Báo cáo Về độc tố khoáng

BÁO CÁO VỀ ĐỘC TỐ KHOÁNG A – KHOÁNG LÀ GÌ? ĐỊNH NGHĨA -Thành phần hóa học của chất sống ngoài nước (60-80% trọng lượng cơ thể), các hợp chất hữu cơ như protein, lipid, glucid, vitamin, acid nucleic còn có các hợp chất vô cơ như các dạng muối Ca, Na, K, Cl-, PO43- … mà người ta gọi là chất khoáng. -Thành phần khoáng của động vật và thực vật là phần còn lại sau các quá trình oxy hóa do nhiệt (nung ở nhiệt độ cao) hay do phản ứng hóa học (acid HNO3 hay HCl). Phần khoáng còn lại này thường được gọi là tro (Ash). -Bản chất hóa học của khoáng là các nguyên tố thuộc bảng phân loại tuần hoàn. Chỉ có 78 nguyên tố là được tìm thấy trong mô bào của động vật và người. Trong đó, chỉ một số nguyên tố là cần thiết, chức năng sinh học đã được xác định (Macrominerals – Ca, P, Mg, Na, K, Cl, S, Fe, Cr, Cu, Mo, Mn, Zn, Fe…), một số nguyên tố tuy hàm lượng rất nhỏ nhưng độc tính lại cao (Toxic metals – Cd, Hg, Pb, Ag…), còn lại giữ vai trò và chức năng gìvẫn chưa được khám phá(Newer trace minerals - Si, B, V, As, Sn, …). PHÂN LOẠI - VAI TRÒ - CHỨC NĂNG Phân loại: *Có thể chia khoáng làm 2 nhóm: -Nguyên tố chính (nguyên tố đa lượng): Ca, P, K, Cl,Na, Mg… là những nguyên tố tồn tại trong cơ thể với hàm lượng lớn hơn 5g, mức độ cần thiất trong các bữa ăn vượt quá 100mg/ngày. Khoáng đa lượng chiếm 80-90% tổng lượng khoáng. -Nguyên tố vết (vi lượng & siêu vi lượng): Fe, Zn, Cu, Mn, Mo… là những nguyên tố tồn tại trong cơ thể với hàm lượng nhỏ hơn 5g, mức độ cần thiất trong các bữa ăn nhỏ hơn 100mg/ngày. Có khoảng 15 nguyên tố vết tồn tại trong các hoocmon, vit, E, các loại protein và giữ chức năng sinh hóa rõ ràng, chúng luôn kết hợp với các nguyên tố khác (Li và Na, Rb và K…) *Hoặc theo chức năng sinh học, có thể chia như sau: -Nguyên tố cơ bản: bao gồm các nguyên tố chính (Ca, P, Mg, Na, K, S…), và một số nguyên tố vết (Fe, Zn, Mn, Mo…), giữ nhiều vai trò trong cơ thể như chất dẫn điện, thành phần E, tham gia xây dựng các tế bào, có trong thành phần răng, xương… -Nguyên tố không cơ bản (Si, As, Sn, B, V…) : chức năng chưa được nghiên cứu. -Nguyên tố độc (Cd, Hg,Pb, Ag…) : yêu cầu trong cơ thể rất nhỏ, nếu vượt quá giới hạn sẽ gây độc cho cơ thể. Vai trò – Chức năng sinh học: -Mặc dù chiếm hàm lượng nhỏ nhưng khoáng chất có vai trò rất quan trọng trong hoạt động sống của sinh vật. -Chúng có 2 chức năng cơ bản:à chức năng cấu trúc à chức năng điều hoà các hoạt động sống * Khoáng đa lượng: Làm mạnh và vững chắc cho khung xương (Ca, P, Mg) Là những chất điện ly, chất dẫn điện chủ yếu (Na, K, Cl) Tham gia cấu trúc protein (S) Giữ một số chức năng đặc biệt trong tế bào. * Khoáng vi lượng: +Tham gia vào thành phần các loại E (metalo enzyme), xúc tác phản ứng sinh hóa trong cơ thể ( Fe, Cu) +Là tác nhân trao đổi chất trong các phản ứng oxy hóa khử sinh học và chuỗi hô hấp với vai trò vận chuyển điện tử. +Tham gia vào thành phần của các loại protein. * Các loại khoáng đối kháng: +Nhiều loại khoáng đa lượng hay vi lượng là đối kháng với các loại khoáng về khả năng hấp thụ tại ruột (một lượng lớn Cu trong khẩu phần ăn sẽ làm giảm hấp thụ Fe è bệng do thiếu hụt Fe) +Một số hợp chất hữu cơ có thể làm giảm (như chất xơ, acid oxalic, acid phytid…),hay tăng khả năng hấp thụ chất khoáng (acid amin, acid citric, acid lactid, một số loại cacbon hydrat…) NGUỒÀN GỐC & SỰ CẦN THIẾT CỦA CÁC LOẠI KHOÁNG 1) Nguồn gốc: -Hầu hết các loại khoáng (đa lượng, vi lượng, không cơ bản, độc) được đưa vào cơ thể qua thức ăn có nguồn gốc từ đất (thực vật, rau, trái, hạt…) -Một lượng ít hơn được cung cấp từ nước (nước khoáng) -Một lượng ít hơn được hấp thu qua phổi từ không khí (bụi, khói…) 2) Sự cần thiết của khoáng đối với cơ thể: -Nếu quá trình cung cấp các loại khoáng không đủ so với nhu cẩu sẽ dẫn đến các triệu chứng bệnh lý (thiếu máu do thiếu Fe, Cu; còi xương, loãng xương do thiếu Ca, P; bướu cổ do thiếu Iot) -Mỗi loại khoáng có một giới hạn riêng của mình và sẽ trở thành độc tố nếu mức cung cấp vượt quá xa giới hạn cho phép, vượt quá khả năng bài tiết, khử độc của hệ tiêu hóa và bài tiết. Hầu hết các loại khoáng đều có thể gây ra một vài độc tố nếu mức cung cấp thừa. Sự hấp thụ khoáng: -Các loại khoáng cũng như dẫn xuất, phức hợp của chúng không được cơ thể hấp thụ giống nhau về cơ chế cũng như về mức độ. -Các yếu tố như tuổi tác, giới tính, giống loài, sức khỏe, trạng thái, dinh dưỡng, chế độ ăn uống đều có ảnh hưởng đến sự hấp thụ khoáng và khả năng chuyển hóa của chúng. -Khoáng có giá trị sinh học khi được hấp thụ từ thức ăn qua thành ruột, sau đó chúng đi vào hệ thống chuyên hóa và được vận chuyển bằng một loại protein đặc biệt đến nơi tích lũy hoặc các vị trí xảy ra các phản ứng sinh lý, sinh hóa. B –ĐỘC TỐ KHOÁNG Khoáng chất là những chất dĩ nhiên không thể thiếu trong cơ thể chúng ta. Tuy nhiên, tùy liều lượng tích trữ của chúng trong cơ thể mà nó trở nên có ích hay có hại cho cơ thể. CÁC KHOÁNG CHẤT THIẾT YẾU NHƯNG CÓ KHẢ NĂNG GÂY ĐỘC Canxi & Photpho: Canxi (Ca) *Phân bố & chức năng: - Là loại khoáng chiếm tỷ lệ lớn nhất trong cơ thể động vật và người (52% tổng lượng khoáng). Hầu hết Canxi phân bố trong thành phần cấu trúc của xương và răng (99%), ở dạng không tan hydroxyapatade {3 Ca3(PO4)2.Ca(OH)2} - Còn lại 1% Ca kết pợp với protein & ion hóa trong các dung dịch nội bào, ngoại bào và giữ những chức năng khác nhau (gần giống hoạt động của hoocmon) như điều khiển E, tạo điện thế cho tế bào, tham gia điều khiển sự co cơ, phân chia tế bào, sự đông máu… *Nguồn cung cấp Canxi: -Các sản phẩm sữa là giàu nguồn canxi nhất. -Cải bắp, cải xoăn, bông cải, các loại rau xanh, cá, đậu hũ cũng là những nguồn nguyên liệu giàu canxi. *Nhu cầu sử dụng: -Từ 19---50 tuổi : 1000mg/ngày -Từ 51 tuổi trở lên : 1200mg/ngày Các sản phẩm được chứa canxi chỉ sử dụng riêng cho trường hợp cá biệt, đặc biệt là ở phụ nữ. Photpho (P) *Phân bố & chức năng: -Photpho là loại khoáng chiếm tỷ lệ lớn thứ hai trong cơ thể động vật và người (30% tổng lượng khoáng) -Hầu hết P cũng như Ca phân bố trong thành phần cấu trúc của xương, răng (80%) ở dạng khoáng vô cơ, hydroxyapatide. -Còn lại 20% Photpho phân bố khắp nơi trong tế bào cơ thể, dạng vô cơ hay hữu cơ và giữ những chức năng quan trọng khác nhau: chức năng cấu trúc trong acid nucleic, co enzym, phospholipid, vận chuyển năng lượng (ATP). *Nguồn cung cấp: tất cả các loại thực phẩm cung cấp P ở dạng vô cơ và hữu cơ. *Nhu cầu: 20---59 tuổi : 1466mg/ngày 19 tuổi: 700mg/ngày Độc tính của P và Ca: Tỷ lệ Ca/P phải được cố định, không thể tăng giảm. Thiếu Ca dẫn đến chức năng xương không vững chắc, răng dễ gãy, đau nhức. Khi thừa sẽ dẫn đến xương giòn, dễ gãy. Nếu cơ thể không chuyển hóa hết, Ca sẽ đọng lại trên cột sống gây bệnh gai cột sống (vôi hóa cột sống). Việc tăng Ca trong máu thường dẫn đến bệnh sỏi thận, cận thị. Magie (Mg): *Phân bố – Chức năng: Mg chỉ chiếm tỷ lệ khoảng 1% tổng lượng khoáng cơ thể, 60% lượng Mg phân bố trong xương cùng với Ca và P, phần còn lại thường tạo phức với P hay tham gia vào thành phần các loại E. Trong tế bào, Mg có nhiền chức năng quan trọng trong sinh tổng hợp chlorophyl tạo ribozom, ổn định cấu trúc ADN. *Nguồn cung cấp: -Rất hiếm tình trạng thiếu Mg đối với con người vì các loại thực phẩm thường cung cấp đủ lượng Mg cần thiết. -Các loại rau lá xanh, thóc không qua chà xát, hạt quả hạch là những nguồn giàu canxi. *Nhu cầu sử dụng: -Trẻ em: 350mg/ngày -Nam giới & phụ nữ 19-30 t: 310-400mg/ngày -Từ 31 trở lên: 320-420mg/ngày *Độc tính: Nếu lượng Mg cung cấp quá nhiều sẽ trở thành độc tố, đặc biệt đối với những người bị bệnh thận. Sắt (Fe): *Phân bố – Chức năng: Fe là loại nguyên tố vết phổ biến nhất, hàm lượng trong cơ thể khoảng từ 4-5g. Fe có chức năng sinh học quan trọng bởi nó có 2 dạng oxy hóa Fe2+ (ferrous) và Fe3+ (ferric), và nó có khả năng tạo phức với các hợp chất hữu cơ với 6 liên kết hóa trị. -Chức năng: Vận chuyển và tích lũy oxy Vận chuyển điện tử nhờ cặp Fe2+/Fe3+ và phản ứng oxy hóa-khử. Điều khiển các loại oxy có độc tính như hydrogenperocid (H2O2) -Loại protein quan trọng nhất chứa Fe là hemoglobin, chứa 70% lượng Fe -Myoglobincũng là protein chứa Fe, phân bố trong cơ xương, cơ tim và làm nhiệm vụ trao đổi oxy với hemoglobin, chiếm 3% tổng lượng Fe. -1% được tìm thấy trong Fe-cytochorme trong các thể mitochondrion như là chất mang điện, trong thành phần của E và các protein chứa Fe khác. -25% Fe còn lại tích lũy chủ yếu trong 2 loại protein của gan: ferritin và hemesiderin. *Nguồn cung cấp: -Gan, sò, hến, mật rỉ -Thực phẩm giàu Fe: thịt, lòng đỏ trứng *Nhu cầu sử dụng: -Từ 20-59 tuổi: nữ 10,9mg/ngày nam 15,8 mg/ngày *Độc tính: Fe là loại khoáng vết ít độc. Tuy nhiên, nếu Fe dư quá nhiều so với khả năng bài tiết và khả năng tạo phức với protein thì rất nguy hiểm, có thể dẫn đến tử vong. Iot (I) *Phân bố – Chức năng: 80% I trong cơ thể tập trung tại tuyến giáp. Tại đó, I tạo liên kết đồng hóa trị với một loại glycoprotein, thyroglubulin, tại gốc tyrosine của protein. Iot có thể tìm thấy ở nhiều vị trí phản ứng. Bệnh bướu cổ là một loại bệnh lý cổ điển khi thiếu I, triệu chứng là tuyến giáp phát triển lớn hơn so với bình thường. Bệnh bướu cổ có thể tăng cường do chất gotrogens trong các loại rau họ cải bắp, vì nó ức chấ sự hấp thụ I vào tuyến giáp. *Nguồn cung cấp: hải sản, muối Iod *Nhu cầu sử dụng: -nhu cầu hàng ngày để tránh bướu cổ là 80µg/ngày -trẻ em 11 tuổi: 150 µg/ngày *Độc tính: mức độ vừa phải, độc tính của I chính là làm giảm hoạt động của tuyến giáp. TÁC HẠI CỦA KIM LOẠI NẶNG ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI Đặc điểm chung: -Kim loại nặng: là những kim loại có khối lượng riêng >5g/cm3 -Là các vi chất dinh dưỡng có vqi trò quan trọng trong việc điều hòa các chức năng bên trong tế bào, sử dụng quá mức cho phép cũng sẽ gây ngộ độc. A-Nguồn gốc độc chất kim loại nặng: -Từ các chất trừ sâu, vô cơ: arsenate, calcium arsenate, đồng sulfat, hợp chất thủy ngân. -Từ bùn, cống rãnh công nghiệp: cadimi, niken, kẽm… -Từ quá trình khai thác và sản xuất kim loại: ô nhiễm kim loại nặng từ các chất thải khai thác dầu mỏ -Các lò nấu kim loại: niken, sắt, đồng chì… -Khói thải giao thông: cadimi, đồng, niken, crom, chì… -Sự ô nhiễm tự nhiên, khả năng tích tụ kim loại ở một số sinh vật. B-Sự xâm nhập kim loại nặng vào cơ thể con người: 1) Qua đường tiêu hóa: Các độc chất kim loại có trong thức ăn, nước uống qua đường tiêu hóa: dạ dày_ruột non_gan, qua đường phủ tạng và gây nhiễm độc. 2) Qua đường hô hấp: Máu qua phổi nhanh là điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập khí độc. Chúng qua mũi, họng, khí quản, vào phổi, phế nang, các mao quản trong phổi và cuối cùng là các túi phổi. Ở đây có những mạch máu nhỏ li ti, màng nhầy là nơi diễn ra quá trình trao đổi khí, khí độc từ đây qua máu, máu tuần hoàn nhanh trong vòng 2-3 giây sẽ đưa khí độc vào gan, thận, mật, các mô… 3) Qua da: -Da có vai trò bảo vệ chống lại các yếu tố hóa học, lý học và sinh học. Một số hóa chất chứa kim loại nặng do có áp lực lớn đối với lớp mỡ dưới da, đi qua lớp thượng bì và mô bì, rồi đi vào hệ tuần hoàn và gây độc cho cơ thể. Hóa chất đó thường là xăng pha chì. -Nhiễm đốc qua da càng dễ dàng khi da bị tổn thương. Nhiễm độc qua niêm mạc càng nguy hiểm vì ở niêm mạc có các mao mạch dày đặc như niêm mạc mắt…, chúng dễ dàng hấp thụ một số chất độc. C- Khả năng gây độc của một số kim loại điển hình: 1- Đồng: Nhu cầu: 1,5 -2,5 mg/ngày Cơ thể rất ít khí thiếu đồng, thừa đồng rất dễ dàng. Chu trình chyuển hóa đồng trong cơ thể: -Sau khi hấp thụ trong dạ dày và ruột, Cu được chuyển vào trong huyết tương và hồng cầu. Sau đó dến các mô, sử dụng dưới dạng phức hợp được hình thành từ Ceruleop lasmin (dạng này vận chuyển 50% Cu) và dưới dạng liên kết kém bền với Albumin. -Trong hồng cầu, Cu liên kết một phần với superoxyd dismutase, chất này có khả năng bảo vệ tế bào trước sự tấn công của gốc tự do. -Gan có chức năng tích lũy nhiều Cu để điều tiết lại các mô khác trong cơ thể. -Quá trình bài tiết Cu chỉ chiếm 4% lượng Cu cơ thể hấp thụ, qua đường đại tiện là chủ yếu Khả năng gây độc của Cu: -Ngộ độc Cu có khả năng dẫn đến hiện tượng vàng da và xuất hiện Hemoglobin trong nước tiểu với chứng xơ gan. Mặt khác, ngộ độc cấp tính có thể gây hiện tượng nôn, kéo theo táo bón và loét thành ruột, ngộ độc mãn tính có thể gây thoái hóa thận. -Bệnh thường gặp do thừa Cu: WILSON à thường gặp ở các bé trai từ 5-15 tuổi với xác suất xuất hiện là 1/150000. Năm 1912, Wilson đã miêu tả bệnh này như là một bệnh suy não với xơ gan. Khi khả năng tích trữ của gan quá giới hạn, chứng suy thoái và xơ gan kéo theo một lượng Cu dư chạy vài trong máu tuần hoàn, sau đó được giữ lại trong não, thận và mắt. 2 – Bore: * Nhu cầu: cơ thể người bình thường có khoảng 19mg B và nồng độ của nó trong máu là 95mg/g máu khô. *Chu trình chuyển hóa Bore trong cơ thể: - B xâm nhập vào cơ thể qua nhiều đường khác nhau và phụ thuộc vào trạng thái vật lý sản phẩm: + Qua đường hô hấp chủ yếu ở dạng Boran + Qua đường thức ăn: acid boric và muối của nó (các sản phẩm này có nhiều trong rau & hoa quả) +Qua đường da và chất nhờn: da bình thường sự hấp thụ rất yếu. Tuy nhiên, nếu da bị tổn thương (lượng hấp thụ phụ thuộc vào bản chất tá dược): tăng 4-8 lần: dạng thuốc bôi tăng 34 lần: dạng thuốc nước. - Sau khi bị ngộ độc, nồng độ lớn nhất của B quan sát được là ở trong não, đặc biệt là chất xám, sau đó là gan, trữ lượng chất béo, cuối cùng là trong lá lách, tinh hoàn và thận. - B được bài tiết chủ yếu qua đường nước tiểu. * Khả năng gây ngộ độc của B: - Acid boric và borat ảnh hưởng lớn đến ruột, dạ dày và làm tê liệt hệ thần kinh trung ương. Liều lượng gây độc thay đổi theo độ tuổi: 1-2 g đối vơí trẻ em & 20-45 g đối với người trưởng thành - Ngộ độc mãn tính sẽ làm rối loạn hệ tiêu hóa, chất nhờn da, tinh hoàn, hormone và chuyển hóa, sinh quái thai. * Boran được sử dụng làm chất đốt trong hàng không và vũ trụ chính là nguồn gây độc chủ yếu trong công nghiệp. 3) Arsenic (As): * Nhu cầu, hàm lượng: Lượng As trong cơ thể người: 10mg, có trong tất cả các cơ quan. Hàm lượng As có nhiều nhất trong da, móng, tóc. Hàm lượng trung bình trong gan, thận, thành ruột, lá lách, phổi. As có rất ít trong mô, cơ thần kinh và xương. * Chu trình chuyển hóa As trong cơ thể: - As đi qua cơ thể qua đường thức ăn, được hấp thụ dễ dàng qua hệ tiêu hóa. Nó có thể tồn tại dưới dạng vô cơ và hữu cơ. - Qua đường hô hấp, As xâm nhập vào cơ thể dưới dạng vô cơ. - Da cũng có thể là lối vào cơ thể của As, nhất là khi bị biến chất. - Sau khi As được hấp thụ, nó được máu vận chuyển đi khắp cơ thể. - As được bài tiết ra ngoài chủ yếu qua đường nước tiểu. Ngoài sa còn có các đường khác như phân, mồ hôi, da, phổi, tóc… - Các sản phẩm loại ra qua đường nước tiểu được xem như sự giải độc trong cơ thể. * Khả năng gây độc của As: - Đối với con người, As đồng nghĩa với chất độc. Khoảng 70-80 mg có thể gây chết người. - Với mức độ cao hơn cho phép có thể gây nôn mửa, táo bón (có lẫn màu trong phân), sự mất nước kéo theo các triệu chứng chuột rút, phù mật và các rối loạn về tim. - Ngộ độc mãn tính nguy hiểm hơn, làm toàn thân suy yếu với sự thiếu máu và giảm bạch cầu, thay đổi điện tâm đồ và làm rối loạn cảm giác. - Sau khi hết ngộ độc, quá trình thiết lập lại cân bằng cơ thể rất chậm. - Khi ngộ độc xuất hiện qua đường hô hấp với sự kích thích màng nhầy, viêm da. 4) Mangan (Mn): * Nhu cầu, hàm lượng: - 2-3 mg/ngày - Tùy theo vùng dân cư và chế độ ăn, lượng Mn hàng ngày có thể thay đổi từ 0,7-22mg - Cơ thể người trưởng thành chứa 12-20 mg Mn, trong đó, gan chứa nhiều nhất, sau đó là tuyến tụy. - Trong máu, hàm lượng Mn là 10 mcg/lít và nó tập trung chủ yếu trong hồng cầu. Huyết thanh chỉ chứa 0,6-4 mcg/lít. - Lượng Mn trong cơ chiếm 35% tổng lượng Mn trong cơ thể. * Chu trình Mn trong cơ thể: (hiện nay vẫn còn là điều bí mật với các nhà khoa học) Chỉ có một phần nhỏ 3-4% được hấp thu theo các cơ chế không xác định. Trong tá tràng, có khi thừa P, Ca, Fe; hoặc trong dạ dày khi có mặt protein đậu nành sẽ làm giảm khả năng hấp thụ. Ngược lại, nếu thiếu Fe sẽ làm tăng khả năng hấp thụ Mn trong cơ thể. Quá trình thải loại Mn chủ yếu qua phân sau khi bài tiết qua mật. Trong trường hợp ngộ độc Mn, có thể được bài tiết qua tóc. * Khả năng gây ngộ độc cảa Mn: - Nguy cơ ngộ độc thường xuyên xảy ra trong công nghiệp mangan, cơ quan nhạy cảm nhất là hệ thần kinh và phổi. - Kalipecmanganat có tính ăn da, có thể gây ngộ độc cấp tính. - Ngộ độc mãn tính thường gặp trong những nhà máy xử lý kim loại và khoáng của chúng. - Ngoài tác hại chính đối với phổi và hệ thần kinh, nó còn ảnh hưởng đến thận, tuần hoàn tim mạch. 5) Molybden (Mo): * Nhu cầu và hàm lượng: - Nhu cầu giới hạn ở 0,1- 0,9 mg/ngày - Cơ thể người chỉ chứa 5-10 g Mo, nó tập trung chủ yếu trong thận, gan, mô mỡ, tuyến thượng thận & xương. Lách, phổi, não chứa ít hơn. - Hàm lượng Mo trong máu thay đổi từ 4-8 mcg/lít. * Chu trình Mo trong cơ thể: - Mo được hấp thụ rất nhanh và trực tiếp trong ruột. Sau đó, nó được vận chuyển dưới dạng molybdat nhờ hợp chất trung gian của huyết thanh và hồng cầu. Mo không cố định trên protein. - Cơ thể dự trữ Mo chủ yếu trong thận và gan. Quá trình hấp thụ kim loại này phụ thuộc vào các hệ số lương thực khác nhau, đặc bệt là hàm lượng Cu và sulfat trong lương thực. - Mo được bài tiết ra ngoài qua đường nước tiểu và phân. Hàm lượng của nó có nhiều trong phân và nước tiểu phản