Nghiên cứu độc tính của 3-monochloropropan-1,2-diol (3-MCPD) trên nhiễm sắc thể ở các pha cấp tính, bán mạn tính và mạn tính

Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011

NGHIÊN CỨU ĐỘC TÍNH CỦA 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD)
TRÊN NHIỄM SẮC THỂ Ở CÁC PHA CẤP TÍNH, BÁN MẠN TÍNH
VÀ MẠN TÍNH
Ngô Kiến Đức*, Lê Phan Xuân Quyên*, Nguyễn Văn Thanh*, Trần Mạnh Hùng*

TÓM TẮT
Mục tiêu: 3-MCPD được hình thành do kết quả của quá trình phản ứng giữa chất béo với một nguồn
có chứa chlorin (Cl-). Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh độc tính của 3-MCPD trên thận, cơ quan sinh
dục và tiềm năng gây ung thư. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành theo dõi độc tính của 3-MCPD
trên nhiễm sắc thể ở các pha cấp tính, bán mạn tính, và mạn tính.
Phương pháp: Chuột nhắt trắng được cho uống 3-MCPD ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg, 40 mg/kg và
100 mg/kg. Máu chuột thí nghiệm được thu thập ở các pha cấp tính (sau 24, 48, 72 giờ và 2 tuần), bán mạn
tính (sau 3 tháng) và mạn tính (sau 6 tháng) và khảo sát sự tạo vi nhân dựa trên phương pháp nhuộm màu
bằng Giemsa.
Kết quả: 3-MCPD với các liều khảo sát gây ra sự gia tăng hình thành các vi nhân trên hồng cầu (một
biểu hiện của tổn thương nhiễm sắc thể) ở pha cấp tính (liều 100mg/kg) cũng như ở pha bán mạn tính và
mạn tính.
Kết luận: 3-MCPD ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg, 40 mg/kg và 100 mg/kg khi sử dụng lâu dài gây tổn
thương nhiễm sắc thể, vì thế có thể là một chất có nguy cơ gây ung thư.
Từ Khóa: 3-MCPD, vi nhân, độc tính cấp và mạn tính

ABSTRACT
INVESTIGATION OF CLASTOGENIC PROPERTY OF 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL
(3-MCPD) IN ACUTE, SUBCHRONIC AND CHRONIC PHASES
Ngo Kien Duc, Le Phan Xuan Quyen, Nguyen Van Thanh, Tran Manh Hung
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 20 - 25
Objective: 3-MCPD is a toxic chemical formed as a result of the reaction between a lipid (triglyceride) and a

chlorine (Cl-) in foods (sodium chloride, acid chlohydric). Besides, 3-MCPD is also popularly produced by acidhydrolyzed protein processes. There are bodies of evidence showing toxic effects of 3-MCPD on kidney,
reproductive organs and carcinogenic property. In this study, we investigated the acute, subchronic and chronic
toxicity of 3-MCPD on micronucleus formation in blood peripheral erythrocyte.
Method: mice were orally administered 3-MCPD at doses of 1 mg/kg, 10 mg/kg, 40 mg/kg or 100 mg/kg.
Blood was collected at acute phase (24 hours, 48 hours, 72 hours and 2 weeks), subchronic phase (3 months) and
chronic phase (6 months). The micronucleus test was performed on erythrocyte to investigate the ability of 3MCPD to induce numerical or structural chromosomal damage.
Results: 3-MCPD at doses experimented increased the micronucleus formation in erythrocyte at acute
phases (dose of 100mg/kg) as well as at subchronic and chronic phase.
Conclusion: 3-MCPD at doses of 1, 10, 40 and 100 mg/kg, administered in 6 months induced significant
changes in genotoxicity, which may be a risk factor of carcinogenesis.
* Bộ Môn Sinh hóa, Khoa Dược, ĐH Y Dược TP. Hồ Chí Minh
Tác giả liên hệ: Ths. Ngô Kiến Đức ĐT: 0903055357
Email:

20

Chuyên Đề Dược Khoa


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011

Nghiên cứu Y học

Key words: 3-MCPD, micronucleus, acute and chronic toxicity

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nhóm chứng

3-Monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) là

một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất
nhiều loại thực phẩm. 3-MCPD được hình thành
từ phản ứng giữa chất béo và ion Cl- ở nhiệt độ
cao(2). Ngoài ra, 3-MCPD cũng được tạo ra trong
quá trình thủy phân protein thực vật bằng acid
hydrochloric (HCl)(1). 3-MCPD thường hiện diện
ở hàm lượng rất thấp (<1 mg/kg) nhưng một vài
loại sản phẩm có thể chứa với hàm lượng cao
(lên đến hàng trăm mg/kg). Cho đến nay, các
nhà khoa học chỉ mới xác định được rằng: với
nồng độ 3-MCPD ở mức tối thiểu 1,1 mg/kg thể
trọng, có thể gây thương tổn hệ sinh sản của
chuột cống đực, thương tổn dạng tăng sinh và
tạo khối u ở thận trên mô hình thực nghiệm
động vật. Thương tổn gia tăng khi liều lượng
tiếp xúc gia tăng. Các thương tổn này đưa đến
kết luận là 3-MCPD được xếp vào nhóm hoá
chất gây ung thư có đáp ứng theo liều lượng
nhưng không gây độc tính trên gen(4).

Nhóm 1 : uống 3-MCPD 1 mg/kg/ngày pha

Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về độc
tính của 3-MCPD, tuy nhiên các dữ liệu về độc
tính của 3-MCPD trên nhiễm sắc thể vẫn chưa
được đầy đủ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi
đặt mục tiêu khảo sát độc tính của 3-MCPD trên
nhiễm sắc thể ở pha cấp tính, bán mạn tính và
mạn tính.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

: uống nước sinh hoạt, n = 6

trong nước uống sinh hoạt
Nhóm 2 : uống 3-MCPD 10 mg/kg/ngày
pha trong nước uống sinh hoạt
Nhóm 3 : uống 3-MCPD 40 mg/kg/ngày
pha trong nước uống sinh hoạt
Nhóm 4 : uống 3-MCPD 100 mg/kg/ngày
pha trong nước uống sinh hoạt

Quan sát sự hình thành vi nhân
Thử nghiệm này được thiết kế nhằm đánh
giá các hóa chất có khả năng gây tổn thương
nhiễm sắc thể. “Vi nhân” là một nhân nhỏ hình
thành và xuất hiện bên cạnh nhân bình thường.
Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc thể sẽ nhân
đôi và sau đó phân chia vào 2 tế bào con. Nếu
tiến trình này bị gián đoạn, hoặc nhiễm sắc thể
bị phá vỡ bởi hóa chất hay bức xạ thì sự phân bố
nhiễm sắc thể vào 2 tế bào con bị ảnh hưởng và
một vi nhân sẽ hình thành do không được tích
hợp vào nhân chung. Hiện tượng này có thể
được quan sát dưới kính hiển vi sau khi nhuộm
màu nhân bằng thuốc thử thích hợp(5).
Máu được lấy trực tiếp từ đuôi chuột và
được phết thành lớp mỏng trên lam kính, sau đó
được nhuộm bằng thuốc thử Giemsa. Quan sát

Thú vật thử nghiệm

trên kính hiển vi dưới vật kính 100 để tìm và

Thú vật thử nghiệm là chuột nhắt trắng,
chủng Swiss albino, giống đực, có trọng lượng từ
18-20 g, được phân bố ngẫu nhiên thành nhiều
lô khác nhau, mỗi lô từ 6. Chuột được cung cấp
từ Viện Sinh phẩm và Vắcxin Nha Trang, được
nuôi trong môi trường tiến hành thực nghiệm từ
3-5 ngày để thích nghi với môi trường. Hàng
tuần, chuột được theo dõi thể trọng và lượng
nước tiêu thụ để điều chỉnh lượng 3-MCPD
thích hợp. Ở mỗi giai đoạn thí nghiệm, chuột
được lấy máu để phân tích. Chuột thí nghiệm
được chia thành các nhóm sau:

phát hiện vi nhân xuất hiện trong hồng cầu.

Chuyên Đề Dược Khoa

Phân tích thống kê
Các số liệu được thống kê và trình bày dưới
dạng giá trị trung bình ± sai số chuẩn của giá trị
trung bình và biểu diễn bằng các loại biểu đồ. Sự
khác nhau được xem là có ý nghĩa thống kê khi
giá trị p < 0,001 (độ tin cậy là 99,9%), p < 0,01 (độ
tin cậy là 99%) hay trị số p < 0,05 (độ tin cậy là
95%) được thực hiện qua phép kiểm t-Student
hay χ2 (chi bình phương).

21


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011

Nghiên cứu Y học
KẾT QUẢ

Sự hình thành vi nhân trong pha cấp tính
(24, 48, 72 giờ và 2 tuần)

Bảng 2. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 48 giờ
Lô

Trong quá trình thử nghiệm, chỉ có chuột
của lô chứng, lô 1mg/kg, 10 mg/kg và 40 mg/kg
là còn sống trong suốt thời gian thử nghiệm. Đối
với lô uống 3-MCPD 100 mg/kg, chuột bắt đầu
chết vào ngày thứ ba và sau 5 ngày thì không
còn chuột nào sống sót. Nguyên nhân gây chết
là do độc tính của 3-MCPD và trước khi chết
chuột đều có dấu hiệu liệt chi sau.
Chuột được lấy máu ở đuôi để tiến hành
nhuộm màu hồng cầu và xác định số lượng vi
nhân. Trên 6 mẫu nhuộm màu của mỗi lô thí

Số hồng
cầu có vi

nhân/tổng
số hồng
cầu trên thị
trường

Tỷ lệ hồng
0,00 ±
cầu có
0,00 ± 0,00
0,00
chứa vi
nhân

trong một thị trường quan sát, từ đó tính tỷ lệ
phần trăm sự hình thành vi nhân trong mỗi lô
thí nhiệm. Kết quả được trình bày ở các bảng
1, 2, 3, và 4.
Bảng 1. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 24 giờ
Lô

Chứng

3-MCPD

3-MCPD

3-MCPD

(n=6) 1mg/kg(n=6) 10mg/kg(n=6) 100mg/kg(n=6)

Số hồng 0/247

0/240

0/430

4/366

cầu có vi 1/329

0/289

0/242

8/342

0/272

0/217

0/339

6/350

0/421

0/238

0/415

4/398

0/283

0/351

0/382

5/326

0/398

0/312

0/361

4/411

nhân/tổng
số hồng
cầu trên
thị trường
Tỷ lệ
hồng cầu

0,05 ± 0,00 ± 0,00
0,05

có chứa vi
nhân

**P < 0,01 so với lô chứng

22

0,00 ± 0,00 1,44 ± 0,22**

0,04 ± 0,04

2,63±
0,39**

**P < 0,01 so với lô chứng

Bảng 3. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 72 giờ
Lô

nghiệm, chúng tôi tiến hành đếm số lượng
hồng cầu có vi nhân trên tổng số hồng cầu

3-MCPD
3-MCPD
3-MCPD
Chứng
(n = 6) 1 mg/kg (n 10 mg/kg (n = 100 mg/kg
= 6)
6)
(n = 6)
0/257

0/298
1/393
9/454
0/411
0/357
0/248
9/352
0/267
0/258
0/421
11/506
0/389
0/397
0/336
15/333
0/324
0/411
0/264
11/425
0/298
0/335
0/315
10/499

Số hồng
cầu có vi
nhân/tổng
số hồng
cầu trên thị
trường

Tỷ lệ hồng
cầu có
chứa vi
nhân

Chứng 3-MCPD
3-MCPD
3-MCPD
(n = 6) 1 mg/kg (n 10 mg/kg (n = 100 mg/kg
= 6)
6)
(n = 6)
0/384
1/369
0/319
13/220
1/426
0/384
2/496
17/512
0/351
0/306
2/475
62/500
0/405
0/260
0/325
31/517
1/374
1/405

3/337
10/460
0/398
0/358
0/511
Chết
0,08 ± 0,09 ± 0,05 0,29 ± 0,15 5,96 ± 1,77*
0,05

*P < 0,05 so với lô chứng

Bảng 4. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 2 tuần
Lô

Chứng 3-MCPD
3-MCPD
3-MCPD
(n = 6) 1 mg/kg (n 10 mg/kg (n 100 mg/kg (n
= 6)
= 6)
= 6)
2/518
2/546
Chết
Số hồng 0/464
cầu có vi 1/394
0/283
0/396
Chết

nhân/tổng 0/295
1/473
1/515
Chết
số hồng
0/426
1/523
Chết
cầu trên thị 0/326
0/389
2/527
1/432
Chết
trường
0/481
1/474
0/498
Chết
Tỷ lệ hồng 0,09 ± 0,2 ± 0,07 0,16 ± 0,06
0,05
cầu có
chứa vi
nhân

Kết quả sự tạo vi nhân qua các thời điểm
được minh họa trong Hình 1.

Chuyên Đề Dược Khoa

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011

Nghiên cứu Y học

Hình 1. % Hồng cầu có vi nhân ở các lô thử nghiệm sau 24, 48, 72 giờ và 2 tuần
Nhìn chung, ở lô chứng, tỷ lệ xuất hiện vi
nhân rất thấp, trên thị trường quan sát thường là
không có hay chỉ có 1 vi nhân. Đối với các lô thử
nghiệm, kết quả thu được như sau:
Sau 24 giờ, hầu như không có sự hình thành
vi nhân ở lô 1 mg/kg và lô 10 mg/kg. Tuy nhiên
lô 100 mg/kg đã có sự hình thành vi nhân, mặc
dù mức độ xuất hiện vi nhân còn thấp (1,44 ±
0,22) nhưng lại có ý nghĩa thống kê so với lô
chứng (p<0,01). Như vậy với liều cao của 3MCPD (100 mg/kg) đã gây ra sự hình thành vi
nhân chỉ trong thời gian ngắn.
Sau 48 giờ, mức độ xuất hiện vi nhân ở lô 1
mg/kg và lô 10 mg/kg tương tự như lô chứng, sự
hình thành vi nhân là không có ý nghĩa ở hai lô
này. Đối với lô 100 mg/kg, tỷ lệ hình thành vi
nhân có cao hơn (2,63 ± 0,39) và so với mức độ
hình thành vi nhân của cùng liều sau 24 giờ là có
ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Sau 72 giờ, liều 1 mg/kg vẫn không có tác
động đến sự hình thành vi nhân. Trong khi đó
tỷ lệ vi nhân xuất hiện ở lô 10 mg/kg có cao hơn
so với lô chứng nhưng vẫn còn rất thấp và
không có ý nghĩa thống kê. Đặc biệt ở lô 100
mg/kg, vi nhân đã xuất hiện với tỷ lệ khá cao

chứng (p < 0,05). Tuy nhiên so với mức độ hình
thành vi nhân sau 48 giờ lại không có ý nghĩa
thống kê (p > 0,05). Điều này cho thấy khi sử
dụng liều cao 3-MCPD liên tục thì sự hình thành
vi nhân tăng theo từng ngày và đáp ứng rất
mạnh sau 24 giờ đến 48 giờ.
Sau 2 tuần, lô 100 mg/kg không còn chuột
sống sót nên chỉ thống kê trên lô 1 mg/kg và lô
10 mg/kg. Mặc dù mức độ hình thành vi nhân ở
thời điểm này của lô 1 mg/kg (0,2 ± 0,07) và lô 10
mg/kg (0,16 ± 0,06) có cao hơn so với lô chứng
(0,09 ± 0,05) nhưng không có ý nghĩa về mặt
thống kê. Như vậy, liều 1 mg/kg và 10 mg/kg
chưa ảnh hưởng đến quá trình phân bào trong
thời gian 2 tuần.

Sự hình thành vi nhân trong pha bán mạn
tính (3 tháng) và mạn tính (6 tháng)
Các lô chuột sau khi thử nghiệm độc tính
cấp được tiếp tục cho uống 3-MCPD pha trong
nước uống hằng ngày. Sau 13 tuần (3 tháng) và
26 tuần (6 tháng) tiếp tục tiến hành khảo sát sự
hình thành vi nhân và thu được kết quả trình
bày trong bảng 5 và bảng 6.

(5,96 ± 1,77) và có ý nghĩa thống kê so với lô

Chuyên Đề Dược Khoa

23

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011

Nghiên cứu Y học

Bảng 5. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 3 tháng
Lô

Chứng (n 3-MCPD 1 3-MCPD 10 mg/kg
= 6)
mg/kg (n = 6)
(n = 6)
7/538
12/490
Số hồng cầu 1/498
có vi
0/330
2/476
12/435
nhân/tổng
0/240
5/569
12/477
số hồng cầu
0/445
7/541
13/467
trên thị

0/404
2/418
18/522
trường
0/374
2/571
19/565
0,79 ± 0,18**
2,89 ± 0,17***
Tỷ lệ hồng 0,03 ±
cầu có chứa 0,03
vi nhân

(n = 6) 1 mg/kg (n 10 mg/kg (n 40 mg/kg (n
= 6)
= 6)
= 6)
7/376
31/477
27/510
Số hồng 0/216
cầu có vi 0/277
8/525
24/415
53/467
nhân/tổng 0/326
5/536
17/401
60/553
số hồng

1/362
7/472
26/539
31/539
cầu trên thị
0/386
7/399
16/423
45/562
trường
0/309
8/514
26/300
33/483
Tỷ lệ hồng
0,05 ±
1,52 ±
cầu có
5,63 ± 0,73*** 8,01 ± 1,0***
0,05
0,13***
chứa vi
nhân

***P < 0,001 so với lô chứng

**P< 0,01; ***P< 0,001 so với lô chứng

Bảng 6. Số lượng vi nhân quan sát trong một thị
trường ở các lô thí nghiệm sau 6 tháng

Lô

Chứng 3-MCPD

3-MCPD

3-MCPD

Hình 2. Tỷ lệ hồng cầu có vi nhân ở các lô thử nghiệm sau 3 tháng và 6 tháng phơi nhiễm
Sau 3 tháng, so với lô chứng, cả hai lô 1
mg/kg và 10 mg/kg đều có sự hình thành vi
nhân khá rõ. Tuy nhiên số lượng vi nhân được
tạo thành ở lô 1 mg/kg vẫn còn thấp với tỷ lệ
0,79 ± 0,18%, trong khi đó tỷ lệ này ở lô 10
mg/kg là 2,89 ± 0,17%. Tuy vậy, sự hình thành
vi nhân ở cả hai lô đều tăng có ý nghĩa thống kê
so với lô chứng.

Như vậy, 3-MCPD gây tổn thương nhiễm
sắc thể lệ thuộc vào liều lượng và thời gian phơi
nhiễm. Ở liều cao (100 mg/kg), 3-MCPD có thể
gây tổn thương nhiễm sắc thể trong vòng 24 giờ.
Ở liều thấp 1 mg/kg, tác động gây tổn thương
nhiễm sắc thể của 3-MCPD thể hiện sau 3 tháng
phơi nhiễm.

Sau 6 tháng, sự hình thành vi nhân càng thể
hiện rõ hơn với tỷ lệ hồng cầu có vi nhân xuất
hiện càng nhiều và mức độ xuất hiện vi nhân
tăng theo liều lượng. Đặc biệt ở hai lô 10 mg/kg

và 40 mg/kg, số lượng tế bào có vi nhân xuất
hiện rất nhiều trên thị trường và rất dễ dàng
quan sát thấy.

Kết quả thực nghiệm của chúng tôi cho thấy
3-MCPD với các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg sau 24
giờ cũng như sau 2 tuần chưa có tác động đến
sự hình thành vi nhân. Kết quả này phù hợp với
kết quả nghiên cứu của Robjohns và cộng sự
(2003)(3), khi khảo sát thử nghiệm vi nhân trên tế
bào hồng cầu non ở tủy xương với các liều 15
mg/kg, 30 mg/kg và 60 mg/kg sau 24 giờ, nghiên
cứu cho thấy không có sự khác biệt có ý nghĩa
giữa các lô thử nghiệm với lô chứng. Tuy nhiên
chúng tôi chưa tìm được tài liệu nào đề cập đến

So với pha cấp (24, 48, 72 giờ và 2 tuần), sự
hình thành vi nhân ở các lô uống 3-MCPD 1
mg/kg, 10 mg/kg tăng hơn trong pha bán cấp
tính (3 tháng) và mạn tính (6 tháng).

24

BÀN LUẬN

Chuyên Đề Dược Khoa


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011
tác động của 3-MCPD lên sự hình thành vi nhân

ở tế bào máu ở liều cao hơn. Vì thế chúng tôi tiến
hành khảo sát liều 100 mg/kg và nhận thấy chỉ
trong vòng 24 giờ, hồng cầu có vi nhân đã bắt
đầu xuất hiện và tăng lên sau 48 giờ và 72 giờ.
Tuy nhiên, có thể liều này khá độc nên các chuột
thử nghiệm đã chết trước 2 tuần. So với nghiên
cứu của chúng tôi trước đây, với liều 1mg/kg, 10
mg/kg và 20 mg/kg đều gây sự hình thành vi
nhân rõ rệt sau 6 tháng sử dụng 3-MCPD liên
tục. Kết quả này lặp lại khi thực hiện khảo sát
cùng thời gian nói trên với hai liều lặp lại 1
mg/kg và 10 mg/kg và liều cao hơn là 40 mg/kg.
Hơn nữa, vi nhân cũng đã hình thành ở thời
điểm sớm hơn là 3 tháng.
Những kết quả này phản ánh nguy cơ phá
vỡ nhiễm sắc thể của 3-MCPD lên các tế bào

Chuyên Đề Dược Khoa

Nghiên cứu Y học

máu và cũng có thể ảnh hưởng đến các tế
bào khác.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

2.

3.

4.

5.

Collier PD, Cromiue DDO, & Davies AP (1991). Mechanisms
of formation of chloropropanols present in protein
hydrolysates. J. Am. Oil Chem. Soc., 68, 785–790.
Food Standards Agency (2001). Survey of 3monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) in soy sauce and
related products. No: 14/01, Food Standards Agency.
Robjohns S., Marshall R., Fellows M., Kowalczyk G. (2003),
“In vivo genotoxicity studies with 3-monochloropropan-1,2diol”, Mutagenesis, 18 (5), 401-404.
Tritscher, A.M. (2004 Apr 1), “Human health risk assessment
of processing-related compounds in food”, Toxicol. Lett., 149
(1-3), 177-186.
Witt KL, Livanos E, Kissling GE, Torous DK, Caspary W, Tice
RR, Recio L. (2008). Comparison of flow cytometry- and
microscopy-based methods for measuring micronucleated
reticulocyte frequencies in rodents treated with nongenotoxic
and genotoxic chemicals. Mutat Res. 649(1-2):101-13.

25