Nghiên cứu sự biến đổi của Super Oxidase Dimutase, Glutathion Peroxidase và tình trạng chống oxy hóa toàn phần (TAS) ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục biểu đồ
Danh mục hình
MỤC LỤC........................................................................................................1
ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................1
CHƯƠNG 1......................................................................................................3
TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................................3
1.1. Một số hiểu biết về gốc tự do trong y sinh học......................................3
1.1.1. Khái niệm về gốc tự do...................................................................3
1.1.2. Đặc điểm của gốc tự do (R∙)............................................................3
1.1.3. Quá trình hình thành các gốc tự do.................................................5
1.1.3.1. Chuỗi hô hấp tế bào......................................................................6
1.1.3.2. Tác nhân phóng xạ........................................................................7
1.1.3.3. Trong hội chứng viêm..................................................................7
1.1.3.5. Tác nhân xenobiotic.....................................................................8
1.1.3.6. Một số tác nhân khác....................................................................8
1.1.4. Trạng thái Stress oxy hóa................................................................8
1.2. Hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể....................................................9
1.2.1. Các chất chống oxy hóa có bản chất là enzym................................9
1.2.1.1. Superoxyd dismutase (SOD)........................................................9
1.2.1.2. Catalase......................................................................................10
1.2.1.3. Peroxydase..................................................................................10

1.2.1.4. Glutathion peroxydase................................................................11
1.2.2. Hệ thống chống oxy hoá có bản chất không enzym......................12
1.2.2.1. Nhóm các thiol -SH....................................................................12
1.2.2.2. β-caroten.....................................................................................12
1.2.2.4. Vitamin E (Tocopherol)..............................................................12
1.2.2.5. Selen...........................................................................................13
1.2.2.6. Vitamin C (Acid ascorbic)..........................................................13
1.2.2.7. Các flavonoid.............................................................................13
1.2.2.8. Nhóm các phối tử sắt và đồng....................................................14
1.2.3. Trạng thái chống oxy hóa toàn phần (TAS)...................................14
1.3. Bệnh gan mạn tính do vi rút B.............................................................15
1.3.1. Tình hình nhiễm HBV mạn tính trên thế giới và Việt Nam..........15
1.3.1.1. Trên thế giới...............................................................................15
1.3.1.2. Ở Việt Nam.................................................................................16
1.3.2. Đặc điểm cấu trúc và hệ gen của HBV..........................................17
1.3.2.1. Đặc điểm cấu trúc hình thái........................................................17
1.3.2.2. Bộ gene HBV.............................................................................17
1.3.2.3. Kiểu gen của vi rút viêm gan B..................................................20
1.3.3. Quá trình nhân lên của HBV.........................................................20
1.3.4. Đáp ứng miễn dịch trong nhiễm HBV mạn tính...........................22
1.3.5 Diễn biến tự nhiên của nhiễm HBV mạn tính................................23
1.3.6. Chẩn đoán viêm gan B mạn tính...................................................24
1.4. Stress oxy hóa trong bệnh lý viêm gan B mạn tính..............................27
1.4.1. Stress oxy hóa ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính........................28
1.4.2. Vai trò của các chất chống oxy hóa ở bệnh nhân viêm gan B mạn
tính...........................................................................................................34
1.5. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về hoạt độ SOD, GPx và TAS
ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính...............................................................36
CHƯƠNG 2....................................................................................................39
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................39

2.1. Đối tượng nghiên cứu...........................................................................39


2.1.1. Nhóm bệnh....................................................................................39
2.1.2. Nhóm chứng..................................................................................40
2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................40
2.2.1. Thiết kế nghiên cứu.......................................................................40
2.2.2. Cỡ mẫu..........................................................................................41
2.2.3. Phương tiện nghiên cứu.................................................................41
2.3. Nội dung và chỉ tiêu nghiên cứu...........................................................42
2.3.1. Nghiên cứu lâm sàng.....................................................................42
2.3.2. Nghiên cứu cận lâm sàng..............................................................42
2.3.3. Xét nghiệm hoạt độ enzym chống oxy hoá và trạng thái chống oxy
hoá toàn phần...........................................................................................46
Các chỉ tiêu về hoạt độ SOD, GPx và TAS.............................................51
2.3.4. Sinh thiết gan.................................................................................52
2.4. Xử lý số liệu.........................................................................................56
2.5. Các biện pháp khống chế sai số và hạn chế của đề tài.........................56
2.5.1. Các biện pháp khống chế sai số.....................................................56
2.5.2. Hạn chế của đề tài.........................................................................57
2.6. Vấn đề đạo đức trong nghiên cứu.........................................................57
CHƯƠNG 3....................................................................................................59
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU............................................................................59
3.1. Đặc điểm chung của nhóm nghiên cứu và nhóm chứng.......................59
3.1.1. Đặc điểm về tuổi và giới...............................................................59
3.1.2. Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm gan B mạn
tính...........................................................................................................60
3.2. Xác định hoạt độ SOD, GPx và tình trạng chống oxy hóa toàn phần
(TAS) huyết tương ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính................................63
a: test Chi bình phương b: test Fisher’s 2 phía...........................................63

3.3. Đánh giá mối liên quan hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết tương
với lâm sàng và cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính...............65
3.3.1. Mối liên quan với tuổi...................................................................65


3.3.2. Mối liên quan với đặc điểm lâm sàng...........................................66
3.3.3. Mối liên quan với đặc điểm cận lâm sàng.....................................69
CHƯƠNG 4....................................................................................................81
BÀN LUẬN....................................................................................................81
4.1. Một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm gan B mạn
tính...............................................................................................................81
4.1.1. Đặc điểm về tuổi và giới tính........................................................81
4.1.2. Một số đặc điểm lâm sàng.............................................................84
4.1.3. Một số đặc điểm cận lâm sàng......................................................85
4.1.4. Đặc điểm mô bệnh học nhóm bệnh nhân sinh thiết gan................89
4.2. Hoạt độ SOD, GPx và tình trạng chống oxy hóa toàn phần (TAS) huyết
tương ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính....................................................92
4.2.1. Hoạt độ SOD trong huyết tương....................................................93
4.2.2. Hoạt độ GPx..................................................................................95
4.2.3. Trạng thái chống oxy hóa toàn phần (TAS)...................................97
4.3. Đánh giá mối liên quan hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết tương
với lâm sàng và cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính...............99
4.3.1. Liên quan với tuổi và giới.............................................................99
4.3.2. Mối liên quan với một số đặc điểm lâm sàng..............................100
4.3.3. Liên quan với đặc điểm cận lâm sàng.........................................100
4.3.4. Liên quan với mô học..................................................................104
KẾT LUẬN..................................................................................................105
KIẾN NGHỊ.................................................................................................107
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ.........................1
CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN.................................................................................1

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
TT
1
2
3
4

Phần viết tắt
Phần viết đầy đủ
ALD
(Alcoholic Liver Disease)
ALT
AST
BN

Bệnh gan do rượu
Alanine aminotransferase
Aspartate aminotransferase
Bệnh nhân


5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
TT
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

CHB
DNA
ER
GPx
GTBT
HAI

Chronic Hepatitis B: Viêm gan B mạn
Deoxyribonucleic acid
Endoplasmic Reticulum: Lưới nội chất
Glutathione Peroxydase
Giá trị bình thường
Histology Activity Index: chỉ số hoạt động mô

HBcAb

bệnh học
Hepatitis B core antibody: kháng thể kháng kháng

HBeAb

nguyênlõi của vi rút viêm gan B
Hepatitis B e antibody: kháng thể kháng kháng

HBeAg

nguyên e của vi rút viêm gan B
Hepatitis B e antigen: kháng nguyên e của vi rút

HBsAb

viêm gan B
Hepatitis B surface antibody: kháng thể kháng

HBsAg

kháng nguyên bề mặt của vi rút viêm gan B

Hepatitis B surface antigen: kháng nguyên bề mặt

HBV

của vi rút viêm gan B
Hepatitis B virus

Vi rút viêm gan B
Phần viết tắt
Phần viết đầy đủ
HCC
Ung thư biểu mô tế bào gan
HCV
Hepatitis C virus
KT
OHdG
SL
p**
SL
ROS
SOD
TAS
TL
UTTBG
VGC

Vi rút viêm gan C
Kháng thể
Hydroxydeoxyguanosine
Giá trị p trong kiểm định Mann - Whitney

Giá trị p trong kiểm định Kruskal - Wallis
Số lượng
Reactive oxygen Species
Dạng oxy hoạt động
Super Oxydase Dimutase
Total antioxydant status
Trạng thái chống oxy hóa toàn phần của cơ thể
Tỷ lệ
Ung thư tế bào gan
Viêm gan cấp


30
31
32

VGMT
VRVG B
XG

Viêm gan mạn tính
Viêm gan vi rút B
Xơ gan

DANH MỤC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1. Giá trị tham chiếu một số chỉ số huyết học đang áp dụng........43
tại Bệnh viện 103............................................................................................43
Bảng 2.2. Giá trị tham chiếu một số chỉ số hóa sinh đang áp dụng tại.....43
Bệnh viện 103.................................................................................................43
Bảng 2.3. Tổn thương mô bệnh học theo Knodell năm 1981.....................55
Bảng 3.1. Đặc điểm về tuổi............................................................................59
Bảng 3.2. Đặc điểm về giới tính....................................................................59
Bảng 3.3. Các triệu trứng lâm sàng hay gặp...............................................60
Bảng 3.4. Xét nghiệm Enzym gan................................................................60
Bảng 3.5. Kết quả xét nghiệm HBV - DNA.................................................61
Bảng 3.6. Kết quả xét nghiệm HBeAg (n=51).............................................61
Bảng 3.7. Đặc điểm tổn thương gan trên mô bệnh học..............................62
Bảng 3.8. Mức độ viêm gan mạn tính theo phân loại Knodell..................62
Bảng 3.9. Tỷ lệ bệnh nhân định lượng được hoạt độ SOD, GPx...............63
và TAS trong huyết tương.............................................................................63
Bảng 3.10. Hoạt độ SOD (U/ml) ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính........63


Bảng 3.11. Hoạt độ GPx (U/ml) ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính.........64
Bảng 3.12. Hoạt độ TAS (U/ml) ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính.........64
Bảng 3.13. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD trong huyết tương với tuổi. 65
Bảng 3.14. Mối liên quan giữa hoạt độ GPx trong huyết tương với tuổi..65
Bảng 3.15. Mối liên quan giữa hoạt độ TAS trong huyết tương với tuổi..66
Bảng 3.16. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD trong huyết tương...............66
với đặc điểm lâm sàng...................................................................................66
Bảng 3.17. Mối liên quan giữa hoạt độ GPx trong huyết tương................67
với đặc điểm lâm sàng...................................................................................67
Bảng 3.18. Mối liên quan giữa hoạt độ TAS trong huyết tương................68
với đặc điểm lâm sàng...................................................................................68

Bảng 3.19. Mối liên quan giữa tỷ lệ bệnh nhân phát hiện được SOD.......69
với bilirubin toàn phần................................................................................69
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được SOD trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có nồng độ bilurubin toàn phần khác
nhau................................................................................................................69
Bảng 3.20. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện được TAS...........................69
với bilirubin toàn phần.................................................................................69
*: kiểm định Fisher’s 2 phía.........................................................................69
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được TAS trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có nồng độ bilurubin toàn phần khác
nhau................................................................................................................69
Bảng 3.21. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết
tương với bilirubin toàn phần......................................................................70
Bảng 3.22. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện được SOD với enzym gan 70
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được SOD trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có nồng độ enzym gan khác nhau........71
Bảng 3.23. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện được TAS với enzym gan.71


Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được TAS trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có nồng độ enzym gan khác nhau........71
Bảng 3.24. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD với Enzym gan....................71
Bảng 3.25. Mối liên quan giữa hoạt độ GPx trong huyết tương với enzym
gan...................................................................................................................72
Bảng 3.26. Mối liên quan giữa hoạt độ TAS trong huyết tương với Enzym
gan...................................................................................................................74
Bảng 3.27. Mối tương quan giữa SOD, GPx và TAS trong huyết tương
với enzym gan................................................................................................75
Bảng 3.28. Mối tương quan giữa SOD, GPx và TAS trong huyết tương
với công thức máu.........................................................................................75

Bảng 3.29. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện được SOD với HBV-DNA 76
*: kiểm định Fisher’s 2 phía.........................................................................76
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được SOD trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có tải lượng vi rút khác nhau...............76
Bảng 3.30. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện TAS với HBV-DNA..........76
*: kiểm định Fisher’s 2 phía.........................................................................76
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được TAS trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có tải lượng vi rút khác nhau...............76
Bảng 3.31. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết
tương với HBV - DNA...................................................................................77
Bảng 3.32 Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện được SOD với HBeAg.......77
Nhận xét: tỷ lệ không phát hiện được SOD (dưới ngưỡng) ở nhóm
HBeAg âm tính có xu hướng cao hơn so với nhóm HBeAg dương tính,
tuy nhiên sự khác biệt là chưa có ý nghĩa (p=0,11).....................................77
Bảng 3.33. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện TAS với HBeAg................77
*: kiểm định Fisher’s 2 phía.........................................................................77


Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được TAS trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có xét nghiệm HBeAg khác nhau.........77
Bảng 3.34. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết
tương với HBeAg...........................................................................................78
Bảng 3.35. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện SOD với mức độ viêm gan
mạn tính theo phân loại Knodell..................................................................78
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được SOD trong huyết
tương giữa các nhóm bệnh nhân có tổn thương gan các mức độ khác
nhau................................................................................................................78
Bảng 3.36. Mối liên quan giữa tỷ lệ phát hiện TAS với mức độ viêm gan
theo thang điểm Knodell...............................................................................79
Nhận xét: không có sự khác biệt về tỷ lệ phát hiện được TAS trong huyết

tương giữa các nhóm bệnh nhân có tổn thương gan các mức độ khác
nhau................................................................................................................79
Bảng 3.37. Mối liên quan giữa hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết
tương với mức độ viêm gan mạn tính..........................................................79
Bảng 3.38. Mối tương quan giữa SOD, GPx và TAS trong huyết tương
với điểm hoạt độ mô học (HAI)....................................................................80
Bảng 3.39. Mối liên quan giữa hoạt độ TAS với tổn thương gan..............80
3.39.

Mối liên quan giữa hoạt độ TAS với tổn thương gan

80


DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ

Tên biểu đồ

Trang

Biểu đồ 3.1. Xét nghiệm Bilirubin máu.......................................................61
Biểu đồ 3.2. Mối liên quan giữa hoạt độ GPx và enzym AST....................73
Biểu đồ 3.3. Mối liên quan giữa hoạt độ GPx với enzym GGT.................73


DANH MỤC HÌNH

Hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1. Các dạng oxy hoạt động trong cơ thể............................................4
Hình 1.2. Phân bố tỷ lệ nhiễm vi rút viêm gan B trên thế giới..................15
Hình 1.3. Mô hình chu trình thâm nhập và nhân lên của HBV................22
Hình 1.4. Stress oxy hóa gây ra bởi HBV....................................................33
Hình 2.1. Máy đọc ELISA DAR 800............................................................46
Hình 2.2. Hình ảnh bộ kim sinh thiết Hepafix............................................53



1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong các bệnh gan mạn tính, viêm gan vi rút B là một bệnh truyền
nhiễm ở người do vi rút viêm gan B (Hepatitis B virus, HBV) gây nên, một
bệnh để lại nhiều hậu quả nghiêm trọng , . Theo báo cáo của Tổ chức Y tế Thế
giới năm 2012, ước tính có hơn 2 tỷ người đã nhiễm HBV và khoảng 240
triệu người đang mang HBV mạn tính . Bệnh nhân viêm gan B mạn tính
(Chronic Hepatitis B - CHB) không được điều trị thường tiên lượng xấu, có
thể sẽ dẫn đến xơ gan hoặc ung thư tế bào gan . Hàng năm trên thế giới có
khoảng 500 - 700 nghìn người tử vong vì hậu quả của nhiễm HBV .
Nhiễm HBV mạn tính là một yếu tố nguy cơ quan trọng trong sinh
bệnh học của viêm gan mạn tính, xơ gan và ung thư gan , . Đột biến vùng lõi,
vùng Pres và gen X là những yếu tố quan trọng trong sinh bệnh học của ung
thư biểu mô tế bào gan , , . Cả hai yếu tố này đều được gắn liền với quá trình
stress oxy hóa, quá trình này có thể gây tổn thương lipid, protein và DNA ở
mức độ tế bào.

Trong cơ thể luôn hình thành một sự cân bằng giữa các dạng oxy hoạt
động và các chất chống oxy hóa, đây là một trạng thái cân bằng nội môi nhằm
duy trì hoạt động bình thường. Khi mất cân bằng làm gia tăng các dạng oxy
hoạt động, được gọi là trạng thái stress oxy hóa… Như vậy, trạng thái stress
oxy hóa chính là rối loạn cân bằng giữa các chất chống oxy hóa và chất oxy
hóa theo hướng thiên về tạo ra các chất oxy hóa . Tình trạng strees oxy hóa
đóng có một vai trò nhất định trong bệnh sinh của bệnh gan mạn tính . Tế bào
gan sẽ bị tổn thương khi có dư thừa các gốc tự do trong cơ thể có nguồn gốc
từ oxy và nitơ . Ngoài ra stress oxy hóa cũng liên quan đến mức độ của bệnh,
ở những bệnh nhân nhiễm HBV mạn tính, quá trình peroxy hóa lipid và tổn
thương DNA tăng cao , , .


2
Các enzym như superoxid dismutase (SOD) và glutathion peroxidase
(GPx) là những enzym chống oxy hóa cơ bản nhất của cơ thể, trong đó SOD
có tác dụng thu dọn các gốc tự do khơi mào phản ứng; GPx có tác dụng làm
giảm nồng độ các gốc tự do hoạt động . Bên cạnh đó, tình trạng chống oxy
hoá toàn phần trong cơ thể (TAS) có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc dự
báo khả năng đáp ứng cơ thể với hiệu quả loại bỏ gốc tự do sinh ra. Nhiều
nghiên cứu cho thấy hoạt độ SOD, GPx và nồng độ TAS giảm đáng kể ở
nhóm bệnh nhân viêm gan B mạn tính so với nhóm chứng khỏe mạnh hoặc
nhóm người mang vi rút không triệu chứng , ; đồng thời theo một số tác giả
qua việc xác định hoạt độ của các chất chống oxy hóa có thể đánh giá tình
trạng stress oxy hóa .
Những vấn đề này ở Việt Nam chưa được nghiên cứu có hệ thống ở
bệnh nhân viêm gan B mạn tính. Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài này nhằm
mục tiêu:
1. Xác định hoạt độ SOD, GPx và tình trạng chống oxy hóa toàn
phần (TAS) huyết tương ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính.

2. Đánh giá mối liên quan hoạt độ SOD, GPx và TAS trong huyết
tương với lâm sàng và cận lâm sàng ở bệnh nhân viêm gan B mạn tính.


3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Một số hiểu biết về gốc tự do trong y sinh học
1.1.1. Khái niệm về gốc tự do
Gốc tự do là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hay phân tử mà lớp
ngoài cùng của chúng có các điện tử đơn độc ở quỹ đạo ngoài cùng (điện tử
không cặp đôi) , chúng có thể mang điện tích âm hoặc không mang điện và có
khả năng phản ứng cao. Quá trình sinh gốc tự do là một quá trình chuyển hóa
bình thường của cơ thể.
Bình thường gốc tự do tồn tại trong cơ thể với nồng độ thấp và tham gia
vào một số chức năng sinh lý nhất định. Với việc nhận một điện tử đầu tiên
oxy đã tạo ra gốc superoxyd (O2-), gốc tự do đã hình thành và có khả năng
phản ứng cao như hydro peroxyd (H 2O2), oxy đơn bội (1O2), gốc hydroxyl
(HO−), lipid peroxyd (LO−) …, người ta gọi là dạng oxy hoạt động.
1.1.2. Đặc điểm của gốc tự do (R∙)
Các gốc tự do có tính oxy hóa rất mạnh, có xu hướng lấy điện tử của
phân tử bên cạnh ghép đôi với điện tử của gốc tự do. Phân tử bị mất điện tử
lại trở thành gốc tự do mới và tác dụng cứ lan truyền, đây chính là nguyên
nhân sinh ra chuỗi phản ứng gốc.
Vì chứa điện tử không cặp đôi nên gốc tự do bất ổn định về năng lượng
và cả mặt động học. Gốc tự do có xu hướng mất điện tử để trở thành gốc khử
hoặc nhận điện tử để trở thành gốc oxy hóa. Các gốc tự do chủ yếu là dạng
oxy hoạt động được hình thành qua chuỗi hô hấp tế bào, trong quá trình
peroxyd hóa lipid của các acid béo chưa bão hòa có nhiều liên kết đôi.
Các gốc tự do và các dạng oxy hoạt động có khả năng phản ứng hóa học

mạnh, chúng có thể tác dụng dễ dàng với các phân tử sinh học gồm lipid,
protein, acid nucleic và có thể gây tác hại đến tính chất sinh học của các phân


4
tử trên. Hậu quả của quá trình này là bẻ gãy các liên kết, tạo ra gốc tự do mới
để hình thành liên kết mới, chất mới qua phản ứng giữa các gốc.
Trong đời sống tế bào bình thường, oxy là nhiên liệu chủ yếu cần thiết
cho sự sống của tế bào và cũng là nguồn gốc chính sản sinh ra gốc tự do. Các
dạng oxy hoạt động (reactive oxygen species - ROS) là những gốc tự do,
những ion hoạt động, phân tử có chứa nguyên tử oxy, có khả năng sinh ra gốc
tự do hoặc được hoạt hóa bởi các gốc tự do . Các gốc tự do trong cơ thể được
tạo ra thường xuyên: qua chuỗi hô hấp tế bào, tác nhân phóng xạ, hội chứng
viêm, trong hiện tượng thiếu máu cục bộ - tưới máu lại, các tác nhân
xenobiotic và một số tác nhân khác.
Những dạng ROS quan trọng trong cơ thể sinh vật gồm: anion
superoxyd O2-, hydrogen peroxyde (H2O2), gốc hydroxyl (•OH), oxy đơn bội
1

O2, gốc alkoxyl (LO•) hoặc peroxyl (LOO•) …

Hình 1.1. Các dạng oxy hoạt động trong cơ thể
Nguồn: Jes´us Medina and Ricardo Moreno-Otero (2006)


5
+ Superoxyd được tạo thành từ chuỗi hô hấp tế bào hoặc từ một số
phản ứng tự oxy hóa và trong quá trình bùng nổ hô hấp của hiện tượng thực
bào.
e- + •O-O•

O2-

+ Hydrogen peroxyd (H2O2) có thể được hình thành sau phản ứng dị ly
của O2- hoặc do phản ứng khử hai điện tử của oxy . H 2O2 có hoạt tính hóa học
hạn chế, là chất tan trong lipid và có thể xuyên qua các màng sinh học.
+ Gốc hydroxyl (•OH) được hình thành từ phản ứng Fenton hoặc phản
ứng Haber-Weiss xảy ra chậm .
H2O2 + Fe2+

Fe3+ + -OH + -OH

Khả năng phản ứng của gốc hydroxyl là rất lớn trong môi trường sinh
học, có khả năng phản ứng với rất nhiều thành phần của tế bào.
+ Gốc alkoxyl (LO•) hoặc peroxyl (LOO•), có thể được tạo ra dưới tác
động của một gốc tự do có chứa oxygen (O2-, HO•...) trên những chuỗi acid
béo có nhiều nối đôi.
+ Oxy đơn bội (1O2) là một dạng oxy có năng lượng cao, hình thành khi
O2 được cung cấp năng lượng, nó không phải là gốc tự do nhưng có khả năng
oxy hóa cực mạnh. Oxy đơn bội được tạo thành ở hệ thống sinh học trong một
số sắc tố như chlorophyll, retinal và flavin khi chúng được chiếu sáng với sự
có mặt của oxy.
Tất cả các gốc tự do của oxy và dạng oxy hoạt động được gọi là các
chất oxy hóa (oxydant) hoặc tác nhân gây stress oxy hóa.
1.1.3. Quá trình hình thành các gốc tự do
Các gốc tự do trong cơ thể được tạo ra thường xuyên: qua chuỗi hô hấp
tế bào, tác nhân phóng xạ, hội chứng viêm, trong hiện tượng thiếu máu cục bộ
- tưới máu lại, các tác nhân xenobiotic và một số tác nhân khác.

6
1.1.3.1. Chuỗi hô hấp tế bào
Hô hấp tế bào được thực hiện trong ty thể, bao gồm các phản ứng oxy
hóa khử oxy để sinh ra nước và năng lượng dưới dạng ATP (phản ứng oxy hóa
khử là quá trình cho và nhận điện tử, do vậy sản sinh ra các gốc), O 2 mà
chúng ta hít thở nhận một điện tử ở bước đầu tiên tạo ra O2-.
O2- sinh ra tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp tế bào (tỷ lệ với năng lượng
sinh ra), là một gốc anion độc hại ở mức trung bình và chúng bị phân hủy bởi
nhiều cơ chế khác nhau. Sự phân huỷ O2- được xúc tác bởi enzym SOD,
chuyển thành H2O2 theo cơ chế tự oxy hóa khử.
2 O2- + 2H+

H2O2 + O2

H2O2 thường xuyên sinh ra do sự phân hủy O2-, nồng độ H2O2 (10-8
mol/L) và O2- (10-12 mol/L) trong tế bào tương đối ổn định. Tuy nồng độ thấp
như vậy, nhưng sự tồn tại đồng thời của chúng trong môi trường sinh học là
rất nguy hại. Phản ứng giữa chúng sinh ra những sản phẩm 1O2 cũng rất nguy
hại, gốc •OH với hoạt tính cao, có khả năng phá hủy những cấu trúc hữu cơ
bền vững nhất của cơ thể và gây ra các quá trình bệnh lý.
Khi không có mặt của ion Fe 2+, Cu2+ thì phản ứng này xảy ra chậm, gọi
là phản ứng Harber-Weiss.
O2- + H2O2

HO• + HO- + 1O2

Khi có mặt của các ion Fe2+, Cu2+ thì tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh
(phản ứng Fenton). Hai tiểu phân O2- và H2O2 không độc có thể tạo ra 1O2,
•

OH có khả năng phản ứng rất cao, dễ dàng phản ứng với các chất hữu cơ tạo

ra các peroxyd và từ đó tạo ra nhiều sản phẩm độc hại cho tế bào.
2 O2- + 2 H+

H2O2 + O2

Và khi đó ion kim loại chuyển tiếp (Fe 2+, Cu2+) dễ dàng phân tách H2O2
thành gốc hydroxyl .


7
Fe2+ + H2O2

HO• + HO- + Fe3+

Gốc •OH có khả năng phản ứng mạnh với hầu hết các phân tử sinh học
ở tốc độ khuếch tán, vì vậy nó thường phản ứng trước khi khuếch tán tới
những nơi có khoảng cách xa trong tế bào.
1.1.3.2. Tác nhân phóng xạ
Các tia phóng xạ hoặc bức xạ có năng lượng cao, có khả năng bẻ gãy
một phân tử tạo ra 2 hay nhiều gốc tự do. Trong cơ thể chúng ta chiếm phần
lớn là nước, do vậy khi các bức xạ có năng lượng cao tác động trên cơ thể, sẽ
phân huỷ nước tạo thành các phân tử khác và sản sinh gốc tự do.
1.1.3.3. Trong hội chứng viêm
Khi các tác nhân (là các kháng nguyên) xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch
cầu đa nhân trung tính bắt giữ, đồng thời lại kích hoạt bạch cầu đa nhân trung
tính tăng tiêu thụ oxy, kích thích enzym của màng tế bào là NADPH-oxydase,
từ đó gây phản ứng xúc tác bởi enzym này, kết quả cuối cùng là tạo ra O2-.
Nếu số lượng gốc tự do sinh ra quá nhiều sẽ gây nên một tỷ lệ bạch cầu bị

chết, giải phóng các gốc ROS ra ngoại bào gây nên hiện tượng viêm.
1.1.3.4. Trong quá trình thiếu máu cục bộ và tưới máu lại
Khi thiếu máu cục bộ do lòng mạch máu bị hẹp hoặc có cục máu đông,
các chất xanthine được tích lũy do tăng thoái hóa ATP và xanthine oxydase
được hoạt hóa. Khi có sự tưới máu trở lại, với sự có mặt của oxy, xanthine
oxydase xúc tác phản ứng chuyển điện tử từ hypoxanthine và xanthine sang
O2 và phản ứng oxy hóa xảy ra rất mạnh, một lượng lớn gốc O2- hình thành lại
chuyển thành H2O2, •OH và 1O2 .
2 H+
Xanthin dạng oxy hoá + O2-

Xanthin + O2
2 H+
2 O2-

H2O2

+

1

O2


8
1.1.3.5. Tác nhân xenobiotic
Các chất xenobiotic (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, chì, CCl 4, dioxyn ...)
xâm nhập vào cơ thể bằng nhiều con đường khác nhau, khi vào cơ thể sẽ bị
chuyển hóa và làm biến đổi sinh học. Sau quá trình chuyển hóa đó, cấu trúc
xenobiotic bị biến đổi rõ rệt, chúng có thể gắn thêm nhóm -OH, -NH2, -SH,

-COOH... tạo thành các chất dễ tan trong nước và tiếp tục liên hợp với các
chất, đào thải ra khỏi cơ thể.
Trong quá trình chuyển hóa các chất xenobiotic, tạo ra các dạng ROS
như O2-, 1O2...có độc tính cao và gây ra tình trạng stress oxy hóa. Các chất
chống oxy hóa trong cơ thể như SOD, catalase, protein có nhóm SH,
ceruloplasmin trong hồng cầu và gan rất nhạy cảm với các xenobiotic. Do
vậy, khi có các xenobiotic xâm nhập vào cơ thể, các chất chống oxy hóa này
sẽ thay đổi theo hướng chống lại các tác nhân đó.
1.1.3.6. Một số tác nhân khác
Trong một số bệnh lý: bệnh đái đường, vữa xơ động mạch, bệnh lý
nhãn khoa, lão hóa, bệnh Parkinson và Alzheimer…cũng tăng tạo các dạng
ROS.
1.1.4. Trạng thái Stress oxy hóa
Khoa học đã minh chứng, oxy vào cơ thể tham gia nhiều phản ứng hóa
học và kết quả của quá trình phản ứng đó là tạo ra năng lượng cho hoạt động
sống và đồng thời cũng là nguồn sinh ra gốc tự do...
Bình thường gốc tự do tồn tại trong cơ thể với nồng độ thấp và tham gia
vào một số chức năng sinh lý nhất định.... Với việc nhận một điện tử đầu tiên
oxy đã tạo ra gốc superoxyd (O2-), gốc tự do đã hình thành và có khả năng
phản ứng cao như hydro peroxyd (H 2O2), oxy đơn bội (1O2), gốc hydroxyl
(HO−), lipid peroxyd (LO−) …, người ta gọi là dạng oxy hoạt động.
Các nghiên cứu cho thấy nhiều chất có khả năng loại bỏ các dạng oxy
hoạt động và được gọi là chất chống oxy hóa. Các chất chống oxy hóa có bản


9
chất enzym như: SOD, GPx, glutathion (GSH). Các chất chống oxy hóa có
bản chất không enzym như vitamin C, vitamin E, vitamin A, selen, β-caroten ,
.
Trong cơ thể luôn hình thành một sự cân bằng giữa các dạng oxy hoạt

động và các chất chống oxy hóa. Nếu vì một lý do nào đó (cơ thể nhiễm xạ,
hóa chất, độc tố, nhiễm vi rút, viêm nhiễm cấp tính...) sẽ làm gia tăng các
dạng oxy hoạt động, khi đó không còn sự cân bằng giữa các chất oxy hóa và
chất chống oxy hóa, người ta gọi đó là trạng thái stress oxy hóa .
Nếu stress oxy hóa ở mức độ nhẹ, các phân tử sinh học bị tổn thương có
thể được sửa chữa hoặc thay thế. Ở mức độ nặng nề hơn, stress oxy hóa có thể
gây tổn thương không hồi phục hoặc chết tế bào .
1.2. Hệ thống chống oxy hóa trong cơ thể
Hệ thống chống oxy hóa (antioxydant - system) của cơ thể rất đa dạng và
phức tạp bao gồm các enzym và các chất không có bản chất enzym . Trong cơ
thể luôn tồn tại các dạng oxy hoạt động, đồng thời cũng tồn tại một hệ thống
chống oxy hóa để loại bỏ các tác hại của chúng. Hệ thống này hoạt động theo
4 con đường sau: (1) Tạo phức làm mất khả năng xúc tác của các kim loại
chuyển tiếp (transferin); (2) Làm gián đoạn các phản ứng lan truyền (αtocoferol); (3) Làm giảm nồng độ các gốc tự do hoạt động (glutathion); (4)
Thu dọn các gốc tự do tham gia khơi mào phản ứng (superoxyd dismutase).
1.2.1. Các chất chống oxy hóa có bản chất là enzym
1.2.1.1. Superoxyd dismutase (SOD)
Superoxyd dismutase là một enzym chống oxy hóa có chứa kim loại
thuộc lớp oxydoreductase thực hiện chức năng xúc tác phản ứng chuyển hóa
superoxyd thành O2 và H2O2 :
2 O2- + 2H+

2H2O + O2


10
Hoạt độ SOD càng cao thì nồng độ O2- càng giảm đi. SOD là một chất
chống oxy hóa rất cơ bản, làm hạ thấp nồng độ O2- là chất khởi đầu cho phản
ứng tạo sinh tất cả các dạng ROS (Reactive oxygen species) khác.
1.2.1.2. Catalase

Catalase (EC 1.11.1.6) là một enzym chống oxy hóa, xúc tác phản ứng
phân hủy hydrogen peroxyd :
H2O2

H2O + O2

Catalase có mặt trong hầu hết các tế bào và các mô động vật nhưng hoạt
độ mạnh nhất là ở gan và thận, ít nhất là ở mô liên kết. Trong các mô, catalase
có chủ yếu ở trong ty thể cùng peroxysome. Catalase tồn tại dưới dạng dung
dịch trong tế bào hồng cầu và được tìm thấy trong các loài thực vật nhưng với
hoạt độ thấp hơn nhiều.
Catalase là enzym chống oxy hóa, xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen
peroxyd. Catalase chỉ hoạt động trong môi trường H 2O2 có nồng độ cao còn
khi ở nồng độ thấp thì catalase bị ức chế và GPx sẽ hoạt hóa để xúc tác phân
hủy H2O2.
1.2.1.3. Peroxydase
Peroxydase là một nhóm enzym xúc tác các phản ứng oxy hóa khử,
thuộc lớp oxydoreductase. Phương trình phản ứng tổng quát của quá trình
này:
peroxydase
AH2 + H2O2

A + 2H2O

* Vai trò và tính chất của peroxydase: Cũng như catalase và SOD,
peroxydase là những enzym chống oxy hóa quan trọng trong hệ thống sinh
học. Chúng có vai trò chính là giải độc tế bào bằng cách chuyển hóa H 2O2
thành H2O . Peroxydase còn tham gia vào những phản ứng sinh hóa quan
trọng khác trong cơ thể như quá trình chuyển hóa và tổng hợp lignin, sinh

11
tổng hợp thành tế bào, sinh tổng hợp một số hormon như prostaglandin,
thyrosin, ethylen... Ngoài ra, peroxydase còn có vai trò chống lại các tác nhân
gây bệnh xâm nhiễm vào tế bào và mô và đáp ứng bảo vệ những tổn thương.
1.2.1.4. Glutathion peroxydase
Các enzym chống oxy hóa và glutathione đóng một vai trò quan trọng
trong việc bảo vệ chống lại ROS . Glutathion peroxydase (GPx) là enzym xúc
tác phản ứng loại bỏ các peroxyd hữu cơ và vô cơ:
ROOH + 2GSH

GS-SG + ROH + H2O2

GSH: là glutathion dạng khử, GS-SG: là glutathion dạng oxy hóa,
RCOOH là peroxyd, R là gốc hữu cơ hoặc có thể là H trong H2O2.
Trong cơ thể enzym này tồn tại chủ yếu ở trong bào tương của tế bào, ở
dịch ngoại bào nồng độ rất thấp. Có hai loại GPx ở bào tương, loại GPx
không phụ thuộc selen, chiếm 20%, xúc tác sự khử các hydroperoxyd hữu cơ
khi có mặt glutathion nhưng không có tác dụng trên H2O2. Loại GPx phụ
thuộc selen (Se-GPx), chiếm 80%, xúc tác sự khử H2O2.
Glutathion tồn tại ở 2 dạng: dạng khử (thiol GSH) và oxy hóa (disulfide
GS-SG). GSH bị oxy hóa trở thành dạng disulfide GS-SG nhờ enzym GPx
xúc tác, kèm theo phản ứng oxy hóa khử này, H 2O2 và hợp chất peroxyd bị
phân giải. Sau đó GS-SG bị khử trở lại dạng GSH bởi GR, enzym này sử
dụng NADPH làm nguồn cung cấp điện tử. Con đường chủ yếu để tái sinh
NADPH là glucose-6-phosphat (G6P) chuyển hướng vào chu trình pentose
phosphat được thực hiện bởi glucose-6-phosphat dehydrogenase (G6PDH).
Hoạt độ của GPx và catalase phụ thuộc vào nồng độ H 2O2. Khi nồng độ
H2O2 cao, GPx bị ức chế và chỉ có catalase hoạt động. Ngược lại, khi nồng độ
H2O2 còn lại rất thấp, catalase không còn tác dụng thì GPx lại được hoạt hóa,

xúc tác phản ứng phân hủy H2O2, hệ thống glutathion peroxydase bao gồm
GPx, GR và G6PDH đây là hệ thống phòng thủ chống lại những tổn thương
gây nên bởi quá trình oxy hóa.


12
1.2.2. Hệ thống chống oxy hoá có bản chất không enzym
Đây là hệ thống “bẫy” gốc tự do. Hệ thống này hỗ trợ hệ thống chất
chống oxy hóa có bản chất enzym. Những chất này cần được cung cấp thêm,
hỗ trợ từ bên ngoài thông qua thực phẩm và các chất bổ sung đưa vào cơ thể.
1.2.2.1. Nhóm các thiol -SH
Do tính khử mạnh, chúng cùng vitamin C chuyển vitamin E từ dạng oxy
hoá sang dạng khử, hồi phục chức năng dập tắt mạch peroxy hoá lipid của
vitamin E, có khả năng trung hoà gốc OH∙, tạo gốc thiyl.
Tuy vậy nhóm thiol (-SH) cũng rất dễ bị biến đổi dưới tác nhân oxy hoá,
tia phóng xạ, các chất độc kim loại nặng... khi cơ thể bị nhiễm các chất đó.
Những chất có ái tính như chì, các chất phóng xạ và gần đây người ta thấy
TNT cũng gây giảm nồng độ -SH, nó có tác dụng cạnh tranh với cơ chất, giải
phóng Enzym bị ức chế bởi xenobiotic (chất lạ sinh học).
1.2.2.2. β-caroten
Trong cơ thể, β-caroten chống lại các gốc tự do, dập tắt phản ứng dây
chuyền. Nó vô hiệu hóa đặc hiệu đối với oxy đơn bội ( 1O2) nhờ có hệ dây nối
đôi luân phiên trên mạch cacbon dài, một phân tử β-caroten có thể hấp thu
năng lượng của hàng ngàn phân tử 1O2, rồi giải phóng năng lượng ấy dưới
dạng nhiệt vô hại. Có một lượng β-caroten trong cơ thể chuyển thành vitamin
A.
1.2.2.3. Vitamin A
Vitamin A có tác dụng chống oxy hóa tương tự như vitamin E, chúng có
khả năng thu dọn các gốc tự do alkoxyl và peroxyl, bảo vệ acid béo chưa bão
hòa và các protein của màng tế bào.

1.2.2.4. Vitamin E (Tocopherol)
Do đặc điểm cấu tạo phân tử, vitamin E là chất chống các gốc tự do đặc
biệt là loại bỏ gốc lipoperoxyd LOO ∙ và H2O2 giúp duy trì độ bền, sự nguyên
vẹn của màng tế bào , .