Hooc môn môi trường
Mục lục
Tác giả
Lời nói đầu của tác giả
Chương 1 Hiện nay, những vấn đề gì đang xảy ra?
1.1 Lời thức tỉnh liên quan đến hooc môn môi trường
1.2 Lời cảnh báo của Colbon và các đồng nghiệp
Hiện tượng khác lạ trong sinh vật hoang dã
Hiện tượng giảm số lượng tinh trùng
Nguyên nhân chỉ là một lượng rất nhỏ PCB hay chất Đioxin
Các chất hóa học khác ngoài PCB và Đioxin
Chủ trương của Calbon
1.3 Thông báo của Cardobary
Một cuốn sách bên cạnh cuốn “Our Stolen Future”
Những phản ứng của các ngành sản xuất và chính phủ Âu-Mỹ về hooc môn môi trường
Những suy nghĩ của các nhà nghiên cứu về các vấn đề liên quan đến hooc môn môi trường
1.4 Tình hình của Nhật Bản
Chương 2 Đặc tính của hooc môn môi trường và hệ thống hooc môn trong cơ thể
2.1 Đặc trưng của hooc môn môi trường
Là những chất có vòng benzen
Là những phân tử có kích thước phân tử nhỏ và cấu trúc đơn giản
Là những chất khó tan trong nước và dễ tan trong mỡ
Tính phân giải sinh học thấp
2.2 Các chất hooc môn môi trường gây tác dụng chỉ với một lượng rất nhỏ
2.3 Hooc môn môi trường có tác dụng giống hooc môn phụ nữ
2.4 Các câu chuyện về hooc môn
Hooc môn đóng vai trò chính trong hệ thống hooc môn sinh học
Các loại hooc môn
Cấu tạo màng tế bào
Hệ thống truyền đạt thông tin vào bên trong tế bào sinh học- các tiếp thể-recepter
Tiếp thể của hooc môn steroid
Các hooc môn giới tính
Mạng lưới hệ nội tiết trong cơ thể
2.5 Những tác động của hooc môn môi trường
Chương3 Sự tích trữ trong cơ thể và những phát hiện độc tính
3.1 Sự loại trừ các chất ngoại lai và sự giải độc
Sự xâm nhập của các chất ngoại lai
Sự giải độc của gan
Sự đào thải các chất lạ ra khỏi cơ thể
3.2 Nhiều chất có độc tính
Ung thư do các chất hóa học
Sự tổn hại các tế bào thần kinh
Sự tổn hại các tế bào hồng cầu
Và những tổn hại đến các tế bào khác
3.3 Các hooc môn môi trường và mối liên quan sâu sắc với hệ sinh sản
Sự hình thành tinh trùng
Sự hình thành buồng trứng
Sự thụ tinh
Sự quyết định giới tính
Sự phát triển bào thai
3.4 Não và các hooc môn môi trường
Chương 4 Danh sách các hooc môn môi trường
4.1 Tính tan trong mỡ của các hợp chất Chlor hữu cơ
Các loại chất đioxin
Chất PCB
DDT
HCH( BHC)
4.2 Estrogen tự nhiên và estrogen tổng hợp
Estrogen thực vật
DES
Ethynyl estradiol
4.3 Thiếc hữu cơ
TBT
4.4 Những nghi ngờ quanh hợp chất hữu cơ phi Chlor trong cuộc sống chúng ta
p nolphenol
Bisphenol A
Chất làm mềm nhựa
Chất bảo quản, chống ôxi hóa
Stylen
4.5 Những vấn đề giải thích quan hệ nhân quả
(Bảng các chất hooc môn môi trường)
Chương 5 Nguồn gốc phát sinh hooc môn môi trường
5.1 Không khí
Cơ chế phát sinh các chất đioxin
Mối liên quan giữa nhựa PVC và sự phát sinh các chất đioxin
Ảnh hưởng và sự liên quan giữa các điều kiện lò đốt với sự phát sinh các loại đioxin
5.2 Nước
5.3 Thực phẩm
5.4 Sữa mẹ
5.5 Các vật dung trong gia đình
5.6 Dược phẩm & dụng cụ y tế
Chương 6 Biện pháp phòng ngừa tác hại hooc môn môi trường hiện nay
6.1 Mức độ nguy hiểm của hooc môn môi trường
6.2 Một cách thử nghiệm an toàn
6.3 Phân tích hooc môn môi trường
6.4 Tính hai mặt của các chất hóa học
6.5 Cần nghiên cứu hơn trong cuộc sống
6.6 Tìm và sáng chế những chất thay thế
Chất thay thế hợp chất nhựa PVC
Chất thay thế chất làm mềm nhựa
Chất thay thế chất khó cháy
Chất thay thế hợp chất thiếc hữu cơ
Cải tiến chất tráng men chống gỉ mặt bên trong đồ hộp
6.7 Cải tiến các điều kiện các lò đốt và xử lí tro đốt
6.8 Thay đổi lối sống
Chương7: Những mong muốn giải quyết vấn đề hooc môn môi trường
1. Cố gắng tiến tới các điều kiện đốt hoàn toàn trong khi xử lý đốt các chất thải
2. Thường xuyên so sánh lượng phát sinh các chất đioxin khi đốt các hợp chất nhựa PVC và các hợp
chất phi Chlor
3. Hỗ trợ kỹ thuật cho các nước đang phát triển trong việc phòng chống sự ô nhiễm các chất tồn
dưcao trong cơ thể sinh học
4. Điều tra nhanh chóng tác hại đối với sự sinh trưởng của các chất tan ra từ nhựa
5. Làm rõ hiện tượng giảm số lượng tinh trùng có thật hay không
6. Cần nhận thức sự chuyển biến từ xã hội tiêu thụ hàng loạt đến hình thức xã hội phát triển bền
vững
Lời kết
Nguồn dẫn chứng các hình vẽ
Bảng chú dẫn
Tác giả :IKADA YOSHITO
Ông Ikada yoshito sinh năm 1935 tại tỉnh HYOGO, Nhật Bản, tốt nghiệp đại học và cao học, chuyên
ngành tơ sợi hóa học tại trường đại học KYOTO. Năm 1981 ông là giảng viên trung tâm nghiên cứu cao phân
tử trong y học tại truòng đại học KYOTO. Năm 1988 ông đảm nhận chức vụ truởng trung tâm nghiên cứu
trên. Từ năm 1990 trung tâm nghiên cứu chuyển thành trung tâm trị liệu y học sinh thái của trường đại học
KYOTO và ông giữ chức trưởnửctung tâm cho đến tháng 6 năm 1992. Từ năm 1998 đến nay tác giả là giảng
viên của viện nghiên cứu y học tái sinh của trường đại học KYOTO. Chuyên môn của tác giả là hóa học cao
phân tử, vật liệu ứng dụng trong y học, cơ quan nội tạng nhân tạo, hệ thống drug delivery, thạc sỹ công
nghiệp học, thạc sỹ y học, xuất bản nhiều cuốn sách ví dụ như “Y học tái sinh-Có thể tái tạo lại cơ thể đã mất
hay không?”Tác giả cũng là một trong những nhà hóa học hàng đầu biết đến độc tính của các chất hóa học
đối với cơ thể sinh học qua quá trình chế tạo các cơ quan nội tạng.
Lời nói đầu
Trên một tờ báo từng đăng tin là đã phát hiện thấy chất Bisphenol A tan ra khi rót nước sôi vào đồ
đựng thức ăn bằng nhựa polycarbonate thường dùng trong nhà ăn ở các trường. Nhiều người lo lắng vì cho
rằng chất bisphenol A có tác dụng như một hooc môn môi trường với một lượng rất nhỏ, và đã đưa vấn đề
này ra hỏi Cục bảo vệ sức khoẻ nhưng không nhận được câu trả lời xác đáng. Phải chăng sự lo lắng trên
không thuộc vào phạm vi của luật an toàn vệ sinh thực phẩm.
Từ trước đến nay người ta tin tưởng hoàn toàn về tính an toàn của nhựa polycarbonate, và nghĩ
rằng chúng không gây hại cho trẻ em nhưng khi có một tin tức như vậy trên báo thì mọi người không thể
không quan tâm. Nhưng nếu chỉ lo lắng và xôn xao không thôi thì cũng không thể giải quyết được được vấn
đề gì mà chỉ tăng thêm sự bất an. Có lẽ chúng ta cần phải bình tĩnh suy nghĩ đến vấn đề tại sao lại như vậy.
Không phải là chuyên gia nghiên cứu về môi trường, mà là một chuyên gia 40 năm nghiên cứu về
lĩnh vực nhựa và các ứng dụng trong sinh học, các ứng dụng của nhựa trong các đề tài như tính an toàn và
cải tiến tim nhân tạo, khoa học tái sinh sinh học, phát triển phương pháp tiêm thuốc có hiệu quả, khai thác
và ứng dụng chất liệu phân giải sinh học. Tôi muốn đóng góp chút hiểu biết về hooc môn môi trường từ góc
độ là một người nghiên cứu về nhựa.
Cơ quan nội tạng nhân tạo được làm bằng nhựa hoặc kim loại. Ví dụ như bộ phận máy dành cho
người bị bệnh thận làm bằng nhựa polycarbonate hoặc polystyrene. Nếu như có hiện tượng hòa tan chất hóa
học từ nhựa thì sẽ có khả năng các chất hóa học sẽ xâm nhập vào tế bào người sử dụng nội tạng nhân tạo,
gây độc hại cho sức khỏe người bệnh. Vấn đề này cũng nghiêm trọng như vấn đề hooc môn môi trường hay
có thể còn hơn thế nữa.
Có rất nhiều người lo lắng và hỏi những câu hỏi như: Nhựa có thực sự an toàn không? Chúng ta
không được đốt các hợp chất nhựa polychlor? Những hiện tượng đã xảy ra với loài cá thì có xảy ra đối với
con người không? Sữa mẹ không an toàn sao? Số lượng tinh trùng có đang giảm thật sự không? Hiện tượng
trẻ em bị bệnh đao có phải là do hooc môn môi trường hay không?v.v..Nhưng việc đầu tiên cũng mong bạn
đọc hiểu cho rằng thật khó có thể trả lời những câu hỏi trên ngay được vì hiện nay chúng ta còn thiếu những
dữ liệu khoa học cần thiết để trả lời chính xác các câu hỏi trên.
Con người hiện đại chúng ta đang sống trong cơn lốc của hàng loạt máy móc điện tử hiện đại và khi
nghĩ rằng những sáng tạo khoa học kỹ thuật có ảnh hưởng đến cuộc sống của chúng ta hay không thì chúng
ta phải có kiến thức cơ bản của các ngành khoa học liên quan thì mới có thể hiểu rõ bản chất của sự việc.
Các hooc môn môi trường là các chất hóa học nên ở cuốn sách này cũng xuất hiện một số các thuật ngữ
chuyên môn về hóa học và sinh học, mong bạn đọc không thấy phiền phức.
Hầu hết các chú giải về hooc môn môi trường đều do các nhà nghiên cứu hay các nhà báo khoa học
môi trường viết và cuốn sách này được viết với một góc độ hơi khác nhưng hi vọng rằng nó sẽ đem lại một
chút lợi ích nào đó trong việc giải quyết vấn đề hooc môn môi trường.
Sau cùng, xin chân thành cảm ơn sự hợp tác của nhiều người đã giúp đỡ tôi hoàn thành cuốn sách,
đặc biệt nhân viên phòng nghiên cứu đã vẽ những hình vẽ minh họa, cảm ơn cô thư ký Suzuki Yoshiko đã
nhiều lần đánh máy, cảm ơn anh Horikoshi junichi, người phụ trách bản vẽ khoa học của nhà xuất bản
Kohsha.
Tháng 9 năm 1998
Ikada Yoshito
Chương1-Hiện nay, những vấn đề gì đang xảy ra?
1.1Lời thức tỉnh liên quan đến hooc môn môi trường
Hooc môn môi trường là những chất gây rối loạn hệ nội tiết trong cơ thể. Năm 1997, hội khoa học
Nhà Trắng Mỹ định nghĩa “chất gây rối loạn hệ nội tiết” là những chất ngoại lai xâm nhập vào cơ thể, tác
động đến quá trình tổng hợp, thẩm thấu, vận chuyển, kết hợp hay phân hủy các hooc môn trong cơ thể, gây
ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, sinh trưởng và khả năng duy trì trạng thái cân bằng của sinh vật.
Nói cách khác, hooc môn môi trường là những chất bên ngoài cơ thể gây rối loạn hệ nội tiết gây
ảnh hưởng xấu đến cả thế hệ con cháu chúng ta. Hệ nội tiết nói một cách đơn giản đóng vai trò chủ yếu
trong quá trình sinh trưởng, phát triển, trưởng thành & chỉ đạo những hành động của chúng ta.
Trước đây chúng ta cũng có biết đến sự tồn tại các chất gây rối loạn hệ nội tiết nhưng có lẽ lời cảnh
báo về hooc môn môi trường thực sự thức tỉnh mọi người trên TG bắt đầu từ cuốn sách Our Stolen Future
- (tương lai bị đánh cắp) được phát hành vào năm 1996 của 3 nhà nghiên cứu hệ sinh thái người Mỹ là
Colborn, John Peterson Myers, Dianne Dumanoski. Tiếng chuông cảnh báo về hooc môn môi trường tiếp theo
là của đài phát thanh BBC Anh. Đó là năm 1997 khi D.Cadbury chịu trách nhiệm sản xuất chương trình khoa
học của đài BBC và đã xuất bản cuốn sách The feminization of nature –(Sự nữ hóa thiên nhiên)
Hai cuốn sách trên viết về những vấn đề liên quan đến hooc môn môi trường, đang xảy ra đối với
cuộc sống các sinh vật hoang dã và con người. Dưới đây là nội dung tóm tắt hai cuốn sách trên.
1.2 Lời cảnh báo của Colborn
Cuốn sách Our Stolen Future có 316 trang bao gồm các phần tóm tắt như sau:
•
Hiện tượng không bình thường của các sinh vật hoang dã
Điều mà cuốn sách trên gây sốc mạnh cho chúng ta là những hiện tượng không bình thường, không thể tin
nổi đang xảy ra trong giới sinh vật hoang dã ngày càng nhiều hơn. Đó là những hiên tương như:
• Hiên tượng mất khả năng sinh sản của loài đại bàng đầu trọc (bald eagle) ở Florida nước Mỹ
• Hiện tượng teo nhỏ bộ phận sinh dục đực & hiện tượng giới tính trung gian của loài cá sấu Mỹ (alligator)
ở hồ Apopka Florida
• Hiện tượng loài báo Florida gần như tuyệt chủng & hiện tượng tinh trùng không xuống bộ hạ hay nữ giới
hóa
• Hiện tượng giảm mạnh số lượng &sinh sản không bình thường loài chồn vizon (mink) ở hồ Michigan
• Hiện tượng ở hồ Michigan và hồ Ontario có nhiều tổ chim mòng biển lưng đen có số lượng trứng nhiều
bất thường.
• Hiện tượng ở miền nam California hai chim mòng biển cái cùng chung sống.
• Hiện tượng nữ giới hóa chim mòng biển đực ở California
• Hiện tượng trong cơ thể cá voi trắng có cả bộ phận sinh sản đực và buồng trứng, tử cung.
• Hiện tượng giảm mạnh số lượng, có nơi gần như tuyệt chủng loài rái cá (Otter)ở châu Âu và Anh
• Hiện tượng cá chép có giới tính trung gian thuộc địa phận sông Nil ở Anh.
• Hiện tượng hải cẩu chết hàng loạt ở biển Bắc Âu.
• Hiện tượng cá heo chết hàng loạt ở Địa Trung Hải.
• Hiện tượng dê ở Tây Úc không thụ thai và số lượng chết non gia tăng.
• Phát hiện chất PCB trong cơ thể gấu Bắc Cực và ở loài chim cánh cụt sống ở Nam Cực.
• Hiện tượng giảm số lượng chim dẽ giun myubi di cư.
• Hiện tượng giảm mạnh số lượng ếch trên toàn thế giới
Nhìn chung, những hiện tượng như thiếu ôxy, nhiễm virus, giao phối cận hệ là những hiện tượng
vốn hiếm thấy trong tự nhiên. Và nguyên nhân gây ra những hiện tượng trên rất có thể là sự có mặt của các
chất hóa học do con người mang đến.
Sự giảm số lượng tinh trùng
Những hiện tượng bất thường cũng xảy ra đối với loài người. Hiện tượng giảm số lượng tinh trùng
hay tăng một cách bất thường cũng là một ví dụ. Trong cuốn sách (Our Stolen Future) có giới thiệu kết quả
nghiên cứu năm 1992 của các giáo sư trường đại học Copenhagen. Theo như kết quả nghiên cứu đó thì
không những có hiện tượng giảm số lượng tinh trùng mà có cả hiện tượng đình lưu tinh trùng hay hiện tượng
teo ống dẫn tinh. Năm 1940 số lượng tinh trùng trung bình ở người khoảng 113 triệu tinh trùng/ml tinh dịch
nhưng vào năm 1990 số lượng tinh trùng giảm đến mức chỉ còn 66 triệu tinh trùng/ml tinh dịch, giảm
khoảng 45%, và lượng tinh dịch giảm khoảng 25%.
Kết quả điều tra số lượng tinh trùng ở Scotland cũng được giới thiệu trong cuốn sách trên như sau:
Số lượng tinh trùng của nam giới sinh vào năm 1940 khoảng 120 triệu tinh trùng/ml tinh dịch nhưng số
lượng tinh trùng những người sinh vào năm 1969 giảm chỉ còn khoảng 75triệu tinh trùng/ml. Theo như số
liệu so sánh kết quả điều tra của Belgy đối với 360 người trong 3 năm 1990-1993 và 3 năm 1997-1980 thì số
lựợng tinh trùng giảm 28%, số lượng tinh trùng có khả năng hoạt động giảm từ 53% xuống còn 33%.
Mặt khác, kết quả điều tra của Pháp cũng được đề cập trong cuốn sách. Nhóm điều tra Pháp không
tin vào kết quả của nhóm giáo sư trường Copenhagen nên đã độc lập điều tra. Kết quả cuộc điều tra là sự so
sánh số lượng tinh trùng /ml tinh dịch ở độ tuổi 30 thì của những người sinh năm 1945 là 120triệu, còn ở
những người sinh năm 1975 là 51 triệu, như vậy, nếu theo đà này thì con số đó ở những người sinh năm
2005 sẽ giảm còn khoảng 32 triệu, chỉ bằng 1/4 mật độ tinh trùng của lớp những người sinh năm 1925.
Như vậy, hiện tượng giảm số lượng tinh trùng xảy ra ở các nước. Hiện tượng không bình thường
trong nửa thế kỉ này không phải là kết quả của những thói quen sinh hoạt giói tính, uống rựợu, hay hút thuốc
lá vì nếu là như vậy thì hiện tượng giảm số lượng tinh trùng ở giới trẻ đáng ra cũng phải xảy ra đối với lớp
những người cao tuổi. Nhóm Calbon nhận định nguyên nhân có thể là do tác dụng của các chất hóa học
trong môi trường, tác dộng ở giai đoạn thai nhi.
•
Nguyên nhân chỉ là một lượng nhỏ chất PCB hay đioxin
Nhóm Colborn nghi ngờ rằng những hiện tượng không bình thường trong sinh vật hoang dã và hiện
tượng giảm số lượng tinh trùng ở người là do hệ sinh thái trên trái đất đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ
có Chlor như PCB hay đioxin. Các hợp chất hữu cơ có Chlor là những chất có sự tham gia của Chlor trong liên
kết hữu cơ C-H. Sau đây là một vài dẫn chứng cụ thể của nhóm Colborn.
Ở Mỹ, Khi nghiên cứu và điều tra tình hình sức khỏe của những trẻ em được sinh ra từ người mẹ đã
ăn cá ở vùng nước bị ô nhiễm chất PCB thì thấy những trẻ em đó chậm thích nghi với môi trường xung
quanh, có dị tật hay có những biểu hiện tổn thương trí não.
Ở thập kỷ1970, sau khi phun dầu chống bụi bị nhiễm đioxin ở khu nhà đua ngụa vùng Missouri thì
62 con ngựa bị chết, người chủ trường đua ngựa và 2 con trai có những triệu chứng giống như cảm cúm.
Trong những trẻ em sinh ra từ những gia đình cựu chiến binh trở về từ chiến trường VN có nhiều trẻ
bị ung thư và bị tật nguyền.
Năm 1975 trên thị trường Đài Loan có loại dầu ăn bị nhiễm PCB và đioxin và một cuộc điều tra được
tiến hành từ năm 1985 đến năm 1992 đối với 128 trẻ em được sinh ra từ phụ nữ đã sử dụng loại dầu đó. Kết
quả là những trẻ em đó có khả năng vận động, tư duy kém hay có biểu hiện bị tổn thương hệ thần kinh, cơ
quan sinh dục nam nhỏ hơn một cách bất thương so với những trẻ không bị nhiễm độc.
Năm 1988 nhóm Partarson của trường đại học Wisconsin đã thử tiêm vào chuột mang thai một
lượng đioxin rất nhỏ và sau một thời gian nghiên cứu người ta phát hiện có những biểu hiện không bình
thường ở cơ quan sinh sản của nhũng con chuột đực con. Đặc biệt trong giai đoạn quyết định giới tính (ngày
thứ 15 sau thụ tinh) mà bị tiêm một lượng rất nhỏ đioxin thì số lượng tinh trùng của những con chuột đực
được sinh ra ít hơn 56% so với những con chuột bình thường khác.
Nhóm Colborn còn giới thiệu nhiều kết quả quan sát và nghiên cứu khác như PCB cũng có ảnh
hưởng không tốt đối với hooc môn tuyến giáp. Colborn cũng nhấn manh rằng tính nguy hiểm của đioxin và
PCB không những là chất gây ung thư mà còn là những chất có hại cho sự phát triển và sinh trưởng của trẻ
em.
•
Các chất hóa học ngoài đioxin và PCB
Nhóm Colborn đã tìm nhiều nghiên cứu liên quan đến PCB và đioxin nhưng không ngờ rằng những
trang nghiên cứu về các chất hóa học đó có rất ít. Tuy nhiên, có nghiên cứu ve hợp chất hooc môn DES được
viết cụ thể hơn một chút. Chất này được khoảng 5 triệu phụ nữ dùng uống phòng tránh sảy thai, nó cũng đã
có lúc được dùng là thuốc uống tránh thai khẩn cấp. Vào thời kì đỉnh điểm, hợp chất này được coi như là một
loại thuốc kì diệu của thai phụ.
Tuy nhiên theo các nghiên cứu sau đó, người ta thấy những trẻ em được sinh ra khi mẹ dùng thuốc
trên dù là nam hay nữ đều bị dị dạng cơ quan sinh dục, và nữ thường bị ung thư âm đạo hay tử cung. Và
ngạc nhiên hơn nữa là theo như một kết quả nghiên cứu khác thì chất DES không hề có tác dụng phòng
chống sảy thai, mà làm tỉ lệ sảy thai, chết non cao hơn.
Trong cây cỏ ba lá (chlorver) cũng có chất giống như một hooc môn dùng để tránh thai nếu ăn loại
cỏ đó.
Ngoài hooc môn tự nhiên trong thiên nhiên ra, nhóm tác giả cũng đề cập đến các hợp chất hóa học
gần gũi như bisphenol A và p-nonylphenol
Chất bisphenol A được tình cờ phát hiện tại trường Stanford khi sử dụng ống thí nghiệm làm bằng
nhựa carbonat để nuôi cấy khuẩn nấm men( yeast) Chất bisphenol tan ra từ ống nghiệm đã làm khuẩn men
tăng đột biến.
Nồng độ chất bisphenol A khoảng 2-5ppb(2-5/1,000,000,000) đã ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của
khuẩn lên men. Nhưng tại thời điểm đó công ty sản xuất hợp chất carbonat chỉ có thể đo được nồng độ
bisphenol A từ khoảng 10ppb trở lên.
Chất bisphenol A làm cho khuẩn nấm men tăng đột biến là do tác dụng giống như hooc môn
estrogen, với một lượng chỉ bằng 1/2000 lượng hooc môn tự nhiên. Có cả những nghiên cứu cho thấy chất
bisphenol A cũng được tìm thấy từ lớp tráng men chống gỉ ở mặt trong đồ hộp.
Bảng kí hiệu đơn vị vi lượng và nồng độ
ppm( parts per million)= 1/1,000,000
ppb(parts per billion) =1/1,000,000,000
ppt( parts per trillion)=1/1,000,000,000,000
Ảnh hưởng của chất p-nonylphenol đến sự nuôi cấy tế bào cũng được phát hiện một cách tình cờ.
Tại trường đại học Tafto ở Boston người ta dùng ống nghiệm làm bằng polystyrene để nuôi cấy tế bào ung
thư vú và chất p- nonilphenol có trong polystylen đã làm cho các tế bào ung thư phát triển đột biến.
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành tách buồng trúng chuột bài tiết hooc môn estrogen sau đó tiêm
chất polystyrene vào con chuột đó thì nhận thấy tế bào màng tử cung phát triển mạnh. Như vậy, sự tăng
trưởng màng tử cung là do chất p-nonilphenol, chất này sau khi làm dầy màng tử cung đã có ảnh hưởng đến
chu kì sinh học của tử cung, và đó chính là một nguyên nhân dẫn đến hiện tượng khó thụ thai.
Estrogen là tên gọi chung của hooc môn phụ nữ. Hooc môn này sẽ được giải thích kỹ từ chương 2.
Các hợp chất hóa học được gọi là hooc môn môi trường phần lớn có tác dụng gần giống như hooc môn
estrogen nên gây ra ảnh hưởng xấu với cơ thể và đặc biệt đối với cơ quan sinh sản của con người. Đây là
một điểm rất đáng lưu tâm.
Mặt khác, điều tra của Anh về ảnh hưởng của chất giặt tẩy được gọi alkyl phenol・polyetoxylate đối
với loài cá. Chất tẩy này dưới tác dụng của vi sinh trong nước bị phân giải và tạo thành chất p-nonylphenol,
gây hại cho các sinh vật sống trong nước. Chính vì thế từ sau thập kỷ 1980, ở một số nước chất này đã bị
cấm sử dụng trong nước các loại nước rửa bát chén tại các gia đình. Nhưng chất này vẫn còn đang được sử
dụng trong công việc tẩy rửa công nghiệp.
•
Chủ trương của nhóm Colborn
Chủ trương chính mà nhóm Colborn viết cuốn sách Our Stolen Future là muốn thông báo rộng rãi
với mọi người rằng các chất hooc môn môi trường không chỉ có mặt ở các dụng cụ y tế, các chất như thuốc
trừ sâu, hoá chất dùng trong nông, công nghiệp nghiệp mà có thể hiện diện nhiều trong các đồ dùng hàng
ngày của chúng ta. Sau đây là một đoạn dịch trích trong cuốn Our Stolen Future.
“Để có thể hiểu rõ các vấn đề hay bệnh lý của các bệnh trong xã hội hiện đại ngày nay như ung thư
vú, ung thư tuyến tiền liệt, triệu chứng khó thụ thai, suy giảm học lực cần phải lưu ý rằng trong các hợp chất
hóa học có những hợp chất dù chỉ với một lượng rất nhỏ nhưng qua thời gan dài cũng sẽ gây ảnh hưởng lớn
đến cơ thể chúng ta. Nhưng hiểm họa đe dọa loài người không chỉ dừng lại ở bệnh tật hay cái chết. Tác dụng
gây rối loạn hệ nội tiết hay rối loạn quá trình sinh trưởng đang làm thay đổi tương lai của loài người. Có thể
nói, chíhh những hợp chất hóa học đang nắm chìa khóa vận mệnh của chúng ta.”
Các bạn đọc chắc có những băn khoăn như là: các hợp chất hóa học rất nguy hiểm nhưng đã có
những chứng minh cụ thể hay chưa? Mối quan hệ nhân quả đó đã được chứng minh rõ ràng chưa? Ranh giới
giữa mức độ nguy hiểm và an toàn ra sao?…Sau đây là câu trả lời của nhóm Colborn.
“Để có thể đưa ra những phán đoán chính xác nhất định cần những bằng chứng chính xác thì chúng
ta phải đợi chờ, không hi vọng vì hiện nay cả con người và các sinh vật hoang dã đang bị những tổn thương
do hàng chục các hợp chất hóa học gây ô nhiễm MT, mà những hợp chất này có chuỗi tác dụng phức tạp khi
thì tác dụng hợp tác khi thì có tác dụng kháng lại. Hơn thế nữa thời điểm tác động có khi quan trọng hơn liều
lượng nên việc tìm được mối quan hệ nhân quả rõ ràng là điều không thể mong đợi.”
“Trong tình hình mà chúng ta đang đối mặt hiện nay thì khó có thể tìm thấy một giải pháp vẹn toàn.
Nền văn minh hiện đại chúng ta phụ thuộc quá nhiều vào nhiên liệu carbon và các chất hóa học tổng hợp.
Theo như tính toán của giới sản xuất hóa chất thì tổng giá trị các hợp chất hóa học thuộc Chlor và dây
chuyền sản xuất chiếm 45%GNP của thế giới. Chúng ta đã phụ thuộc vào các chất đó được khoảng 50 năm
nên để thoát ra khỏi nó chúng ta có lẽ phải cần một thời gian như thế hoặc lâu hơn thế nữa”(Theo cuốn sách
Our Stolen Future)
Có phải thật sự chúng ta “đang bay vào tương lai với một tốc độ chóng mặt nhưng chỉ là đang bay
vào một thế giới không định hướng” như lời nhóm Colborn nói hay không?
1.3 Lời cảnh cáo của Deborah Cadbury
Một cuốn sách bên cạnh cuốn Our Stolen Future
Cuốn sách The feminization of nature (sự nữ hóa thiên nhiên) của tác giả D.Cadbury dài 203 trang
do nhà xuất bản Anh xuất bản, có phụ đề “nỗi khiếp sợ của môi trường ô nhiễm” và nội dung cũng không
khác lắm với Our Stolen Future, được tác giả miêu tả với nhiều dự liệu thực tế. Cả hai tác giả Cadbury và
Colborn đều là nữ. Nhân tiện, tác giả Rachel Carson của cuốn sách Silent Spring (mùa xuân câm lặng) (1964)
cũng là nữ. Chính vì thế Colbon được mệnh danh là Carson thứ hai. Và cho đến nay, thuốc trừ sâu chứa hợp
chất hữu cơ có Chlor như DDT đã bị cấm sử dụng.
Cadbury là một ký giả khoa học, tiếp xúc và phỏng vấn nhiều nhà nghiên cứu. Cadbury đã nêu rõ
được tình hình các nghiên cứu những ảnh hưởng của hooc môn môi trường đến cơ thể người và các sinh vật
hoang dại. Đặc biệt những khó khăn và câu chuyện đằng sau việc nghiên cứu cũng được tác giả giới thiệu
nên cuốn sách có một sức hấp dẫn như một truyện khoa học viễn tưởng.
Qua các chương của cuốn sách Cadbury đã lần lượt giới thiệu quá trình các chất hóa học bị coi là
hooc môn môi trường đã bị nghi ngờ gây rối loạn hệ nội tiết sinh vật như thế nào.Ví dụ như ảnh hưởng xấu
của chất DDT với hệ thống hooc môn của con người được giáo sư người Mỹ Markracran cảnh cáo vào năm
1979 nhưng lúc đó không ai chú ý đến vấn đề này, hoặc biểu hiện nhiễm độc đioxin đã có từ năm 1930-1940
khi một loại bệnh nhiễm độc da thường xuyên xuất hiện ở trên tàu, hay thông cáo rằng trong sữa mẹ có thể
có DDT đã có từ năm 1951.
Hành trình điều tra chất làm mềm nhựa như benzylbutyl phthalate, dibutyl phthalate, chất ít được
sử dụng ở Nhật cũng được giới thiệu trong cuốn sách.
Kết quả kiểm tra các chất tan trong nước đã qua hệ thống xử lý nước thải ở Anh đã làm thay đổi
giới tính của cá đang được sở nghiên cứu nông thủy sản chuẩn bị công bố trong tạp chí Nature thì Cục môi
trường ngăn không cho công bố với lý do là chuyện tuyệt mật.
Lịch sử hình thành các chất hooc môn môi trường cũng được giới thiệu. Chất DDT được tổng hợptại
Đức vào năm 1874 và chất PCB được phát minh vào khoảng thế kỷ 18. Điều lý thú là khi Doz, người Anh
phát hiện ra hợp chất hooc môn số 1-DES vào năm 1930, Doz đã được thăng chức và trở thành viện trưởng
viện Hàn Lâm Anh. Và ngạc nhiên hơn nữa là Doz đã tiến hành nghiên cứu các hợp chất như alkyl phenol và
bisphenol và phát biểu trong tạp chí Nature rằng chúng là những hợp chất kích thích tính phát dục của động
vật.
•
Những phản ứng của các nhà sản xuất và chính phủ châu Âu đối với các chất hooc môn môi
trường
Cadbury viết rất rõ các phản ứng của các nhà sản xuất và chính phủ đối với thông báo về ảnh
hưởng xấu của hooc môn môi trường đến sự phát triển và sinh sản của sinh vật.
Chính phủ các nước châu Âu như Anh, Đức thông qua các trung tâm nghiên cứu liên châu về độc
học môi trường, Hóa - Độc học, đã bắt đầu điều tra nghiên cứu với quy mô toàn châu Âu. Các nghiên cứu về
hooc môn môi trường được xếp vào danh sách các nghiên cứu được ưu tiên tại cục bảo vệ môi trường Mỹ.
Các học giả MỸ thành lập hội chuyên gia thẩm định đánh giá các tác động của hooc môn môi trường. Nhưng
mặt khác, Cadbury cũng giới thiệu chuyện như sau: năm 1993 quốc hội Mỹ đã mở một buổi giới thiệu các
nghiên cứu số một của các nhà nghiên cứu nhóm Colborn nhưng hầu hết các ghế đều bị bỏ trống, các nghị
sỹ đã rất ít quan tâm và đã không có một câu hỏi nào được đặt ra.
Về phản ứng của các nhà sản xuất thì hiệp hội công nghiệp hóa học châu Âu đã phát biểu như sau:
“Chúng tôi cũng như người tiêu dùng đều quan tâm sâu sắc những vấn đề liên quan đến chất lượng
an toàn của sản phẩm và nhận thức rõ tính nghiêm trọng của vấn đề này. Mục đích của chúng tôi là thông
qua ban chấp hành các xí nghiệp sản xuất đang liên hệ với các nhà khoa học ở châu Âu và Mỹ để làm sáng
tỏ những tác hại của các chất hóa học đến hoạt động hooc môn, khả năng sinh sản của người và động vật
hoang dã.
Kể cả ở Mỹ, từ hiệp hội sản xuất hóa chất đến các tạp đoàn đều ủng hộ tiền cho những nghiên cứu
liên quan đến DDT, ung thư vú và nhiều nghiên cứu khác. Ban chuyên gia đánh giá sự thay đổi chất lượng
tinh dịch được thành lập. Các chuyên gia thành viên sẽ tiến hành nghiên cứu phát hiện những sai sót và
đánh giá chính xác lại các nghiên cứu trước đây.
•
Suy nghĩ của các nhà nghiên cứu về vấn đề có liên quan đến hooc môn môi trường
Các nhà nghiên cứu về vấn đề có liên quan đến hooc môn môi trường có suy nghĩ như thế nào?
Trong cuốn sách feminization (sự nữ hóa thiên nhiên) tiến sỹ Sharp và giáo sư Sampter hay được
nhắc tới. Và sau là một vài lời trích của tiến sỹ Sharp và giáo sư Samter.
“Rất nhiều người cho rằng các chất hóa học gây ảnh hưởng xấu đến cơ thể như thế thì chỉ cần cấm
sản xuất là có thể giải quyết được vấn đề. Nhưng nếu chỉ đơn giản như vậy thì đã không có vấn đề gì. Điều
đáng ngại là trong cuộc sống sinh hoạt hàng ngày, chúng ta sử dụng rất nhiều đồ dùng trong gia đình mà
phần lớn được làm từ những hợp chất hóa học. Nếu loại trừ những chất đó thì có lẽ chúng ta cần phải làm
một cuộc cách mạng (theo tiến sỹ Sharp)
“ Giả sử nếu cấm sử dụng hợp chất phthalate thì sẽ phải giảm một nửa các vật dụng trong gia đình.
Các đồ gia dụng, các loại túi nhựa polymer, máy rửa bát chén, tủ lạnh, tủ đông…đều cần đến một lượng
nhựa lớn. Phần lớn các hộp đựng mỹ phẩm, hộp đựng thức ăn, giấy gói thức ăn đều có sử dụng hợp chất
phthalate. Vậy chúng ta có thật sự muốn không sử dụng hợp chất phthalate hay không? (giáo sư Sampter)
“Vì chúng ta nghĩ rằng hợp chất phthalate có thể tan ra từ các đồ dùng bằng nhựa nên chúng ta
tránh không cho sữa vào trong đồ nhựa mà thay chúng bằng các chai, nhưng khi rửa chai thì trong nước rửa
bát có thể chứa hợp chất có tác dụng như estrogen. Cũng như vậy chúng ta tránh không ăn hoa quả đóng
hộp vì chất bisphenol A có thể bị hòa tan từ hộp đựng nhưng hoa quả tươi cũng có thể bị nhiễm chất có tác
dụng estrogen từ thuốc trừ sâu và thuôc diệt cỏ.Các chất có tác dụng như estrogen rất đa dạng và được sử
dụng trong nhiều trường hợp nên khi các bạn nói hãy cho lời khuyên để có thể tránh được ảnh hưởng của
các chất này thì tại thời điểm hiện nay điều đó tuyệt đối không phải là không thể nhưng rất khó khăn.(theo
giáo sư Sampter)
1.4 Tình hình tại Nhật
Để tìm hiểu được nguyên nhân các hiện tượng bất thường trong sinh vật hoang dã, Colborn đã đọc
trên 2000 luận văn, thảo luận với nhiều học giả và đã đi đến kết luận rằng nguyên nhân của hiện tượng bất
thường trong sinh vật hoang dã là do các chất ngoài môi trường đã làm rối loạn hệ nội tiết trong cơ thể. Thật
là thán phục trước tinh thần bền bỉ và quan sát sâu sắc của Colborn. Và so với những nghiên cứu trên thì
tình hình nghiên cứu ở Nhật Bản còn rất chậm. Tuy số lượng nghiên cứu, và hiện tượng bất thường trong
sinh vật hoang dã không nhiều nhưng cũng có một vài thông báo
Ví dụ ở sông Tamagawa, Tokyo có những con cá quả có tinh hoàn quá nhỏ được phát hiện vào năm
1997, ở lưu vực biển cũng phát hiện có nhiều cá bị đổi giới tính từ đực sang cái như loài Macogarei sống gần
đáy vịnh Tokyo, và theo điều tra ở đầu thập kỷ 1990 hiện tượng chuyển giới tính của loài ốc xoắn Dog whelk
( khi con cái trưởng thành thì lại xuất hiện cơ quan sinh dục đực) xảy ra trên toàn Nhật Bản.
Qua cuộc điều tra tinh dịch đối với 34 thanh niên trong độ tuổi 20-26 được tiến hành từ
4/1996đến1/1998, Trường đại học Teikyo đã phát biểu rằng hiện tượng tinh trùng không bình thường cũng
có thể đang xảy ra với cả những thanh niên Nhật khỏe mạnh. Mặc dù số lượng đối tượng điều tra không
nhiều nhưng theo kết quả điều tra thì lượng tinh dịch trung bình là 2,5ml (trên2ml) số lượng tinh trùng trung
bình là 41,7 triệu/ml (trên 10triệu/ml) tỉ lệ tinh trùng có hình dạng bình thường là 49% (trên 30%) tỉ lệ sống
là 78% (trên 75%) cao hơn mức độ tiêu chuẩn của cơ quan bảo vệ sức khỏe WHO (các giá trị trong ngoặc
đơn). Nhưng tỉ lệ hoạt động của tinh trùng chỉ là 27% quá thấp so với giá tri tiêu chuẩn của WHO(50%). Và
trong 34 người thì chỉ có 1 người đạt tất cả các chỉ số bình thường theo tiêu chuẩn WHO.
Trên một tờ báo có đăng tin rằng cơ quan môi trường đã tiến hành kiểm tra khả năng hòa tan các
chất của các đồ đựng được nhập từ Đức với giá 100yên/ chiếc. Kết quả là trong thời gian đầu đã tìm thấy
chất bisphenol A tan ra từ 1 trong 8 chiếc được thí nghiệm, nhưng sau khi rửa từ 50-100 lần thì từ cả 8 chiếc
đều tan ra chất bisphenol A. Nồng độ cao nhất là 0.18ppm.
Những giới thiệu trên chỉ là một phần những ảnh hưởng của hooc môn môi trường đến hệ sinh thái,
nhưng dù là vậy cũng đã có quá nhiều hiện tượng không bình thường trong sinh vật hoang dã đang xảy ra ở
Mỹ, châu Âu và Nhật Bản. Nói tóm lại hooc môn môi trường là những chất gì? Tại sao những hiện tượng
không thể tin nổi trong sinh vật hoang dã lai có thể xảy ra do các tác dụng của hooc môn môi trường?
Từ những thắc mắc trên và để tìm được phương pháp giải quyết vấn đề hooc môn môi trường, cuốn
sách này sẽ tiếp cận từ những tác dụng của hooc môn môi trường đối với sinh vật. Đầu tiên, chúng ta cùng
suy nghĩ hooc môn môi trường có khả năng gây rối loạn hệ nội tiết hay không? Tiếp đó, chúng ta suy luận
đến nguyên nhân tại sao lại có hiện tượng đó và sau cùng là qua các hiện trạng của hooc môn môi trường
chúng ta sẽ đưa ra những biện pháp có thể để phòng tránh tác hại của hooc môn môi trường.
Dù có nói vậy nhưng những dữ liệu quan sát nghiên cứu về hooc môn môi trường hiện nay vẫn
chưa đầy đủ, nên chúng ta phải suy luận và suy đoán dựa theo số liệu khoa học. Sự thật là chưa có được
những bằng chứng cụ thể mang tính quyết định, vẫn không thay đổi. Đây cũng là điều mà tác giả muốn
nhấn mạnh với độc giả.
Chương 2
Đặc trưng của hooc môn môi trường và hệ nội tiết
2.1 Đặc trưng của hooc môn môi trường
Các chất hooc môn môi trường có nhiều tác dụng sinh học khác nhau nhưng chúng cũng có những
đặc điểm chung. Để có thể lý giải nguyên nhân các hiện tượng bất thường chúng ta cùng tìm hiểu các đặc
điểm chung của các chất hóa học được gọi là hooc môn môi trường.
•
Các chất hooc môn môi trường có cấu trúc vòng benzen
Cấu trúc hóa học của các chất hooc môn môi trường tiêu biểu (cả các chất bị nghi ngờ là hooc môn
môi trường) được tóm tắt như hình 2-1. Và điểm chung là các chất hooc môn môi trường trừ thiếc hữu
cơ(TBT) đều có cấu trúc có vòng benzen. Vòng benzen là cấu trúc hóa học có hình 6 cạnh do 6nguyên tử C
kết hợp với nguyên tử H. Cấu trúc vòng benzen không hoàn toàn xa lạ với chúng ta mà đó là cấu trúc những
thành phần cơ bản trong các dược phẩm, sợi tổng hợp và gỗ.
Hình 2-1 Cấu trúc hóa học các chất hooc môn môi trường (bao gồm các chất bị nghi ngờ là hooc môn môi
trường) (phân tử lượng)
•
Kích thước phân tử nhỏ, cấu trúc phân tử đơn giản
Các phân tử cấu thành cơ thể sinh học như protein, các loại đường đa phân tử, đều là những cao
phân tử có cấu trúc phức tạp, kích thước lớn. (Hợp chất cao phân tử là những chất có phân tử lượng lớn hơn
1 vạn) Các phân tử lượng cao như gen di truyền và chuỗi DNA,RNA là những thành phần cơ bản. Nhưng so
với các chất này thì hooc môn môi trường (như hình 2-1) có kích thước phân tử nhỏ, phân tử lượng tối đa
cũng chỉ khoảng 300. Như vậy so với cấu trúc phân tử protein thì cấu trúc các chất hooc môn môi trường là
đơn giản.
•
Khó tan trong nước và dễ tan trong mỡ
Chất protein, các loại đường đa phân tử, DNA, RNA đều dễ tan trong nước, thành phần cấu tạo các
chất trên như axit amin, gluco cũng dễ tan trong nước. Nhưng các chất hooc môn môi trường thì ít tan trong
nước và dễ tan trong dung dịch mỡ. Tính chất này gọi là tính tan trong mỡ.
Các chất hooc môn môi trường có tính tan trong mỡ vì trong phân tử của chúng có chứa cấu trúc
vòng benzen. Các chất có tính tan trong mỡ cũng không lạ đối với chúng ta vì trong cơ thể chúng ta các chất
béo, các chất tạo thành màng tế bào, hooc môn steroid cũng có tính tan trong mỡ. Các chất này có cấu trúc
hóa học khác một chút so với các chất hooc môn môi trường. Và chỉ sự khác nhau một chút đó cũng có thể
phân chia ra chất vô hại và các chất hooc môn môi trường
•
Phân hủy sinh học thấp
Sinh vật, dù là động vật hay thực vật khi đã ngừng sống thì các thành phần cấu tạo sẽ bị phân hủy
và trở về với vòng tuần hoàn tự nhiên. Hiện tượng các chất bị phân hủy do các enzim gọi là sự tự phân hủy
sinh học. Các hooc môn môi trường lại không có cấu trúc dễ bị phá hủy bởi các enzim như sự kết hợp estel
hay kết hợp amid nên chúng khó phân hủy trong cơ thể sinh học và giữ nguyên trạng thái . Và để bảo vệ môi
trường toàn cầu người ta đang miệt mài nghiên cứu thay đổi các chất kể cả nhựa để các chất đó có thể tự
phân hủy.
2.2 Các chất hooc môn môi trường gây tác dụng chỉ với một lượng rất nhỏ
Một đặc trưng lớn của các chất hooc môn môi trường là chỉ với một lượng vô cùng nhỏ cũng có khả
năng gây ra những tác dụng sinh học. Nói là một lượng nhỏ, đó là chuyện so sánh tương đối với các chất
khác. Việc có thể phát hiện và tính được một lượng rất nhỏ các chất hooc môn môi trường là nhờ sự tiến bộ
của các máy phân tích gần đây. Cho đến những năm 1970 chúng ta chỉ đo được đến nồng độ 1 phần của 1
triệu, 1/1,000,000( ppm).Nhưng đến những năm 1980 chúng ta đã có thể đo đến nồng độ 1phần của 1 tỉ 1/
1,000,000,000(ppb) và những năm 1990 chúng ta có thể tính đến nồng độ rất nhỏ như 1 phần của 1 ngàn tỉ
1/1,000,000,000,000(ppt: parts per trilion)
Nói đến nồng độ 1/1,000,000,000,000 chắc nhiều người chưa tưởng tượng ngay được, nên có thể ví
dụ như sau: làm nhỏ một giọt dung dịch vào một bể bơi dài khoảng 25m hay cho tràn đầy nước vào sân
bóng chày Koshien rồi cho một hạt đường vào quấy đều lên ta sẽ được nông độ ppt. Khi nghe như vậy hẳn
mọi người sẽ tưởng tượng được nồng độ thấp như thế nào. Nhưng cấu trúc phân tử hooc môn môi trường
khoảng 300 nên trong 1 cm3 nước có nồng độ ppt đi chăng nữa thì cũng chứa khoảng 2 tỉ phân tử hooc môn
môi trường. Và như vậy thì ta lại thấy có quá nhiều phân tử hooc môn môi trường trong một thể tích nhỏ
như vậy.
(Sân bóng chày Koshien có tổng diện tích là 39,600m2)
2.3 Hooc môn môi trường rất gần với hooc môn giới tính
Có thể tóm tắt lại đặc điểm của hooc môn môi trường là trong cấu trúc phân tử có vòng benzen, dễ
tan trong mỡ, khó phân hủy và chỉ với một lượng rất nhỏ cũng có tác dụng sinh học. Hơn thế nữa khi so
sánh cấu trúc phân tử hooc môn môi trường tiêu biểu (hình 2-1) và cấu trúc phân tử hooc môn giới tính
(hình 2-2) thì cấu trúc gần giống nhau, chỉ khác là cấu trúc phân tử hooc môn môi trường nhỏ hơn. Trừ hooc
môn tuyến giáp trạng, các hooc môn khác đều thuộc hệ các chất protein, cũng dễ tan trong mỡ.
Hinh 2-2 Cấu trúc hóa học các hooc môn tiêu biểu
Các hooc môn môi trường có tác dụng sinh lý giống như hooc môn nữ estrogen nên người ta gọi
nhiều hooc môn môi trường là các chất có tác dụng như estrogen. Các chất hooc môn môi trường không có
biểu hiện tác dụng như hooc môn nam giới androgen nhưng có biểu hiện chống lại tác dụng hooc môn
androgen, nghĩa là ngăn trở hoạt động của hooc môn androgen. Biểu hiện này gọi là tác dụng tương phản.
Tác dụng giống như hooc môn (agonist) và tác dụng tương phản( antagonist) rất quan trọng nên sẽ được
giới thiệu ở phần sau.
2.4 Giới thiệu về Hooc môn
Các chất hooc môn môi trường có chữ “hooc môn” vì chúng làm rối loạn hệ thống nội tiết. Để có thể
biết rõ về hooc môn môi trường chúng ta cần hiểu rõ các điều cơ bản về hệ nội tiết.
•
Vai trò chính của hệ nội tiết là các hooc môn
Trong cơ thể chúng ta có các cơ quan tổng hợp các chất mà chỉ với một lượng rất nhỏ cũng có tác
dụng sinh lý đặc biệt. Các chất được tổng hợp đó ngấm trực tiếp vào máu, được gọi là hooc môn. Cơ quan
tổng hợpcác chất hooc môn gọi là tuyến nội tiết. Các loại vitamin cũng có tác dụng sinh lý với một lượng nhỏ
nhưng cơ thể chúng ta về cơ bản không tổng hợp được vitamin. Cho nên có thể định nghĩa hooc môn là
những chất được hệ nội tiết tạo thành, ngấm vào máu, tạo nên những tác dụng sinh lý đối với những tế bào
đích.
Hinh 2-3 Tác dụng giống hooc môn(agonist) và tác dụng kháng hooc môn (antagonist)
•
Các loại hooc môn
Hình 2-4 Các cơ quan nội tiết chủ yếu trong cơ thể
Như hình vẽ 2-4 hooc môn được tổng hợptừ rất nhiều tuyến nội tiết. Về mặt cấu trúc hóa học hooc môn
được chia làm 5 loại (bảng 2-5) Đó là catechol amine ,steroid, iod amin acid, oligopeptide, protein. Hooc môn
catechol amine rất dễ tan trong nước nhưng hooc môn iod amin acid và hooc môn steroid khó tan trong nước,
dễ tan trong mỡ. Ở phần tới, cuốn sách sẽ trình bày về sự khác nhau giữa tính tan trong mỡ và tính tan
trong nước. Chính sự khác nhau đó sẽ tạo ra sự khác nhau trong cách xâm nhập vào bên trong tế bào.
Các loại hooc môn
Catechol amine
Steroid
iod amin acid
Oligopeptide
Protein
•
Bảng 2-5:Các loại hooc môn và các tuyến nội tiết
Loại
tính Phạm vi
Tuyến nội tiết(hooc môn tiêu biểu)
tan
phân tử lượng
Trong nước 150-200
Chất tủy thượng thận ( Adrenalin,
Noradrenalin)
Trong mỡ
250-310
Buồng trứng ( estradiol)
Tinh hoàn ( Testosteron)
Lớp vỏthượng thận ( Corticosteron,
Cortisone)
Trong mỡ
750-777
Tuyến giáp trạng ( triiodthyronine,
thyroxine)
Trong nước 1000-6000
Tuyến yên (hooc môn kích thích lớp
vỏ thượng thận, hooc môn kháng
tiểu tiện, oxytosin)
Tuyến giáp trạng (Calcitonin)
Tuyến cận giáp (hooc môn tuyến
cận giáp)
Phần não trung tâm( hooc môn giải
phóng hooc môn hình thành trứng,
hooc môn giải phóng prolactin,
hooc môn cưỡng chế tiết hooc môn
sinh trưởng)
Tụy
tạng
(insulin,
glucagon,
somatostatin)
Trong nước 1 vạn- 4vạn
Tuyến yên ( hooc môn kích thích
tuyến giáp trạng, hooc môn kích
thích nang trứng, hooc môn sinh
trưởng, hooc môn hình thành lòng
đỏ trứng, prolactin)
Tuyến ức ( thymosin )
Cấu tạo màng tế bào
Các tế bào được bảo vệ khỏi sự xâm nhập của các thành phần không mời mà đến là nhờ màng tế
bào. Cấu tạo cơ bản của màng tế bào (hình 2-6) gồm 2 lớp. Lớp đầu là những chất có tính tan trong nước,
phần lớp dưới đó là những chất có tính tan trong mỡ. Ở tế bào có protein được gọi là những tiếp thể, có thể
đi qua màng tế bào (hình2-6) có nhiệm vụ thu những tín hiệu ngoài tế bào.
Hình2-6 Cấu tạo 2 lớp của màng tế bào và loại tiếp thể đi qua màng tế bào
Các hooc môn tồn tại trong máu đế có thể đến những tế bào đíchthì trước tiên hooc môn phải đi
qua thành mạch máu (hình 2-7). Mặt bên trong thành mạch máu được bao phủ bởi các tế bào thành mạch
máu nhưng giữa các tế bào thành mạch máu có một ít các khe hở để nước và chất dinh dưỡng có thể ra
ngoài mạch máu. Tuy nhiên ở thành mạch máu não thì không có các khe hở này để tránh sự xâm nhập của
các chất bên ngoài vào, và được bảo vệ cẩn thận bởi các cửa quan thành mạch máu não. Ở thai nhi mới hình
thành thì các cửa quan này vẫn chưa được hoàn thiện.
Hình 2-7 Sự di chuyển các chất truyền đạt thông tin giữa các tế bào và mạch máu
Các hợp chất có phân tử lượng thấp có tính tan trong mỡ dù không có các khe hở của các tế bào
vẫn có thể trực tiếp đi qua các màng tế bào bên trong thành mạch máu. Vì thành phần bên trong màng tế
bào có tính tan trong mỡ, và bề mặt ngoài mỏng có tính tan trong nước nên các chất ngoại lai có tính tan
trong mỡ sẽ đi qua theo phương pháp vật lí. Chính vì vậy các hợp chất có phân tử lượng thấp như ether
(CH3CH2-O-CH2CH3),chloroform, toluene (C6H5CH3) có thể xâm nhập vào tế bào thần kinh gây mê và mê
hoặc lớp trẻ trong trò chơi nghiện hút. Thành phần chính của chất pha loãng sơn là toluene. Hình 2-8 biểu thị
cấu trúc hóa học cuả chất này. Hooc môn môi trường cũng là những phân tử có lượng phân tử lượng thấp và
có tính tan trong mỡ như thế.
Hình 2-8 Các hợp chất phân tử lượng thấp xâm nhập dễ dàng vào trong não
•
Hệ thống truyền đạt thông tin tới bên trong các tế bào –các tiếp thể(recepter)
Hooc môn từ các tuyến nội tiết ngấm
vào máu đi qua thành mạch máu phân tán tự
do đến các tế bào đích(hình 2-7). Trong cơ thể,
ngoài hệ thần kinh có các đường dẫn là dây
thần kinh, vì không có đường dẫn như đường
dây điện hay sóng điện nên sự truyền đạt thông
tin trong cơ thể đều do các chất hooc môn.
Chính vì thế các hợp chất hooc môn môi trường
mới có khe hở để gây rối loạn hệ nội tiết.
Những hooc môn có tính tan trong
nước như hooc môn oligopeptide, hooc môn
protein, khi tới những tế bào đích, sẽ kết hợp
với các tiếp thể lộ ra trên bề mặt tế bào đích đó
(hình 2-9). Hooc môn không thể kết hợp với tất
cả các tiếp thể. Vật chất truyền đạt thông tin
chỉ có thể kết hợp với tiếp thể khi có tín hiệu có
thể ‘’on’’. Vì đây là tín hiệu bắt đầu hoạt động
rất quan trọng nên chỉ có tiếp thể đặc hữu của
mỗi loại hooc môn mới kết hợp được với chính
hooc môn đó. Chính sự kết hợp đặc biệt này
thể hiện sự tiến hóa trong sinh vật nhằm không
có sự truyền đạt những thông tin sai.
Các hooc môn như hooc môn protein
khi kết hợp với các tiếp thể thì phân tử bên
trong tế bào sẽ thay đổi trạng thái lập thể, gốc
axit phôtpho sẽ kết hợp với tiếp thể và phản
ứng oxi hóa phôtpho xảy ra liên tục nhờ các
protein trong tế bào (hình 2-9) Chuỗi phản ứng
liên tục oxi hóa phôtpho là một phương tiện
truyền đạt thông tin rất quan trọng trong tế
bào. Nhờ vậy, thông tin được truyền đến nhân
tế bào.Và gen di truyền dựa vào thông tin được
truyền đạt bắt đầu quá trình tổng hợp chất
Hình 2-9 Các loại tiếp thể
được chỉ định.
•
Tiếp thể hooc môn Steroid
Nếu là hooc môn Steroid thì như hình 2-9, thông tin được truyền vào nhân tế bào không thông qua
tiếp thể trên bề mặt tế bào. Vì hooc môn Steroid là hợp chất có phân tử lượng thấp, tan trong mỡ nên tự do
đi qua màng tế bào vào bên trong tế bào như các phân tử nhỏ hơn (thinner)
Hooc môn Steroid khi đi vào trong tế bào, kết hợp với tiếp thể tồn tại bên trong tế bào, bắt các gen
di truyền hoạt động. Ví dụ mệnh lệnh của hooc môn Steroid là làm lông ngực phát triển, trông thật nam tính
thì các tế bào gốc lông ngực sẽ là các tế bào đích cuối cùng của hooc môn, làm gen di truyền bắt đầu thực
hiện mệnh lệnh phát triển lông ngực.
Thật ra, các tiếp thể hooc môn Steroid gồm phần điều khiển protein và phần kết hợp với DNA tạo
thành một khối (hình 2-10). Nhưng khi hooc môn Steroid kết hợp với tiếp thể thì phần điều khiển protein bị
dời ra, phần kết hợp với DNA bị trống. Và DNA đặc trưng trong nhân tế bào sẽ kết hợp vào vị trí này, thông
tin đặc biệt được lưu giữ ở vị trí này sẽ được RNA sao chép lại. Như vậy tiếp thể hooc môn Steroid cũng góp
phần trong nhiệm vụ sao chép thông tin.
Hình 2-10 Từ sự kết hợp với tiếp thể hooc môn Steroid đến sự hình thành chất protein
Như vậy, phương pháp truyền đạt thông tin đến nhân tế bào của hooc môn Steroid thông qua các
tiếp thể bên trong màng tế bào đơn giản hơn so với các cách truyền đạt thông tin của các hooc môn khác.
•
Rất nhiều hooc môn giới tính
Hooc môn bị hooc môn môi trường làm rối loạn là hooc môn giới tính, có tính tan trong mỡ (hình
2-2) được phân loại thuộc hooc môn Steroid. Hooc môn Steroid là tên gọi chung hợp chất có cấu trúc hóa
học có 3 hình gồm 6 cạnh và 1 hình 5cạnh liên kết giữa các nguyên tử C. Một đặc trưng lớn của hooc môn
giới tính là nếu cùng tên gọi thì dù là hooc môn đó ở cá hay người thì cũng cùng một cấu trúc hóa học. Điều
này khác hẳn với hooc môn chất protein.
Hooc môn giới tính gồm hooc môn nam và nữ. Mọi người dễ hiểu lầm hooc môn nam chỉ có ở nam
giới và hooc môn nữ chỉ có ở nữ giới nhưng thật ra đây chỉ cách gọi tên. Hooc môn có nhiều ở nam giới thì
gọi là andrrogen (hooc môn nam), hooc môn có nhiều ở nữ giới thì gọi là estrogen (hooc môn nữ).
Các loại hooc môn giới tính và các cơ quan nội tiết, các tác dụng chính của các hooc môn đó được trình bày ở
bảng 2-11. Cùng một loại hooc môn nhưng ứng với thời điểm, địa điểm khác nhau thì có những tác dụng
khác nhau. Hooc môn androgen cũng được tổng hợptừ buồng trứng phát triển bình thường, cũng như hooc
môn estrogen cũng được tổng hợptừ tinh hoàn.
Bảng2-11 Các cơ quan tiết ra hooc môn giới tính và các tác dụng tiêu biểu
Hooc môn giới tính
Estrogen
17β estradiol( hooc
lòng trắng trứng)
Progestron
Cơ quan nội tiết
Tác dụng
Lòng trắng trứng, lòng đỏ Phát triển ở tuổi dậy thì của
môn trứng, nhau thai, lớp vỏ nữ giới
thượng thận, tinh hoàn
Lòng đỏ trứng
Thụ tinh, niêm mạc tử cung
dầy, duy trì mang thai
Androgen
Tinh hoàn, lớp vỏthượng Phát triển ở tuổi dậy thì của
Testosteron
thận, buồng trứng,
nam giới
Gần đây, cấu trúc vật lý của tiếp thể của một loại estrogen (17β estradiol)đã được làm sáng tỏ (hình
2-12). Theo cấu trúc đó thì kích cỡ lỗ hổng của tiếp thể là khoảng 450Å3, lớn hơn khoảng 2 lần so với thể
tích của hooc môn 17βestradiol. Chính vì thế các phân tử hooc môn môi trường cũng có thể vào lỗ hổng đó
của tiếp thể, nhưng tiếp thể có thay đổi cấu trúc lập thể để kích thích các hoạt động tiếp theo hay không thì
vẫn chưa được rõ.
Hình 2-12 Phân tử estradiol vừa khít vào lỗ tiếp thể estradiol (các axit amin xung quanh estradiol là axit amin
đơn vị cấu thành chất protein) ( Nhóm Brzozowski,1997)
Nồng độ estrogen trong máu chỉ bằng khoảng 1/100 hoặc 1/1000 nồng độ androgen nhưng khả
năng kết hợp của estrogen với tiếp thể estrogen lớn hơn khả năng kết hợp của androgen và tiếp thể
androgen khoảng 100 đến 1000 lần.
Phụ nữ tiết ra hooc môn estrogen cách quãng, chủ yếu ở thời kỳ trứng rụng. Nhưng nam giới thì tiết
ra androgen một cách liên tục. Giả sử nam giới cũng có chu kỳ như nữ giới thì khi hai chu kỳ này mà không
trùng nhau thì không thể duy trì nòi giống. Thiên nhiên thật kỳ diệu và hoàn hảo ở chỗ đó.
Ở những bệnh ung thư vú, ung thư âm đạo, ung thư tử cung đều phát hiện thấy tiếp thể estrogen,
nên lượng estrogen thừa kích thích sự tăng trưởng tế bào ung thư. Chính vì vậy đối với những bệnh như thế
này phương pháp trị liệu kháng estrogen đang được chú ý rất nhiều.
Thai nhi có những protein đặc biệt để kết hợp với estrogen nên có thể chế ngự được tác dụng của
estrogen.Tuy nhiên, protein đặc biệt này không có khả năng kết hợp với androgen hay hợp chất hooc môn
môi trường. Trong thời kỳ để phân định giới tính của thai nhi, hooc môn giới tính phải đi đến não nhưng vì
protein của thai nhi kết hợp với estrogen nên estrogen không đi qua cửa quan của não. Và chỉ androgen đi
qua, đến tế bào thần kinh não, dưới tác dụng của enzim aromatase sẽ biến đổi thành estrogen.
•
Mạng lưới hệ nội tiết tố
Hooc môn liên quan đến giới tính không chỉ do buồng trứng và tinh hoàn tổng hợp mà cũng do cơ
quan bên trong não như phần não trung tâm và tuyến yên tổng hợp. Trong hệ nội tiết, các hooc môn có liên
hệ mật thiết với nhau, đảm bảo sự điều hòa chung của toàn hệ (hình 2-13)
Phần não trung tâm(hình 2-13) bị đại não bao phủ, là trường hợp ngoại lệ trong tổ chức não, không
có cửa quan não với mạch máu. Phần này thông với thùy trước của tuyến yên bằng mạch máu nên hooc môn
được tổng hợp tại đây theo mạch máu tới thùy trước của tuyến yên và tuyến yên sẽ tổng hợp hooc môn kích
thích. Hooc môn này sẽ bị bài tiết vào trong mạch máu, theo mạch máu đến các tuyến nội tiết phía dưới. Các
hooc môn được tổng hợp ở các tuyến nội tiết này lại theo mạch máu đi đến Phần não trung tâm và tuyến
yên.
hình 2-13 Mạng lưới hệ nội tiết
Như vậy, cùng với hệ tuần hoàn máu, hệ thống hooc môn feed back(tương tác hai chiều) cũng được
hình thành. Ví dụ ở đầu thời kỳ kinh nguyệt, thời kỳ phải làm cho noãn trứng chín, đầu tiên hooc môn phóng
nhân tố kích thích trứng được tổng hợp tại phần não chỉ huy, tác dụng lên tuyến yên, bài tiết hooc môn kích
thích trứng. Hooc môn kích thích trứng đi đến buồng trứng, làm cho các hooc môn giúp trứng trưởng thành
như hooc môn estradiol và các hooc môn khác được hình thành.
2.5 Những hoạt động của hooc môn môi trường
Như phần giới thiệu trên, hooc môn môi trường và hooc môn có mối quan hệ sau sắc. Cho nên
chúng ta bắt đầu phải nghĩ về nhũng tác dụng, ảnh hưởng của hooc môn môi trường. Đầu tiên, hooc môn
môi trường nếu đi vào cơ thể qua đường thức ăn, sẽ qua niêm mạc thành cơ quan tiêu hóa, vào mạch máu
cơ quan tiêu hóa. Trong trường hợp hooc môn môi trường tồn tại trong không khí thì qua hô hấp chúng sẽ đi
vào phổi, vào mao mạch máu ở phổi.
Các phân tử hooc môn môi trường có tính tan trong mỡ, khi đi vào mạch máu, hoặc sẽ kết hợp với
các protein kết hợp có ở trong máu, hoặc sẽ đi đến gan và ở gan sẽ chịu xử lý hóa học bởi các enzim của tế
bào gan. Ở gan hooc môn môi trường hoặc sẽ xử lý hoá học, đến dịch mật và bị bài tiết ra ngoài cùng các
chất thải khác, hoặc vẫn nguyên như thế theo mạch máu đến thận, và sẽ bị các màng cầu thận (nephron),
bài tiết ra ngoài cùng nước tiểu. Về mặt cấu trúc hóa học, nếu các chất hooc môn môi trường không bị xử lý
hóa học thì sẽ kết hợp với chất protein, và nếu không bị lọc ở thận thì sẽ theo mạch máu, tuần hoàn vào
trong cơ thể.
Khi các phân tử chất hooc môn môi trường trở lại mạch máu, chúng sẽ len lỏi qua các khe hở của
mao mạch máu, đi đến các tế bào chất ngoài mạch máu, và ở đó nếu không bị các bạch cầu giữ lại, hooc
môn môi trường sẽ xâm nhập vào bên trong tế bào trong cơ thể.
Thông thường tế bào được bảo vệ bởi màng tế bào nên các chất ngoại lai khó có thể vào bên trong
được. Các ion Na có thể đi vào bên trong tế bào phải nhờ kênh ion và năng lượng được cung cấp từ ATP.
Chất gluco và axit amin rất cần cho các loại tế bào nhưng nếu không có một loại protein làm nhiệm vụ vận
chuyển giúp đỡ thì cũng không thể vào bên trong tế bào được.
Nhưng hooc môn môi trường là những chất tan trong mỡ, kích thước phân tử nhỏ nên có thể đi qua
màng tế bào, vì màng tế bào cũng có tính tan trong mỡ. Nói tóm lại, nếu hooc môn môi trường sau khi đi
qua được cửa quan số 1 là gan thì chúng có thể dễ dàng đi qua màng tế bào.
Phân tử các chất ngoại lai dù vào được bên trong tế bào, nếu không có khả năng kết hợp với các
chất bên trong tế bào, không gây ra phản ứng gì thì cuối cùng chúng cũng bị đẩy ra ngoài tế bào. Nhưng
hooc môn môi trường sau khi xâm nhập vào trong các tế bào như tế bào cơ quan sinh sản thì chúng sẽ kết
hợp với các tiếp thể trong tế bào, nhưng lại không chắc chắn gây ra các phản ứng tiếp theo giống như hooc
môn thật, và chúng cũng có biểu hiện làm cản trở, rối loạn các hoạt động của hooc môn thật trong cơ thể.
Bảng 2-14 biểu thị sự kết hợp dễ dàng của các hooc môn môi trường với các tiếp thể trong cơ thể.
Tiếp thể Ah không phải là tiếp thể hooc môn nhưng theo hình 2-15 tiếp thể này là một tiếp thể dễ kết hợp
với các chất có vòng benzen. Tiếp thể này được tìm thấy trong khoảng sau thập kỷ 1980, và nhiệm vụ
chuyển axit amin của chất này cũng được làm sáng tỏ.
Bảng 2-14 Phân loại các chất hóa học kết hợp với 3 loại tiếp thể (Safe, 1997)
Các loại tiếp thể hooc môn
Tiếp thể estrogene
Tiếp thể androgene
Tiếp thể Ah
Hooc môn môi trường
Chất tổng hợp
Các loại Phenol
PCB
Thuốc trừ sâu loại Chlor hữu
cơ
Hydroxy PCB
Estel phthalate
Thuốc Y dược
P,p’-DDE
Thuốc Vinchlorzolin
Thuốc y dược loại Flutamide
Chất trong tự nhiên
Isoflavone
Lignan
Sterol
Chất chuyển hóa nhờ vi
khuẩn
Các chất nhiều vòng benzen
(polycyclic Hydrocarbon)
Các chất nhiều vòng benzen
Indole-3-Carbinol
Các chất nhiều vòng benzen
Chất amin thơm
PCB
Các loại đioxin
Các hợp chất Chlor thơm khác
Hooc môn môi trường có trạng thái phân tử đa dạng, có biểu hiện gần giống estrogen nhưng sự kết
hợp giữa hooc môn môi trường và các tiếp thể không thể chỉ đơn thuần giống như cái khóa và chìa khóa. Ví
như cấu trúc hóa học của estrogen và androgen gần giống nhau, nhưng có loại hooc môn môi trường có biểu
hiện giống estrogen, có loại hooc môn môi trường khác lại có biểu hiện kháng androgen nên có lẽ đó không
chỉ sự kết hợp dễ dàng với các tiếp thể mà cả vị trí kết hợp với phần nào của tiếp thể cũng rất quan trọng
Hình 2-15 Phát hiện gen di truyền nhờ sự kết hợp chất thơm (Ah) thuộc loại chất đioxin và tiếp thể của Ah
(Nhóm Gonzalez, 1993)
Hơn nữa, ở chương tới, có những trường hợp sau khi chịu phản ứng thay thế tại gan, chất độc mới
xuất hiện. Như vậy, việc phán đoán độc tính qua hình dạng ngoài của hợp chất là rất nguy hiểm. Và khi các
chất làm nhiệm vụ truyền đạt thông tin có cấu trúc đơn giản thì hoạt động của các chất đó dễ bị các chất
ngoại lai nhân tạo làm cản trở hoặc rối loạn.
Chương 3 Sự tích tụ trong cơ thể và sự phát hiện độc tính
Chương trước đã tập trung nói đến 2 vấn đề. Một là hooc môn môi trường là những hợp chất phân
tử lượng thấp, tan trong mỡ nên dễ dàng xâm nhập vào bên trong tế bào. Hai là có một số hooc môn môi
trường gần giống hooc môn estrogen nên có thể kết hợp với tiếp thể của hooc môn estrogen.
Chương này sẽ tập trung trình bày vào những phản ứng bên trong cơ thể của chúng ta.
Trong cơ thể chúng ta có một cửa quan quan trọng trong việc bài trừ chất độc mà tại sao hooc môn môi
trường vẫn có thể đi qua?
Hooc môn môi trường khác với các chất độc khác như thế nào?
Hooc môn môi trường có liên quan đến sự sinh sản và hình thành giới tính hay không?
3.1 Sự bài trừ và giải độc các chất ngoại lai
Các hooc môn môi trường dù có vào được bên trong cơ thể chúng ta nhưng nếu bị hóa giải độc tính
hoặc bị thải ra ngoài cơ thể thì sẽ không có chuyện hệ nội tiết bị rối loạn. Về cơ bản trong cơ thể chúng ta,
có hệ thống bảo vệ làm nhiệm vụ loại trừ các chất ngoại lai. Đây là cơ quan tự vệ không thể thiếu đối với
hoạt động sống của sinh vật. Mặc dù hiện nay chúng ta được bảo vệ bởi luật an toàn vệ sinh thực phẩm
nhưng từ trước đến nay chúng ta đã phải tự bảo vệ mình nhờ cơ quan tự vệ này
•
Sự xâm nhập của chất ngoại lai vào bên trong cơ thể
Nếu trong thức ăn và nước uống có lẫn các chất có hại thì những chất đó qua đường ăn uống sẽ
vào cơ quan tiêu hóa, hoặc là sẽ vẫn giữ nguyên trạng thái đó hoặc bị men tiêu hóa phân giải và sẽ bị hấp
thụ đến mạch máu bên trên thành ruột non. Các hooc môn môi trường là hợp chất phân tử lượng thấp tan
trong mỡ nên theo hình 3-1 chúng sẽ đi qua các khe hở giữa các tế bào và màng tế bào. Nhưng như trình
bày ở chương trước, để ion Na đi vào bên trong tế bào thì cần phải có năng lượng. Các chất được hấp thụ
qua đường thức ăn vào bên trong cơ thể một cách dễ dàng đều phải nhờ gluco vận chuyển.
Hình 3-1 Sự hấp thụ các chất qua thành ruột non
Các chất có tính tan trong nước khi vào trong mạch máu thì được vận chuyển theo mạch máu,
nhưng những chất tan trong mỡ thì sẽ kết hợp với các protein albumin hoặc globulin, chảy theo mạch máu.
Nhưng protein này gọi là những chất kết hợp. Nhưng không phải chất nào khi được hấp thụ vào cũng có thể kết
hợp với các protein này, những chất đó sẽ đi qua màng tế bào
Ngoài đường xâm nhập là hệ tiêu hóa, các chất ngoại lai có thể vào cơ thể qua khí quản. Các chất
ngoại lai khi tới phổi, sẽ qua thành tế bào phổi, tới mạch máu. Các chất có thể xâm nhập qua da chỉ có thể là
những chất ít tan trong nước và dễ tan trong mỡ như chất nitroglycerine, vì thông thường trên bề mặt da có
lớp sừng bảo vệ da khỏi các chất lạ.
Trong cơ thể hay mạch máu của chúng ta có mang lưới cơ quan miễn dịch quan trọng bao gồm các
thành phần như chất kháng thể, bạch cầu, tế bào bao vây làm nhiệm vụ xử lý các chất lạ xâm nhập vào cơ
thể. Các loại virut, khuẩn gây bệnh khi xâm nhập vào cơ thể sẽ bị loại trừ bởi hệ thống miễn dịch này.
Nhưng khi hệ miễn dịch không nhận biết được sự xâm nhập của chất lạ thì các chất lạ sẽ từ đường
tiêu hóa theo tĩnh mao mạch đến gan (hình 3-2). Tại gan, các chất lạ bị giữ lại bởi các phản ứng hóa học và
được khử độc. Gan không chỉ là cơ quan tạo ra protein cholestrone cần thiết cho việc duy trì sự sống mà còn
là nơi xảy ra nhiều phản ứng khử độc quan trọng.
Hình 3-2 Sự chuyển hóa tại gan các chất ngoại lai xâm nhập vào cơ thể và sự bài tiết
•
Giải độc ở gan
Phương pháp giải độc ở gan là, các phản ứng oxi hóa, phản ứng thêm nước các chất khó tan trong
nước, trước tiên được xảy ra, để làm cho chất đó dễ tan trong nước. Đây gọi là phản ứng thay thế bước1.
Khi các chất trở nên dễ tan trong nước thì phản ứng hóa học sẽ dễ xảy ra bên trong dịch thể của tế
bào gan nhờ các enzim làm nhiệm vụ xúc tác trong tế bào. Ezim này gọi là cytochrom P450. Đây là tên gọi
chung của tập hợp các enzim, do người Nhật đặt tên.
So với các enzim khác, enzim Cytochrom P450 lớn hơn, có phản ứng với rất nhiều chất khác nhau.
Ở người enzim P450 có khoảng 20 loại nhóm, có thể phản ứng với khoảng trên 1 triệu hợp chất có tính tan
trong mỡ.
Một số phản ứng hóa học tiêu biểu nhờ enzim P450 được biểu thị như bảng3-3. Đó là những chuỗi
phản ứng có vẻ phức tạp nhưng thể hiện enzim P450 có ý nghĩa quan trọng đối với vấn đề hooc môn môi
trường.
Bước thứ 2 là phản ứng hóa hợp của những nhóm chất dễ hòa tan trong nước như nhóm hydroxid
(-OH), nhóm carboxyl (-COOH), nhóm amino (-NH2). Phản ứng hóa hợp là phản ứng các chất với các axit dễ
hòa tan trong nước như acid glucuronic ,sunfuric acid, glutamine acid, acetic acid .
Nhờ phản ứng này tính hòa tan trong nước của các chất được tăng cao. Hình 3-4 là chuỗi phản ứng
kết hợp nhờ gluco. Tại gan của thai nhi, phần lớn estrogen của người mẹ đều dễ tan trong nước nhờ phản
ứng với axit sunfuric nên thai nhi nam không bị ảnh hưởng estrogen của mẹ mà phát triển nam tính bình
thường.
Hình 3-4 Phản ứng hóa hợp axit glucron với chất mồi phenol (1ví dụ về phản ứng thay thế cấp 2)
Như vậy khi các hợp chất dễ tan trong mỡ đi vào gan sẽ qua 2 cấp phản ứng, có thể dễ tan trong
nước và bị gan thải ra ngoài cùng nước tiểu. Phản ứng hòa tan trong nước như thế này đóng một vai trò
quan trọng trong chức năng giải độc của gan.
Nhưng điều đáng tiếc, không pải chất nào cũng đều có thể bị thay tính tan trong mỡ sang tính dễ
tan trong nước nhờ phản ứng của enzim. Vì nếu những phản ứng đó đều thành công thì không có những vấn
đề về hooc môn môi trường như hiện nay.
Điều đáng ngạc nhiên cũng có trường hợp sau khi qua 2 cấp phản ứng trên tính chất hóa học chất
đó bị thay đổi và độc tính mới bắt đầu xuất hiện. Đó gọi là phản ứng hóa độc tính.
Hình 3-5 Chuyển hóa chất benzen lọt vào cơ thể và sự di chuyển đến tủy
Ví dụ như chất benzen vào cơ thể qua phổi, sẽ chịu phản ứng thay thế như hình 3-5 và bị thải ra
ngoài qua đường nước tiểu, nhưng một phần sẽ theo mạch máu đến tủy sống, tại đó phản ứng thay thế diễn
ra và chất thay thế sinh ra sẽ gây ra gen bất thường đối với hồng cầu. Hoặc như chất DDT, sau khi qua phản
ứng thứ nhất tạo thành chất DDE có độc tính (hình 3-6). Khi nhìn kỹ cấu trúc hóa học của DDE và DDT, ta
khó có thể xác định được độc tính một cách đơn giản từ hình dạng cơ học.
Hình 3-6 Chuyển hóa chất DDT (p,p’ DDT) tại gan
Đối với các loài động vật khác nhau thì chu kỳ bán giảm trong cơ thể cũng khác nhau(bảng 3-7).Vì
với các loài động vật khác nhau thì tốc độ phản ứng đợt 1 và đợt 2 trong gan cũng khác nhau. Càng những
động vật nhỏ thì hoạt tính của P450 càng cao. Những cơ cấu không thuộc enzim như sự thẩm thấu của màng
tế bào, sự hấp thụ, sự phân bố, bài tiết trong cơ thể ở các động vật thì không khác nhau nhiều.
Nếu enzim của gan các loài động vật khác nhau nhiều thì khi nghiên cứu độc tính của các chất tổng
hợp mới mà không sử dụng những động vật gần với con người, hay không sử dụng những động vật thể hiện
rõ phản ứng đợt 1 và 2 thì khó có thể phán đoán chính xác được độc tính.
Bảng 3-7 Thời gian bán giảm lượng thuốc trong cơ thể người và động vật ( Katoh,1971)
Thời gian bán giảm trong cơ thể( giờ)
Tên thuốc
Người
Khỉ(lông đỏ) Chó
Rat
Mouse
Phenylbutazon
72,0
8,0
6,0
6,0
1,5
Oxyphenbutazon
72,0
8,0
0,5
--Antipyrine
12,0
1,0
1,7
2,2
0,2
Meperidine
5,5
1,2
0,9
0,5
-Hexobarbital
6,0
-4,3
2,2
0,4
Aniline
--2,7
1,2
0,6
Indomethacin
2,0
1,,5
1,5
3,0
-Isoniazid
1,0-4,0
1,2
2,5
0,4
-Dichlorfenac
1,3
2,0
3,5
4,5
-Những ảnh hưởng do phản ứng thay thế lần 1 cuả các chất trên dòng kẻ chấm lớn
Phản ứng hóa hợp lần thứ 2 của các chất dưới dòng kẻ chấm lớn
•
Sự bài tiết
Các chất ngoại lai sau khi bị gan xử lý thành các chất dễ tan trong nước nếu có phân tử lượng lớn
hơn 550 thì sẽ theo dịch mật ra ngoài cùng phân, nếu có phân tử lượng nhỏ hơn 500 hoặc là các chất có tính
tan trong mỡ chưa chịu xử lý hóa học sẽ bị giữ lại cầu thận, và qua mao mạch tiết niệu chúng sẽ quay trở lại
mạch máu, tích tụ ở các mô mỡ. Nếu ở đó các chất này chịu tác dụng của các enzim oxi hóa hay thêm nước
thì cuối cùng cũng sẽ bị bài tiết ra ngoài cơ thể.
Nhưng các chất ít chịu các phản ứng phân giải hay phản ứng hóa nước như các chất hooc môn môi
trường ngày càng tích tụ ở các mô mỡ. Và đếnkhi tràn đầy, chúng sẽ phân tán trong máu, trong sữa mẹ, gây
rối loạn hệ nội tiết của cơ thể.
3.2 Rất nhiều chất có độc tính
Hooc môn môi trường là những chất độc. Dù nói là chất
độc thì cũng có nhiều dạng. Theo quan điiểm chất độc
là chất gây ảnh hưởng đến sinh mạng thì chất độc được
chia làm 3 loại như hình 3-8. Trục hoành là nồng độ chất
trong cơ thể ví dụ như nồng độ trong máu, trên trục
tung có mức độ sức khỏe dồi dào 100% ,và mức độ
nguy hiểm tính mạng 100% có nghĩa là toàn bộ sẽ chết.
Chất độc cực mạnh thì chỉ với một lượng nhỏ
cũng có thể cướp đi sinh mạng, nên phải rất thận trọng
trong việc sử dụng chất đó. Mặt khác, có chất rất cần
cho sự sống nhưng nếu lượng ít quá hoặc nhiều quá
cũng gây nhiều vấn đề ví dụ như muối ăn (NaCl) .Nếu
trong cơ thể người nào đó không có một ít muối ăn nào
thì tỉ lệ chết là 100%. Và nếu uống ngay một lúc một
cốc muối thì 50% số người đó sẽ chết. Có những chất
vô hại, không phải thuốc cũng không phải chất độc
nhưng nếu nồng độ cao cũng gây hại.
Gioi han nguy hiểm là giá trị mà ở mức độ đó
thì có thể chấp nhận được. LD50 là lượng mà nếu sử
dụng trong một lần thì tỉ lệ chết là 50%.
Nếu mức dộ nguy hiểm ở trục tung không phải
là ở mức độ tỉ lệ chết mà là tỉ lệ tổn thương cơ quan
sinh sản thì đường cong chất không hoạt động sẽ lệch
hẳn về phía bên trái. Đây là hiện tượng do các chất hooc
môn môi trường gần gũi mà từ trước đến nay chúng ta
đã nghĩ là vô hại gây ra. Nói tóm lại, không chỉ những
chất cực độc hay những chất gây ung thư cho từng cá
thể mà những chất gây ảnh hưởng đến tương lai của cả
nhân loại đang tồn tại xung quanh chúng ta.
Hình 3-8 Ảnh hưởng của 3 loại chất đến tính mạng
Với mục đích so sánh với hooc môn môi trường, những chất không có ảnh hưởng ngay đến sự sống
chết và để biết độc tính của hooc môn môi trường thì việc hiểu biết cơ cấu phát độc của các chất độc khác là
rất quan trọng.
•
Sự ung thư do các chất hóa học
Trong trường hợp ung thư do các chất hóa học, các chất hóa học đó trực tiếp gây ra bệnh ung thư.
Thông thường, các chất hóa học sẽ chịu phản ứng thay thế từ enzim P450 của tế bào gan và khi đó các chất
trung gian sau phản ứng sinh ra, kết hợp với DNA trong tế bào, gây ra biến đổi hóa học đối với DNA.
Thông thường, những DNA bị tổn thương do biến đổi hóa học đều có thể phục hồi trạng thái ban
đầu những phần bị tổn thương nhờ cơ cấu tự phục hồi tuyệt hảo của mình. Nếu không phục hồi được những
phần đó trở thành tế bào tiền ung thư và vẫn tiếp tục sống nhưng có nhiều trường hợp trong suốt cuộc đời
mà không phát triển thành ung thư. Tuy nhiên khi có chất hóa học được gọi là chất xúc tác thì những tế bào
tiền ung thư sẽ phát triển nhiều, trải qua nhiều giai đoạn và trở thành những tế bào ung thư. Điều đáng tiếc
là cơ cấu của chất xúc tác này vẫn chưa được rõ.
Những chất đioxin không chỉ là những chất hooc môn môi trường gây rối loạn hệ sinh sản mà còn là
những chất bị nghi ngờ là chất ung thư, chất gây quái thai. Sau đây là một trong những giả định cơ chế phát
độc của đioxin.
Đioxin vào gan, kết hợp với tiếp thể Ah (tham khảo hình 2-15), thúc đẩy sự sao chép gen CYP1A1.
Enzim oxi hóa hợp chất thơm thuộc họ P450 được tổng hợp. Như hình 3-9, đó là phản ứng nguyên tử O kết
hợp với liên kết C-C. Enzim được tổng hợpoxi hóa nhiều hợp chất hóa học khác. Vì tính phản ứng hóa học
của hợp chất oxi hóa rất cao nên chúng dễ kết hợp với DNA gây ra quái thai và ung thư.
Hình 3-9 Epoxy hóa PCB (3,4,3’,4’-tetrachlorobiphenil) tại gan
Hơn nữa, Chất Bisphenol A sau khi chịu phản ứng oxi hóa tại gan (hình 3-10) trở thành Bisphenol
–O-quinone. Có thuyết cho rằng chất đó kết hợp với DNA. Hình 3-11 là giả định thể kết hợp của một chất
hooc môn môi trường với DNA.
Hình 3-10 Chất chuyển hóa của bisphenol A kết hợp với DNA (Nhóm Atkinson,1995)