TCNCYH 27 (1) - 2004 Bớc đầu nghiên cứu sự thay đổi hoạt độ enzym Cholinesterase huyết tơng tỷ lệ Methemoglobin và cân bằng acid-base ở thỏ nhiễm độc padan, basa và acephate Nguyễn Thị Muội 1 , Nguyễn Quang Trung 1 , Nguyễn Thị Hoa 2 , Hoàng Thị Bích Ngọc 3 , Đỗ Thị Thu 3 , Hoàng Hạnh Phúc 4 1 Khoa xn Sinh hoá b/v Việt Nam- Thụy Điển Uông Bí, 2 Bộ môn Hoá sinh trờng Đại học Y Thái Nguyên, 3 Bộ môn Hoá- Hoá sinh trờng Đại học Y Hà Nội 4 Khoa Xét nghiệm Sinh hoá Bệnh Viện Nhi Trung ơng ảnh hởng của padan, bassa (carbamat) và acephate (phospho hữu cơ OP) trên hoạt độ enzym cholinesterase huyết tơng (P.ChE), tỷ lệ methemoglobin (MetHb) và thăng bằng acid- base đã đợc nghiên cứu ở thỏ gây độc bằng đờng uống. Nhóm 1: hỗn hợp padan + bassa (7,5 + 12,5mg/kg thân trọng/ngày, trong 1 ngày). Nhóm 2: hỗn hợp padan + acephate (8,5 +20mg/kg thân trọng /ngày, trong 1 ngày). Nhóm 3: acephate (100 mg/ kg thân trọng / ngày, trong 1 ngày). Kết quả cho thấy: 1. ở nhóm 1: Hoạt độ enzym P.ChE giảm có ý nghĩa trong khi tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa thống kê với p < 0,01, ở thời điểm 2h và 4h, sau 24 h hoạt độ ChE và tỷ lệ metHb hồi phục hoàn toàn. Thỏ bị nhiễm kiềm hỗn hợp ở 2h, nhiễm kiềm hô hấp ở 4h. 2. ở nhóm 2: Hoạt độ P.ChE giảm có ý nghĩa và tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa ở thời điểm 2h và 4h, sau 24 h hoạt độ P.ChE và tỷ lệ MetHb trở lại gần nh trớc khi gây độc. Thỏ bị nhiễm kiềm hỗn hợp ở 2h, nhiễm kiềm hô hấp ở 4h. 3. ở nhóm 3: Hoạt độ P.ChE giảm có ý nghĩa và tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa ở thời điểm 3h và 6h nhng sau 24 h hoạt độ P.ChE và tỷ lệ MetHb không trở lại đợc nh trớc khi gây độc. Thỏ bị nhiễm kiềm hô hấp ở 3h, nhiễm toan chuyển hoá ở 6h. i. Đặt vấn đề Các hoá chất trừ sâu (HCTS) đợc sử dụng ngày càng rộng rãi, nhiều nhất hiện nay là hợp chất phospho hữu cơ- OP (56 %) và carbamate [4]. ảnh hởng độc hại của HCTS đến môi trờng và sức khoẻ con ngời luôn tồn tại bên cạnh những lợi ích to lớn do chúng mang lại. Theo Tinoco và Helperin (1998), trên thế giới hàng năm có khoảng 3 triệu ngời ngộ độc nặng và 220000 ngời chết do HCTS. Nhiều tác dụng độc hại của HCTS đã đợc quan tâm nghiên cứu, tác dụng gây ức chế hoạt độ ChE của các OP và carbamat đã đợc khẳng định [5, 6], hậu quả dẫn đến sự tích tụ acetylcholin tại các synap thần kinh gây chứng cờng cholin và trong những trờng hợp nhiễm độc cấp tính, nguyên nhân dẫn đến tử vong thờng là do suy hô hấp và phù phổi [1]. Vandana và các cộng sự cũng cho thấy acephate (AC) gây tình trạng stress oxy hoá ở tế bào ống thận [7]. Nguyễn Thị D Loan (1996), cũng đã phát hiện tỉ lệ MetHb tăng khi bị nhiễm độc HCTS [2]. Những kết quả trên gợi ý đến sự thay đổi vận chuyển khí và cân bằng 11 TCNCYH 27 (1) - 2004 acid- base. Các HCTS padan, bassa (nhóm carbamat) và acephate (nhóm OP) đang đợc sử dụng rộng rãi hiện nay do độc tính không cao. Vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài với mục tiêu: 1. Đánh giá ảnh hởng của hỗn hợp liều nhỏ 2 HCTS (padan + bassa; và padan + AC) lên hoạt độ cholinesterase huyết tơng (P.ChE), tỷ lệ Methemoglobin (MetHb) và trạng thái cân bằng acid- base. 2. Đánh giá ảnh hởng của nhiễm độc AC liều 100mg/ kg lên hoạt độ P.ChE, MetHb và trạng thái cân bằng acid- base. ii. Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu in - vivo, theo dõi dọc - Thỏ trởng thành, có trọng lợng 2000 200 gram. Đợc gây độc bằng đờng uống, một lần các liều khác nhau: Thí nghiệm 1 (n = 6): dùng hỗn hợp padan + bassa (7,5 +12,5mg/kg) Thí nghiệm 2 (n = 6): dùng hỗn hợp padan + AC (8,5 +20 mg/kg) Thí nghiệm 3 (n = 6): dùng AC (100 mg/ kg) - Máu đợc lấy ra từ tĩnh mạch rìa tai thỏ và động mạch tai thỏ ở các thời điểm trớc khi gây độc, sau khi gây độc 2h, 4h và 24h ở TN1, 2; sau gây độc 3h, 6h, 24h ở TN3, chống đông bằng heparin. - Các kỹ thuật sử dụng: + Các thông số pH, pCO 2 , HCO 3 - và BE máu động mạch đợc xác định bằng máy phân tích khí máu, sử dụng điện cực chọn lọc trên máy ABX 510 của hãng Radiometer (Đan Mạch). + Tỷ lệ MetHb/Hb đợc xác định theo nguyên tắc đo sự giảm phổ hấp thụ đặc trng của MetHbở = 630- 635 nm. + Hoạt độ P.ChE đợc đo bằng kỹ thuật enzym do mầu đo quang phổ hấp thụ của 5-Thiocholin-2 Nitrobenzoate ở = 405 nm, với cơ chất butyrylcholin. iii. h theo % so với hE trớc khi gây độc B t s ở ạt độ P 59 . Mứ h. Sa các biểu đồ 2, 3 và 4 Biểu đồ 2: Tỷ lệ MetHb của từng thỏ nhiễm độc hỗn hợp padan và basa Kết quả 1. Hoạt độ enzyme cholinesterase huyết tơng ở các nhóm thí nghiệm Hoạt độ PChE đợc tín hoạt độ PC 0 20 40 60 80 100 120 140 0h 2-3h 4-6h 24h h Hoạt độ P.ChE ( %) TN1 TN2 TN3 iểu đồ 1: ảnh hởng của các HCTS rên hoạt độ P.ChE ở các thời đIểm au khi gây độc với liều khác nhau cả 3 thí nghiệm 1,2 và 3, ho .ChE giảm mạnh chỉ còn 42%, 61% và % với p<0,01 ở thời điếm sau 2 - 3 h c độ ức chế tơng tự ở thời điểm 4 - 6 u 24 h, hoạt độ P.ChE ở thí nghiệm 1 hồi phục hoàn toàn, ở thí nghiệm 2 còn 80%, thí nghiệm 3 còn 69%. Các kết quả đợc so sánh với hoạt độ P.ChE trớc khi gây nhiễm độc. 2. Tỷ lệ % MetHb ở các nhóm thỏ thí nghiệm: Tỷ lệ MetHb ở các nhóm thỏ thí nghiệm đợc trình bày ở 0 0.5 1 1.5 Tr-ớ c nhiễm độc Sau nhiễm độc 2h Sau nhiễm độc 4h Sau nhiễm độc 24h Thời gian 2 2.5 12 TCNCYH 27 (1) - 2004 13 Biểu đồ 3: Tỷ lệ MetHb của từng thỏ nhiễm độc hỗn hợp padan và AC Biểu đồ 4: Tỷ lệ MetHb ở thỏ nhiễm độc acephate liều 100mg/kg 3. Tình trạng thăng bằng acid- base Dựa theo biểu đồ Davenpoct xây dựng trên thỏ bình thờng của tác giả Phan Hải Nam năm 2001 [3]. Bảng 1: Các chỉ số acid-base và khí máu ở thỏ nhiễm độc hỗn hợp padan và bassa liều nhỏ một lần (n = 6) Sau nhiễm độc 2.35 1.75 3.94 4.63 Trớc nhiễm độc 2h 4h 24h X SD X SD X SD X SD pH 7,40 0,11 7,42 0,05 7,39 0,06 7,35 0,05 pCO 2 mmHg 23,4 8,67 27,9 5,97 26,1 5,10 31,7 5,51 HCO 3 - mmol/l 15,2 7,0 17,5 2,62 16,0 4,17 17,6 4,40 BE mmol/l - 7,0 8,6 - 4,9 2,47 - 6,7 4,31 - 6,0 4,49 Tình trạng acid- base Nhiễm kiềm hô hấp Nhiễm kiềm hỗn hợp Nhiễm kiềm hô hấp Bình thờng Bảng 2: Các chỉ số acid-base và khí máu ở thỏ nhiễm độc hỗn hợp padan và acephate liều nhỏ một lần (n = 6) Sau nhiễm độc Trớc nhiễm độc 2h 4h 24h Các chỉ số X SD X SD X SD X 0 0h 3h 6h 24h thời gian 1 2 3 4 5 6 7 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 012345 T ỷ l ệ MetHb (%) 0h 2h 3h 24h thời gian SD pH 7,34 0,10 7,41 0,05 7,36 0,08 7,35 0,06 pCO 2 mmHg 33,9 4,5 30,6 2,7 26,2 5,9 36 4,1 HCO 3 - mmol/l 18,8 3,2 19 2,2 15,2 6,2 19,5 2,9 BE mmol/l - 8,3 1,3 - 4,08 2,68 - 8,65 3,08 - 5,07 0,91 Tình trạng acid- base Bình thờng Nhiễm kiềm hỗn hợp Nhiễm kiềm hô hấp Bình thờng TCNCYH 27 (1) - 2004 14 d-base và khí máu ở thỏ nhiễm độc acephate liều 100 mg/ kg, một lần (n = 6) Sau nhiễm độc Bảng 3: Các chỉ số aci Các chỉ số Trớc nhiễm độc 3h 6h 24h X SD X SD X SD X SD pH 7.36 0.03 7.41 0.07 7.24 0.17 7.35 0.09 pCO 2 mmHg 30.1 3.2 25.4 6.0 33.4 15.9 33.3 1.0 HCO 3 - mmol/l 18.0 1.9 16.2 4.1 13.8 5.3 18.4 3.6 BE mmol/l - 6.9 2.4 - 8.47 4.9 - 13.7 - 7.1 5.06 6.4 Tình trạng Bình thờng Nhiễm kiềm Nhiễm toan Bình thờng hấp chuyển hoá acid- base hô Da (2001). iv. Bà ảnh hởng gây ức chế Trong nghiên cứu này chúng tôi xác định hoạt độ P.ChE. Với liều nhỏ của 2 HCTS loại carbamat: padan + bassa (7, +12,5 mg trong th hiệm u k gây .Ch rấ h sa 2h ( h ( %) g sa 24 h hE phụ hoà toàn. phù gâ ức ch E của carbamat là enzym ChE bị ức chế, đợc phục hồi một cách tự phát khoảng 240 phút [5, 6]. 2, với hỗn hợp liều nhỏ padan + AC (8,5+20 mg/ kg), hoạt độ P.ChE bị ức chế nh nhau sau 2h và 4h (còn ), tuy nhiên sau 2 đợc khôi Tron 3, h ộ P bị ứ chế cò và , sa 24h l quả ho ng rằng sự ức chế P.ChE iệm và 3 c a AC. Theo Frederick OP ức chế enzyme AChE đợc bắt đầu bằng phosphoryl hoá bởi liên kết cộng hoá trị, và ảng a gọi đây là aging, đây đợc biết al tạm dịch là oảng tới hạn ng thời gia các chất kháng độc vẫn có tác dụng làm đảo ngợc quá trình trên [6]. Tiếc rằng, trong nghiên cứu này chúng tôi ch điề th i h ộ P v gian lâu hơ iế đ i những liều àn . h hởng đến sự tạo thành MetHb ăng au khi nhiễm độc. Trong thí nghiệm hỏ của hỗn hợp HCTS, đa số có tỷ lệ M tăng cao ngay ở thời điểm sau 2 giờ. Sau nhiễm độc 4 giờ một số thỏ có tỷ lệ MetHb giảm đi m ại c ệ M vẫ tục tăng so với ở 2h. Tuy nhiên, nhìn trên cả u đ Me và t tH ời h m hờ hỗn hợp của padan + AC thì sự tạo Sự đánh giá này dựa trên biểu đồ venport cho thỏ do tác giả Phan Hải Nam xây dựng liên kết ion, nhng enzym thực sự bị n luận enzym P.ChE quá trình này thông thờng mất kho 24- 48h, ngời t / kg) ực ng 1, sa hi độc hoạt độ P E giảm t mạn u còn 42%) và 4 còn 44 nhn u hoạt độ P.C đợc c hồi n Kết quả này hợp với cơ chế y phục ho ản ế enzym Ch là critical interv kh , tro n này còn a có u kiện eo dõ oạt đ .ChE ới thời n để b t thêm ợc vớ nh trên với AC, thời gian để PChE hồi toàn cần bao lâu và phản ứng phục hồi diễn ra trong Trong thí nghiệm Trong cả 3 thí nghiệm đều thấy có t tỷ lệ MetHb ngay s 61% 4h thì hoạt độ P.ChE mới chỉ phục một phần (còn g thí nghiệm 80%). .ChEoạt đ c sau 3h và 6 h n 59% 64% u à 69%. Kết này c phép hĩ trong thí ngh 2 cao hơn và với ó vai trò củ 1 và 2 với liều n hai thỏ etHb nhng ột số l ó tỷ l etHb n tiếp 2 biể ồ của tHb trong thí nghiệm 1 2 thấy ỷ lệ Me b ở th điểm 2 có vẻ ột chút so với ở t i điểm sau 4h TCNCYH 27 (1) - 2004 thành M hợp padan + bassa. ở thí với liề g làm một cách có ý nghĩa thống kê (với p < 0,001) ở 3h và ở 6h tỷ lệ MetHb còn tiếp tục tăng cao hơn. Những kết quả chúng tô hợp vớ xé Ng. D. L ng etH y ra thời trở ần b hờn ở 24h. ảnh h Trong thí ng 100mg/ kg gây nhiễm toan chuyển hoá với pH giảm pH từ 7,41 0,07 ở 3h giảm xuống 7,2 điểm sau 6h chỉ là ấp. v. m kiềm iễm toan chuyển hoá ở 6h. khảo Phạm Du phospho hữu cơ, Tài liệu đào tạo kiến thức về độc chất, bệnh viện Bạch Mai, Hà Nộ 0- 2 h L (1 , Nghiên cứu ảnh hởng của hỗn hợp bảo vệ thực vậ tox vậ m, Luận án PTS học si ng Đại học Y Hà 3. Phan Hải Nam (2001), 845. (2000), Acute effects of acephate and me etHb có vẻ nhiều hơn so với hỗn nghiệm 3, AC nh trớc khi gây độc. Thỏ bị nhiễ hô hấp ở 3h, nh u 100mg/ k tăng tỷ lệ MetHb này của i phù i nhận t của T. oan [2]. Sự tă tỷ lệ M b xả ở điểm 2h, 6h và về g ình t g ởng đến cân bằng acid- base hiệm 3, AC với liều 4 0,17 ở thời điểm 6h sau khi gây nhiễm độc (p < 0.05)., trong khi ở hai thí nghiệm 1 và 2 ở thời nhiễm kiềm hô h Kết luận Qua những kết quả thu đợc, với số mẫu cha lớn chúng tôi tạm thời đa ra những nhận xét sau: 1. ở nhóm 1 hoạt độ enzym P.ChE giảm có ý nghĩa trong khi tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa thống kê với p < 0,01, ở thời điểm 2h và 4h, sau 24 h hoạt độ ChE và tỷ lệ metHb hồi phục hoàn toàn. Thỏ bị nhiễm kiềm hỗn hợp ở 2h, nhiễm kiềm hô hấp ở 4h. 2. ở nhóm 2 Hoạt độ P.ChE giảm có ý nghĩa và tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa ở thời điểm 2h và 4h, sau 24 h hoạt độ P.ChE và tỷ lệ MetHb trở lại gần nh trớc khi gây độc. Thỏ bị nhiễm kiềm hỗn hợp ở 2h, nhiễm kiềm hô hấp ở 4h. 3. ở nhóm 3 Hoạt độ P.ChE giảm có ý nghĩa và tỷ lệ MetHb tăng có ý nghĩa ở thời điểm 3h và 6h nhng sau 24 h hoạt độ PChE và tỷ lệ MetHb không trở lại đợc Nghiên cứu trạng thái cân bằng acid- base, điện giải và sự vận chuyển ô xi của hemoglobin ở động vật nhiễm độc cấp trinitrotoluene, Luận án PTS Y học, chuyên ngành sinh lý học, Học viện Quân Y Hà Nội. 4. Lê Trung (1997), Bệnh học nhiễm độc HCTS, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội 5. Frederick B., Carlton JR., William M., Simpson JR., Lester M., Haddad (1998) The Organophosphate and other Insectisides, Clinical management of poisoning and drug overdose, 3rd ed. W.B. Saunders company. pp. 836- Tài liệu tham 1. ệ (2000), Ngộ độc cấp i, tr. 7 80. . Nguyễn T ị D oan 996) t (wofa , carbaryl, padan) đối với động t thực nghiệ nh học, Trờkhoa Nội, Hà Nội. 6. Spassova D., White T., Singh A.K thamidophos on acetylcholinesterase activity, endocrine system and amino acid concentrations in rats. Comparative Biochemistry and Physiology, Part C 126, pp. 79-89. 7. Vandana S. Poovala, Vijaya K. Kanji, Hiroyasu Tachikawa, and Abdulla K. Salahudeen (1998), Role of oxidant stress and antioxidant protection in acephate- induced renal tubular cytotoxity. Toxicol of Sciences. 46, pp. 403- 409. 15 TCNCYH 27 (1) - 2004 Su A Preliminary Stu of Cholinnesterase ac and acid-base balance in acephate The effects of insecticides padan, bass activity, MetHb rate and acid- base balanc were tre mm d tivity r Tr a ( acephate (OP) on P.ChE e we d ated by oral administration. The first gr 1 .d kg -1 padan with dose (8.5mg.kg eph thi se .C ) ni ur ond group P.ChE activity signif n returned to the normal levels at 24 hour. ry p P.ChE activity signific increased at 3rd and 6th hour and not returned to e rab bo ary y on the changes , MetHb rate abits with padan, basa, eatment carbamat) and re eterminated in rabbits. The rabbits oup received padan with dose (7.5 mg.kg - .day -1 ) a day. The second group received ate with dose (20mg.kg -1 .day -1 ) a day. The (100mg.kg -1 .day -1 ) for one day. This study ay -1) and bassa with dose (12.5 mg. -1 .day -1 ) and ac rd group received acephate with acute do showed that: - In the first group plasma cholinesterase (P while methemoglobin (MetHb) rate was sig returned to the before treatment at 24 th ho respiratory alkalosis at 4h. hE activity was significantly decreased ficantly increased at 2 nd and 4 th hour and . The rabbits were mixed alkalosis at 2h, icantly decreased, MetHb rate significantly - In the sec increased at 2 and 4 hour of treatment and the The rabbits were mixed alkalosis at 2h, respirato - In the third grou alkalosis at 4h. antly decreased, MetHb rate significantly th before treatment at 24th hour. The lic acidosis at 6h. bits have respiratory alkalosis at 3h, meta 16 . TCNCYH 27 (1) - 2004 Bớc đầu nghiên cứu sự thay đổi hoạt độ enzym Cholinesterase huyết tơng tỷ lệ Methemoglobin và cân bằng acid- base ở thỏ nhiễm độc padan, basa và acephate Nguyễn Thị. (carbamat) và acephate (phospho hữu cơ OP) trên hoạt độ enzym cholinesterase huyết tơng (P.ChE), tỷ lệ methemoglobin (MetHb) và thăng bằng acid- base đã đợc nghiên cứu ở thỏ gây độc bằng đờng. 2h Sau nhiễm độc 4h Sau nhiễm độc 24h Thời gian 2 2.5 12 TCNCYH 27 (1) - 2004 13 Biểu đồ 3: Tỷ lệ MetHb của từng thỏ nhiễm độc hỗn hợp padan và AC Biểu đồ 4: Tỷ lệ MetHb ở thỏ nhiễm độc acephate