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

Chương 8
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI ĐĐOỘCÄC CHACHẤTÁT
 TS. Lê Quốc Tuấn
 Khoa Môi trường và Tài nguyên
 Đại học Nông Lâm Tp.HCM
 GiơGiớiùi thiethiệuäu
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
 MoMốiái ttưươngơng quanquan gigiưữãa quaquáù trtrììnhnh loaloạiïi thathảiûi đđoộcäc
 chachấtát vavàø cacấuáu trutrúcùc cơcơ thethểå sinhsinh vavậtät
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
 MoMốiái ttưươngơng quanquan gigiưữãa quaquáù trtrììnhnh loaloạiïi thathảiûi đđoộcäc
 chachấtát vavàø cacấuáu trutrúcùc cơcơ thethểå sinhsinh vavậtät
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
 MoMốiái ttưươngơng quanquan gigiưữãa quaquáù trtrììnhnh loaloạiïi thathảiûi đđoộcäc
 chachấtát vavàø cacấuáu trutrúcùc cơcơ thethểå sinhsinh vavậtät
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
 CaCáùcc concon đưđươờngøng loaloạiïi thathảiûi đđoộäcc chachấtát rara
 khokhỏiûi cơcơ thethểå
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
 MoMộtät sosốá concon đưđươờngøng khakhácùc cocóù thethểå loaloạiïi thathảiûi
 đđoộäcc chachấtát rara khokhỏiûi cơcơ thethểå
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.
 VAVẬÄNN CHUYECHUYỂÅNN
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
 VAVẬÄNN CHUYECHUYỂÅNN
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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA THATHẬÄNN
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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA THATHẬÄNN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi
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
 (ốngsinhniệu)
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.
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA THATHẬÄNN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi
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
 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
Cấu trúc thận Cấu trúc ống sinh niệu
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA THATHẬÄNN
AẢnhÛnh hhưươởngûng cucủûaa đđoộcäc chachấátt đđeếnán thathậänn
 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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
ChChứứcc năngnăng cucủûaa gangan
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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
ChChứứcc năngnăng cucủûaa gangan
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
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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi đđoộäcc chachấtát
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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi đđoộäcc chachấtát
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
 trong ống hình sin. 
 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
 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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi đđoộäcc chachấtát
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.
 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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA GANGAN
CơCơ chechếá loaloạiïi thathảiûi đđoộäcc chachấtát
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.
 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
 LOALOẠIÏI THATHẢIÛI QUAQUA HÔHÔ HAHẤÁPP
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.
 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
 TOTÓÙMM TATẮÉTT
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.
 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
TaTàiøi lieliệuäu thamtham khakhảỏo
 Chapter 10
 Elimination of Toxicants (A Textbook of 
 Modern Toxicology)