Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 7: Sự đồng hóa độc chất - Lê Quốc Tuấn

Nội dung text: Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 7: Sự đồng hóa độc chất - Lê Quốc Tuấn

1. Chöông 7 SÖÏ ÑOÀNG HOÙA ÑOÄC CHAÁT TS. Leâ Quoác Tuaán Khoa Moâi tröôøng vaø Taøi nguyeân Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp.HCM
2. Giôùi thieäu 9Tính beàn vöõng cuûa ñoäc chaát trong cô theå sinh vaät ñöôïc xaùc ñònh qua vieäc chuùng coù bò ñoàng hoùa vaø loaïi thaûi hay khoâng 9Nhieàu loaïi enzyme lieân quan ñeán quaù trình ñoàng hoùa ñoäc chaát. Chuùng bao goàm: zCytochrome P450 monooxygenases (CYPs), zFlavin-containing monooxygenases (FMOs), zAlcohol and aldehyde dehydrogenases, amine oxidases, cyclooxygenases, reductases, hydrolases, zNhieàu loaïi enzyme lieân keát nhö glucuronidases, sulfotransferases, methyltransferases, glutathione transferases, and acetyl transferases
3. Giôùi thieäu 9Quaù trình ñoàng hoùa ñoäc chaát dieãn ra chuû yeáu trong gan (ñoäng vaät) 9Phaàn lôùn ñoäc chaát ñi vaøo trong cô theå ñeàu coù tính hoøa tan trong lipid vaø ñöôïc vaän chuyeån bôûi lipoprotein trong maùu 9Khi ñaõ vaøo ñeán trong gan hoaëc caùc cô quan khaùc thì ñoäc chaát ñöôïc ñoàng hoùa baèng 2 pha: zPha I: bieán ñoåi ñoäc chaát thaønh chaát phaân cöïc zPha II: chuyeån hoùa ñoäc chaát thaønh caùc hôïp chaát coù phaân töû löôïng nhoû hôn vaø deå tan trong nöôùc
4. Phaûn öùng pha I 9Bao goàm caùc quaù trình: – microsomal monooxygenation, – cytosolic vaø mitochondrial oxidations, – co-oxidations – reductions, –hydrolyses, – vaø epoxide hydration. 9Taát caû caùc phaûn öùng ôû pha moät ñeàu taïo ra saûn phaåm lieân keát vôùi pha II
5. Baûng toùm taét caùc phaûn öùng oxi hoùa vaø khöû ñoäc chaát acezm a hû öùng phaûn enzyme vaø Caùc acñä chaát ñoäc Caùc
6. Monooxygenation • Laø quaù trình gaén moät nguyeân töû oxy vaøo trong phaân töû ñoäc chaát laøm cho ñoäc chaát trôû neân phaân cöïc
7. Moâ hình toång quaùt bieåu dieãn caùc quaù trình P450 monooxygentation
8. Söï phaân boá Cytochrome P450 monooxygenase 9Gan 9Nhau thai 9Tinh hoaøn 9Thaän vaø Tuyeán thöôïng thaän 9Da 9Maùu vaø Baïch caàu
9. Vai troø cytochrome P450 trong hoaït ñoäng cuûa monooxygenase
10. Moät soá phaûn öùng phaûn öùng chuyeån hoùa hôïp chaát carbon maïch voøng ñöôïc thöïc hieän bôûi P450
11. Caùc phaûn öùng cuûa cytochrom P450 9Epoxidation vaø Aromatic Hydroxylation. 9Aliphatic Hydroxylation. 9Aliphatic Epoxidation. 9Dealkylation: O-, N-, vaø S-Dealkylation.
12. Ví duï veà aliphatic epoxidation, *nguyeân töû clo
13. Ví duï veà dealkylation
14. Caùc phaûn öùng cuûa cytochrom P450 9N-Oxidation 9Oxidative Deamination 9S-Oxidation 9P-Oxidation 9Desulfuration
15. Ví duï veà N-oxidation
16. Ví duï veà Oxidative Deamination
17. Desulfuration
18. Caùc phaûn oxy hoùa khaùc ñöôïc thöïc hieän trong ti theå vaø trong dòch loûng cuûa teá baøo chaát 9Alcohol Dehydrogenase 9Aldehyde Dehydrogense.
19. Amine Oxidases
20. Cooxidation bôûi Cyclooxygenases
21. Caùc phaûn öùng khöû 9Moät soá caùc nhoùm chöùc deå daøng tham gia phaûn öùng khöû nhö: nitro, diazo, carbonyl, disulfide sulfoxide, alkene vaø arsenic (V) 9Caùc phaûn öùng bao goàm: 9Khöû nitrogen 9Khöû disulfide 9Khöû ketone vaø aldehyde 9Khöû sulfoxide
22. Caùc ví duï veà phaûn öùng khöû ñoäc chaát
23. Caùc phaûn öùng thuûy phaân 9Caùc enzyme vôùi hoaït tính carboxylesterase vaø amidase phaân boá khaép nôi trong cô theå vaø trong teá baøo 9Caùc enzyme thöïc hieän caùc phaûn öùng thuûy phaân sau:
24. Ví duï veà caùc phaûn öùng esterase/amidase ñoái vôùi ñoäc chaát
25. Ví duï veà caùc phaûn öùng epoxide hydrolase
26. DDT Dehydrochlorinase
27. Phaûn öùng pha II 9Caùc saûn phaåm cuûa pha I vaø caùc ñoäc chaát coù chöùa nhoùm chöùc nhö hydroxyl, amino, carboxyl, epoxide hoaëc halogen seõ tham gia vaøo caùc phaûn öùng pha II 9Caùc saûn phaåm cuûa phaûn öùng pha II phaàn lôùn phaân cöïc hôn, ít ñoäc hôn vaø deã daøng ñöôïc loaïi thaûi ra khoûi cô theå sinh vaät
28. Glucuronide hoùa 9Glucuronide hoùa laø moät trong nhöõng phaûn öùng loaïi thaûi ñoäc chaát coù aùi löïc vôùi lipid. 9Cô cheá cuûa söï keát hôïp naøy laø töông taùc cuûa moät trong nhieàu nhoùm chöùc (R–OH, Ar–OH, R–NH2, Ar–NH2, R–COOH, Ar–COOH) vôùi daãn xuaát cuûa ñöôøng, uridine 5-diphosphoglucuronic acid (UDPGA) 9Glucuronide hoùa thöôøng taïo ra caùc saûn phaåm ít hoaït tính hôn
29. Caùc böôùc phaûn öùng Caùc hôïp chaát tieâu bieåu • Caùc böôùc phaûn öùng vôùi UDPGA vaø caùc hôïp chaát coù theå taïo thaønh glucuronide. Muûi teân chæ vò trí keát hôïp
30. Glucuronide hoùa (gaây ñoäc) 9Tuy nhieân, hieän nay coù nhieàu coâng trình nghieân cöùu ñaõ chöùng minh glucuronide hoùa thöôøng taïo ra caùc saûn phaåm coù theå lieân keát vôùi protein vaø DNA. 9Do ñoù, quaù trình naøy thöôøng gaây ñoäc cho teá baøo neáu saûn phaåm taïo ra töông taùc vôùi DNA
31. Sulfate hoùa 9Sulfate hoùa ñöôïc thöïc hieän bôûi xuùc taùc sulfotraferase hoaëc sulfatase 9Saûn phaåm cuûa quaù trình laø sulfate ester hoøa tan trong nöôùc vaø deã daøng bò loaïi thaûi ra khoûi cô theå sinh vaät 9Phaûn öùng thöôøng tieâu toán nhieàu naêng löôïng ATP
32. Caùc böôùc phaûn öùng Caùc hôïp chaát tieâu bieåu Caùc böôùc sulfate hoùa vaø caùc chaát coù theå taïo thaønh sulfate
33. Chuyeån nhoùm methyl 9Moät soá ñoäc chaát coù theå ñöôïc chuyeån nhoùm methyl bôûi enzyme N-, O- vaø S-methyl transferase 9Hôïp chaát cho goác methyl thöôøng laø S-adenosil methionine (SAM), ñöôïc taïo thaønh bôûi methionine vaø ATP 9Veà cô baûn laø moät phaûn öùng khöû ñoäc maëc duø chuùng thöôøng taïo ra caùc saûn phaåm ít hoøa tan trong nöôùc
34. Caùc ví duï veà phaûn öùng methyl hoùa
35. Methyl hoùa sinh hoïc caùc kim loaïi naëng 9Quaù trình naøy raát quan troïng trong loaïi thaûi ñoäc chaát, ñaëc bieät laø kim loaïi naëng 9Saûn phaåm cuûa methyl hoùa sinh hoïc thöôøng deã daøng ñöôïc haáp thu bôûi caùc loaïi maøng 9S-adenosilmethionine vaø caùc daãn xuaát cuûa vitamin B12 laø chaát cho goác methyl Söï methyl hoùa sinh hoïc thuûy ngaân
36. Glutathione S-Transferases (GSTs) vaø söïtaïothaønhMercapturicAcid • Quaù trình naøy loaïi boû ñöôïc caùc hôïp chaát mang ñieän ñaõ ñöôïc hoaït hoùa nhaèm baûo veä protein vaø nucleic acid • Saûn phaåm taïo ra laø mercapturic acid deã daøng bò loaïi thaûi qua con ñöôøng tieåu tieän
37. Phaûn öùng chuyeån glutathion vaø söï taïo thaønh mercpturic acid
38. Moät soá ví duï veà phaûn öùng chuyeån glutathione ‹Saûn phaåm taïo ra trong phaûn öùng chuyeån glutathione coù ñoä hoøa tan trong nöôùc taêng leân so vôùi hôïp chaát ban ñaàu ‹Caùc enzyme thöïc hieän phaûn öùng chuyeån glutathion lieân keát vôùi maøng vaø toàn taïi töï do trong teá baøo chaát
39. Acyl hoùa 9Acyl hoùa lieân quan ñeán caùc chaát ñaõ ñöôïc hoaït hoùa nhö coenzyme A (CoA) 9Acyl hoùa lieân quan ñeán söï hoaït hoùa caùc hôïp chaát ngoaïi lai vaø hoaït hoùa caùc amino acid 9Veà cô baûn laø moät phaûn laøm giaûm ñoäc tính caùc chaát cho duø chuùng thöôøng taïo ra caùc saûn phaåm ít hoøa tan trong nöôùc
40. Acyl hoùa Keát hôïp vôùi amino acid Ví duï veà caùc phaûn öùng acyl hoùa
41. Caùc phaûn öùng chuyeån Acyl Ar = nhoùm aryl, laø nhoùm coù chöùa voøng benzene
42. Taøi lieäu tham khaûo Chapter 7 Metabolism of Toxicants (A Textbook of Modern Toxicology)