1.1. Tổng quan về Asen
1.1.7. Cơ chế gây độc của Asen
Asen (V) ở dạng H2AsO4- có tính chất hóa học giống như muối của axit photphoric và có thể ảnh hưởng tới cơ chế phản ứng photphat. Nó dễ kết tủa với các kim loại và ít độc hơn so với dạng asenit. Khi xâm nhập vào trong cơ thể, asenat sẽ thay thế chỗ của photphat trong chuỗi phản ứng tạo adenozintriphotphat (ATP) do đó ATP sẽ không được hình thành.
CH – OPO22- CH – OPO22- CH – OH + PO43- CH – OH + OH- ATP C = O C = O
H H
Khi có mặt asenat, tác dụng sinh hóa chính của nó là gây keo tụ protein, tạo phức với Coenzym và cản trở quá trình photphat hóa để tạo ra ATP.
CH – OPO22- CH – OPO22-
CH – OH + AsO43- CH – OH + OH- không tạoATP
C = O C = O
H OAsO22-
Khi xâm nhập vào cơ thể As (III) tấn công ngay lập tức vào các enzim có chứa nhóm (-SH), liên kết và cản trở chức năng của enzim. Quá trình này có thể được giải thích bằng cơ chế sau:
Enzim AsO3-3 Enzim
SH SH
As –O- + 2 OH- SH
+ SH
13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Các hợp chất hóa trị III gồm aseno và asenoso. Các hợp chất aseno (R- As=As-R) dễ dàng bị oxi hóa bởi oxi, sự hoạt động mạnh của chúng do sự chuyển đổi thành dẫn xuất aseno tương ứng. Các hợp chất này là các hợp chất thế một lần, thế hai lần theo phản ứng của chúng với nhóm sunfuahidryl. Ví dụ về hợp chất thay thế một lần
R-As=O + 2 R’SH R-As
Sự nhiễm độc Asen được gọi là arsenicosis. Đó là một tai họa môi trường đối với sức khỏe con người. Những biểu hiện của bệnh nhiễm độc Asen là chứng sạm da (melanosis), dày biểu bì (kerarosis), từ đó dẫn đến hoại thư hay ung thư da, viêm răng, khớp... Hiên tại trên thế giới chưa có phương pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc Asen.
Khi cơ thể bị nhiễm độc Asen, tuỳ theo mức độ và thời gian tiếp xúc sẽ biểu hiện những triệu chứng với những tác hại khác nhau, chia ra làm hai loại sau:[10]
Nhiễm độc cấp tính
+ Qua đường tiêu hoá: Khi anhydrit arsenous hoặc chì arsenate vào cơ thể sẽ biểu hiện các triệu chứng nhiễm độc như rối loạn tiêu hoá (đau bụng, nôn, bỏng, khô miệng, tiêu chảy nhiều và cơ thể bị mất nước...). Bệnh cũng tương tự như bệnh tả có thể dẫn tới tử vong từ 12-18 giờ. Trường hợp nếu còn sống, nạn nhân có thể bị viêm da tróc vảy và viêm dây thần kinh ngoại vi.
Một tác động đặc trưng khi bị nhiễm độc Asen dạng hợp chất vô cơ qua đường miệng là sự xuất hiện các vết màu đen và sáng trên da.
+ Qua đường hô hấp (hít thở không khí có bụi, khói hoặc hơi Asen) có các triệu chứng bị kích ứng các đường hô hấp với biểu hiện ho, đau khi hít vào, khó thở; rối loạn thần kinh như nhức đầu, chóng mặt, đau các chi; hiện tượng
SR’
SR’
14
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
xanh tím mặt được cho là tác dụng gây liệt của Asen đối với các mao mạch.
Ngoài ra còn có các tổn thương về mắt như: viêm da mí mắt, viêm kết mạc.
Nhiễm độc mãn tính
+ Nhiễm độc Asen mãn tính có thể gây ra các tác dụng toàn thân và cục bộ. Các triệu chứng nhiễm độc Asen mãn tính xảy ra sau 2 – 8 tuần, biểu hiện như sau:
+ Tổn thương da, biểu hiện: ban đỏ, sần và mụn nước, các tổn thương kiểu loét nhất là ở các phần da hở, tăng sừng hoá gan bàn tay và bàn chân, nhiễm sắc (đen da do Asen), các vân trắng ở móng (gọi là đám vân Mees).
Tổn thương các niêm mạc như: viêm kết giác mạc, kích ứng các đường hô hấp trên, viêm niêm mạc hô hấp, có thể làm thủng vách ngăn mũi.
+ Rối loạn dạ dày, ruột: buồn nôn, nôn, đau bụng, tiêu chảy và táo bón luân phiên nhau, loét dạ dày.
Rối loạn thần kinh có các biểu hiện như: viêm dây thần kinh ngoại vi cảm giác vận động, có thể đây là biểu hiện độc nhất của Asen mãn tính. Ngoài ra, có thể có các biểu hiện khác như tê đầu các chi, đau các chi, bước đi khó khăn, suy nhược cơ (chủ yếu ở các cơ duỗi ngón tay và ngón chân).
Nuốt phải hoặc hít thở Asen trong không khí một cách thường xuyên, liên tiếp có thể dẫn tới các tổn thương, thoái hoá cơ gan, do đó dẫn tới xơ gan.
Asen có thể tác động đến cơ tim.
Ung thư da có thể xảy ra khi tiếp xúc với Asen như thường xuyên hít phải Asen trong thời gian dài hoặc da liên tục tiếp xúc với Asen.
Rối loạn toàn thân ở người tiếp xúc với Asen như gầy, chán ăn.
Ngoài tác dụng cục bộ trên cơ thể người tiếp xúc do tính chất ăn da của các hợp chất Asen, với các triệu chứng như loét da gây đau đớn ở những vị trí tiếp xúc trong thời gian dài hoặc loét niêm mạc mũi, có thể dẫn tới thủng vách ngăn mũi.
15
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
Do mức độ độc hại của As, năm 1993, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đó đề nghị hạ mức tiờu chuẩn của As trong nước uống từ 50àg/L xuống 10àg/L. Năm 2001 Tổ chức Bảo vệ Mụi trường Mỹ (US EPA) đó thực hiện tiêu chuẩn mới này. Bộ Y tế Việt Nam cũng đã đưa ra quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ về giảm lượng cho phép của As trong nước uống từ 50àg/L xuống 10àg/L. Theo QCVN 09:2008/BTNMT của Bộ Tài nguyờn và Môi trường, nồng độ As cho phép trong nước ngầm là 0,05 mg/l [19]