Độc tính của 3-Monochloropropan - 1,2 - diol (3-mcpd)
TÓM TẮT
Mở đầu: 3-MCPD là một dư phẩm được tạo ra trong quá trình thủy phân protein thực vật dưới sự xúc tác của acid. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh độc tính của 3-MCPD trên thận, cơ quan sinh dục và tiềm năng gây ung thư. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành theo dõi độc tính của 3-MCPD trên hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân.
Mục tiêu: Nghiên cứu này bao gồm 2 mục tiêu sau: 1) Nghiên cứu độc tính của 3-MCPD trên hình thái của hồng cầu, và 2) Nghiên cứu độc tính của 3- MCPD trên nhiễm sắc thể qua phương pháp quan sát sự hình thành vi nhân.
Phương pháp: Chuột nhắt trắng được cho uống 3-MCPD trong 6 tháng ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg và 20 mg/kg. Ở thời điểm kết thúc khảo sát (sau 6 tháng), máu chuột thí nghiệm được thu thập và khảo sát hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân dựa trên phương pháp nhuộm màu bằng Giemsa.
Kết quả: 3-MCPD gây thay đổi rõ rệt hình thái hồng cầu: gây giảm thể tích hồng cầu, tăng sắc tố và chuyển sang dạng hồng cầu gai. Bên cạnh đó, sử dụng
14 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1892 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Độc tính của 3-Monochloropropan - 1,2 - diol (3-mcpd), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỘC TÍNH CỦA 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL
(3-MCPD)
TÓM TẮT
Mở đầu: 3-MCPD là một dư phẩm được tạo ra trong quá trình thủy phân
protein thực vật dưới sự xúc tác của acid. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh
độc tính của 3-MCPD trên thận, cơ quan sinh dục và tiềm năng gây ung thư.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành theo dõi độc tính của 3-MCPD trên
hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân.
Mục tiêu: Nghiên cứu này bao gồm 2 mục tiêu sau: 1) Nghiên cứu độc tính
của 3-MCPD trên hình thái của hồng cầu, và 2) Nghiên cứu độc tính của 3-
MCPD trên nhiễm sắc thể qua phương pháp quan sát sự hình thành vi nhân.
Phương pháp: Chuột nhắt trắng được cho uống 3-MCPD trong 6 tháng ở các
liều 1 mg/kg, 10 mg/kg và 20 mg/kg. Ở thời điểm kết thúc khảo sát (sau 6
tháng), máu chuột thí nghiệm được thu thập và khảo sát hình thái hồng cầu và
sự tạo vi nhân dựa trên phương pháp nhuộm màu bằng Giemsa.
Kết quả: 3-MCPD gây thay đổi rõ rệt hình thái hồng cầu: gây giảm thể tích
hồng cầu, tăng sắc tố và chuyển sang dạng hồng cầu gai. Bên cạnh đó, sử dụng
kéo dài 3-MCPD cũng gây sự gia tăng hình thành các vi nhân trên hồng cầu
(một biểu hiện của tổn thương nhiễm sắc thể). Những tác động này của 3-
MCPD tăng rõ hơn khi sử dụng kèm theo ethanol.
Kết luận: 3-MCPD ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg và 20 mg/kg sử dụng trong 6
tháng gây thay đổi hình thái hồng cầu và gây tổn thương nhiễm sắc thể, vì thế
có thể tác động đến chức năng hồng cầu và nguy cơ gây ung thư.
Từ khóa: 3-MCPD, hồng cầu gai, vi nhân, độc tính mạn tính
ABSTRACT
3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD) AFFECTED
ERYTHROCYTE MORPHOLOGY AND NEUTROPHIL COUNT ON
EXPERIMENTAL MICE
Ngo Kien Duc, Tran Manh Hung * Y Hoc TP.Ho Chi Minh * Vol. 14 -
Supplement of No 1 -2010: 47-51
Background: 3-MCPD is a toxic chemical produced by acid-hydrolyzed
protein processes. There are bodies of evidence showing toxic effects of 3-
MCPD on kidney, reproductive organs and carcinogenic property. In this study,
we investigated the subchronic toxicity of 3-MCPD on erythrocyte morphology
and blood cell count.
Method: mice were orally administered 3-MCPD at doses of 1 mg/kg, 10
mg/kg or 20 mg/kg for 6 months. At the end of the study, blood was collected
and erythrocyte morphology was examined. The micronucleus test was also
performed on erythrocyte to investigate the ability of 3-MCPD to induce
numerical or structural chromosomal damage.
Results: 3-MCPD induced changes in erythrocyte morphology, including
decrease of size, increase of pigment and transforming to crenated cells. The
micronucleus formation in erythrocyte was also increased in 3-MCPD treated
groups. These toxic effects of 3-MCPD appeared to be potentiated by the
presence of ethanol.
Conclusion: 3-MCPD at doses of 1, 10, or 20 mg/kg, administered in 6 months
induced significant changes in erythrocyte morphology and genotoxicity,
which may affect the function of erythrocytes in circulation.
Keywords: 3-MCPD, crenated erythrocyte, micronucleus, chronic toxicity
ĐẶT VẤN ĐỀ
3-Monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) là một sản phẩm phụ trong quá
trình sản xuất nhiều loại thực phẩm. 3-MCPD được hình thành từ phản ứng
giữa chất béo và ion Cl- (ví dụ NaCl) ở nhiệt độ cao (Food Standards
Agency 2001). Ngoài ra, 3-MCPD cũng được tạo ra trong quá trình thủy
phân protein thực vật bằng acid hydrochloric (HCl) (Collier 1991). 3-MCPD
thường hiện diện ở hàm lượng rất thấp (<1 mg/kg) nhưng một vài loại sản
phẩm có thể chứa với hàm lượng cao (lên đến hàng trăm mg/kg).
Các nghiên cứu trên thú vật cho thấy, 3-MCPD là chất có tiềm năng gây ung
thư trên nhiều cơ quan khác nhau ở chuột cống chủng F344 (Sunahara 1993,
Lynch 1998). Nghiên cứu in vitro cũng cho thấy 3-MCPD cho kết quả
dương tính trên thử nghiệm gây đột biến gen (Silhankova 1982, Zeiger
1988; Lynch 1998). Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về độc tính của 3-
MCPD, tuy nhiên các dữ liệu về độc tính của 3-MCPD trên máu vẫn chưa
được đầy đủ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đặt mục tiêu khảo sát độc tính
của 3-MCPD trên chuột nhắt sau khi cho uống 3-MCPD trong 6 tháng liên
tục với các chỉ tiêu đánh giá là hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thú vật thử nghiệm
Thú vật thử nghiệm là chuột nhắt trắng, chủng Swiss albino, giống đực, có
trọng lượng từ 18-20 g, được phân bố ngẫu nhiên thành nhiều lô khác nhau,
mỗi lô từ 6-20 con. Chuột được nuôi trong môi trường tiến hành thực
nghiệm từ 3-5 ngày để thích nghi với môi trường. Hàng tuần, chuột được
theo dõi thể trọng và lượng nước tiêu thụ để điều chỉnh lượng 3-MCPD thích
hợp. Kết thúc giai đoạn thí nghiệm, chuột được lấy máu để phân tích.
Chuột thí nghiệm được chia thành các nhóm sau
Nhóm chứng: uống nước sinh hoạt trong 6 tháng, n = 18
Nhóm 1: uống 3-MCPD 1 mg/kg/ngày pha trong nước uống sinh hoạt trong
6 tháng, n=18
Nhóm 2: uống 3-MCPD 10 mg/kg/ngày pha trong nước uống sinh hoạt
trong 6 tháng, n=11
Nhóm 3: uống 3-MCPD 20 mg/kg/ngày pha trong nước uống sinh hoạt
trong 6 tháng, n=14
Nhóm 4: uống ethanol 1% pha trong nước uống sinh hoạt trong 6 tháng, n =
6
Nhóm 5: uống ethanol 5% pha trong nước uống sinh hoạt trong 6 tháng, n =
7
Nhóm 6: uống ethanol 1% + 3-MCPD 1 mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 6
Nhóm 7: uống ethanol 5% + 3-MCPD 1 mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 6
Nhóm 8: uống ethanol 1% + 3-MCPD 10 mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 8
Nhóm 9: uống ethanol 5% + 3-MCPD 10 mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 7
Phân tích hình thái hồng cầu
Để phân tích hình thái hồng cầu, máu được phết trên lam kính, cố định bằng
methanol, để khô, rồi sau đó nhuộm màu bằng
thuốc thử Giemsa.
Quan sát sự hình thành vi nhân
Thử nghiệm này được thiết kế nhằm đánh giá các
hóa chất có khả năng gây tổn thương nhiễm sắc thể.
“Vi nhân” là một nhân nhỏ hình thành và xuất hiện
bên cạnh nhân bình thường. Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc thể sẽ nhân
đôi và sau đó phân chia vào 2 tế bào con. Nếu tiến trình này bị gián đoạn, hoặc
nhiễm sắc thể bị phá vỡ bởi hóa chất hay bức xạ thì sự phân bố nhiễm sắc thể
vào 2 tế bào con bị ảnh hưởng và một vi nhân sẽ hình thành do không được tích
hợp vào nhân chung. Hiện tượng này có thể được quan sát dưới kính hiển vi
sau khi nhuộm màu nhân bằng thuốc thử thích hợp (Witt 2008).
Phân tích thống kê
Sử dụng phép phân tích mẫu Bartlett về tính phân bố của dữ liệu. Nếu dữ
liệu phân bố bình thường, sử dụng phép kiểm ANOVA, nếu dữ liệu phân bố
bất thường, sử dụng phép kiểm Kruskal–Wallis. So sánh sự khác biệt giữa 2
nhóm được xem là có ý nghĩa thống kê khi P < 0,05.
KẾT QU Ả VÀ BÀN LUẬN
Lượng nước tiêu thụ ở nhóm chứng và nhóm uống 3-MCPD
Trong suốt quá trình thử nghiệm, chúng tôi theo dõi thể trọng và lượng nước
uống trung bình của chuột (trong những nhóm nhỏ từ 4-6 chuột) theo từng
ngày và từng tuần để có thể điều chỉnh lượng 3-MCPD đúng theo liều lượng
thiết kế nghiên cứu. Kết quả được trình bày ở hình 1.
Hình 1. Lượng nước tiêu thụ và thể trọng của chuột ở các lô thí nghiệm
Hình thái hồng cầu ở nhóm chứng và nhóm uống 3-MCPD
Sau 6 tháng sử dụng 3-MCPD, hình thái hồng cầu ở các lô sử dụng 3-MCPD
có những thay đổi đáng kể. Ở nhóm chứng, hình thái hồng cầu hoàn toàn
bình thường với dạng hình đĩa, sắc tố bình thường. Trong khi ở nhóm sử
dụng 3-MCPD 1 mg/kg, hồng cầu mất đi dạng hình đĩa và gia tăng sắc tố. Ở
nhóm sử dụng 3-MCPD 10 mg/kg và 20 mg/kg, chúng tôi nhận thấy hồng
cầu chuyển sang dạng hình cầu gai và bắt màu rất đậm (hình 2).
Hình 2. Hình thái hồng cầu ở nhóm chứng và nhóm uống 3-MCPD (x 1000)
Sự hình thành vi nhân ở các nhóm uống 3-MCPD
Ở hình 2, chúng tôi quan sát thấy có sự hình thành vi nhân ở các nhóm uống 3-
MCPD (mũi tên) trong khi ở nhóm chứng, hầu như rất hiếm gặp hồng cầu có vi
nhân. Số lượng vi nhân tăng cao theo nồng độ 3-MCPD sử dụng, giữa liều 1
mg/kg và liều 10 mg/kg. Sự hình thành vi nhân chứng tỏ 3-MCPD gây tổn
thương nhiễm sắc thể trên các hồng cầu lưới. Kết quả được trình bày trong
bảng 1.
Bảng 1. Số lượng vi nhân hình thành trên 1 thị trường quan sát (x 1000 lần)
Nhóm
Chứng
(n = 6)
3-
MCPD
1
mg/kg
(n = 6)
3-
MCPD
10
mg/kg
(n = 6)
3-
MCPD
20
mg/kg
(n = 6)
Số hồng
cầu có vi
nhân/tổng
số hồng
cầu quan
0/176
1/254
0/127
0/163
3/114
15/177
7/124
13/111
126/136
213/216
131/233
86/113
176/230
134/192
36/105
49/102
sát trong
1 thị
trường
0/181
1/205
5/119
20/244
100/207
110/140
85/110
74/102
% hồng
cầu chứa
vi nhân
0,18 ±
0,01
6,81 ±
1,35**
73,30 ±
2,26***
63,32 ±
7,01***
**p < 0,01; ***p < 0,001 so với nhóm chứng
Số lượng hồng cầu và các chỉ số liên quan ở nhóm chứng và các nhóm
sử dụng 3-MCPD
Mặc dù 3-MCPD gây những thay đổi đáng kể trên hình thái hồng cầu và sự
tạo vi nhân, tuy nhiên khi xác định tổng lượng hồng cầu (RBC) giữa nhóm
chứng và nhóm sử dụng 3-MCPD, chúng tôi nhận thấy 3-MCPD không ảnh
hưởng đến tổng lượng hồng cầu và hàm lượng hemoglobin (Hb). Ở nhóm sử
dụng 3-MCPD 1 mg/kg, có sự giảm nhẹ hàm lượng hematocrit (Hct) và thể
tích trung bình của hồng cầu (MCV) nhưng điều này không xảy ra trên các
nhóm sử dụng 3-MCPD 10 mg/kg hay 20 mg/kg (hình 3). Trên chỉ số
MCHC (nồng độ huyết sắc tố trong hồng cầu), các nhóm sử dụng 3-MCPD
đều tăng so với nhóm chứng (hình 4).
Hình 3. Số lượng hồng cầu và các chỉ số liên quan của các lô thí nghiệm
Hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân ở chuột được cho uống đồng thời
3-MCPD và ethanol
Do 3-MCPD được khử độc bằng phản ứng liên hợp với glutathion để tạo
thành S-(2,3-dihydroxypropyl)cystein và N-acetyl-S-(2,3-
dihydroxypropyl)cystein (Jones 1975). Ngoài ra, khi sử dụng ethanol kéo dài
có thể gây suy giảm hàm lượng glutathion, vì thế chúng tôi nghiên cứu trong
điều kiện có sự hiện diện của 1 yếu tố nguy cơ (ethanol), liệu độc tính của 3-
MCPD có gia tăng hay không.
Về mặt hình thái, việc sử dụng đồng thời 3-MCPD (10 mg/kg) và ethanol
(1% hay 5%) cũng gây hiện tượng hồng cầu gai rõ rệt, trong khi nhóm
chứng và nhóm sử dụng ethanol có hình thái hồng cầu bình thường. Về sự
tạo vi nhân, sử dụng kết hợp 3-MCPD 10 mg/kg + ethanol 5% làm tăng tỷ lệ
hồng cầu có vi nhân lên đến khoảng 90% (bảng 2).
Bảng 2. Hình thái hồng cầu và tỷ lệ tạo vi nhân ở các nhóm thí nghiệm
Nhóm Hình
thái
% hồng
cầu có vi
nhân
Chứng (n=15) Bình
thường
0,18
0,01
Ethanol 1% (n
= 6)
Bình
thường
0,67
0,31
Ethanol 5% (n
= 7)
Bình
thường
3,39
2,94
Ethanol 1%+3-
MCPD 1
mg/kg (n= 6)
Hồng
cầu tăng
sắc
8,29
7,9
Ethanol 5%+3-
MCPD 1
mg/kg (n= 7)
Hồng
cầu tăng
sắc
7,29
3,89
Ethanol 1% +
3-MCPD 10
Hồng
cầu gai
41,72
19,87**
mg/kg (n=8)
Ethanol 5% +
3-MCPD 10
mg/kg (n= 7)
Hồng
cầu gai
86,99
4,45***
**p <0,01; ***p <0,001 so với nhóm chứng
KẾT LUẬN
Cho đến nay, đã có một số nghiên cứu về độc tính của 3-MCPD trên máu đã
công bố, và những nghiên cứu này sử dụng 3-MCPD ở liều thấp nhất là 30
mg/kg trong 4-14 tuần. Các kết quả cho thấy 3-MCPD gây thiếu máu, suy
tủy và giảm bạch cầu (Kirton 1970, Marchesini 1989, Cho 2008). Trong
nghiên cứu của chúng tôi, 3-MCPD không gây thiếu máu nhưng gây giảm
nhẹ thể tích hồng cầu và gia tăng nồng độ huyết sắc tố. Điều này cho thấy sự
thay đổi hình thái hồng cầu quan sát được không liên quan đến tình trạng tán
huyết và sự tạo hồng cầu.
Hồng cầu gai quan sát được trong nghiên cứu của chúng tôi, mặc dù chưa
xác định được ý nghĩa bệnh học thật sự của hiện tương này, nhưng điều này
có thể làm thay đổi chức năng của hồng cầu và có thể gây những biến chứng
bất lợi về huyết động.
Ngoài ra, 3-MCPD ở liều 1 mg/kg đã gây hiện tượng tạo vi nhân rõ rệt so
với nhóm chứng. Bình thường, hồng cầu trưởng thành và lưu thông trong
máu ngoại vi là những tế bào không nhân. Sự tạo vi nhân trên hồng cầu của
3-MCPD cho thấy hóa chất này tác động lên nhiễm sắc thể của những tế bào
tiền hồng cầu và có thể gồm cả hồng cầu lưới.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 168_5597.pdf