh để phù hợp hơn với thực tế sản xuất và sự phát triển của nghề nuôi trồng
thủy sản.
Mặc dù đã rất cố gắng để hồn thiện giáo trình nhưng chắc chắn cũng khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô, các bạn
đồng nghiệp để giáo trình được hồn chỉnh hơn.

Đồng Tháp, ngày…..tháng ... năm 2017

Chủ biên
Huỳnh Chí Thanh

ii


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC
Mơn học: ĐỘC CHẤT HỌC THỦY VỰC
Mã số mơn học: TNN483
Vị trí, tính chất của mơn học:
- Vị trí của mơn học: là mơn học chun ngành quan trọng chuyên ngành Phòng và
chữa bệnh thủy sản. Độc chất học thủy vực là môn học nghiên cứu những gì tồn tại
trong mơi trường nước có thể gây hại cho thủy sinh vật. Môn học này liên quan mật
thiết đến các môn khác như sinh lý động vật thủy sinh, quản lý chất lượng nước trong
ao nuôi thủy sản, bệnh động vật thủy sản.
- Tính chất của mơn học: Là môn học chuyên ngành tự chọn.
Mục tiêu môn học:
- Về kiến thức:

Giúp cho người học nắm được cơ chế ảnh hưởng của một số độc chất lên thuỷ
sinh vật; Đánh giá rủi ro độc chất cho thuỷ sinh vật; Thiết lập các nghiên cứu về xác
định độc tính chất độc lên thuỷ sinh vật.
+ Kiến thức cơ chế ảnh hưởng của một số độc chất lên thuỷ sinh vật
+ Kiến thức về xác định độc tính chất độc lên thuỷ sinh vật.
+ Kiến thức về đánh giá rủi ro độc chất cho thuỷ sinh vật.
- Về kỹ năng:
+ Xác định các mối nguy từ chất độc
+ Hỗ trợ các môn học chuyên sâu về bệnh thủy sản
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Có trách nhiệm trong q trình học tập, tích cực, chủ động trong thảo luận xây dựng
bài, nghiêm túc, trung thực khi kiểm tra.
+ Có năng lực làm việc độc lập và ứng dụng kiến thức, kỹ năng môn học vào thực tế
các mô hình sản xuất thủy sản cụ thể.
III. Nội dung mơn học:
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:
Số
TT
1

Tổng
số

Tên chương mục
Chương 1: Tổng quan về Độc chất học
thuỷ vực
1.1 Giới thiệu về đọc chất học thủy vực
1.2 Lịch sử nghiên cứu và phát triển
iii

3

Thời gian
Lý
Thực
thuyết
hành,
Bài tập
3

Kiểm
tra*


Số
TT

Tổng
số

Tên chương mục

Thời gian
Lý
Thực
thuyết
hành,
Bài tập

Kiểm

tra*

1.3 Một số khái niệm và thuật ngữ
2

Chương 2: Độc chất học thủy vực

9

9

6

5

5

5

7

6

2.1 Kim loại nặng
2.2 Hố chất bảo vệ thực vật
2.3 Các chất vơ cơ
2.4 Các hữu cơ và phóng xạ
2.5 Độc tố
2.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến độc tính
của độc chất

3

Chương 3: Hấp thụ, chuyển hố, đào
thải và tích tụ độc chất ở thuỷ sinh vật

1

3.1 Hấp thụ độc chất ở thuỷ sinh vật
3.2 Chuyển hóa độc chất ở thuỷ sinh vật
3.3 Đào thải độc chất ở thuỷ sinh vật
3.4 Tích tụ độc chất ở thuỷ sinh vật
3.5 Nhân tố ảnh hưởng đến chuyển hoá và
đào thải
4

Chương 4: Phương pháp xác định
LC50 và các nồng độ dưới ngưỡng gây
chết
4.1 Hệ thống thí nghiệm và nguyên lý
thiết kế thí nghiệm
4.2 Phương pháp thí nghiệm xác định
khoảng gây độc
4.3 Phương pháp thí nghiệm xác định
LC50
4.4 Xử lý kết quả và ước đoán LC50

5

Chương 5: Đánh giá rủi ro độc chất
5.1 Xác định độc chất trong thuỷ vực

5.2 Đánh giá sự tiếp xúc sinh vật với độc
chất
5.3 Đánh đáp ứng của sinh vật với độc
iv

1


Số
TT

Tổng
số

Tên chương mục

Thời gian
Lý
Thực
thuyết
hành,
Bài tập

Kiểm
tra*

chất
5.4 Tổng kết rủi ro
Cộng

30

v

28

2


CHƯƠNG I
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ ĐỘC CHẤT HỌC
Nội dung 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.
1. Một số kháI niệm
1.1. 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 hố 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, khống 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 mơn 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.
b. 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
mơn học:
- Mơn 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 vơ cơ và
hữu cơ.
- Mơn 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 mơn 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 q 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.
1.2. Chất độc
a. 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.
Gary D. 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 vơ 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 khơng 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 ni, nhưng nếu q liều thì có thể gây ngộ độc.
- Về mặt sinh học, một chất có thể độc với lồi này nhưng lại khơng độc

với lồi khác. Carbon tetraclorid gây độc mạnh cho gan trên nhiều loài, nhưng ít
hại hơn đối với gà. Một số lồi thỏ có thể ăn lá cà độc dược có chứa belladon.
- Một chất có thể khơng độc khi dùng một mình, nhưng lại rất độc khi

dùng phối hợp với chất khác. Piperonyl butoxid rất ít độc với lồi có vú và cơn
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...
b. 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 ni 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 khơng 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 =
c. Phân loại chất

ED99

độc
Chất độc có thể được phân loại theo nhiều cách: theo nguồn gốc, bản chất
lý hố 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 hồ 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.
* Phân loại theo nguồn gây độc:
- Các chất gây ơ nhiễm khơng khí, nước và thực phẩm
- Các chất phụ gia trong thực phẩm
- Các hố chất trong cơng nghiệp và các dung mơi.
- Thuốc bảo vệ thực vật, thuốc thủy sản.

6


7
- Các nguồn khác.
d. Các nguồn chất độc

Con người và động vật có thể bị ngộ độc bởi rất nhiều chất độc đến từ
nhiều nguồn
trong cuộc sống.
* Các chất gây ô nhiễm không khí, nước và thực phẩm
- Bản chất các chất gây ơ nhiễm khơng khí, nước, thực phẩm và nguồn

gây ô nhiễm thường liên quan đến vùng địa dư.
- Nguồn chính gây ơ nhiễm khơng khí là do các phương tiện giao thơng,

các q trình cơng nghiệp, các loại nhà máy điện. Các chất gây ơ nhiễm khơng

khí thường gặp là: CO, các oxit nitơ, các oxit lưu huỳnh, các hydro carbon.
- Nước thường bị ô nhiễm bởi các hoá chất, các chất hữu cơ từ cống rãnh, từ
nước thải
của các nhà máy, từ ruộng đồng có dùng hố chất bảo vệ thực vật...
- Các chất gây ơ nhiễm lương thực thực phẩm, thức ăn chăn ni có thể

tồn tại trong thực phẩm ở dạng thô, dạng đã nấu chín hoặc đã qua chế biến. Có
nhiều loại độc: độc tố của vi khuẩn (như ngoại độc tố của Clostridium
botulinum), độc tố của nấm (aflatoxin của aspergilus), độc tố của động vật,
alcaloid của cây, các tồn dư của thuốc trừ sâu...
* Các chất phụ gia trong thực phẩm, thức ăn chăn nuôi

Các chất phụ gia được cho vào thực phẩm, thức ăn chăn nuôi với nhiều lý
do khác nhau: để bảo quản (kháng khuẩn, kháng nấm hoặc chống oxy hố); để
thay đổi tính chất vật lý, nhất là trong quá trình chế biến; để thay đổi hương vị,
thay đổi màu hoặc mùi. Nói chung, các chất này đều an tồn và khơng có độc
tính trường diễn. Tuy nhiên, hiện nay đã có tới hàng trăm, thậm trí hàng nghìn
chất phụ gia được sử dụng trên toàn thế giới, và rất nhiều chất trong số đó cịn
chưa có các biện pháp thích hợp để phát hiện và đánh giá. Ngồi ra còn chưa
biết được các tác dụng tương hỗ (tương tác) giữa những chất này hoặc giữa
chúng với thực phẩm, thức ăn chăn ni.
* Các hố chất trong cơng nghiệp và các dung mơi

Trong cơng nghiệp, rất nhiều hố chất được sử dụng và chúng tồn tại ở
môi trường
làm việc với nồng độ cao, có thể gây độc. Bao gồm:
- Các chất vơ cơ: các kim loại chì, đồng, thuỷ ngân, kẽm, cadmi, khí

carbon
monoxyd, fluoride.

- Các chất hữu cơ: Hydrocarbon mạch thẳng (hexan) hydrocarbon mạch

vòng (benzen, toluen, xylen), hydro carbon gắn halogen (dicloromethan,
tricloroethylen), cồn (methanol, ethylenglycol), các dẫn xuất nitro (nitrobenzen).
Các dung môi thường gặp ở môi trường công nghiệp, trong nghiên cứu và
7


8
trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài tác dụng tại chỗ trên da (tẩy mỡ, kích ứng),
nhiều chất gây dộc tồn thân (hệ thần kinh trung ương, tạo máu). Các dung mơi
thường gặp là:
- Hydrocarbon mạch thẳng: hexan...

-Hydrocarbon mạch thẳng có halogen: methylen diclorid, cloroform,
carbon tetraclorid...
- Rượu mạch thẳng: methanol, ethanol...
- Hydrocarbon mạch vịng thơm: benzen, toluen...
* Hóa chất bảo vệ thực vật

Hóa chất bảo vệ thực vật bao gồm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ
bệnh...Các chất này tuy có độc tính chọn lọc trên cỏ hoặc cơn trùng nhưng khi
sử dụng vẫn gây ơ nhiễm khơng khí, đất, nước...và từ đó có thể gây độc cho
người và súc vật.
* Thuốc thủy sản dùng điều trị gia súc gia cầm

Thuốc thủy sản, nhất là các thuốc có độc tính cao nếu dùng không đúng,
quá liều, không đúng chỉ định, sự tương tác giữa các thuốc khi dùng phối hợp…
có thể gây ngộ độc thuốc thủy sản ở vật nuôi.
e. Sự vận chuyển của chất độc trong môi trường

Các chất hoá học như hoá chất bảo vệ thực vật, các khí thải cơng nghiệp
được giải phóng ra mơi trường hiếm khi được lưu lại tại chỗ hoặc giữ nguyên
dạng. Nhiều hố chất sau đó bị phân giải bởi vi khuẩn và nấm rồi nhanh chóng
bị khử độc, thường bị cắt vụn thành hợp chất có thể nhập vào chu trình carbon,
nitơ và oxy. Các chất khác đặc biệt là hữu cơ chứa halogen, là những chất ít
nhiều khơng bị chuyển hoá bởi vi khuẩn và tồn tại trong đất như chất ô nhiễm,
lại nhập vào các cây lương thực - thực phẩm... ví dụ DDT và chất chuyển hố
chính của nó DDE có thể tồn tại nhiều năm sau khi đã ngừng phun DDT.
- Các chất độc dễ tan trong mỡ sẽ dễ bị cơ thể hấp thu khi phơi nhiễm
trong khơng khí, đất, nước và dần dần được tích luỹ cho đến khi đạt nồng độ gây
độc.
1.3. Ngộ độc
a. Khái niệm ngộ độc

Ngộ độc là trạng thái rối loạn những hoạt động sinh lý bình thường của cơ
thể do chất độc gây ra. Chất độc ức chế một số phản ứng sinh hoá học, ức chế
chức năng của enzym. Từ đó chất độc có thể ức chế hoặc kích thích quá độ
lượng các hormon, hệ thần kinh hoặc các chức phận khác của tế bào làm cho cơ
thể có những triệu chứng, phản ứng khác thường.
b. Phân loại ngộ độc

Có nhiều cách phân loại ngộ độc. Trong thủy sản chủ yếu phân loại theo
thời gian xảy ra ngộ độc. Tuỳ thuộc vào từng chất và phản ứng của cơ thể, tác
8


9
dụng gây độc thường xuất hiện rất sớm. Tuy nhiên, có chất gây tác dụng chậm
(chloaramphenicol gây thiếu máu suy tuỷ sau khi đã ngừng dùng thuốc hàng

tuần), hoặc rất chậm, 20 - 30 năm sau khi tiếp xúc với hoá chất độc mới thấy
xuất hiện ung thư.
* Ngộ độc cấp tính:

Ngộ độc tính cấp tính là những biểu hiện ngộ độc xẩy ra rất sớm sau một
hoặc vài lần cơ thể tiếp xúc với chất độc. Tùy thuộc vào chất gây độc, đường
xâm nhiễm chất độc, biểu hiện ngộ độc có thể xảy ra 1- 2 phút hoặc 30 phút đến
60 phút sau khi cơ thể hấp thu chất độc và thường là dưới 24 giờ. Đa số trường
hợp ngộ độc cấp tính chuyển sang dạng á cấp tính hoặc mạn tính.
* Ngộ độc bán cấp (á cấp tính)

Xảy ra sau nhiều ngày, có khi sau 1- 2 tuần. Sau khi điều trị, khỏi nhanh
nhưng thường để lại những di chứng thứ cấp với những biểu hiện nặng nề hơn. Ví
dụ ngộ độc oxit carbon. Ngộ độc á cấp tính có khi chuyển sang thành dạng mạn
tính.
* Ngộ độc mạn tính

Ngộ độc mạn tính chỉ xuất hiện sau nhiều lần phơi nhiễm với độc
chất, có khi là hàng tháng, hàng năm. Vì vậy, những biểu hiện của nhiễm
độc thường là những thay đổi rất sâu sắc về cấu trúc và chức phận của tế
bào, khó điều trị. Ví dụ: tác dụng gây ung thư, gây đột biến gen, gây quái
thai, gây độc cho gan, thận, hệ thần kinh dẫn đến suy giảm chức năng không
hồi phục. Ngộ độc mạn tính cũng có thể trở thành cấp tính trong những điều
kiện nhất định (ngộ độc chì).
Cùng một chất lại có thể biểu hiện tác dụng độc khác nhau tuỳ theo nhiễm
độc cấp hoặc mạn: nhiều hydrocarbon gắn clor khi nhiễm độc cấp (liều cao) thì
gây độc trên thần kinh trung ương, nhưng khi nhiễm độc mạn (liều thấp trong
thời gian dài) thì lại có biểu hiện gây ung thư (gan), rất ít tác dụng độc trên thần
kinh.
* Tác dụng tiềm ẩn: là loại phản ứng không được thể hiện trong nhiều

ngày, tháng hay thậm chí hàng năm (ví dụ như tác dụng gây ung thư và gây độc
thần kinh của một số chất hữu cơ). Tác dụng tiềm ẩn thường xẩy ra sau khi ngừng
phơi nhiễm với chất độc một thời gian dài.
2. Động học của chất độc

Động học của chất độc (toxicokinetics) chuyên nghiên cứu các quá trình
chuyển vận của chất độc (nói chung là các chất lạ-xenobiotics) từ lúc được hấp
thu vào cơ thể cho đến khi bị thải trừ hồn tồn. Các q trình đó là: Sự hấp thu
(Absorption); Sự phân bố (Distribution); Sự chuyển hóa (Metabolism); Sự thải
trừ (Excretion, Elimination).
2.1. Sự xâm nhập của chất độc

9


1
0
Các chất độc trước khi nhập vào cơ thể, phải vượt qua nhiều “hàng rào”
bảo vệ của cơ thể (da, niêm mạc, các mơ,...), vì vậy sự xâm nhập của chất độc
phụ thuộc một phần vào bản chất các hàng rào và một phần vào chính các đặc
điểm phân tử của chất độc (độ lớn phân tử, tính hồ tan trong mỡ/nước, pH,
mức độ ion hoá,...).
a. Chất độc xâm nhập qua màng sinh học

* Cấu tạo màng sinh học
Các màng sinh học có vai trị làm hàng rào, ngăn cản sự hấp thu các
chất độc. Da, niêm mạc đường tiêu hố, niêm mạc đường hơ hấp đều là những
hàng rào, khác nhau về độ dày mỏng, nhưng đều có tính chất chung cơ bản sau:
- Là những lá mỏng, bản chất là lipoprotein được tạo bởi 2 hàng phân tử

chủ yếu là phospholipid và cholesterol mà những cực kỵ nước quay ra 2 phía
và được tạo bởi protein. Các cực kỵ nước giữ cho cấu trúc liporotein của màng
được toàn vẹn.
- Tỷ lệ lipid: protein thay đổi từ 5:1 cho màng myelin đến 1:5 cho cấu trúc
bên trong của ty thể. Tỷ lệ này rất ảnh hưởng đến sự xâm nhập của chất độc. Giữa
các màng này có các ống dẫn, đường kính thay đổi từ 4Å0 (màng tế bào mao mạch
não) đến 45Å0 (màng cầu thận), có thể cho qua các phân tử nhỏ không tan trong
lipid, trọng lượng phân tử từ 100 - 200 dalton.
Các chất độc không ion hoá dễ khuếch tán qua màng sinh học hơn
các chất ion hoá. Các acaloid như strychnin bị ion hoá mạnh ở môi trường
acid của dạ dày (súc vật ăn thịt, ăn tạp) nên không biểu hiện tác dụng độc,
nhưng khi vào đến môi trường kiềmcủa ruột, strychnin không bị ion hoá, được
hấp thu và gây độc. Số lượng dạng ion hố và khơng ion hố phụ thuộc vào pKa
của chất độc và pH của môi trường. pKa là logarit âm của hằng số phân ly acid.
Theo phương trình Henderson - Hasselbach:
Tuy nhiên, cịn có những ngoại lệ như pralidoxim (2 - PAM), paraquat,
diquat lại vẫn được hấp thu nhiều dưới dạng ion.
Thơng số thứ 2 có ảnh hưởng đến sự xâm nhập của chất độc vào cơ thể là
hệ số phân tán (partition coeffcient) được đo bằng nồng độ chất độc trong pha
lipid/nồng độ chất độc trong pha nước. Như vậy, chất độc có hệ số phân tán cao
dễ tan trong lipid, có tính ưa mỡ (lipophilịcity) cao và dễ xâm nhập vào cơ thể
hơn.
* Chất độc xâm nhập qua màng sinh học
Chất độc có thể xâm nhập qua màng sinh học bằng các phương thức sau:
- Phương thức lọc: Những chất có trọng lượng phân tử thấp (100 – 200

dalton) tan được trong nước nhưng không tan được trong mỡ sẽ qua được các
lỗ lọc trên màng tế bào (d = 4 - 45A0) do sự chênh lệch áp lực thuỷ tĩnh. Đa số
các chất độc có trọng lượng phân tử cao nên vận chuyển theo đường này

không nhiều.
- Phương thức khuếch tán thụ động: Cách vận chuyển này chiếm ưu thế
1
0


1
1
đối với phần lớn các chất độc. Các chất ít bị ion hố và có nồng độ cao ở bề mặt
màng dễ khuếch tán qua màng. Sự khuếch tán của chất độc là acid và base yếu
phụ thuộc vào hằng số phân ly pKa của chất độc và pH của mơi trường.
Ví dụ phenobarbital là một acid yếu có pKa = 7,2; nước tiểu bình thường
có pH cũng bằng 7,2 nên phenobarbital bị ion hoá 50%. Khi nâng pH của nước
tiểu lên 8, độ ion hoá của thuốc sẽ là 86%, do đó thuốc khơng thấm được vào tế
bào. Vì vậy, trong điều trị nhiễm độc phenobarbital: truyền dung dịch NaHCO3
1,4% để kiềm hoá nước tiểu, đề tăng thải trừ thuốc
Đối với chất độc dạng khí, hơi (ví dụ thuốc mê bay hơi), sự khuếch tán từ
khơng khí phế nang vào máu phụ thuộc vào áp lực riêng phần của chất khí gây
mê có trong khơng khí thở vào và độ hồ tan của khí mê trong máu.
- Vận chuyển tích cực: Chất độc được chuyển từ bên này sang bên kia màng

sinh học nhờ chất vận chuyển (carrier) đặc hiệu có sẵn trong màng sinh học. Nếu
chất độc có cấu trúc hố học tương tự chất nội sinh thì nó sẽ sử dụng chung
carrier. Ví dụ: 5 - fluorouracil được vận chuyển bởi hệ vận chuyển pyrimidin,
chì được vận chuyển bởi hệ vận chuyển calci. Cơ chế này còn cho phép vận
chuyển cả những chất ít tan trong lipid.
b. Cách chất độc xâm nhập vào cơ thể
Cách chất độc xâm nhập vào cơ thể gọi là đường phơi nhiễm hay đường hấp thu
chất độc
Chất độc có thể xâm nhập vào cơ thể qua 3 đường cơ bản: qua da, qua

đường tiêu hố và qua đường hơ hấp. Đây là những đường hấp thu tự nhiên khi
cơ thể tiếp xúc với mơi trường. Súc vật có thể bị ngộ độc thuốc thủy sản theo các
đường khác như tiêm, thụt trực tràng.
* Chất độc xâm nhập qua da
Da là một mô phức tạp, nhiều lớp, chiếm khoảng 10% trọng lượng cơ thể.
Da hầu như không thấm với phần lớn các ion và dung dịch nước, tuy nhiên lại
thấm với nhiều chất độc ở pha rắn, lỏng hoặc khí.
Tuỳ theo từng vùng, lớp biểu bì có độ dầy khác nhau. Chỗ dầy thì nhiều
keratin hơn, lớp này tạo nên hàng rào của biểu bì, nhưng đồng thời cũng là nơi
dự trữ chất độc. Một số dung môi hữu cơ gây tổn hại lớp lipid (aceton,
methanol, ether) sẽ làm tăng tính thấm của da.

1
1


12
Các chất khơng gây tổn hại lớp lipid (ether có chuỗi dài, dầu olive) làm giảm
tính thấm. Da cũng chứa các enzym chuyển hố thuốc, chất độc. Hoạt tính
chuyển hố của toàn bộ da bằng khoảng 2 - 6% của gan.
* Chất độc xâm nhập qua đường tiêu hoá
Là đường chủ yếu hấp thu các chất độc với một số đặc điểm sau:
- Có thể hấp thu một lượng lớn chất độc
- Bị chuyển hoá một phần khi qua gan lần thứ nhất.
- Có pH thay đổi từ acid (1 - 3 ở dạ dày ), tăng dần tới kiềm (6 - 8 ở ruột) nên

hấp thu
các chất độc có pKa khác nhau.
- Có q trình vận chuyển tích cực dễ hấp thu, nhất là khi chất độc có cấu

trúc giống
với chất dinh dưỡng của cơ thể.
* Chất độc xâm nhập qua đường hô hấp
2. 2. Sự phân bố chất độc
Các dịch trong cơ thể được phân vào 3 gian cơ bản: nước trong huyết
tương, nước trong khe gian bào và nước trong tế bào. Huyết tương đóng vai trị
quan trọng trong việc phân phối các chất độc đã được hấp thu. Chất độc sau khi
được hấp thu vào máu, một phần sẽ gắn vào protein huyết tương, phần tự do sẽ qua
được thành mạch để chuyển vào các mô, vào nơi tác dụng, vào mơdự trữ, hoặc bị
chuyển hố rồi thải trừ. Nhiều khi các sản phẩm chuyển hoá lại độc hơn chất mẹ,
trở lại vịng tuần hồn để lại được phân phối lại vào cơ quan và gây độc

12


13
Phơi nhiễm với chất độc
Chất độc xâm nhập vào cơ thể

Thải trừ

Sự phân phối

Chuyển
hoá thành
chất độc

Chuyển hoá
thành sản
phẩm liên hợp

Chuyển
hoá thành
chất ít độc

Phân phối lại

Tương tác với các phân tử lớn
(Protein, DNA, RNA, receptor,...)

Luân chuyển
và sửa chữa

Các tác dụng độc
(Di truyền, ung thư, quái thai, miễn dịch,...)

13


14
* Chất độc tích lũy
- Khi nhiễm độc liên tục trong nhiều ngày dễ gây tích lũy chất độc. Sự

tồn lưu chất độc trong cơ thể lâu ngày khi gây ngộ độc và gây chết được gọi là
tích lũy chất độc.
- Tích lũy hóa học: là loại tích lũy trước khi biến thành chất khơng có hại
và đào thải ra ngồi một liều thì lại nhiễm thêm một liều khác mới. Điều này
giải thích hiện tượng tích lũy của strychnin và asen.
1.3. Sự chuyển hố chất độc
a. Vai trị của sự chuyển hoá chất độc

Chất độc được coi là những chất lạ (xenobitics), không thể dung nạp được, phải
bị thải trừ.
Chất độc thường là những phân tử tan được trong mỡ, khơng bị ion hố vì
vậy dễ thấm qua màng sinh học, thâm nhập vào trong tế bào và giữ lại trong cơ
thể. Muốn thải trừ, những chất này phải được chuyển hố thành các phân tử có
cực, dễ bị ion hố, do đó sẽ ít tan trong mỡ, khó gắn vào protein, khó thấm vào
tế bào, và vì thế, tan trong nước, dễ bị thải trừ (qua thận, phân,...).
* Các enzym chính xúc tác q trình chuyển hố chất lạ
Q trình chuyển hóa có thể xảy ra ở một số nơi trong cơ thể với sự xúc
tác của một số enzym như sau:
- Các chất lạ (xenobiotic) thường được chuyển hóa thành các dạng khác

nhau nhờ hệ các men oxy hóa có chức năng hỗn hợp (MFOs - micrsomal mixed
function oxidase). Lưới nội mô trơn là nơi để MFOs khu trú và hoạt động, đặc
biệt là gan, ở đó hoạt động của enzym tăng lên đáng kể trong vòng một vài
ngày cơ thể phơi nhiễm với chất độc. Cytocrom P450 giữ vai trị quan trọng
trong chuyển hóa nhiều xenobiotics. Hệ MFO hoạt động trrước hết trên các
hợp chất thân mỡ khơng phân cực. MFOs thêm vào các nhóm chức năng có cực
và ít thân mỡ hơn.
- Men protease, lipase, decarboxylase xúc tác chuyển hóa chất độc tại niêm

mạc ruột.
- Huyết thanh: esterase
- Vi khuẩn ruột: reductase, decarboxylase
- Hệ thần kinh trung ương: mono amin oxydase, decarboxylase.
b. Các phản ứng chuyển hố chính

Các phản ứng chuyển hóa chất độc dược chia làm 2 giai đoạn (2 pha):
* Chuyển hóa giai đoạn 1

Đây là các phản ứng chuyển hóa giai đoạn 1, chuẩn bị xenobiotic cho chuyển hóa
giai đoạn 2.
14


15
- Các phản ứng giai đoạn 1 có thể được kích hoạt nhờ phản ứng enzym.

Hệ MFOs được kích hoạt để tăng hoạt tính bằng sự giải phóng trước đó 1 hợp
chất ngoại lai y hệt hay tương tự, thường lần lượt tăng quy trình chuyển hóa sinh
học của những hợp chất này. Barbiturat, hydro carbon, halogen và steroid nội
sinh lẫn tác nhân gây cảm ứng enzym MFOs.
- Chuyển hóa giai đoạn 1 có thể bị ức chế (ví dụ bằng pyperonyl, butoxide,

được sử
dụng để tăng tính độc trong cơn trùng).

15


16
Qua phản ứng ở pha này, chất độc ở dạng tan được trong mỡ sẽ trở nên có
cực, dễ tan trong nước. Nhưng về mặt tác dụng sinh học, chất độc có thể mất
hoạt tính, hoặc chỉ giảm hoạt tính, hoặc đơi khi là tăng hoạt tính, trở nên có hoạt
tính.
- Các phản ứng chính ở pha này gồm:

+ Phản ứng oxy hoá: là phản ứng rất thường gặp, được xúc tác bởi các
enzym của microsom gan, đặc biệt là hemoprotein, cytocrom P450.
+ Phản ứng thuỷ phân do các enzym esterase, amidase, protease,... Ngồi gan,

huyết thanh
và các mơ khác (phổi, thận,...) cũng có các enzym này.
+ Phản ứng khử carboxyl (khử COO): decarboxylase.
* Chuyển hóa giai đoạn 2
Là một chuỗi các phản ứng liên hợp có liên quan đến những xenobiotic đã
được chuyển hóa ở giai đoạn 1 thành những phân tử có cực, mang nhóm chức
hydroxyd, amino, carboxyl hoặc halogen để có thể tham gia dễ dàng các phản
ứng liên hợp với các chất chuyển hoá nội sinh như đường, acid amin, glutathion,
sulfat,...
- Quá trình liên hợp tạo ra một hợp chất ít thân mỡ hơn và tan nhiều trong

nước hơn
chất ban đầu.
- Các sản phẩm của quá trình liên hợp dễ đào thải hơn trong nước tiểu và

thường ít độc hơn hợp chất mẹ hoặc các chất chuyển hóa của giai đoạn 1.
- Các sản phẩm liên hợp thường là acid glucuronic, acid amin, các acetat,

sulfat và glutathione.
Các phản ứng liên hợp chính: các phản ứng liên hợp với axit glycuronic,
axit sulfuric, axit amin (chủ yếu là glycin), phản ứng acetyl hố, methyl hố.
Các phản ứng này địi hỏi năng lượng và cơ chất nội sinh.
Một số chất hồn tồn khơng bị chuyển hố, đó là những hợp chất có cực
cao (như axit, base mạnh), khơng thấm qua được lớp mỡ của microsom. Phần
lớn được thải trừ nhanh như hexamethonium, methotrexat.
Một số hoạt chất khơng có cực cũng có thể khơng bị chuyển hố;
barbital, ether,
halothan, dieldrin.
* Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình chuyển hố chất độc
- Bệnh gan: gan là cơ quan chuyển hóa quan trọng nhất của cơ thể. Các

bệnh làm giảm quá trình chuyển hóa sinh học ở gan là xơ gan, nhiễm độc gan,
caxinom và ứ mật (sắp xếp theo mức độ ảnh hưởng) do làm giảm hoạt động của
MFOs.
16


17
- Sự tái sinh các mô gan đã bị tổn thương làm tăng q trình chuyển hóa sinh
học.
- Sự định vị chất độc trong các mô cùng với hoạt động MFOs có thể ảnh

hưởng đến q trình chuyển hóa sinh học. Các tác nhân bị phân chia mạnh trong
mô mỡ, xương hay não sẽ khơng tham gia các q trình chuyển hóa sinh học.
- Tuổi súc vật: súc vật sơ sinh và súc vật già có thể thiếu enzym cần thiết

cho q
trình chuyển hóa sinh học.
- Thiếu chất dinh dưỡng dẫn đến thiếu các chất hóa học cần thiết cho quá

trình tổng hợp các enzym hay các chất liên hợp. ví dụ: thiếu chất khống như
canxi, đồng, sắt, magie, kẽm, các vitamin E, C, B và các protein.

17


18
Loài, giống gia súc khác nhau, hoạt động của enzym ở giai đoạn 1 và 2
khác nhau (ví dụ, hoạt động của enzym N - dimethylation ở chuột lang yếu hơn
so với các động vật khác).
- Tính biệt có thể ảnh hưởng đến q trình chuyển hóa sinh học. ở con đực,

hoạt lực
của MFO thường cao hơn, liên quan đến steroid nội sinh như testosterol.
- Đường phơi nhiễm với chất độc có thể có ảnh hưởng đến tác dụng gây

độc. Chất độc nhiễm qua đường miệng sẽ qua gan trước khi vào hệ cơ quan khác
làm tăng khả năng chuyển hóa sinh học.
- Nhiệt độ cơ thể giảm làm giảm hoạt tính của các enzym microsom.
- Sự biến đổi của các cytocrom P450 và glutathione khử (GSH) theo ngày

và đêm liên quan đến quá trình biến đổi sinh học.
- Chất gây cảm ứng enzym chuyển hố: có tác dụng làm tăng sinh các

enzym ở microsom gan, làm tăng hoạt tính các enzym này.
1.4. Sự đào thải chất độc

Chất độc thường được thải trừ khi đã qua chuyển hoá.
a. Đào thải chất độc qua thận

Đây là đường thải trừ quan trọng nhất của các chất tan trong nước, có
trọng lượng
phân tử nhỏ hơn 300.
* Quá trình thải trừ
Lọc thụ động qua cầu thận: hoạt chất dạng tự do, không gắn vào protein
huyết tương được lọc ở đây.
Bài tiết tích cực qua ống thận: quá trình này xảy ra chủ yếu ở ống lượn gần,
do phải có
chất vận chuyển nên tại đây có sự canh tranh để thải trừ.
Tái hấp thu ở ống thận: là quá trinh khuếch tán thụ động qua ống thận,
quá trình này xảy ra ở ống lượn gần và ống lượn xa. Các chất tan trong lipid,

không bị ion hóa ở pH nước tiểu tuy đã thải trừ trong nước tiểu ban đầu lại được
tái hấp thu vào máu.
* ý nghĩa lâm sàng
Làm tăng thải trừ để điều trị nhiễm độc: kiềm hoá nước tiểu, làm tăng độ
ion hoá của phenobarbital, tăng thải trừ khi bị nhiễm độc phenobarbital.
b. Đào thải chất độc qua mật

Sau khi chuyển hoá ở gan, các chất chuyển hố có trọng lượng phân tử
lớn hơn 300 sẽ thải trừ qua mật để theo phân ra ngồi. Phần lớn sau khi bị
chuyển hố thêm ở ruột sẽ được tái hấp thu vào máu để thải trừ qua thận.
Một số chất sau khi thải trừ qua mật xuống ruột lại được tái hấp thu về
18


19
gan theo đường tĩnh mạch gánh để lại vào vòng tuần hồn, được gọi là chất có
chu kỳ ruột - gan. Những chất này tích luỹ trong cơ thể, làm kéo dài tác dụng
(morphin, tetracylin, digitalis trợ tim...).
c. Đào thải chất độc qua phổi

Các chất độc thể hơi, có tính chất bay hơi thải trừ qua phổi, bao gồm: (1)
Các chất bay hơi như rượu, tinh dầu (eucalyptol, menthol). (2)Các chất khí:
halothan. Ether etylic.

19