Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 8: Loại thải độc chất - Lê Quốc Tuấn

Nội dung text: Bài giảng Độc chất học môi trường - Chương 8: Loại thải độc chất - Lê Quốc Tuấn

1. Chương 8 LOẠI THẢI ĐỘC CHẤT TS. Lê Quốc Tuấn Khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm Tp.HCM
2. Giới thiệu 9Khả năng loại thải độc chất là thuộc tính sống còn của sinh vật 9Quá trình loại thải độc chất phức tạp tùy vào cấu trúc phức tạp của cơ thể sinh vật zSinh vật có cấu trúc đơn giản thì quá trình loại thải độc chất càng đơn giản và ngược lại 9 Sự thẩm thấu thụ động là một cơ chế chủ yếu của quá trình loại thải độc chất
3. Mối tương quan giữa quá trình loại thải độc chất và cấu trúc cơ thể sinh vật 9Kích thước cơ thể: kích thước cơ thể sinh vật tăng làm tăng khoảng cách tiếp cận các màng bên trong của độc chất 9Tỉ lệ diện tích bề mặt và trọng lượng cơ thể: Tăng kích thước cơ thể đồng nghĩa với giảm tỉ lệ diện tích bề mặt và trọng lượng cơ thể, do đó: zLàm giảm diện tích bề mặt màng để thẩm thấu độc chất zTăng thời gian lưu lại của độc chất trong cơ thể
4. Mối tương quan giữa quá trình loại thải độc chất và cấu trúc cơ thể sinh vật 9Cấu thành cơ thể: Cơ thể càng phức tạp thì càng tăng các cấu thành bên trong, tăng diện tích màng của các bào quan, cho nên tăng khả năng loại thải độc chất 9Hàm lượng lipid: Hàm lượng lipid trong cơ thể tăng sẽ làm tăng thời gian lưu độc chất
5. Mối tương quan giữa quá trình loại thải độc chất và cấu trúc cơ thể sinh vật 9Ngăn cách với môi trường: Để tồn tại, cơ thể luôn có các vách ngăn nhằm bảo vệ cơ thể khỏi các tác động của môi trường 9Sự phát triển của các loại màng và các cơ quan đặc biệt giúp cơ thể sinh vật dễ dàng loại thải độc chất
6. Các con đường loại thải độc chất ra khỏicơthể 9Gan: Là nơi tiếp nhận độc chất từ máu, chuyển hóa sinh học độc chất (giảm độc và tạo các dẫn xuất phân cực), rồi chuyển qua mật 9Thận: Tiếp nhận độc chất và chất thải từ máu qua một quá trình lọc, rồi thải ra theo đường tiểu tiện 9Phổi: Các loại màng trong hệ thống hô hấp loại thải các độc chất bay hơi vào trong không khí
7. Một số con đường khác có thể loại thải độc chất ra khỏi cơ thể 9 Da: Phủ khắp bề mặt cơ thể, loại thải các hợp chất hữu cơ bay hơi 9 Mồ hôi: Loại thải các độc chất hòa tan trong nước 9 Sữa: Sữa mẹ có nhiều lipid và lipoprotein, dễ dàng loại thải các độc chất hòa tan trong nước và trong chất béo 9 Tóc: Sự phát triển của tóc giúp loại thải các độc chất ra khỏi cơ thể. Các độc chất như Thủy ngân, chất gây nghiện như cocaine được phát hiện trong tóc.
8. VẬN CHUYỂN 9Một độc chất muốn được loại thải thì nó phải được vận chuyển từ nơi tích lũy đến nơi loại thải 9Sự vận chuyển độc chất đến nơi loại thải được thực hiện chủ yếu bằng hệ thống tuần hoàn máu 9Các độc chất hòa tan trong nước dễ dàng hòa tan trong máu để được vận chuyển đến nơi loại thải 9Với những hợp chất khó tan trong nước (dễ tan trong lipid) thường được tích lũy trong các cơ quan. Sự loại chúng thường khó hơn
9. VẬN CHUYỂN 9Những hợp chất tan trong lipid thường liên kết với các protein vận chuyển trong máu 9Trong máu có nhiều loại protein vận chuyển để vận chuyển các độc chất tan trong lipid 9Tại các vị trí loại thải những hợp chất tan trong lipid cũng liên kết với protein màng để được loại thải ra khỏi cơ thể
10. LOẠI THẢI QUA THẬN 9Thận là nơi loại thải các độc chất hòa tan trong nước từ máu qua cơ chế lọc ngược 9Có 2 đặc tính của độc chất liên quan đến quá trình loại thải 9Kích thước: Độc chất có trọng lượng phân tử <65.000 có thể được lọc qua các lổ có kích thước từ 70 – 100 Å. 9Tính tan trong nước: Các độc chất không tan trong nước thường được vận chuyển đến thận bằng cách liên kết với các protein vận chuyển
11. LOẠI THẢI QUA THẬN Cơ chế loại thải 9 Máu vận chuyển đến thận qua động mạch thận. Tốc độ máu 1 lít/phút 9 Thận người trưởng thành có khoảng 1 triệu đơn vị chức năng (ống sinh niệu) 9 Máu đi vào ống sinh niệu qua một mạng lưới các mao dẫn (tiểu cầu thận) 9 Các mao dẫn chứa các lổ nhỏ mà tại đây các độc chất được hấp thu. 9 Nước, ion và các chất có phân tử lương nhỏ như glucose, amino acid, urate, hóa chất được hấp thu trong giai đoạn này.
12. LOẠI THẢI QUA THẬN Cơ chế loại thải 9 Các chất có phân tử lượng lớn vẫn còn trong máu 9 Những chất này tiếp tục được hấp thu trở lại tại các ống nhỏ có cấu trúc như những ngón tay để hấp thu chất dinh dưỡng. 9 Các cấu trúc ống nhỏ có chứa các loại protein vận chuyển để phục hồi các phân tử nhỏ 9 Máu từ cấu trúc ống chuyển đến vòi Henle. Nước được hấp thu lại chủ yếu ở đây. 9 Sau đó nước được vận chuyển đến bọng đái và thải ra ngoài
13. Cấu trúc Tiểu cầu ổng nhỏ thận Nước đến bóng đái Động Các tiểu mạch cầu Tĩnh Mạng mạch mao mạch Vòi Henle Ống sinh niệu của thận. Ống sinh niệu là một đơn vị chức năng của thận có nhiệm vụ loại chất thải và hợp chất hòa tan trong nước từ máu
14. Cấu trúc thận Cấu trúc ống sinh niệu
15. LOẠI THẢI QUA THẬN Ảnh hưởng của độc chất đến thận 9 Thận là dễ nhiễm độc bởi vì chức năng của tiểu cầu thận làm tăng nồng độ độc chất do đó làm tăng sự phơi nhiễm độc chất. 9 Sự gia tăng phơi nhiễm có thể bắt nguồn từ sự gia tăng nồng độ độc chất trong các ống nhỏ. 9 Sự nhiễm độc cũng có thể diễn ra giữa các tế bào tiểu cầu thận khi một độc chất có khả năng sử dụng một trong các protein vận chuyển từ các ống nhỏ đến các tế bào thận
16. LOẠI THẢI QUA GAN Chức năng của gan 9 Gan là nơi thực hiện nhiều chức năng quan trọng của cơ thể 9 Gan có thể tích lớn để lưu trữ máu 9 Gan là nơi tổng hợp và tiết hợp chất cần thiết cho cơ thể 9 Gan có chức năng lọc máu và loại thải nhiều độc chất 9 Gan chuyển hóa các hợp chất ngoại quan và nội quan, giảm hoạt tính sinh học độc chất
17. LOẠI THẢI QUA GAN Chức năng của gan 93 trong số các chức năng của gan hoạt động cùng nhau để loại thải độc chất là: 9Hấp thu hóa chất từ máu 9Chuyển sinh học hóa chất 9Loại thải qua mật các hóa chất
18. Lá gan phải Thực quản Lá gan trái Túi mật Dạ dày Nang mật Ống dịch gan Ống dịch mật Môn vị Tá tràng Ruột non Tuyến tụy
19. LOẠI THẢI QUA GAN Cơ chế loại thải độc chất 9 Máu đến gan từ 2 nguồn z Máu giàu oxy đến gan qua động mạch gan z Từ các mao mạch của ruột non và lá lách đến gan qua tĩnh mạch gan 9 Hai nguồn này hội tụ và cấp máu cho gan qua ống hình sin. 9 Ống hình sin là các khoảng trống nằm giữa các tế bào gan hoạt động như một đơn vị chức năng
20. LOẠI THẢI QUA GAN Cơ chế loại thải độc chất 9Tế bào gan là nơi chứa máu khi máu đi qua ống hình sin. 970% bề mặt màng tế bào gan tiếp xúc với máu trongốnghìnhsin. zChính sự tiếp xúc này làm cho các chất trong máu thẩm thấu qua tế bào gan dễ dàng 9Các độc chất cũng dễ dàng liên kết với các protein vận chuyển trên màng của tế bào gan
21. Tĩnh Ống mật Màng tế mạch gan bào gan Máu đến tĩnh mạch chính Tế bào Ống hình Động gan sin mạch gan Mô hình vận hành quá trình trao đổi chất ở gan
22. LOẠI THẢI QUA GAN Cơ chế loại thải độc chất 9 Các chất có ái lực với lipid cần protein vận chuyển nội bào để dễ dàng di chuyển trong máu. 9 Một số protein vận chuyển nội bào đặc biệt có ái lực với độc chất. z Protein vận chuyển có thể chỉ đảm trách việc vận chuyển, cũng có thể vừa vận chuyển vừa chuyển hóa sinh học 9 Khi được di chuyển trong gan thì độc chất có thể tiếp xúc và tương tác với các enzyme chuyển hóa sinh học. z Enzyme chuyển hóa sinh học làm cho độc chất trở nên phân cực, giảm khả năng khuếch tán thụ động qua màng để trở lại máu của độc chất.
23. Kênhhìnhsin Độc chất Chất phân cực, linh động Vận chuyển chủ động qua Thẩm thấu thụ động, chất màng mang, hoặc vận chuyển chủ Chuyển hóa sinh học động qua màng tế bào trong kênh hình sin Vận chuyển nội bào kết hợp với protein liên kết Sự vận chuyển có định hướng của độc chất bắt đầu từ kênh hình sin, xuyên qua tế bào gan, đến vách ngăn giữa các tế bào
24. LOẠI THẢI QUA GAN Cơ chế loại thải độc chất 9 Phản ứng chuyển hóa sinh học làm cho độc chất dễ dàng vận chuyển chủ động qua vách ngăn các màng đến các ổng nhỏ, cuối cùng đi vào ống mật. 9 Gan có chức năng thu nhận và loại thải độc chất ra khỏi cơ thể. Do đó, nồng độ độc chất trong gan tăng lên có thể gây độc đến gan. 9 Sự chuyển hóa sinh học độc chất trong gan, trong một vài trường hợp, làm cho độc chất trở nên hoạt hóa và độc hơn.
25. Dạ dày Gan Túi mật Ống mật Tĩnh mạch gan Ruột non Tuần hoàn máu ở gan ( ). Phức hợp của độc chất phân cực được tiết vào trong ruột non từ túi mật và ống mật. Các phức hợp này được thủy phân trong ruột non, độc chất được giải phóng được tái hấp thu và vận chuyển ngược lại gan qua tĩnh mạch gan
26. LOẠI THẢI QUA HÔ HẤP 9Phổi là cơ quan có chức năng hấp thu và loại thải các chất bay hơi. 9Đơn vị chức năng đảm nhận hoạt động trao đổi khí là các khí nang. 9Các độc chất thẩm thấu qua màng các tế bào nang khí và được loại thải ra bên ngoài.
27. Cuống phổi Túi khí (cắt ngang) Ống dẫn khí Khí nang Túi khí Mao mạch Cấu trúc khí năng và hoạt động loại thải các độc chất bay hơi qua phổi
28. TÓM TẮT 9 Có nhiều cơ quan đảm nhiệm chức năng hấp thu và loại thải độc chất. 9 Độc chất sẽ được vận chuyển có định hướng từ nơi tích lũy đến nơi được loại thải để thực hiện quá trình loại thải. 9 Quá trình loại thải độc chất được thực hiện bởi hoạt động của: z protein liên kết trong máu, z protein vận chuyển, z các đơn vị lọc máu, z protein liên kết nội bào, z enzyme chuyển hóa sinh học.
29. Toàn bộ Vận chuyển qua hệ cơ thể tuần hoàn kết hợp với protein liên kêt Vận chuyển có định hướng Thẩm thấu bị động, hấp thu chất mang, hấp thu Các cơ quan thực chủ động, lọc tại các cơ hiện loại thải quan loại thải Chuyển hóa sinh học Vị trí tế bào thực Thẩm thấu bị động, hiện loại thải vận chuyển chủ động ra khỏi cơ thể Các quá trình liên quan đến sự vận chuyển có định hướng độc chất từ toàn bộ cơ thể đến vị trí loại thải
30. Tài liệu tham khảo Chapter 10 Elimination of Toxicants (A Textbook of Modern Toxicology)