Cơ chế chất độc xâm nhập vào cơ thể Chất độc Aflatoxin

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM Khoa công nghệ thực phẩm BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI : “ Cơ chế chất độc xâm nhập vào cơ thể Chất độc Aflatoxin “ & GVHD: Liêu Mỹ Đông Nhóm thực hiện : 2 Tháng 3 năm 2016 LỜI MỞ ĐẦU Trong đời sống hằng ngày, con người luôn phải đối mặt với nhiều hợp chất có khả năng gây độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay nhân tạo. Ở những điều kiện nhất định, sự đối mặt này là nguyên nhân dẫn đến những ảnh hưởng to lớn đối với sức khỏe: từ những rối loạn chức năng sinh học đến những căn bệnh nguy hiểm . Việc sử dụng thực phẩm không đảm bảo chất lượng, không đảm bảo vệ sinh, có dư chất bảo vệ thực phẩm vượt quá mức tiêu chuẩn cho phép. Trước mắt có thể gây ngộ độc và các bệnh tiêu hóa cấp tính cho người sử dụng nghiêm trọng hơn thì dẫn đến nguy hiểm tính mạng, và các căn bệnh thế kỷ khác. Vì vậy việc tìm hiểu về chất độc trong thực phẩm là vấn đề hết sức thiết thực và cần được quan tâm hiện nay. Như chúng ta đã biết thì chất độc đi vào cơ thể qua ba đường là đường hô hấp, tiêu hóa và qua da.Và khi chúng đã xâm nhập vào cơ thể chúng sẽ đi qua màng tế bào theo 4 cách : Khuếch tán thụ động qua màng. Thấm lọc qua các lỗ trên màng tế bào. Vận chuyển tích cực. Nội thấm bào. Hiểu được nguyên nhân cũng như cơ chế sẽ giúp chúng ta hạn chế được việc dung nạp chất độc vào cơ thể. Và sau đây nhóm chúng tôi xin trình bày về: “ Cơ chế xâm nhập của chất độc vào cơ thể : Vận chuyển tích cực, Nội thấm bào “ I.Vận chuyển tích cực 1.Khái niệm - Vận chuyển tích cực là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao, cần chất vận chuyển (chất mang) và cần tiêu tốn năng lượng ATP.[1] - Các tác nhân tải (hay chất vận chuyển, chất mang ) là những protein hoạt động như enzym. Những yếu tố vận chuyển, kiểm soát sự qua lại của các phân tử qua màng là những kênh (bơm) chuyên biệt. Mỗi loại kênh (bơm) tùy thuộc vào protein màng cho một số hóa chất đặc biệt xuyên qua. [2] - Các chất được vận chuyển là: các chất mà tế bào cần, chất độc hại, chất có kích thước lớn hơn lỗ màng. 2.Cơ chế - Sự vận chuyển tích cực thường dựa trên cơ chế tạo ra một phức giữa phân tử và chất tải cao phân tử tại một phía của màng. Lúc này phức có thể khuếch tán qua bên kia màng và tại đây phân tử sẽ được giải phóng. Sau đó chất tải quay lại vị trí ban đầu và quá trình lại tiếp tục. [3] - Tuy nhiên , khả năng của chất tải thường có giới hạn. Khi chất tải bị bão hòa thì tỷ lệ vận chuyển không còn phụ thuộc vào nồng độ của phân tử và động lực học có thứ bậc bằng không. [3] - Khả năng liên kết của một phân tử với một chất tải được quyết định bởi các yếu tố quan trọng sau : cấu trúc, hình thể, kích thước, và điện tích. - Hiện tượng kìm hãm cạnh tranh cũng có thể xảy ra giữa những phân tử có các đặc tính tương tự nhau ,phân tử nào có ái lực mạnh hơn thì liên kết với chất tải được nhiều hơn. [3] - Trong vận chuyển tích cực, một chất tải có thể đảm bảo cho các phân tử qua màng ngược với gradient nồng độ, hoặc nếu phân tử ở dạng ion hoá thì chất tải cũng sẽ đảm bảo cho chúng qua màng ngược với gradient điện hoá. [3] - Vận chuyển tích cực không phụ thuộc vào gradient nồng độ hay gradient điện hoá, mà sử dụng năng lượng của quá trình trao đổi chất, do đó quá trình sẽ bị ức chế bởi những chất độc vốn ảnh hưởng tới sự trao đổi chất của tế bào. II.Nội thấm bào - Các tiểu phân dạng rắn có thể được hấp thụ bởi thực bào hoặc bởi uống bào nếu các tiểu phần ở dạng lỏng. [3] l Thực bào 1.Khái niệm - Thực bào là hiện tượng bạch cầu nuốt và tiêu hoá đối tượng thực bào. 2. Hiện tượng thực bào - Hiện tượng một số tế bào có khả năng bắt giữ và tiêu hủy các phân tử rắn hay tế bào lạ ( vật lạ) được gọi là hiện tượng thực bào. - Các yếu tố tham gia vào hiện tượng thực bào là: tế bào thực bào, đối tượng thực bào và môi trường thực bào - Tế bào thực bào: tế bào có khả năng thực bào gồm hai loại:  + Tiểu thực bào (microphage) chính là bạch cầu đa nhân trung tính, làm nhiệm vụ thực bào các vật nhỏ như : vi khuẩn, các mảnh tế bào, với ưu điểm là rất nhanh. + Đại thực bào ( macrophage) bao gồm bạch cầu đơn nhân lớn (monocyte) và các đại thực bào của hệ vỏng mạc nội mô, có thể thực bào được những vật lớn hơn, thực bào cả xác bạch cầu. Tại ổ viêm bạch cầu được hoạt hoá nên khả năng thực bào của chúng tăng lên rỏ rệt. - Đối tượng thực bào: Bao gồm tất cả các vi khuẩn, mảnh tế bào bị huỷ hoại tại ổ viêm và các chất lạ như : bụi than, mảnh kim loại, chất màu...  - Khi bị thực bào , sẽ có 5 khả năng có thể xảy ra đối với đối tượng thực bào + Nó bị tiêu diệt bởi men của lysosom, khi vi khuẩn bị thực bào sẽ bị bao lại tạo thành túi thực bào (phagosom), phagosom liên kết với lysosom thành phagolysosom – chứa nhiều hydrolaza axit; các men này phân huỷ vi khuẩn, đồng thời tiêu huỷ cả tế bào thực bào. + Nó không bị tiêu huỷ mà tồn tại lâu trong tế bào thực bào như bụi than. + Nó không bị tiêu huỷ, vẫn sống trong tế bào thực bào, theo tế bào thực bào đi nơi khác gây những ổ viêm mới như trong bệnh lao mản tính. + Nó bị nhả ra mà tế bào thực bào không chết. + Nó làm chết tế bào thực bào do có độc lực quá cao như vi khuẩn lao làm chết bạch cầu đa nhân trung tính (lý do bạch cầu xuyên mạch, sự hình thành dịch rĩ viêm). - Trong thực tế đời sống của tế bào, chúng ta thấy một số trường hợp tế bào có khả năng hấp thụ được những phần tử chất rắn lớn mà ta có thể quan sát được dưới kính hiển vi thường do sự thay đổi về hình dạng của màng tạo nên. Quá trình đó được gọi là sự thực bào, được I.Mestnhicov mô tả lần đầu tiên. Quá trình thực bào diễn ra như sau: hiện tượng thực bào thường được quan sát thấy phổ biến ở động vật nguyên sinh như amip, trùng roi và tế bào động vật có vú. Hiện tượng thực bào 3. Cơ chế - Qua trình thực bào được chia làm hai giai đoạn : + Giai đoạn 1: Các tế bào hấp phụ hạt và giữ chặt nó trên bề mặt tế bào + Giai đoạn 2 : là đưa các hạt đó vào trong nội bào , giai đoạn này được xem như là quá trình uốn bề mặt của màng tế bào vào trong để bao bọc lấy hạt cần đưa vào nội bào. - Ví dụ : khi vi khuẩn lao xâm nhập vào cơ thể, vì là vi khuẩn hiếu khí nên chúng sẽ đi đến nơi có nhiều oxi nên chúng sẽ tiếp tục xâm nhập vào phế nang , và các tế bào bảo vệ được huy động tới ( chủ yếu là thực bào) để tiêu diệt chúng. Nhưng vì vi khuẩn lao có cấu trúc vách tế bào và axit mycolic giúp cho chúng có sức chịu đựng cao. Chính vì vậy nó làm cho vi khuẩn phát triển được trong thực bào và ẩn tránh hệ thống miễn dịch của cơ thể và vô tình thực bào lại là nơi để vi khuẩn lao cư trú và phát triển. l Ẩm bào 1.Khái niệm - Tế bào đưa các giọt nhỏ dịch ngoại bào vào bên trong tế bào bằng cách lõm màng sinh chất bao bọc lấy dịch vào trong túi màng rồi đưa vào bên trong tế bào. Kiểu vận chuyển này được gọi là uống bào. 2.Hiện tượng uống bào - Hiện tượng uống bào là hiện tượng các chất lỏng có thể xâm nhập vào tế bào dưới dạng bong bóng. - Hiện tượng uống bào được quan sát thấy ở hầu hết tế bào thực vật và động vật - Trong quá trình hình thành các bóng ẩm bào có sự tham gia tích cực của màng tế bào và sự hình thành bao bóng ẩm bào là do màng tế bào hình thành nên. Những nghiên cứu bằng kỹ thuật hiển vi điện tử đã chứng minh rằng các giọt chất lỏng được hấp thụ bởi tế bào có bao một lớp thành ở ngoài là do 1 phần của màng tế bào tạo nên. - Hiện tượng ẩm bào xảy ra giống mô hình thực bào: đầu tiên các giọt chất lỏng được hấp thụ vào bề mặt màng tế bào. Ở phần màng tế bào đó xảy ra sự thay đổi về sức căng bề mặt và hình thành nên chỗ lõm hình chén vào sâu trong tế bào chất và như vậy bóng ẩm bào được hình thành. Sau đó, vách màng tế bào của bóng ẩm bào khép kín và tách khỏi màng tế bào. Trong tế bào, các bóng ẩm bào có thể thải bớt nước, các bóng ẩm bào bé có thể dính lại với nhau hình thành bóng lớn. - Các chất chứa trong bóng uống bào được tế bào sử dụng bằng cách các bóng ẩm bào liên kết với thể lisosome, các chất chứa được enzyme của thể lisosom phân hủy... Nhờ hiện tượng ẩm bào mà tế bào hấp thụ được các prôtêin, acid nucleic, các nucleoprotide là những chất có phân tử lớn không thể đi qua màng tế bào bằng cách trực tiếp được. 3. Cơ chế - Gồm 2 giai đoạn : + Giai đoạn 1: xảy ra sau khi tế bào vào dịch có chứa protein hòa tan , lúc này màng tế bào các protein được hấp thụ trên bề mặt của màng. + Giai đoạn 2 :bề mặt của màng uốn lại dần dần thành không bào và cuối cùng đưa không bào đó vào nguyên sinh chất. Ví dụ : Tế bào ở người dùng cách vận chuyển này để nhận cholesterol để tổng hợp màng hay dùng để tổng hợp ra các steroid khác. Cholesterol ở trong máu dưới dạng những hạt nhỏ được gọi là low – density lipoprotein (LDL), một phức hợp của lipit và protein, như vậy ligand ở đây là LDL gồm khoảng 2000 phân tử cholesterol kết hợp với một protein, protein này được gọi là apoprotein. Những hạt nhỏ này gắn vào thụ thể trên màng và sau đó đi vào bên trong tế bào bằng sự nội nhập bào. Ở người có một bệnh tên là familial hypercholesterolemia là một bệnh di truyền, với đặc điểm có nồng độ cholesterol trong máu cao, là do không có thụ thể tiếp nhận LDL nên cholesterol không vào tế bào được. Cholesterol tích tụ trong máu, tạo ra hiện tượng mỡ trong máu ( và khi tích tụ nhiều sẽ làm xơ cứng thành động mạch). III. Aflatoxin 1.Nguồn gốc - Theo các công trình nghiên cứu cho thấy, có nhiều loài có khả năng sinh aflatoxin, đặc biệt ở Aspergillus trong đó đáng lưu ý nhất là loài Aspergillus flavus và A. parasiticus . - A. flavus 1 là loài thấy ở khắp mọi nơi: dưới đất, trên các chất hữu cơ, các loại hạt, nhất là các hạt có dầu. - Hàm lương nước và nhiệt độ là 2 yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự phát triển và khả năng lấy nhiểm của A. flavus trên các cơ chất. Người ta nhận thấy khi độ ẩm không khí từ 80-85%, hàm ẩm cơ chất là 15-20%, nhiệt độ là 30-35 độ C là điều kiện thuận lợi để nấm phát triển và sinh ra aflatoxin cho hàm lượng cao. 2. Cơ chế tác động của aflatoxin - Aflatoxin là phân tử ái lực mạnh với thành ruột, có trọng lượng phân tử thấp nên dễ dàng được hấp thu hoàn toàn sau khi ăn. - Khi đến ruột non aflatoxin B1 sẽ nhanh chóng được hấp thu vào tĩnh mạch ruột non và tá tràng. - Từ ống tiêu hóa, theo tĩnh mạch cửa, Aflatoxin tập trung vào gan nhiều nhất ( chiếm 17% lượng Aflatoxin của cơ thể), tiếp theo thận, cơ, mô mỡ, tụy, lá lách và 80% bị bài tiết ra ngoài. Cho đến nay, các luận chứng khoa học đã công nhận khả năng tác động lên tế bào gan của Aflatoxin trải qua 5 giai đoạn: Tác động qua lại với AND và ức chế các polymeraza chịu trách nhiệm tổng hợp AND và ARN. Làm chậm hoặn ngừng tổng hợp AND. Ức chế tổng hợp ARN truyền tin. Biến đổi hình thái nhân tế bào. Hạn chế quá trình sinh tổng hợp protein. Hậu quả của quá trình tác động sinh hóa lên tế bào gan này là gây ung thư biểu mô tế bào gan. - 1 kg thức ăn chỉ cần nhiễm 2 miligam Aflatoxin cũng đã đủ làm hỏng gan. - Một lượng 0,03 ppm aflatoxin B1 từ khô lạc gây ra  u gan. - Một chất gây ung thư mạnh nhất, hấp thu qua đường tiêu hoá, nếu hấp thu 2,5mg aflatoxin trong 89 ngày sẽ thấy xuất hiện ung thư gan sau một năm. - Sinh ra dưới dạng là chất hóa học, vì thế chất Aflatoxin không bị mất đi khi xử lý ở nhiệt độ nóng hay thậm chí là nhiệt độ sôi (1000C). Để loại bỏ chất độc này cần nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, tuy nhiên, việc đó cũng chỉ giúp hạn chế một phần nào chứ không loại bỏ được hoàn toàn. Cụ thể, với nhiệt độ rang, sấy từ 1500C đến hơn 2000C trong nửa giờ, các bào tử nấm đều bị diệt nhưng độc tố của chúng vẫn không bị phá huỷ hoàn toàn. 3. Tác hại của Aflatoxin - Trong những điều kiện nhất định, nấm mốc sẽ sinh ra aflatoxin. Tuy nhiên, số lượng aflatoxin được tạo ra không đủ để gây ngộ độc nặng. Các triệu chứng kéo dài như tốc độ tăng trưởng chậm, tiêu tốn thức ăn, khả năng chống bệnh, dịch giảm. Nhìn chung, aflatoxin làm giảm khả nẳng hấp thụ dinh dưỡng và do đó ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và các quá trình sử dụng dinh dưỡng của gia súc. Aflatoxin ảnh hưởng quá trình trao đổi chất béo và sinh ra mỡ trong gan và giảm mỡ quầy thịt. Cụ thể aflatoxin gây ra các tác hại sau: Phá huỷ tế bào gan, thận và các bộ phận sống còn khác. Ảnh hưởng lên hệ miễn dịch. Ăn mòn thành ruột và dạ dày. Suy dinh dưỡng, chậm lớn, chết. Gây ra ung thư cho gia súc, gia cầm. Và nếu con người ăn thịt chứa aflatoxin thì có thể bị ung thư gan. Chính vì vậy, Cục quản lý Thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ đã cấm tất cả các loại thực phẩm và thức ăn chăn nuôi có chứa aflatoxin. Trên thực tế, tỷ lệ mắc bệnh cao tại các nước châu Á là do thực phẩm bị nhiễm aflatoxin. 4. TÌNH HÌNH NHIỄM ĐỘC AFLATOXIN Ở VIỆT NAM Theo kết quả của một nghiên cứu gần đây trên các bệnh nhân ung thư gan nguyên phát điều trị tại Bệnh viện Hữu Nghị (Hà Nội) cho thấy: - Có Aflatoxin B1 trong tổ chức gan của hơn 83% số bệnh nhân. - 17% bệnh nhân có cùng lúc 2 yếu tố nguy cơ là Aflatoxin B1 và viêm gan virus. - 13% mang cùng lúc 3 yếu tố nguy cơ là Aflatoxin B1, rượu và thuốc lá. Theo các tác giả, bệnh ung thư gan nguyên phát ở Việt Nam liên quan chặt chẽ với nhiễm Aflatoxin B1 qua thực phẩm. Rượu cũng làm tăng hàm lượng độc tố này trong cơ thể vì các lý do: - Hầu hết bệnh nhân nghiện rượu đều dùng rượu trắng được nấu từ gạo, sắn, ngô, là những lương thực dễ nhiễm nấm mốc sinh độc tố Aflatoxin B1. 5.BIỆN PHÁP PHÒNG NHIỄM ĐỘC TỐ AFLATOXIN. - Aflatoxin là một độc tố khá bền vừng với nhiệt. Vì vậy biện pháp đun sôi thông thường không có tác dụng đối với độc tố. Ðể. đề phòng ngộ độc, biện pháp áp dụng là vấn đề bảo quản tốt các loại LTTP, trong đó chủ yếu là thực phẩm thực vật. - Với lương thực như gạo, ngô, mì: Yêu cầu bảo quản là giữ khô, thoáng mát để không bị nhiễm mốc - Với những thực phẩm thực vật khô như lạc, vừng, cà phê... là những thực phẩm dễ hút ẩm và dễ mốc. Muốn bảo quản tốt cần được phơi khô, giừ nguyên vỏ đứng trong các đụng cụ sạch kín nếu để lâu, thỉnh thoảng phải đem phơi khô lài. Yêu cầu độ ẩm của hạt là dưới 15%. Với nước chấm như xì dầu, tương: Những thông báo kết quả đầu tiên ở nước ta cho thấy độ nhiễm Aflatoxin trong nước chấm là đáng lo ngại. Vì vậy việc kiểm tra vệ sinh các xí nghiệp sản xuất nước chấm và các cửa hàng mua bán là cần thiết và phải được tiến hành thường xuyên. CÂU HỎI CỦNG CỐ Câu 1: Quá trình thực bào được chia làm mấy giai đoạn : A.2 B.3 C.4 D.5 Câu 2 : Aflatoxin nào là loại cực độc: A. G1 B. B1 C. M1 D. B2 Câu 3 : Hiện tượng kìm hãm cạnh tranh ưu tiên cho phân tử nào trước? Phân tử nào có ái lực mạnh hơn thì liên kết với chất tải được ít hơn. Phân tử nào có ái lực yếu hơn thì liên kết với chất tải được nhiều hơn. C.Phân tử nào có ái lực mạnh hơn thì liên kết với chất tải được nhiều hơn. D.Cả 3 đều sai Câu 4 : Khi đến ruột non aflatoxin B1 sẽ nhanh chóng được hấp thu vào: Tĩnh mạch ruột già Ruột già C. Máu D.Tĩnh mạch ruột non Câu 5 : Chất cần được vận chuyển trong vận chuyển tích cực là: A. Mảnh tế bào bị phân hủy B. Các chất tế bào thải ra C. Chất có kích thước lớn hơn lỗ màng D. Chất có kích thước nhỏ hơn lỗ màng Câu 6 : . Aflatoxin thường có trong loại thực phẩm nào: Có nhiều nước B .Có nhiều dầu C. Có nhiều muối D. Có nhiều vitamin Câu 7: Hiện tượng uống bào có thể quan sát ở những tế bào nào : A.Động vật B.Thực vật C. A và B đúng D. A và B sai Câu 8 : Tác hại của Aflatoxin? A.Ung thư gan B. Suy dinh dưỡng C. Ảnh hưởng hệ miễn dịch D. Cả 3 đáp án trên Câu 9 : Yếu tố tham gia vào thực bào là : A.Tế bào B.Chất mang C.Mảnh tế bào bị phân hủy D. Đối tượng thực bào Câu 10 : Khoa học đã công nhận khả năng tác động lên tế bào gan của Aflatoxin trải qua bao nhiêu giai đoạn: A.4 B.5 C.6 D.7 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: Sinh học đại cương [2]: [3]: Lê Ngọc Tú (chủ biên), Lâm Xuân Thanh, Phạm Thu Thuỷ, Trần Thị Xô,...,2006. Độc tố học và an toàn thực phẩm. Bản dịch NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [4] [5] [6]: https://vi.wikipedia.org/wiki/Aflatoxin