Nghiên cứu các biến đổi về mặt hoá sinh trên các đối t ợng có nguy cơ phơi nhiễm chất da camdioxin

Chơng trình 33
Bộ y tế
Trờng đại học Y hà nội

Báo cáo
Tổng kết đề tài nhánh
Đề tài cấp nhà nớc

Đề tài nhánh :
Nghiên cứu các biến đổi về mặt hoá sinh trên các đối tợng có
nguy cơ phơi nhiễm chất da cam/Dioxin

Chủ nhiệm đề tài nhánh : PGS.TS. Nguyễn Thị Hà
Cơ quan chủ trì :
Trờng đại học Y hà nội

Thuộc đề tài
Nghiên cứu các biến đổi về mặt di truyền, miễn dịch,
hoá sinh, huyết học và tồn lu dioxin
trên các đối tợng phơi nhiễm có nguy cơ cao

Chủ nhiệm đề tài : PGS.TS. Nguyễn văn tờng
Cơ quan chủ quản : Bộ y tế
Cơ quan chủ trì : trờng đại học Y hà nội

Hà nội - 2003

5462-3
13/10/2005

Chơng trình 33
Bộ y tế
Trờng đại học Y hà nội

Báo cáo
Tổng kết đề tài nhánh
Đề tài cấp nhà nớc

Đề tài nhánh :
Nghiên cứu các biến đổi về mặt hoá sinh trên các đối tợng có
nguy cơ phơi nhiễm chất da cam/Dioxin

Chủ nhiệm đề tài nhánh : PGS.TS. Nguyễn Thị Hà
Cơ quan chủ trì :
Trờng đại học Y hà nội

Thời gian thực hiện : 2001 - 2003
Kinh phí đợc cấp :

Hà nội - 2003


Danh sách những ngời thực hiện chính
của đề tài nhánh

Chủ nhiệm đề tài nhánh : PGS.TS Nguyễn Thị Hà
Th ký đề tài nhánh : TS. Phạm Thiện Ngọc
Những ngời thực hiện chính :
PGS.TS. Nguyễn Nghiêm Luật - ĐHYHN
PGS.TS. Vũ Thị Phơng - ĐHYHN

ThS. Phạm Thị Thu Vân - Bệnh viện C Đà Nẵng
BSCKII. Trần Lan Anh - Viện Bảo vệ Bà mẹ & Trẻ sơ sinh
ThS. Lê Minh Anh Vũ - Sở Y tế Tây Ninh
CN. L Ngọc Thuý - ĐHYHN
CN. Nguyễn Tú Thiện - ĐHYHN
KTV. Đỗ Minh Thu - ĐHYHN
KTV. Trần Đức Tranh - ĐHYHN


các chữ viết tắt
2, 4, 5-T

:

2, 4, 5-trichlorophenoxy acetat acid

2, 4-D

:

2, 4-dichlorophenoxy

6.PG

:

6 Phosphogluconat

CAT

:

Catalase

CCBMB

:

Cựu chiến binh miền Bắc

CCBMN

:

Cựu chiến binh miền Nam

CĐHH

:

Chất độc hóa học

CYP1A1

:

Cytochrome P450 1A1

CYP450

:

Cytochrome P450

E1

:

Estrone

E2

:

Estradiol

E3

:

Estriol

FSH

:

Follicle stimulating hormone

FT4

:

Free thyroxin

FT4I

:

Free thyroxin index

Gn RH

:

Gonadotropin releasing hormone

G6PDH

:

Glucose-6-phosphat dehydrogenase

GPx

:

Glutathion peoxidase

GR

:

Glutathion reductase

GSH

:

Glutathion dạng khử

GSSG

:

Glutathion dạng oxy hóa

GST

:

Glutathion S-Transferase

GTD

:

Gốc tự do

Hb

:

Hemoglobin

HCG

:

Human chorionic gonadotropin

INT

:

P-iodonitrotetrazolium

IRMA

:

Immunoradiometric assay = kỹ thuật miễn dịch phóng xạ
không cạnh tranh

LH

:

Lutenizing hormone

MDA

:

Malonyldialdehyd


PNB-I

:

Phơi nhiễm thấp tỉnh B

PNB- II

:

Phơi nhiễm Cao tỉnh B

PNT-I

:

Phơi nhiễm thấp tỉnh T

PNT-II

:

Phơi nhiễm cao tỉnh T

POL

:

Peroxidation of lipid (Quá trình peroxi hóa lipid)

RIA

:

Radioimmuno assay = kỹ thuật miễn dịch phóng xạ cạnh tranh

SOD

:

Superoxid dismutase

TAS

:

Total antioxidant status (Trạng thái chống oxy hóa toàn phần)

T3

:

Triiodothyronin

T4

:

Tetraiodothyronin

TBG

:

Thyroxine binding globulin

TCDD

:

2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin

TSH

:

Thyroid stimulating hormone

UGT

:

UDP-glucuronyl transferase

XOx

:

Xanthin oxidase


Đặt vấn đề

Dioxin là tên gọi của 2, 3, 7, 8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin, đợc xem
là một trong những chất hoá học có độc tính cao nhất đợc biết cho đến nay.
Dioxin đợc tạo ra từ nhiều nguồn gốc khác nhau nh là tạp chất xuất hiện
mặc nhiên trong nhiều quy trình sản xuất công nghiệp có liên quan đến chất
chlor (Cl), từ các lò đốt chất thải... ở Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng một
số lợng lớn chất độc Dioxin (có trong chất da cam) trong cuộc chiến tranh
hoá học có tên gọi là chiến dịch Ranch Hand. Đó là một cuộc chiến tranh
hoá học khốc liệt trong lịch sử chiến tranh của thế kỷ XX [5] mà hậu quả của
nó còn kéo dài cho đến tận ngày nay.
Ba mơi năm đã trôi qua, kể từ khi Mỹ chấm dứt việc rải chất độc
hoá học xuống nhiều vùng lãnh thổ đất nớc ta, ảnh hởng của Dioxin lên
môi trờng sống vẫn còn là mối quan tâm của các nhà khoa học thế giới và
Việt Nam. Năm 2001 Viện Khoa học Môi trờng của Mỹ kết hợp với Hội
chữ thập đỏ Việt Nam công bố hàm lợng Dioxin trong máu của c dân sống
gần sân bay Biên Hòa tỉnh Đồng Nai cao gấp 135 lần c dân Hà Nội. Với
đặc tính bền vững, tồn tại lâu trong thiên nhiên, Dioxin vẫn còn tác động rất
lớn đến môi trờng sinh thái, các sinh vật và con ngời sống trong vùng bị
phơi nhiễm ở miền Nam Việt Nam và những cựu chiến binh đã tham gia
chiến đấu ở chiến trờng miền Nam. Nhiều nghiên cứu trên ngời và động
vật bị nhiễm Dioxin cho thấy: Dioxin tác động lên nhiều cơ quan nội tạng
khác nhau nh làm teo tuyến ức, tác động lên hệ lympho và gây suy giảm

miễn dịch, gây thơng tổn nặng nề các tế bào gan...mà hậu quả là ung th, dị
tật bẩm sinh, các bệnh lý thần kinh [4], [5].
Đã có nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng của Dioxin đối với
môi trờng và sức khoẻ con ngời đợc công bố [4], [23], [24], [25]. Mặc dù
1


vậy hiểu biết của chúng ta về tác dụng độc hại và cơ chế tác dụng của Dioxin
đối với sức khoẻ của con ngời vẫn cha đầy đủ.
Một trong những nguyên nhân có thể gây ra những bệnh lý kể trên là
do sự hiện diện của gốc tự do trong cơ thể. Khi cơ thể bị các chất xenobiotic
tấn công sẽ sinh ra một lợng đáng kể gốc tự do. Các thuốc trừ sâu, diệt cỏ
(nh Paraquat), và tetrachloruacacbon đã đợc sử dụng để tạo mô hình sinh
các trạng thái bệnh lý do gốc tự do trong dợc lý học [36][59]. Nh vậy, một
trong những cơ chế gây các tình trạng bệnh lý của Dioxin có thể là do việc
tăng sinh gốc tự do gây độc cho tế bào [41]. Cơ thể bị tác động lâu dài của
Dioxin sẽ gây tăng sinh và tích lũy gốc tự do, lúc này hệ thống antioxidant
hoạt động nh thế nào trớc tác hại của các gốc tự do ?
Ngoài cơ chế có thể có nêu trên, đã có những nghiên cứu cho thấy
Dioxin có tác dụng lên chuyển hoá các hormon giáp trạng theo cơ chế khác.
Một số công trình nghiên cứu về tác động của Dioxin lên tuyến giáp của
động vật thực nghiệm, ngời làm việc trong nhà máy sản xuất hoá chất, cựu
chiến binh trong chiến dịch Ranch Hand và ngời sống trong vùng bị nhiễm
Dioxin đã đợc công bố [4], [23], [24], [28].Tuyến giáp là một tuyến nội tiết
có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình chuyển hoá các chất cũng nh
sự phát triển, lớn lên của cơ thể cả về vật chất lẫn tinh thần. Những vai trò
quan trọng đó thực hiện đợc là nhờ hormon tuyến giáp T3, T4 và TSH của
tuyến yên [6]. Tuy nhiên, các nghiên cứu về ảnh hởng của Dioxin đối với
tuyến giáp vẫn còn cha thống nhất và ở Việt Nam, mặc dù là nơi chịu ảnh
hởng nặng nề của chất độc hoá học chiến tranh, những nghiên cứu này còn

rất hạn chế và với quy mô nhỏ, vì vậy kết quả cha thật sự thuyết phục.
Một khía cạnh khác về tác động của Dioxin lên sức khoẻ con ngời
thông qua điều tra dịch tễ học của các nhà khoa học Việt Nam đã cho thấy
tỷ lệ vô sinh, thai dị dạng, sảy thai tự nhiên, trẻ quái thai tăng lên ở những
vùng có liên quan đến Dioxin. Vì vậy, những thay đổi về hormon sinh sản
2


ở những đối tợng có nguy cơ phơi nhiễm Dioxin cũng là một hớng
nghiên cứu cần đợc quan tâm.
Vì những lý do trên đề tài này nhằm những mục tiêu sau:
1. Nghiên cứu hoạt độ của một số enzym chống oxy hóa và trạng
thái chống oxy hóa toàn phần trong máu của ngời có nguy cơ bị nhiễm
chất da cam/Dioxin.
Với nội dung cụ thể:
- Xác định hoạt độ các enzym chống oxy hóa bao gồm SOD, GPx và
GR trong hồng cầu của ngời có nguy cơ bị nhiễm và không bị nhiễm chất
da cam/ Dioxin.
- Xác định trạng thái chống oxy hóa toàn phần (TAS) trong huyết
tơng ngời có nguy cơ bị nhiễm và không bị nhiễm chất da cam/Dioxin.
- Xác định chỉ số đánh giá tình trạng peroxi hóa lipid thông qua hàm
lợng MDA trong huyết tơng của ngời có nguy cơ bị nhiễm và không bị
nhiễm chất da cam/Dioxin.
- Tìm hiểu sự biến đổi hoạt độ các enzym SOD, GPx, GR và chỉ số
TAS, MDA huyết tơng ở các đối tợng nghiên cứu trên để đánh giá tác
động có thể có của Dioxin đến trạng thái chống hoạt động của gốc tự do ở cơ
thể ngời.
2. Nghiên cứu hàm lợng của các hormon T3, FT4, TSH trong
huyết thanh ở ngời có nguy cơ phơi nhiễm chất da cam/Dioxin.
Với nội dung cụ thể:

- Xác định hàm lợng các hormon T3, FT4, TSH huyết thanh của
ngời có nguy cơ bị phơi nhiễm và không bị phơi nhiễm chất da
cam/Dioxin.
- Tìm hiểu sự thay đổi hàm lợng của các hormon giáp trạng ở những
đối tợng nghiên cứu trên.

3


3. Nghiên cứu hàm lợng của một số hormon hớng sinh dục và
sinh dục trong huyết thanh ở nam giới có nguy cơ bị phơi nhiễm chất da
cam/Dioxin
Với nội dung cụ thể:
- Xác định hàm lợng hormon hớng sinh dục FSH, LH trong huyết
thanh của các đối tợng nghiên cứu là nam giới có nguy cơ và không có
nguy cơ bị phơi nhiễm chất da cam/Dioxin.
- Xác định hàm lợng hormon sinh dục testosteron trong huyết thanh
của các đối tợng nghiên cứu là nam giới có nguy cơ và không có nguy cơ
bị phơi nhiễm chất da cam/Dioxin.

4


Chơng 1

Tổng quan tài liệu
1.1. Một số thông tin cơ bản về Dioxin
1.1.1- Nguồn gốc và cấu tạo hoá học của Dioxin
Các chất dibenzo-p-dioxin chlor hoá (CDD) là một họ gồm 75 hợp
chất khác nhau, gọi chung là các Dioxin đa chlor-hoá. Họ CDD đợc chia

làm 8 nhóm hoá chất dựa trên số lợng nguyên tử chlor trong phân tử. Nhóm
có 1 nguyên tử chlor đợc gọi là Dioxin đơn chlor-hoá (mono-chlorinated
dioxin). Nhóm có từ 2 đến 8 nguyên tử chlor đợc gọi là Dioxin 2 chlor
(DCDD = di-chlorinated dioxin), Dioxin 3 chlor (TrCDD = tri-chlorinated
dioxin), Dioxin 4 chlor (TCDD = tetra-chlorinated dioxin), Dioxin 5 chlor
(PeCDD = penta-chlorinated dioxin), Dioxin 6 chlor (HxCDD = hexachlorinated dioxin), Dioxin 7 chlor (HpCDD = hepta-chlorinated dioxin) và
Dioxin 8 chlor (OCDD = octa-chlorinated dioxin). Các nguyên tử chlor có
thể gắn vào phân tử Dioxin ở bất kỳ vị trí nào trong 8 vị trí.
CDD với 4 nguyên tử chlor ở các vị trí carbon số 2, 3, 7, 8 trong phân
tử Dioxin đợc gọi là tetrachlorodibenzo-p-dioxin hay 2, 3, 7, 8-TCDD. Chất
này là một trong số các CDD có độc tính mạnh nhất đối với động vật có vú
và cũng đợc chú ý nhiều nhất. Bởi vậy 2, 3, 7, 8-TCDD đợc coi là nguyên
mẫu cho các CDD.
9

0

1

Cl

8

2

Cl

Cl

7

3

Cl

6

4

0

Hình1.1- 2, 3, 7, 8 Tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD)

5


CDD có thể đợc tạo ra cả trong tự nhiên và cả trong hoạt động của
con ngời. Trong tự nhiên, chúng đợc tạo ra do sự đốt cháy không hoàn
toàn các chất hữu cơ vì cháy rừng hoặc hoạt động núi lửa. CDD đợc tạo ra
ngoài ý muốn trong các quá trình thiêu và đốt trong sinh hoạt, trong đô thị và
trong công nghiệp. Hiện nay, ngời ta cho rằng các hoạt động thiêu và đốt
của con ngời tạo ra nguồn CDD chủ yếu trong môi trờng.
Các CDD (chủ yếu là 2, 3, 7, 8-TCDD) có thể đợc tạo thành ở các
nhà máy sản xuất giấy và bột giấy trong công đoạn tảy trắng bằng chlor. Các
CDD cũng là tạp chất mặc nhiên đợc tạo thành trong quá trình sản xuất một
số chất hữu cơ chứa chlor nh chất diệt khuẩn (hexachlorophene), chất diệt
cỏ 2, 4, 5-trichlorophenoxyacetic acid (2, 4, 5-T), các hoá chất bảo quản gỗ.
Hiện nay, các CDD đợc giải phóng vào môi trờng trớc hết trong quá trình
đốt nhiên liệu hoá thạch (than, dàu lửa, khí thiên nhiên), gỗ và các quá trình
thiêu rác (rác sinh hoạt ở đô thị, chất thải rắn y tế ...). Ngời ta cũng phát

hiện ra những lợng CDD ở nồng độ thấp trong khói thuốc lá, hệ thống sởi
gia đình và trong khí thải của những loại ô-tô chạy bằng xăng có hoặc không
có pha chì hoặc chạy bằng nhiên liệu diesel. Sự đốt cháy các nguyên liệu hữu
cơ có chứa chlor nh chất dẻo, gỗ đợc xử lý bảo quản bằng
pentachlorophenol (PCP), các rác thải đợc xử lý bằng thuốc trừ sâu, các
chất hoá học chứa nhiều chlor khác (polychlorinated biphenyls = PCBs) và
thậm chí cả giấy tảy trắng - đều có thể tạo thành các CDD.
Trong chiến tranh ở Việt nam, chiến dịch Ranch Hand đợc tiến hành
từ 1961 đến 1971 và quân đội Mỹ đã rải khoảng 10 triệu gallon thuốc diệt cỏ
xuống khoảng 10-20% diện tích ở miền Nam Việt nam, trong đó nhiều nhất
là chất da cam (11 triệu gallon). Chất da cam (AO = agent orange) là một
hỗn hợp 2, 4-D (2, 4-dichlorophenoxyacetic acid) và 2, 4, 5-T
(trichlorophenoxyacetic acid) với tỷ lệ 1:1 trong dàu diesel và có lẫn từ 1 đến
20 ppm chất 2, 3, 7, 8-TCDD nh là một tạp chất.
6


6

OCH2COOH
1
2
Cl

5

3

6
Cl

OCH2COOH
1
2
Cl
3

5

4

4

Cl

Cl

(a)

(b)

(a) 2,4-D (dichlorophenoxyacetic acid)
(b) 2,4,5-T (trichlorophenoxyacetic acid)

Hình 1.2- Cấu tạo hóa học của chất da cam
1.1.2- Một số đặc tính của Dioxin
1.1.2.1.-Dioxin trong cơ thể ngời và động vật
Con đờng thâm nhập của Dioxin

Dioxin vào cơ thể ngời theo nhiều đờng khác nhau, hoặc trực tiếp

với chất độc da cam, hoặc gián tiếp qua thức ăn, môi trờng bị nhiễm chất da
cam. Ngoài ra, trong các sự cố tai nạn, lao động ở các nhà máy hóa chất
cũng gây ra tình trạng nhiễm Dioxin đáng kể. Đối với dân sống trong vùng bị
rải Dioxin, thực phẩm là nguồn chủ yếu để Dioxin xâm nhập vào cơ thể
ngời. Cá, vịt, trứng các loại là những nguồn thực phẩm thờng xuyên đợc
ngời dân sử dụng có khả năng bị ô nhiễm cao nhất, bởi vậy tình trạng bị
nhiễm Dioxin đối với cơ thể ngày càng nặng, càng cao. Đặc biệt, ở những
ngời sinh ra sau khi Mỹ ngừng rải chất độc hóa học vẫn có Dioxin trong
máu, nguồn gây nhiễm lúc này cũng chính là do ăn uống những thực phẩm
từ môi trờng đã bị rải Dioxin [60]. Tóm lại, con đờng luân chuyển của
Dioxin là Đất - Động vật - Ngời .
7


2, 3, 7, 8 - TCDD

Dioxin

Động vật hoang
dã

Thiên nhiên: đất, nớc, thực vật

Động vật nuôi

Ngời

Nhiễm trực tiếp
Nhiễm gián tiếp

Sơ đồ 1.1: Quá trình di chuyển của Dioxin [10]
Phân bố và dự trữ của Dioxin

Do tính kỵ nớc cao nên Dioxin tích tụ và có ái lực cao với các mô
giàu lipid. Ngoài mô mỡ, Dioxin còn có ái lực với các mô có nguồn gốc từ
biểu bì (nh thần kinh, da, các giác quan...) và các tế bào thuộc lớp trung bì
(nh các tế bào mầm sinh dục, máu, hệ tuần hoàn, các cơ...), Dioxin còn tác
động lên tế bào mầm (sinh sản) và gây dị tật bẩm sinh ở thế hệ sau.
Ngoài ra với tính kỵ nớc và khả năng kết hợp cho - nhận với các chất nội
sinh khác nhau, Dioxin có thể vợt qua các thềm sinh học bất kỳ: bởi vậy
trong cơ thể, Dioxin đến đợc gan, lách v.v... và khi thấm vào tế bào thì
Dioxin có khả năng chuyển từ nguyên sinh chất vào nhân.
Chuyển hóa của Dioxin

Dioxin bị chuyển hóa chủ yếu ở gan. Tại gan, Dioxin chuyển hóa bởi
hệ thống cytocrome P-450, nguyên tử chlor của Dioxin đợc thay thế lần
8


lợt bằng các nhóm hydroxyl làm mất độc tính của Dioxin. Đối với các sản
phẩm chuyển hóa của Dioxin, độc tính giảm đi ít nhất 100 lần so với độc tính
Dioxin lúc ban đầu [12].
Đặc biệt các chất nh: vitamin E, vitamin C, các acid béo không no,
selen, sắt với liều lợng nhỏ đều có tác dụng làm giảm độc tính của
Dioxin trong cơ thể [23].
Thải trừ của Dioxin

Dioxin đợc đào thải ra khỏi cơ thể qua nhau thai, sữa mẹ, và gan. ở
gan, Dioxin theo mật xuống ruột và phần lớn đợc tái hấp thu trở lại, chỉ
một lợng nhỏ Dioxin đợc thải theo phân ra ngoài. Ngoài ra, Dioxin còn

đợc bài xuất qua nớc tiểu, mồ hôi và khí thở ra [24].
1.1.2.2.-Dioxin trong tự nhiên
Trong đất

Khi xâm nhập vào đất, Dioxin kết hợp với các chất hữu cơ mang tính
sinh học, biến thành các phức chất không hòa tan trong nớc và ít bị nớc
rửa trôi. Độ linh động của Dioxin trong đất và độ rửa trôi của nó giảm theo
thời gian, phụ thuộc vào hàm lợng cũng nh thành phần, chất lợng của các
chất hữu cơ có trong đất. Trải qua thời gian, Dioxin tích tụ lại trong phân
đoạn các chất hữu cơ phân tử cao và xảy ra kết hợp không thuận nghịch với
các biopolyme. Hiện tợng này làm mất độ linh động của Dioxin trong đất.
Những lớp đất mùn cao là chỗ để tàng trữ lâu dài một lợng lớn Dioxin.
Trong những lớp đất còn lại, Dioxin ở dạng tổ hợp với các chất tan trong
nớc và di chuyển liên tục, bản chất của nó đợc xác định bởi chế độ thủy
động của đất. Cần lu ý rằng, nguy hiểm nhất hiện nay là tại những vùng sau
khi bị nhiễm độc Dioxin đã tạo thành các kết vón trên bề mặt đất. Sự tạo
thành kết vón làm giảm mạnh độ hoạt động của hệ thực vật đất và do đó làm
giảm tốc độ phân giải vi sinh vật đang tàng trữ Dioxin. Chính những vùng
đất nh thế hiện nay bị nhiễm độc mạnh. Khi phân tích xác định hàm lợng
9


Dioxin trong đất, ngời ta phát hiện ra sự di chuyển theo chiều sâu trong đất
của Dioxin. Tại Việt Nam, ở những vùng đã bị nhiễm độc, Dioxin không chỉ
đợc tìm thấy đến lớp đất sâu 20-30 cm mà Dioxin còn thấm sâu hơn nhiều,
có thể đến độ sâu 2,5 m. Độ bền vững của Dioxin trong đất lâu hơn, do đó
chu kỳ bán hủy của Dioxin trong đất cũng sẽ dài hơn, có thể kéo dài hơn 20
năm [21][41].
Môi trờng là dòng chảy

Dioxin sau khi đợc rải sẽ bị lôi cuốn về các vùng thấp và trũng ở hạ
lu, sau đó hoặc có thể đổ ra biển, hoặc có thể bị giữ lại và đọng ở các ngách
điểm cản của dòng chảy. Các động vật sống trong nớc sẽ nuốt và hấp thụ
Dioxin vào cơ thể. Do đặc tính không hòa tan trong nớc (độ hòa tan ớc
tính: 2 x 10-4ppm), Dioxin lơ lửng trong nớc và làm thành một lớp mỏng
trên mặt nớc phẳng lặng, sau đó Dioxin bị quang hóa - phân hủy. Đồng
thời, Dioxin có thể bị lắng đọng dần xuống đáy của môi trờng nớc và tồn
tại lâu trong lớp trầm tích. Trong các điều kiện kỵ khí kéo dài nhiều ngày, thời
gian bán phân hủy của Dioxin có thể đến 600 ngày [24].
Sự phân hủy của Dioxin

Dioxin có thể bị phân hủy bởi nhiều cách khác nhau:
Sự phân hủy về hóa học:
Trong môi trờng thiên nhiên, sự bốc hơi của Dioxin không đáng kể.
Là hợp chất bền vững hóa học, Dioxin chỉ bị phân hủy với nhiệt độ cao từ
7500C đến 12000C. Nhng ở nhiệt độ 2400C có mặt H2SO4 hoặc HNO3 đặc và
pH thấp, các nguyên tử chlor trong Dioxin bị thay thế lần lợt bằng các
nhóm hydroxyl để tạo thành những chất ít độc hơn.
Ngoài ra, Dioxin còn bị phân hủy bởi các monoalcol hoặc polyalcol
khác nhau với sự có mặt của các alcolat kim loại kiềm ở nhiệt độ 140 ữ
2200C dới áp suất, trong thời gian từ 1 đến 12 giờ; hoặc bởi phản ứng khử
chlor với các chất xúc tác khác nhau (Pt, Pd, Ni, Pd, Ni, Ni2B) ở nhiệt độ
thích hợp.
10


Sự phân hủy bởi vi sinh vật
Enzym Ligninase (thực chất là một peroxydase) đợc tiết ra từ nấm
trắng Phanerochaete chryosporium trong môi trờng thiếu carbohydrat.
Ligninase phân hủy đợc Dioxin nhờ khả năng sinh ra các gốc tự do có hoạt

tính hóa học cao. Con đờng phân hủy hóa học và sinh học để chuyển hóa
Dioxin thành những sản phẩm ít độc hoặc không độc của Ligninase cha
đợc nghiên cứu nhiều, nhng rất có triển vọng.
Sự phân hủy bởi quang học
Dới tác dụng ánh nắng mặt trời và ánh sáng tử ngoại, theo hớng
dechlor hóa cho ra sản phẩm thế chlor thấp hơn đến sản phẩm không chứa
chlor.
CI

Cl

Cl
h

Cl

h

Cl

Cl

Cl

Cl
h

h

Cl

CH
h

HC

H

Hình1.3- Sự phân hủy quang học của Dioxin
Cơ sở của sự phân hủy quang của Dioxin là dựa vào đặc điểm có khả
năng hấp thụ ánh sáng cực đại ở vùng trên dới 300 nm, ở bớc sóng này
năng lợng của tia tử ngoại đủ để gây đứt liên kết C - Cl (nếu dùng năng
11


lợng nhiệt thì phải tiêu tốn một lợng nhiệt 600-700o C), điều này giải thích
tại sao Dioxin bền vững hóa học và kém bền vững quang học [23] [24] [25].
Ngoài ra, dới tác dụng của tia tử ngoại khi có mặt chất xúc tác bán
dẫn nh titanhydroxyd và kẽm oxid, sự phân hủy Dioxin sẽ đợc thúc đẩy.
Để có hiệu quả, quá trình này phải đủ nhanh, chẳng hạn với TiO2 khoảng từ
5ữ10-11 giây các gốc tự do OH hình thành thúc đẩy phản ứng dây chuyền.
Đối với nhiều hợp chất thế chlor của dãy thơm có thể bị phân hủy cho ra sản
phẩm cuối cùng là CO2 và HCl [1].

h

TiO2

+
e cb + h vb

OH + H +

H2O + h +vb



H + + ecb



O2 + e cb

O 2

H
HO 2
O 2

2 HO 2

O2 + H2O2



OH + OH + 1O2

1.1.3- Độc tính của Dioxin [4][34][68]
Chúng ta hoàn toàn có cơ sở để khẳng định Dioxin còn tồn lu dai
dẳng trong môi trờng sống và tiếp tục xâm nhập vào cơ thể con ngời qua
đờng ăn uống và những đờng khác từ hệ sinh thái. Dioxin là một chất độc

cực mạnh đối với con ngời và động vật, có thể gây chết ở những liều rất
thấp. Theo nhiều tác giả, liều độc 50 gây chết (LD 50) qua đờng ăn uống
đối với động vật đã đợc xác định (Bảng 1.1)
12


Bảng 1.1- Bảng ớc lợng độc tính trên động vật thực nghiệm [24]

Động vật

Liều gây chết

Thời gian chết

Chuột lang

0,6 àg/kg

5 đến 20 ngày

Chuột nhắt

22 - 100 àg/kg

9 đến 43 ngày

Trong cơ thể con ngời, Dioxin gây ra nhiều rối loạn bệnh lý khác
nhau.
Về dịch tễ học và lâm sàng
Dioxin có thể gây nên những biểu hiện rối loạn của hệ tim mạch, hệ

thần kinh, hệ xơng khớp, hệ tiêu hóa, tai mũi họng, da liễu và hệ hô hấp.
Dioxin gây tỷ lệ cao về bất thờng sinh sản nh: tỷ lệ sẩy thai tăng
hơn 2 lần, thai chết lu, thai chết khi đẻ, chết sơ sinh, trẻ nhẹ cân hoặc dị tật
bẩm sinh, trong đó dị tật bẩm sinh là một vấn đề lớn đối với sức khỏe và chất
lợng cuộc sống của con ngời. Các quái thai cũng tăng cao. Các dị tật bẩm
sinh này đều không có trong phả hệ của những gia đình đợc điều tra [17].
Di truyền
Kết quả của các nghiên cứu tổng hợp ở nhiều lĩnh vực về tình trạng
sức khỏe của dân c cho thấy rằng: các hậu quả y sinh học lâu dài do tác
động của các yếu tố độc học sinh thái chứa Dioxin có thể ảnh hởng không
chỉ đến sức khỏe của thế hệ hôm nay, mà còn ảnh hởng đến cấu trúc gen và
cấu trúc nhân khẩu của các thế hệ tiếp theo. Các hậu quả di truyền đợc ghi
nhận trong môi trờng sinh sống của con ngời đợc đặc trng bởi những rối
loạn các chỉ số di truyền học của chức năng sinh sản dân c, sự tích lũy
những biến đổi về chức năng và cấu trúc của bộ máy nhân tế bào, sự gia tăng
các tế bào khiếm khuyết và sự mất ổn định của nhiễm sắc tử [70].
13


Ung th
Khả năng sinh ung th của Dioxin đã đợc quan sát thấy trong những
hệ thống tế bào sống trờng sinh của ngời, bao gồm các tế bào sừng của
thợng bì, tế bào gan và tế bào biểu mô tuyến vú. Với những dòng tế bào
này, ngời ta đã đa ra đợc bằng chứng có ý nghĩa về khả năng sinh ung th
của Dioxin [48].
Miễn dịch
ở những ngời bị phơi nhiễm mạn tính, Dioxin gây ra tình trạng suy
giảm miễn dịch tế bào (cả số lợng và một số chức năng), một số biểu hiện
tự miễn sinh học và sự suy giảm đáp ứng dịch thể chống vaccin HBsAg[18].
1.1.4 - Tình hình phơi nhiễm Dioxin ở Việt Nam và thế giới

1.1.4.1- ở Việt Nam
Trong cuộc chiến tranh ở Việt Nam, quân đội Mỹ đã sử dụng một khối
lợng lớn chất da cam và chất rụng lá cây, hủy gần 150.000 ha rừng ngập
mặn ở Nam bộ. Khoảng 3,3 triệu hecta rừng miền Nam Việt Nam đã bị rải
chất độc hóa học với mức độ thiệt hại khác nhau, trong đó hơn 130.000 hecta
rừng rậm nhiệt đới nội địa bị rải lặp đi lặp lại nhiều lần; sau đó do các yếu tố
khí tợng thiên nhiên nh hớng gió, hay sự vi phạm hớng dẫn "an toàn rải"
dới áp lực chiến tranh, các chất da cam đã bị cuốn đi đáng kể đến những
vùng lân cận, đến các làng, sông suối và động thực vật ở đó, cuối cùng một
phần chất da cam cũng trôi dạt ra biển cả [20][24][45].
Sau chiến dịch Ranch Hand vài ngày, không quân Mỹ tiếp tục ném
bom Napalm làm cháy các khu rừng, tạo thêm nguồn Dioxin thứ cấp ngoài
số lợng đã có.
Hậu quả sinh thái nặng nề nhất là ảnh hởng đến quần thể rừng ngập
mặn ở các cửa sông niềm Nam. Do cơ chế tác động đặc biệt, cũng nh khả
14


năng tồn lu trong nớc mặn và nớc ngọt, các thảm thực vật này rất nhạy
với chất da cam nên đã bị hủy diệt ngay từ lần rải đầu năm 1961. Hệ thống
rừng ngập mặn có tầm quan trọng đối với sinh thái các loài tôm, cá - nguồn
thực phẩm chính của đa số ngời Việt Nam - nên sự phơi nhiễm Dioxin là
không thể tránh khỏi và gây ra hậu quả rất nặng nề cho sức khỏe, đời sống
con ngời.
Về hậu quả lâu dài của chất độc da cam ở Việt Nam, trên tờ báo The
Wall street journal số ra ngày 12/12/1997, Peter Waldman đã viết: "Một thế
hệ đã qua kể từ khi ngời Mỹ ra đi, song nhân dân Việt Nam vẫn phải gánh
chịu hậu quả nặng nề của việc sử dụng chất độc da cam. Tỷ lệ trẻ em bị dị tật
bẩm sinh ở Việt nam cao hơn rõ rệt so với ở các nớc châu á khác" [17].
1.1.4.2- Các nớc trên thế giới

ở ý, trong vụ tai nạn nổ nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu tại Seveso
ngày 10/7/1976, khoảng 1 ữ 2 kg Dioxin thoát ra ngoài thiên nhiên làm cho
c dân quanh vùng bị phơi nhiễm với mức độ của những vụ nhiễm độc cao
nhất đợc ghi nhận từ trớc đến lúc đó.
Các cựu chiến binh hải quân úc tham chiến ở Việt Nam có sự tăng cao
tỷ lệ tử vong bởi một số bệnh nh: ung th tuyến tiền liệt và ung th phổi, có
những bằng chứng gợi ý cho rằng những bệnh này liên quan tới các chất da
cam, không do những nguyên nhân bệnh lý khác [31].
1.2- Gốc tự do trong y sinh học
1.2.1 Định nghĩa về gốc tự do
Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hay phân tử mà lớp
điện tử ngoài cùng của chúng có chứa điện tử không cặp đôi, chúng có thể
mang điện tích dơng hay điện tích âm hoặc không mang điện.
Các phần tử gốc tự do có hoạt tính hóa học rất mạnh, có xu hớng lấy
điện tử của phân tử bên cạnh ghép đôi với với điện tử cô độc của nó. Phân tử
15


bị mất điện tử lại trở thành gốc tự do và tác dụng cứ lan truyền, đây chính là
nguyên nhân sinh ra chuỗi phản ứng gốc.
Các gốc tự do và các dạng oxy hoạt động thờng gặp trong cơ thể
ngời và động vật là gốc anion superoxid O 2 , gốc hydroxyl HO , oxy đơn

bội 1O2, hydrogen peroxid vô cơ H2O2 ,...
Các dạng oxy hoạt động trên có tính hoá học mạnh, chúng có thể tác
dụng dễ dàng với các phân tử sinh học gồm lipid, protein, acid nucleic và gây
tác hại đến tính chất sinh học của các phân tử trên.
1.2.2- Sự hình thành các dạng oxy hoạt động trong cơ thể

Các gốc tự do và các dạng oxy hoạt động khác đợc hình thành từ

nhiều con đờng khác nhau: trong hô hấp tế bào, phóng xạ, hội chứng viêm,
hội chứng thiếu máu cục bộ tới máu lại, cảm thụ tia tử ngoại, nhiễm các
chất dị sinh và ô nhiễm môi truờng.
Sự hô hấp tế bào

Nguyên nhân sinh ra gốc tự do gắn liền với bản chất của sự sống, đó là
sự xuất hiện của O 2 trong quá trình hô hấp tế bào. Hô hấp tế bào về bản
chất là sự chuyển điện tử từ cơ chất đến oxy phân tử nhờ hệ enzym vận
chuyển điện tử, là quá trình thu và nhờng điện tử của các chất và đợc thực
hiện với từng điện tử, ở nấc đầu tiên của quá trình này tạo thành anion
superoxid
Cơ chất

e + O2

O 2

Hô hấp tế bào xảy ra ở ty thể nên O2 đợc sinh ra thờng xuyên và
liên tục, số lợng của gốc anion superoxid đợc tạo thành tỷ lệ thuận với
cờng độ hô hấp tế bào. O 2 là gốc tự do độc hại ở mức độ vừa phải, trong ty
thể tế bào có enzym loại bỏ O 2 , đó là MnSOD tức superoxid dismutase mà
trung tâm hoạt động có Mn.
16


Nguyên nhân phóng xạ

Các bức xạ năng lợng cao có khả năng bẻ gẫy phân tử các chất tạo ra
hai gốc tự do:
R1 - R2

R 1 + R 2

Trong cơ thể ngời chủ yếu là nớc; dới tác dụng bức xạ năng lợng
cao, phân tử nớc sẽ phân hủy thành các tiểu phân gốc:
H2O

H + OH

Gốc OH gây sai lệch cho các cấu trúc của phân tử sinh học và phá
hủy màng tế bào. Gốc H (hydro nguyên tử) cũng vậy, nhng nó thờng có
xu hớng chuyển thành gốc O 2 theo các phản ứng sau:
H + O2

HO 2

HO 2 có tính acid rõ nên ở pH của cơ thể nó bị điện ly hoàn toàn
HO 2

H+ + O 2

O 2 lại chuyển hóa nh trên, tạo H2O2, 1O2 và OH .
Tác dụng của phóng xạ tơng tự nh tác dụng của những chất độc sinh
ra trong hô hấp tế bào, chỉ khác ở chỗ là trong hô hấp tế bào, các gốc sinh ra
ở ty thể và vùng lân cận, nên tác hại thờng khu trú ở ADN và một phần ở
bào tơng; còn dới tác dụng của phóng xạ, các gốc tự do đợc hình
thành ở bên trong và bên ngoài tế bào, đặc biệt ở tổ chức bị chiếu xạ.
Hội chứng viêm

Hội chứng viêm là một phản ứng tự vệ của cơ thể sống nhằm chống lại

sự tấn công của vi khuẩn hoặc các dị vật nhỏ từ bên ngoài vào, hoặc đợc
sinh ra từ trong cơ thể.
Các vi khuẩn, các dị vật nhỏ khi xâm nhập vào cơ thể bị bạch cầu đa
nhân trung tính bao kín để làm nhiệm vụ thực bào. Lúc này enzym NADPH
oxydase ở màng bạch cầu đợc hoạt hóa, xúc tác phản ứng giữa O2 với
17


NADPH tạo nên anion superoxid O 2 . Phản ứng này xảy ra mạnh, đợc gọi
là sự bùng nổ hô hấp, nhằm diệt vi khuẩn hay phân hủy dị vật. Một phần các
dạng oxy hoạt động sẽ thoát ra ngoài bạch cầu, gây viêm. Nh vậy, trong
hội chứng viêm các dạng oxy hoạt động ở bên ngoài tế bào.
Hội chứng thiếu máu cục bộ tới máu lại

Khi nghẽn mạch nh do huyết khối, máu không vào đợc các mô và
oxy không đợc đa đến mô, enzym xanthin dehydrogenase (XH) bị biến
đổi thành xanthinoxydase (XOx). Khi tới máu trở lại, oxy đợc đa tới các
mô, XOx xúc tác phản ứng chuyển điện tử từ hypoxanthin và xanthin sang
oxy tạo gốc O 2 và H2O2, rồi tạo nên các gốc tự do khác và gây tổn hại cho tổ
chức vừa bị thiếu máu.
Xanthin

+ O2

XOx

Xanthin oxy hóa + O 2

O 2 tiếp tục chuyển thành H2O2, 1O2 và OH .

Tia tử ngoại

Trong tia nắng nhất là vào buổi tra có một phần các bức xạ tử ngoại.
Những bức xạ này không đâm xuyên đợc nh tia phóng xạ nhng có thể
phản ứng với các sắc tố và ở trạng thái bị kích thích, oxy từ dạng nền chuyển
thành dạng oxy đơn bội. Ngời ta cho rằng chính oxy đơn bội là nguyên
nhân sinh ra các u sắc tố ở ngời lạm dụng phơi nắng.
Các chất xenobiotic và ô nhiễm môi truờng

Các chất xenobiotic xâm nhập vào cơ thể bằng nhiều con đờng khác
nhau (da, niêm mạc, hô hấp, ăn uống, tiêm truyền) và gây ra những sự biến
đổi khác nhau. Các quá trình biến đổi chung nhất của các chất xenobiotic
trong cơ thể nh sau:
Hấp thu

Phân bố

Chuyển hóa
18

Thải trừ.


Quá trình chuyển hóa của các chất xenobiotic thờng qua những giai
đoạn tạo thành các gốc tự do. Một trong những điều nguy hiểm nhất của sự ô
nhiễm môi trờng là đã làm tăng cờng phản ứng gốc tự do từ quá trình
chuyển hóa các chất xenobiotic ở trong cơ thể. Chuyển hóa xenobiotic là quá
trình quan trọng nhất trong cả hệ thống biến đổi sinh học các xenobiotic. Sau
quá trình này, cấu trúc của chất xenobiotic bị biến đổi rõ rệt, chúng đợc gắn
thêm các nhóm -OH, -NH2 , -SH, -COOH để trở thành những chất dễ tan

trong nớc rồi tiếp tục đợc liên hợp và đào thải ra khỏi cơ thể [2][12].
Các chất chống oxy hóa nh ceruloplasmin, catalase, superoxid
dismutase và protein có nhóm SH của hồng cầu và gan rất nhạy cảm với ảnh
hởng của chất xenobiotic. Thời gian hay liều lợng của chất xenobiotic làm
thay đổi đáng kể đến sự phân bố lại của các chất chống oxy hóa ở ngoại bào.
Các hóa chất nh thuốc trừ sâu, chất diệt cỏ paraquat, tetrachloruacacbon
thờng đợc dùng để gây những mô hình sinh các trạng thái bệnh lý do sự
tăng sinh gốc tự do[36] [59].
Một số nguyên nhân khác

Khi cơ thể ở trạng thái bị stress, cờng độ của những phản ứng gốc
tăng lên nhiều; có ý kiến cho rằng ở trạng thái stress, adrenalin và
noadrenalin đợc sản sinh nhiều và sẽ chuyển hóa qua các giai đoạn tạo
thành gốc tự do. Tại những mô bị đụng giập thâm tím, hàm lợng của các
gốc tự do tăng, nguyên nhân của hiện tợng này có thể là do sắt trong phân
tử hemoglobin và myoglobin đợc giải phóng, sẽ xúc tác phản ứng Fenton để
sản sinh ra gốc OH,1 O 2 [1].

1.2.3- Sự tạo thành malonyldialdehid

Màng tế bào là hệ thống sinh học sơ cấp, đợc cấu tạo bởi lớp
phospholipid kép. Giữa 2 lớp phospholipid là các protein với chức năng trao
đổi và vận chuyển các thông tin do màng tế bào đảm nhận. Các chuỗi acid
19


béo không bão hòa rất nhạy cảm với sự tấn công của gốc tự do, bị oxy hóa ở
vị trí có liên kết đôi - đó là quá trình peroxi hoá lipid (POL) - tạo ra nhiều
sản phẩm độc hại và các gốc tự do thứ cấp. POL xuất hiện theo cơ chế phản
ứng gốc với 3 giai đoạn liên tiếp nhng riêng biệt (giai đoạn khơi mào, giai

đoạn lan truyền và giai đoạn dập tắt). Các gốc OH, 1 O 2 có khả năng khơi
mào quá trình POL, tạo gốc alkyl và gốc peroxyl. Các gốc peroxyl có khả
năng lấy đi nguyên tử H từ phân tử acid béo khác, gốc alkyl mới tạo nên có
thể tác dụng với O2 sinh ra gốc peroxyl và nh thế phản ứng dây chuyền
đợc nhân lên mãi. POL diễn ra không ngừng đối với những acid béo không
bão hòa nhiều nối đôi (PUFA= polyunsatured fatty acid) có trong các màng
sinh học, ứng với giai đoạn lan truyền của phản ứng gốc là thời gian các tổ
chức và mô của cơ thể bị phá huỷ nghiêm trọng. Một trong những sản phẩm
của POL là malonyldialdehid (MDA).
Nồng độ của MDA tơng ứng với mức độ POL. Xác định hàm lợng
MDA trong huyết thanh hoặc tổ chức là một phơng pháp thờng đợc sử
dụng để đánh giá mức độ POL của màng tế bào.
POL là một quá trình chuyển hóa bình thờng, xảy ra trong tế bào của
mọi cơ quan, tổ chức. Khi quá trình này xảy ra mạnh và kéo dài, ở màng tế
bào sẽ xuất hiện những đám phân tử lipid peroxid, đó chính là đờng thân
nớc qua màng và làm thay đổi tính thấm của màng.
Hiện nay, ngời ta thấy POL cũng là một trong những nguyên nhân
của nhiều quá trình bệnh lý. MDA có thể gây hiện tợng bắt chéo trong
lipid, protein, acid nucleic; tích tụ các polyme sinh học không có hoạt tính và
gây h hại DNA của tế bào.
1.2.4. Hệ thống chống oxy hóa của cơ thể

Theo định nghĩa, những chất có khả năng ngăn ngừa, chống lại và loại
bỏ tác dụng độc hại của các dạng oxy hoạt động đều đợc gọi là chất chống
oxy hóa (antioxidant).
20