Giáo trình Độc học môi trường - Nguyễn Đức Huệ

Nội dung text: Giáo trình Độc học môi trường - Nguyễn Đức Huệ

1. Đường biểu diễn nhận được có dạng hình chữ S (hình 1.4). Đường biểu diễn dạng chữ S được phân bố chuẩn như một đầu ở gần đáp ứng 0% khi liều được giảm và ở đầu kia ở gần đáp ứng 100% khi liều được tăng (về lý thuyết đường biểu thị không khi nào đi qua 0% và 100%) các khúc đoạn của đường biểu diễn được biểu thị như sau: Liều (mg/kg), thang thẳng Hình 1.4. Đồ thị quan hệ liều lượng - đáp ứng Khúc đoạn I: Đây là phần biểu diễn không có độ dốc và nó được biểu thị bởi những liều chất độc không gây ra sự chết của quần thể sinh vật thí nghiệm. Liều ngưỡng (liều ảnh hưởng của cực tiểu của chất độc) nằm ở đây. Khúc đoạn II: Khúc đoạn này biểu thị các liều chất độc mà chỉ ảnh hưởng đến những thành viên nhạy cảm nhất của quần thể bị nhiễm. Theo đó, các ảnh hưởng này được gây ra ở các liều thấp và chỉ một số ít phần trăm sinh vật chịu ảnh hưởng. Khúc đoạn III: Phần này của đường biểu diễn bao gồm những liều mà ở đó hầu hết các nhóm sinh vật chịu sự đáp ứng tới mức nào đó đối với chất độc vì hầu hết các nhóm sinh vật bị nhiễm đáp ứng đối với chất độc trong khoảng này của liều, nên khúc đoạn III có độ dốc lớn và tương đối thẳng trong số các khúc đoạn. Khúc đoạn IV: Phần này của đường biểu diễn bao gồm những liều chất độc chỉ độc đối với sinh vật chịu đựng nhất trong quần thể. Theo đó, các liều cao của chất độc được đòi hỏi để ảnh hưởng đến những sinh vật này. Khúc đoạn V: Khúc đoạn V không có độ dốc và biểu thị những liều mà ở đó 100% các sinh vật bị nhiễm chất độc chịu ảnh hưởng. Đường biểu diễn dạng S có một phần tương đối thẳng giứa 16% và 84% . Các giá trị này biểu thị các giới hạn một độ lệch chuẩn (ĐLC) từ giá trị trung bình (50%) trong quần thể với sự phân bố chuẩn hoặc sự phân bố GAUSSIAN. Tuy nhiên, người ta không miêu tả đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng từ kiểu đồ thị này do khó khăn thực tế. 6
2. Trong một quần thể được phân bố thông thường (chuẩn), giá trị trung bình 1 ĐLC biểu thị 68.3% quần thể, giá trị trung bình 2 ĐLC biểu thị 95,5% quần thể và giá trị trung bình 3 ĐLC bằng 99,7% quần thể. Vì hiện tượng liều lượng - đáp ứng nhảy cách thường được phân bố chuẩn, người ta có thể chuyển đổi đáp ứng phần trăm thành các đơn vị độ lệch từ giá trị trung bình hay là độ lệch tương đương chuẩn. Như vậy, độ lêch tương đương chuẩn đối với đáp ứng 50% là 0, độ lệch tương đương chuẩn +1 tương đương với 84% đáp ứng và độ lệch -1 tương đương với 16% đáp ứng. Để tránh các số âm người ta đề nghị các đơn vị của độ lệch tương đương chuẩn phải được chuyển đổi bằng thêm 5 vào giá trị và các đơn vị chuyển đổi này được gọi là các đơn vị con số. Trong sự chuyển đổi này, đáp ứng 50% trở thành con số 5, còn +1 độ lệch trở thành con số 6 và -1 độ lệch là con số 4, +2 độ lệch là con số 7 và -2 độ lệch là con số 3. Đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng được xác định tốt có thể sử dụng để tính liều LD50 (LC50). LD50 là liều chất gây ra sự chết 50% động vật thí nghiệm, thường được biểu thị bằng miligam chất độc trên kilogam thể trọng của động vật thí nghiệm (mg/kg). LC50 là nồng độ chất gây ra sự chết 50% động vật thí nghiệm, thường được biểu thị bằng mg chất/lit nước. Để xác định liều LD50 (LC50) từ đồ thị người ta kẻ đường nằm ngang từ điểm chết 50% trên trục tung tới gặp đường biểu diễn và từ điểm cắt này kéo đường thẳng đứng tới trục hoành là liều LD50 (LC50). Bằng phương pháp tương tự như vậy ta cũng có thông tin với liều chết khác: 95% hoặc 5%, 90% hoặc 10%. Tuy nhiên, để có sự xác định chính xác liều LC50 thì đường biểu diễn phải được tuyến tính hóa hoặc qua sự chuyển đổi thích hợp các dữ kiện gồm chuyển các liều (các nồng độ) thành thang logarit và phần trăm đáp ứng thành các đơn vị con số (hình 1.5). 7,0 - . 98 . ) 95 è s . 90 Kho¶ng tin n 6,0 - . o cËy 95% 80 c % Þ . 70 v c . h n 60 Õ ¬ t ® 5,0 - . 50 ( t . Õ 40 h . C 30 4,0 - . 20 . 10 3,4 LD50 . 5 3,0 - . 2 LiÒu (mg/kg) thang log LD5 Hình 1.5. Quan hệ liều lượng-đáp ứng biểu thị trên thang log liều-con số 7
3. Zero phần trăm và 100% đáp ứng không thể chuyển thành các đơn vị con số, như vậy các sự kiện trong các khúc đoạn I và V không được sử dụng. Khoảng tin cậy 95% cũng được xác định đối với sự tuyến tính hóa quan hệ liều lượng-đáp ứng. Như được miêu tả trên hình 1.5, mức độ lớn nhất của độ tin cậy (nghĩa là khoảng tin cậy 95% nhỏ nhất) biểu hiện ở mức 50% đáp ứng, điều này nói lên vì sao các giá trị LD50 được ưu tiên so với một sự đo lường nào khác (chẳng hạn LD5). Mức độ tin cậy cao này ở LD50 biểu hiện khi các dữ kiện nhiều, phong phú hiển hiện giứa 51% và 99% đáp ứng cũng như giữa 1% và 49% đáp ứng. Thông tin bổ sung quan trọng có thể có được dẫn ra từ đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng là độ dốc của đường biểu diễn thẳng nói lên kiểu tác dụng độc (hình 1.6). Trong trường hợp chỉ ra ở đây, các liều LD50 của hai hóa chất A và B là đồng nhất, mặc dầu sự đáp ứng đối với A biểu hiện độ độc lớn hơn so với B. Độ dốc có thể biểu thị cho tốc độ hấp thu cao của hóa chất A và chứng tỏ sự tăng nhanh đáp ứng trên một khoảng liều tương đối hẹp. Ngược lại, đường biểu diễn đáp ứng đối với B bằng hơn biểu thị cho tốc độ hấp thu chậm hơn hoặc có thế là sự đào thải nhanh hơn hoặc tốc độ khử độc nhanh hơn. Mặc dù thực tế các liều LD50 đối với A và B cả hai là như nhau (10 mg/ 1 kg), độ dốc của A thoạt nhìn ta nghĩ tới độ độc lớn hơn độ độc của B. Tuy nhiên, trong độc học chúng ta thường quan tâm nhiều đến các ảnh hưởng độc của những liều thấp của hóa chất (nghĩa là những liều nhỏ hơn liều LD50). Ở phần thấp phía bên trái của đồ thị, chúng ta nhận thấy ở liều một nửa của liều LD50 (5 mg/1 kg), hóa chất A gây chết ít hơn 1% số động vật thí nghiệm, trong khi đó hóa chất B gây chết trên 20%. Đường biểu diễn liều lượng-đáp ứng cũng còn được sử dụng để xác định liều ngưỡng. Liều ngưỡng được định nghĩa là liều nhỏ nhất của hóa chất mà thấp hơn liều đó không có những ảnh hưởng có hại xảy ra. 99 - A . 7 C 98 - h Õ t B t Õ ( h . ® c 70 - 6 ¬ n % v 50 - . Þ 5 c o 20 - n . 4 s è 10 - ) 1 - . 3 . . . . . 1 2 5 10 20 50 LiÒu (mg/kg) thang log Hình 1.6. Quan hệ liều lượng-đáp ứng của hai hoá chất A và B có LD50 như nhau nhưng độ dốc đường biểu diễn khác nhau. 8
4. Liều ngưỡng thường được xác định bằng thực nghiệm là liều nhỏ hơn liều thấp nhất mà ở đó ảnh hưởng đo được nhưng cao hơn liều lớn nhất mà ở đó ảnh hưởng không xác định được. Một cách khái quát liều ngưỡng được xác đình là điểm cắt của khúc đoạn I và II ( hình 1.4) hoặc liều LD5 (hình 1.5). c. Các quan hệ liều lượng-đáp ứng khác thường. Các chất dinh dưỡng thiết yếu. Mặc dù những mô tả đã nêu về quan hệ trực tiếp giữa liều hóa chất và sự đáp ứng bất kỳ xảy ra là đúng cho tất cả các chất thường gặp không có ở trong hệ thống sinh học, gọi là chất ngoại sinh. Khái niệm này không bao gồm các chất thường có mặt trong cơ thể sinh vật (chất nội sinh). Ngoài thức ăn, nước uống, muối khoáng, nhiều chất khác như các nguyên tố đa lượng cũng như vi lượng cần thiết như crom, coban, selen, , các vitamin được đòi hỏi cho các chức năng sinh lý thông thường và sự sống. Khi thiếu các chất này hoặc thừa các chất này con người sẽ phát triển những ảnh hưởng không mong muốn. Đường biểu diễn quan hệ liều lượng - đáp ứng được “độ hóa” của những chất nội sinh này có dạng chữ U trên toàn bộ khoảng liều (hình 1.7a). Từ đồ thị ta thấy ở các liều rất thấp có mức độ ảnh hưởng có hại cao, ảnh hưởng này giảm với liều tăng lên. Vùng này của quan hệ liều lượng - đáp ứng đối với các chất dinh dưỡng thiết yếu được xem là liên quan với sự thiếu. Khi liều được tăng lên tới điểm mà ở đây sự thiếu không còn tồn tại, đáp ứng có hại không còn xác định được và cơ thể ở trong trạng thái nội cân bằng (cân bằng tự nhiên, bình thường). Tuy nhiên, khi liều được tăng lên đến mức cao không bình thường, đáp ứng có hại (thường khác biệt về chất đối với những gì được quan sát thấy ở các liều thiếu) xuất hiện và tăng lên ở mức độ lớn với sự tăng lên của liều. a g ChÕt n b ø p ¸ g BÖnh thiÕu BÖnh thõa Ng•ìng ®¸p øng cã h¹i § n ø canxi canxi p ChÕt ¸ § Vïng néi c©n b»ng §éc B×nh th•êng . . . . . . . . . ThiÕu Thõa 6 8 10 12 14 LiÒu Canxi huyết thanh (mg/100ml) Liều Hình 1.7. Quan hệ liều lượng-đáp ứng được "độ hóa" đối với các chất dinh dưỡng thiết yếu: a. như vitamin hoặc nguyên tố vi lượng, b. của canxi 9
5. Vùng này của quan hệ liều lượng - đáp ứng liên quan với sự thừa. Chẳng hạn người ta thấy thừa vitamin A gây độc gan, liều cao của selen có thể ảnh hưởng đến não và sự thừa estrogen có thể làm tăng sự rủi ro ung thư vú. Một ví dụ kinh điển về sự thiếu thừa canxi cũng được nêu ra ở đây (hình 1.7b). Từ đồ thị ta thấy có vùng nồng độ canxi giữa 9 và 10,5 mg/100ml huyết thanh là cần thiết cho chức năng bình thường (vùng nội cân bằng). Trong trường hợp nồng độ canxi giảm (do cơ thể không được cung cấp đủ vitamin D hoặc canxi) cơ thể gặp phải chứng chuột rút (bó cơ), mắc bệnh thiếu canxi. Ngược lại khi nồng độ canxi tăng lên trên mức bình thường, cơ thể mắc chứng suy thận, bệnh thừa canxi. Sự chết có thể xảy ra khi nồng độ canxi quá thấp hoặc quá cao. Nói chung, sự thiếu hoặc thừa các chất nội sinh chủ yếu đều gây độc cho cơ thể. Nói cách khác, chất nội sinh chúng có mối quan hệ liều lượng - đáp ứng hai mặt. Hiện tượng lưỡng tác Có một số chất độc không dinh dưỡng có thể tác động ảnh hưởng có ích ở các liều thấp nhưng lại tạo ra những ảnh hưởng có hại ở liều cao (lưỡng tác). Như vậy, trong sự vẽ độ thì liều lượng - đáp ứng trên một khoảng đủ rộng các liều, những ảnh hưởng lưỡng tác cũng sẽ tạo ra đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng dạng U (hình 1.8). Những ảnh hưởng lưỡng tác có ích của chất được giả thiết xảy ra ở những liều tương đối thấp (đường B), một ngưỡng được vượt qua khi liều tăng và các ảnh hưởng lưỡng tác có hại xảy ra tăng như sự tăng liều lượng - đáp ứng điển hình thông thường (đường A). Sự tổ hợp các ảnh hưởng toàn bộ (đường B và đường A) sẽ cho đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng tương tự như quan hệ liều lượng -đáp ứng cá thể riêng (đường C) đối với các chất dinh dưỡng thiết yếu trong hình 1.7. Ta có thể lấy thí dụ về hiện tượng lưỡng tác này đối với rượu. Sự tiêu thụ rượu trường diễn như ta biết sẽ làm tăng rủi ro ung thư thực quản, ung thư gan và xơ gan ở các liều tương đối cao, và sự đáp ứng này là liên quan liều (đường A hình 1.8). Tuy nhiên, cũng có những bằng chứng về lâm sàng và dịch tễ học cho thấy sự tiêu thụ ít cho đến vừa phải rượu sẽ làm giảm tỉ lệ tác động ảnh hưởng chứng bệnh vành tim và sơ vữa mạch máu (đường B hình 1.8). Như vậy, khi tất cả các đáp ứng được đưa lên trục tung, đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng dạng U sẽ nhận được (đường C hình 1.8). Trong thực tế ta còn gặp những quan hệ liều lượng -đáp ứng khác thường phức tạp hơn như chỉ ra ở hình 1.9. Ví dụ, sự ảnh hưởng của hóa chất đến sự tiết homon corticosteroit của vỏ thượng thận. Ở một liều ngưỡng thực (đúng) của hóa chất, cơ thể bắt đầu thể hiện sự tăng kích thích tiết corticosteroit. Tuy nhiên, ở những liều cao hơn một chút, đáp ứng bù trừ xảy ra nhờ đó sự tiết corticosteroit được giảm xuống để duy trì nội cân bằng trong cơ thể. Sự bù trừ quá mức có thể gây ra sự giảm tiết corticosteroit ở các 10
6. liều chất độc nào đó. Cuối cùng các khả năng bù trừ của cơ thể vượt qua bởi các liều cao của chất độc ở liều ngưỡng “giả” mà ở trên nó quan hệ liều lượng-đáp ứng chuẩn xảy ra B A A B g g n n ø ø p p ¸ ¸ § § é b C n µ o t g n ø p ¸ § LiÒu (mg/kg/ngµy) Hình 1.8. Quan hệ liều lượng-đáp ứng biểu thị các đặc trưng của lưỡng tác. ) 100 - % ( g n ø p ¸ § 50 - I II III 0 - LiÒu ng•ìng thùc LiÒu l•ìng t¸c LiÒu ng•ìng "gi¶" Hình 1.9. Quan hệ liều lượng-đáp ứng khác thường bao gồm đáp ứng tiếp theo là đáp ứng bù trừ. (I) Sự khởi đầu thực của các ảnh hưởng quay trở lại mức 0%. (II) Đáp ứng âm do sự bù trừ quá mức tiếp theo là sự phục hồi về mức ảnh hưởng 0%. (III) Quạn hệ liều lượng-đáp ứng dạng S chuẩn. 11
7. 1.2.2. Sự đánh giá quan hệ liều lượng - đáp ứng So sánh các đáp ứng liều Hình 1.10 miêu tả đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng nhảy cách giả thiết đối với ảnh hưởng mong muốn (có ích) của liều hiệu quả hóa chất (ED) như sự gây mất cảm giác (gây tê, gây mê trong phẫu thuật), liều độc (TD) như gây tổn thương gan, và liều chết (LD). Như được mô tả trên hình, sự song song thấy rõ giữa đường biểu diễn hiệu quả (ED) và đường biểu diễn sự chết (LD) nói lên có sự đồng nhất về cơ chế, có nghĩa là có thể kết luận rằng sự chết là sự tăng cường đơn giản ảnh hưởng trị bệnh. Kết luận này có thể chứng tỏ cơ bản là đúng trong bất kì trường hợp riêng, tuy nó không được đảm bảo chỉ trên cơ sở của hai đường song song. Sự cảnh báo tương tự cũng được áp dụng đối với cặp các đường biểu diễn hiệu quả song song hoặc bất kì cặp nào khác của sự độc hoặc sự chết. Đối với các hóa chất là thuốc chữa bệnh người ta luôn quan tâm đến ba liều này. ) è 7 - s 98 100 - - A n 90 o - ) c B § Þ 80 - % ¸ ( v 6 - ED p t n 70 - C Õ ø ¬ h n ® - 60 c g ( TD ( g 5 - LD - 50 g % n n 50 - ø ø ) - 40 p p ¸ - 30 ¸ § 4 - - 20 § - 10 3 - - 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - 2 20 100 200 800 0 - LiÒu (mg/kg) LiÒu (mg/kg), thang log Hình 1.10. So sánh liều hiệu quả (ED), Hình 1.11. Các đường biển diễn liều lượng- liều độc (TD) và liều chết )LD) -đáp ứng đối với 3 chất A, B, C Biên an toàn Hình 1.11 trình bày sự đa dạng khác nhau của các độ dốc có thể có khi các dữ kiện liều lượng - đáp ứng của những chất khác nhau (ở đây là các chất A, B, C) được vẽ đồ thị trên các hệ tọa độ.Độ dốc của đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng là một chỉ số của “biên an toàn”. Biên an toàn là độ lớn của khoảng liều tính từ liều không ảnh hưởng đến liều chết (liều dưới ngưỡng đến liều ngưỡng). Từ đồ thị ta thấy đường biểu diễn của chất C có độ dốc nhỏ, độ lớn của khoảng liều này là lớn hơn chất B có độ dốc lớn hơn, còn đối với chất A có độ dốc lớn nhất khoảng liều này rất nhỏ (giữa liều không ảnh hưởng và liều chết không còn khác biệt mấy). Nói cách khác, hợp chất C có biên an toàn lớn hơn chất B và chất A. 12
8. Đối với các hóa chất là thuốc chữa bệnh người ta thường đặc biệt quan tâm đến mức độ an toàn và độc hại của chúng. Thuốc chữa bệnh thường là các hóa chất độc (thậm chí rất độc). Trong dược học biên an toàn là khoảng liều giữa liều gây chết và liều hiệu quả (hình 1.10). Biên an toàn này liên quan tới chỉ số trị bệnh (chỉ số điều trị) và nhận được bằng thực nghiệm như sau: Hai đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng nhận được đối với một hệ sinh vật thích hợp như chuột. Một trong số hai đường biểu diễn này biểu thị các dữ liệu nhận được đối với ảnh hưởng trị bệnh của thuốc (đường ED hình 1.10) và đường biểu diễn thứ hai biểu thì các dữ liệu nhận được đối với ảnh hưởng chết của thuốc (đường LD hình 1.10). Biên an toàn hoặc chỉ số trị bệnh (TI) được biểu thị bằng tỉ số. TI = LD50 / ED50 Chỉ số trị bệnh của thuốc là sự biểu lộ gần đúng về sự an toàn tương đối của thuốc. Tỉ số càng lớn, độ an toàn tương đối của thuốc càng lớn. Như chỉ ra ở hình 1.10, ED50 là xấp xỉ 20, LD50 xấp xỉ 200 và TI = 10, biên an toàn lớn. Hình 1.10 chỉ ra nếu như đường chết LD được dịch về phía trái để tiền gần đến đường hiệu quả ED thì chỉ số trị bệnh trở thành tỉ số nhỏ hơn (dưới 10), biên an toàn sẽ giảm, chất như vậy được nói là tăng tính độc. Việc sử dụng các liều trung bình để tính chỉ số trị bệnh có thiếu sót vì các liều trung bình không nói được gì về độ dốc của các đường biểu diễn liều lượng - đáp ứng đối với các ảnh hưởng trị bệnh và độc (chết). Để khắc phục thiếu sót này người ta sử dụng ED99 đối với ảnh hưởng mong muốn và LD1 đối với ảnh hưởng không mong muốn và tỉ số LD1/ ED99 là sự đánh giá tiêu chuẩn nhất biên an toàn. Hiệu lực đối đầu hiệu quả Hiệu lực (ý nói là lượng hóa chất), hiệu quả (ý nói là đáp ứng gây ra). Để so sánh các ảnh hưởng độc của hai hoặc nhiều hơn hóa chất, liều lượng - đáp ứng đối với các ảnh hưởng của mỗi hóa chất phải được thiết lập. Sau đó người ta có thể so sánh hiệu lực và hiệu quả cực đại của hai hóa chất. Hình 1.12 biểu diễn các đường liều lượng - đáp ứng của bốn hóa chất khác nhau đối với sự thường xảy ra ảnh hưởng độc riêng (đặc thù) như sự tạo khối u. Chất A được nói là có hiệu lực hơn (có tác dụng mạnh hơn) so với chất B vì vị trí tương đối của chúng đọc theo trục liều. Cũng như vậy C có hiệu lực hơn D. Hiệu quả cực đại phản ảnh giới hạn của quan hệ liều lượng - đáp ứng trên trục đáp ứng. Chất A và B có hiệu quả cực đại bằng nhau, trong khi đó hiệu quả cực đại C nhỏ hơn so với hiệu quả cực đại của D. 13
9. ) 7,0 - è s § n ¸ o A B D p c ø Þ n v g n ( ¬ % ® 5,0 - ( C ) g n ø p ¸ § 3,0 - LiÒu (mg/kg), thang log Hình 1.12. Sơ đồ biểu thị đường biểu diễn liều lượng-đáp ứng của bốn hoá chất (A-D) miêu tả sự khác nhau giữa hiệu lực và hiệu quả. Tiêu chuẩn được sử dụng để đánh giá hiệu lực (độc tính so sánh) của hai chất là quan hệ của liều cần thiết để xẩy ra ảnh hưởng bằng nhau. Thường người ta sử dụng giá trị của liều LD50 làm căn cứ để đánh giá so sánh (bảng 1.1) Bảng 1.1. Các liều LD50 gần đúng của một số tác nhân hóa học đại diện STT Tác nhân Động vật Đường xâm nhập LD50,mg/kg 1 Etanol Chuột nhắt Miệng 10.000 2 NaCl Chuột nhắt Màng bụng 4.000 3 FeSO4 Chuột Miệng 1.500 4 Morphin sunfat Chuột Miệng 900 5 Phenobarbital,muối natri Chuột Miệng 150 6 DDT Chuột Miệng 100 7 Picrotoxin Chuột Dưới da 5 8 Stricnin sunfat Chuột Màng bụng 2 9 Nicotin Chuột Tĩnh mạch 1 10 d- Tubocumarin Chuột Tĩnh mạch 0,5 11 Hemicholinium - 3 Chuột Tĩnh mạch 0,2 12 Tetrođotoxin Chuột Tĩnh mạch 0,1 13 Đioxin (2,3,7,8 - TCDD) Chuột lang Tĩnh mạch 0,001 14 Botulinum toxin Chuột Tĩnh mạch 0,00001 và để phân loại chất theo mức độ độc ta có: 14
10. STT Mức độ LD50, mg/kg 1 Độc đặc biệt 1 2 Độc cao 1 - 50 3 Độc vừa 50 - 500 4 Độc nhẹ 500 - 5000 5 Thực tế không độc 500 0 - 15000 6 Không độc > 15000 Hệ số độc tương đương Để đánh giá độ độc của hỗn hợp chất mà mỗi chất thành phần có độ độc khác nhau (chẳng hạn, đioxin/furan có tới 210 chất đồng phân, đồng loại và tương tự; PCB có 209 chất đồng phân và đồng loại) người ta phải thực hiện sự quy đổi nhờ sử dụng hệ số gọi là “hệ số độc tương đương” (bảng 1.2). Bảng 1.2. Hệ số độc tương đương của một số đồng phân, đồng loại và tương tự của đioxin/furan Hệ số độc tương TT Tên gọi Kí hiệu đương (đối với người, đ.v.có vú) 1 2,3,7,8- Tetraclo đibenzo-p-đioxin 2,3,7,8- TeCDD 1 2 1,2,3,7,8- Pentaclo - 1,2,3,7,8- PeCDD 1 3 1,4,2,3,7,8- Hexaclo - 1,4,2,3,7,8- HxCDD 0.1 4 1,6,2,3,7,8- Hexaclo - 1,6,2,3,7,8- HxCDD 0.1 5 1,9,2,3,7,8- Hexaclo - 1,9,2,3,7,8- HxCDD 0.1 6 1,4,6,2,3,7,8-Heptaclo - 1,4,6,2,3,7,8- HPCDD 0.01 7 1,4,6,9,2,3,7,8-Octaclo - 1,4,6,9,2,3,7,8-OCDD 0.0001 8 2,3,7,8- Tetraclo đibenzofuran 2,3,7,8- TeCDF 0.1 9 1,2,3,7,8- Pentaclo - 1,2,3,7,8- PeCDF 0.05 10 4,2,3,7,8- Pentaclo - 4,2,3,7,8- PeCDF 0.5 11 1,4,2,3,7,8- Hexaclo - 1,4,2,3,7,8- HxCDF 0.1 12 1,6,2,3,7,8- Hexaclo - 1,6,2,3,7,8- HxCDF 0.1 13 1,9,2,3,7,8- Hexaclo - 1,9,2,3,7,8- HxCDF 0.1 14 4,6,2,3,7,8- Hexaclo - 4,6,2,3,7,8- HxCDF 0.1 15 1,4,9,2,3,7,8- Heptaclo - 1,4,9,2,3,7,8-HpCDF 0.01 16 1,4,6,2,3,7,8- Heptaclo - 1,4,6,2,3,7,8- HpCDF 0.01 17 1,4,6,9,2,3,7,8- Octaclo - 1,4,6,9,2,3,7,8- OCDF 0.0001 15
11. Hệ số này được thiết lập bằng cách lựa chọn một chất trong số các chất thành phần làm chuẩn so sánh (thí dụ chọn chất độc nhất, trường hợp ở đây là 2, 3, 7, 8 – TCDD hoặc 1, 2, 3, 7, 8 – PeCDD) và gán cho giá trị 1 (hệ số độc tương đương là 1). Như vậy, hệ số độc tương đương của các chất còn lại sẽ là phân tử số của độc tính quy cho chất chuẩn. Độ độc của hỗn hợp được xem là tổng số độ độc của từng cấu tử thành phần và được gọi là tổng độ độc tương đương: n Tổng độ độc tương đương = Ci Fi i 1 Ci và Fi là nồng độ (mg/kg) và hệ số độc tương đương của cấu tử thành phần thứ i. 1.3. Các đặc điểm của phơi nhiễm Các ảnh hưởng độc trong hệ thống sinh học không xẩy ra bởi hóa chất trừ khi tác nhân hóa học hoặc các sản phẩm trao đổi chất của nó (sinh chuyển hóa) đạt tới các vị trí thích hợp ở trong cơ thể với một nồng độ và độ dài thời gian đủ để tạo ra sự biểu lộ độc. Nhiều hóa chất có tính độc tương đối thấp ở dạng ban đầu của nó, nhưng khi bị tác động bởi các enzim trong cơ thể được chuyển hóa thành dạng những chất trung gian cản trở các quá trình sinh lý và sinh hóa bình thường của tế bào. Như vậy, sự đáp ứng độc xẩy ra phụ thuộc vào các tính chất lí, hoá của tác nhân, vào tình trạng phơi nhiễm, vào sự tác nhân được trao đổi chất như thế nào ở trong cơ thể và hơn tất cả là tính nhạy cảm của hệ thống sinh học hoặc đối tượng. 1.3.1. Đường và vị trí phơi nhiễm Các đường chủ yếu để các tác nhân độc đạt tới các vị trí trong cơ thể là đường dạ dày - ruột (tiêu hóa), phổi (hô hấp), da (tầng trên da, biểu mô) và các con đường lây nhiễm cha mẹ khác. Các tác nhân độc nói chung ảnh hưởng lớn nhất và đáp ứng nhanh nhất là được đưa (tiêm) trực tiếp vào dòng máu (đường nội ven). Trật tự giảm dần gần đúng về tính hiệu quả đối với các đường khác nhau có thể là: thở, nội màng bụng, dưới da, nội cơ, nội bì, miệng và da. Các “tá dược lỏng” (vật liệu trong đó hóa chất được hòa tan) và các yếu tố diễn đạt khác có thể làm thay đổi đáng kể sự hấp thụ sau khi ăn, thở hoặc nhiễm qua da. Ngoài ra, đường tiếp nhận có thể ảnh hưởng đến độc tính của tác nhân. Ví dụ, một tác nhân được khử độc ở gan có thể hi vọng ít độc hơn (hoặc độc hơn) khi được đưa vào qua cổng phân phối (miệng) so với khi được đưa vào qua sự lan truyền toàn hệ thống (thở). Sự phơi nhiễm nghề nghiệp chất độc hầu hết là qua đường hô hấp và hoặc qua con đường tiếp xúc da, trong khi đó nhiễm độc tai nạn và tự sát hầu hết thường qua đường miệng. 16