Ngộ độc chì

Hiện nay, trên báo đài, chúng ta thường xuyên nghe về những vụ nguồn nước sinh hoạt, nguồn nước ngầm, nước giếng khoan,... bị nhiễm chì, hay một số thông tin liên quan đến ngộ độc chì. Tuy nhiên, liệu bạn có thực sự hiểu chì là gì, những tác động của nó tới con người và tại sao các nước đều có ngưỡng tiêu chuẩn về hàm lượng chì có trong nguồn nước, nguồn không khí và thực phẩm. Bài viết này sẽ cung cấp cho các bạn cái nhìn tổng quan nhất về chì và những tác động của chúng tới cuộc sống của con người.

Đầu tiên, chì là gì?

Chì là một nguyên tố kim loại tự nhiên và có thể được tìm thấy trong lớp vỏ Trái Đất. Bên cạnh những lợi ích mà kim loại này đem lại trong sản xuất công nghiệp và trong cuộc sống, chì cũng là một chất độc cực kỳ nguy hiểm đối với con người và động vật, thậm chí có thể dẫn đế tử vong.

Chì có thể tìm thấy ở đâu?

Chì có thể được tìm thấy ở mọi nơi quanh chúng ta, với một lượng rất nhỏ, chẳng hạn như trong không khí, đất, nước và thậm chí là ngay trong ngôi nhà của bạn. Đa số mọi người đều không ngờ rằng chúng ta có thể bị phơi nhiễm chì ngay từ những thứ rất thường ngày, ví dụ như, chì đã từng được sử dụng làm đường ống dẫn khí đốt trong gia đình, trong một số thiết bị lạnh công nghiệp. Chì và các hợp chất của chì được sử dụng một cách rất rộng rãi trong rất nhiều các sản phẩm gia dụng, bao gồm sơn, gốm, đường ống, đồ hàn chì, đường ống dẫn khí, pin, đạn dược và mỹ phẩm.

Sau khi được sử dụng, chì có thể được thải ra môi trường dưới nhiều hình thức khác nhau. Chúng có thể được xả thẳng ra môi trường như một chất thải công nghiệp hay có thể được đựng trong các vật chứa chẳng hạn như trong pin hoặc ắc-qui. Bản thân chì cũng có mặt trong đất với tỷ lệ 50-400 phần triệu, tuy nhiên, các hoạt động của con người như khai mỏ, sản xuất công nghiệp hay trong chính rác thải sinh hoạt của chúng ta đã làm cho nồng độ chì trong đất cao bất thường và vượt ngưỡng cho phép ở nhiều khu vực.

Bên cạnh các nguồn rác thải rắn, chì cũng có thể được xả vào không khí thông qua hoạt động của các phương tiện giao thông hay là con đường xả khí thải công nghiệp. Bằng con đường không khí, chì sẽ được lưu chuyển đi xa hơn, trước khi được tích lại trong đất và bám vào các hạt. Bên cạnh đó, tùy thuộc và loại hợp chất, chì có thể bị nước rửa trôi khỏi nền đất một cách khá dễ dàng.

Do đặc tính dễ dàng lưu chuyển qua các môi trường, khí, đất và nước, nhiều quốc gia đã ban hành các quy định về ngưỡng hàm lượng chì cho phép trong không khí, nước uống, đất, các sản phẩm tiêu dùng, thực phẩm. Từ đó có những biện pháp giúp làm giảm lượng chì xả thải ra môi trường.

Nguy hiểm tiềm ẩn

Đối với trẻ nhỏ

Chì là một chất độc cực kỳ nguy hiểm đối với trẻ em. Do cơ thể đang trong giai đoạn phát triển nên trẻ có khả năng hấp thụ chì nhanh hơn nhiều so với người trưởng thành, chưa kể đến não và hệ thần kinh còn non yếu có thể bị chì tác động một cách mạnh mẽ. Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ có khả năng phơi nhiễm chì cao do trong quá trình vui chơi, trẻ có thể cho đất, cát hoặc các vật dụng chứa chì vào miệng một cách vô thức. Ngoài ra, thức ăn cũng là một trong các nguyên nhân gây ngộ độc chì ở trẻ, do trẻ đã ăn phải thức ăn hoặc nước uống tại những vùng bị nhiễm chì hoặc đồ ăn được rửa bằng nước có hàm lượng chì cao.

Người trưởng thành và phụ nữ mang thai

Người trưởng thành có thể bị phơi nhiễm chì thông qua con đường ăn uống, có thể, chúng ta trực tiếp ăn phải các loại thức ăn hay uống nước tại nguồn nước bị nhiễm chì hoặc đơn giản như trong không khí chúng ta hít thở có chứa nhiều khói bụi hoặc hơi chì ví dụ như trong nhà mới sơn hoặc trong khu công nghiệp sản xuất có sử dụng chì.

Chì ảnh hưởng thế nào đối với sức khỏe con người?

Chì có thể ảnh hưởng tới nhiều cơ quan và hệ cơ quan trong cơ thể. Trẻ em dưới sáu tuổi là đối tượng dễ bị chì tác động nhất.

Đối với trẻ nhỏ

Thậm chí chỉ một lượng chì rất nhỏ cũng có thể đẫn đến các hậu quả sau:

•         Suy giảm khả năng học tập
•         Giảm khả năng phát triển trí tuệ và có thể phát triển tính hiếu động thái quá (Hyperactivity)
•         Chậm lớn
•         Dễ mắc các bệnh về thính lực
•         Thiếu máu
•        Trong một số trường hợp nặng, trẻ có thể bị hôn mê lâu dài và dẫn tới tử vong

Phụ nữ mang thai

Chì có thể tích tụ lại trong cơ thể trong một thời gian dài, chúng được tích trữ tại xương cùng với can-xi. Trong thai kỳ, can-xi từ xương của người mẹ có thể được sử dụng để hình thành khung xương ban đầu ở trẻ nhỏ trong điều kiện người mẹ ăn uống không đủ chất. Tuy nhiên, do chì cũng được tích lũy trong xương nên chúng cũng được giải phóng và đi vào thai nhi trong quá trình này và dẫn tới các vấn đề như thai chậm phát triển và có thể dẫn tới sinh non.

Ngoài ra, chì còn có thể gây ra các ảnh hưởng tiêu cực đến hệ tuần hoàn, làm tăng huyết áp, giảm hoạt động chức năng của thận và các vấn đề về sinh sản ở cả nam và nữ.

Biện pháp phòng tránh ngộ độc chì

Ngôi nhà là nơi có khả năng phơi nhiễm chì cao, do đó, chúng ta cần thường xuyên lau dọn nhà cửa, không sử dụng các nguồn nước nhiễm chì cũng như xây nhà tránh xa các nguồn phát thải chì như khu công nghiệp, mỏ kim loại.Nếu bạn vừa sơn lại nhà, hãy thực hiện các biện pháp làm sơn nhanh khô và tạo điều kiện thoáng khí trong nhà, tránh để hơi sơn tích tụ. Chỉ sử dụng nguồn nước sạch và đã qua kiểm định để ăn uống.

Đối với trẻ nhỏ, cần ngăn không cho trẻ đưa đồ chơi, các vật thể lạ hay đất cát vào miệng. Sau khi cho trẻ chơi ngoài trời, cần rửa tay và thay quần áo mới cho trẻ. Chọn thức ăn cho trẻ một cách thận trọng, khác với người trưởng thành, trẻ em, đặc biệt là trẻ dưới 6 tuổi rất nhạy cảm với chì và có thể dễ dàng bị ảnh hưởng nếu không được phòng ngừa kỹ lưỡng.

Phạm Ngọc Sơn

Ngộ độc rượu Methanol

Tổng quan

Methanol là một dung môi hòa tan được sử dụng trong công nghiệp, tuy nhiên, đây là một chất có độc lực mạnh và có thể gây ra nhiều biến chứng nguy hiểm như nhiễm acid chuyển hóa, các di chứng thần kinh và thậm chí có thể tử vong. Hiện nay, rất nhiều các cơ sở nấu rượu không đạt chuẩn, hoặc cố tình pha methanol vào rượu để bán cho người tiêu dùng.

Các kỹ thuật hình ảnh hiện đại ngày nay đã cho chúng ta cái nhìn sâu sắc hơn về các biểu hiện lâm sàng của ngộ độc rượu methanol. Hơn nữa, các biến chứng về thần kinh ngày càng được ghi nhận với số lượng nhiều hơn, cho thấy người tiêu dùng đã phải hấp thụ một lượng rượu độc vô cùng lớn. Theo một nghiên cứu của Jaff và cộng sự, việc nhiễm độc methanol có thể dẫn đếncác thay đổi điện tâm đồ (ECG- electrocardiogram). Zakharov và cộng sự đã đề xuất một phương án cho phép các bác sĩ có thể chuẩn đoán và góp phần nâng cao hiệu quả điều trị ngộ độc rượu thông qua việc đo lường chỉ số S-formate. Theo nghiên cứu này, khi nồng độ S-formate tăng vượt qua ngưỡng 3.7 mmol/L, bệnh nhân bắt đầu xuất hiện các triệu chứng lâm sàng đầu tiên, mà cụ thể ở đây là sự suy giảm thị lực. Khi nồng độ S-formate cao hơn 11-12 mmol/L, người bệnh có thể sẽ mắc phải các di chứng nguy hiểm về mắt và thần kinh. Nạn nhân có thể tử vong, hoặc sống tiếp với các di chứng nặng nề, suy giảm khả năng lao động nếu S-formate > 17.5 mmol/L, S-lactate > 7.0 mmol/L, và pH< 6.87.

Các biến chứng

Mất thị lực

Cơ chế cụ thể khiến bệnh nhân bị mất thị lực sau khi nhiễm độc methanol hiện vẫn chưa được tìm hiểu một cách đầy đủ. Formic acid, chất độc chuyển hóa từ methanol, có thể là nguyên nhân của biến chứng này.

Nồng độ methanol trong huyết thanh cao hơn 20 mg/dL, bệnh nhân bắt đầu có những thương tổn về mắt. Sự thay đổi về đáy mắt (Funduscopic changes) có thể xuất hiện chỉ một vài giờ sau khi uống methanol, sau 48 giờ, bệnh nhân xuất hiện các triệu chứng nặng hơn như phù đĩa thị (Optic disc edema) và sung huyết.

Để hạn chế các thương tổn về thị lực, nạn nhân cần được giải độc càng sớm càng tốt và khống chế sự chuyển hóa của methanol.

Mất khả năng vận động

Bạn có thể hình dung, nếu một người có thể sống sót sau khi ngộ độc rượu sẽ có những dấu hiệu như của một bệnh nhân Parkinson. Biến chứng này là do nồng độ Formic Acid tăng cao, nguyên nhân của triệu chứng này đến nay vẫn chưa được làm sáng tỏ. Một giả thiết cho rằng formic acid có khả năng làm suy giảm hoạt động con đường dopaminergic và làm tăng hoạt độ enzyme dopa-β-hydrolase.

Sau khi nhiễm độc methanol, nạn nhân có thể biểu hiện các triệu chứng trên ngay lập tức hoặc có thể sau vài tuần mới biểu hiện. Các triệu chứng như chân tay rung, xơ cứng, giảm khả năng vận động (hypokinesis) cũng xuất hiện trong nhiều trường hợp.Trong trường hợp phương pháp trị liệu truyền thống không có hiệu quả, bệnh nhân có thể có biểu hiện có thắt cơ.

Sinh lý bệnh

Methanol có độc tính không cao, các biến chứng của nó chủ yếu do việc hình thành lượng lớn formic acid, một sản phẩm chuyển hóa của methanol.

Methanol nhanh chóng được tuyến tiêu hóa hấp thụ và chuyển hóa ở gan. ở giai đoạn đầu, methanol chuyển thành formaldehyde dưới sự xúc tác của enzyme alcohol dehydrogenase (ADH). Phản ứng này chậm lại ở các bước tiếp theo. Sau đó, dưới sự xúc tác của enzyme aldehyde dehydrogenase,  formaldehyde tiếp tục được chuyển hóa thành formic acid. Chu kỳ sống của formaldehyde ước tính khoảng 1-2 phút.

Formic acid có thể bị oxy hóa trở thành carbon dioxide và nước dưới sự có mặt của tetrahydrofolate. Quá trình chuyển hóa acid này mất rất nhiều thời gian, do đó, chúng thường được tích lũy lại trong cơ thể, đây là nguyên nhân của việc nhiễm acid chuyển hóa.

Những tác động đến thị lực của methanol đã được mô tả rất chi tiết ở các ca ngộ độc, nhưng chúng ta vẫn chưa thể hiểu một cách rõ nét cơ chế gây nên các triệu chứng này. Hiện tượng mất thị lực có thể do sự mất hoạt động chức năng của ty thể, nằm trong tế bào thần kinh mắt, dẫn đến chứng phù, xung huyết, và teo thần kinh thị giác.

Sự mất myelin (demyelination) của tế bào thần kinh thị giác được các nhà khoa học cho là do formic acid hình thành đã phá hủy cấu trúc các phân tử myelin.

Nguy cơ

Một cách hiển nhiên, không có một ai trong chúng ta lại sử dụng methanol để tự vẫn. Tuy nhiên, ở các bệnh viện, người ta vẫn thường ghi nhận các ca nhiễm độc methanol dưới nhiều hình thức khác nhau.

Trẻ em: Đây là một trong những đối tượng thường ngộ độc methanol. Do hệ thống phòng vệ của trẻ không đủ khỏe cũng nhưng chúng chưa biết đến các nguồn chất độc hại xung quanh chúng nên trẻ thường bị phơi nhiễm hoặc thậm chí là uống nhầm methanol và dẫn đến những hậu quả  đáng tiếc. Bản thân methanol được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh, nước hoa, các dung môi hòa tan sơn, dung dịch photocopy, và trong nước rửa xe. Đây đều là những vật dụng trong nhà và trẻ có thể vô tình phơi nhiễm.

Người nghiện rượu: Đây là đối tượng ngộ độc methanol thường gặp nhất. Các nhà sản xuất rượu luôn muốn tăng lợi nhuận kinh doanh, nên một số doanh nghiệp thường bổ sung methanol vào rượu do chúng có giá thành rẻ hơn và khó bị phát hiện nếu chỉ ngửi thông thường. Đây là một hành vi phi pháp và đáng được lên án.

Công nhân công nghiệp: Ở các xưởng công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp sản xuất hóa chất cơ bản, người lao động có nguy cơ phơi nhiễm, hoặc ngộ độc methanol rất cao, do chúng được sử dụng để sản xuất formaldehyde và senlac.

Phạm Ngọc Sơn

Bảy quy trình tách chiết làm thay đổi thế giới

Tách chiết một chất ra khỏi hỗn hợp mà không sử dụng nhiệt sẽ làm giảm lượng tiêu thụ năng lượng của thế giới một cách đáng kể và đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Trong một công bố được đăng trên tạp chí “Nature”, hai nhà khoa học là David S. Sholl và Ryan P. Lively đã tổng kết bảy quy trình phân tách làm thay đổi thế giới.

Đa số các quy trình tách chiết công nghiệp hiện nay cần rất nhiều thời gian để có thể phân tách một chất ra khỏi hỗn hợp thô ban đầu, có thể là nhiều ngày hoặc thậm chí nhiều tuần lễ. Các quy trình này, ví dụ như chưng cất, tiêu thụ tới 10-15% tổng năng lượng toàn cầu. Do đó, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng tìm ra các phương pháp tách chiết tiết kiệm năng lượng hơn nhưng không làm giảm hiệu suất của phản ứng, đặc biệt là trên các lĩnh vực như lọc dầu, sản xuất hóa chất cơ bản, chế biến giấy, việc này có thể giúp tiết kiệm 100 triệu tấn carbon dioxide xả thải và thông qua việc tiết giảm năng lượng tiêu thụ có thể tiết kiệm 4 tỷ đô la Mỹ hàng năm.

Không may thay, nhiều phương pháp tách chiết như tách chiết dựa trên sự khác biệt về kích thước phân tử lại chỉ mới được phát triển và ước tính chi phí để đi vào vận hành cũng không hề nhỏ. Các kỹ sư công nghiệp và các nhà khoa học đang cố phát triển các hệ thống màng giá rẻ hoặc các phương pháp đặc biệt để tách chiết hóa chất mà không sử dụng nhiệt.

Dưới đây là bảy phương pháp tách chiết không dùng nhiệt đáng chú ý mà nếu được phát triển, chúng sẽ đem lại bước tiến mới cho toàn nhân loại.

Tách chiết các Hydrocarbon từ dầu thô

Dầu thô là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất nhiên liệu, nhựa và các hợp chất polymer khác. Hàng ngày, các khu lọc dầu trên toàn thế giới có thể xử lý 90 triệu thùng dầu thô, đây là một con số khổng lồ, đủ cung cấp cho mỗi người trên toàn thế giới có 2 lít dầu sử dụng mỗi ngày. Đa số các nhà máy này đều sử dụng công nghệ chưng cất ở áp suất khí quyển (AD- Atmospheric Distillation) , quy trình này tiêu thụ đến 230 gigawatt (GW) mỗi năm, tương đương với tổng năng lượng tiêu thụ của nước Anh năm 2014 và bằng nửa lượng điện tiêu thụ của bang Texas, Hoa Kỳ. Ở một khu lọc dầu quy mô nhất, mỗi ngày có 200,000 thùng dầu thô được đun nóng trong cột cao 50 mét để tạo ra hàng ngàn chất khác nhau tại các điểm nhiệt. Dầu sáng làm sản phẩm cuối của quá trình và ở đỉnh tháp (ở nhiệt độ khoảng 20⁰C), trong khi các sản phẩm nặng hơn thì nằm ở các lớp dưới và có nhiệt độ cao hơn nhiều (có thể lên đến 400⁰C).

Việc tìm ra một phương pháp tách chiết khác thật sự rất khó do bản thân dầu thô đã có chứa rất nhiều các phân tử khác nhau và với độ nhớt rất lớn, chưa kể, trong hỗn hợp này có chứa rất nhiều các chất gây ô nhiễm như các hợp chất sulfur và các kim loại độc như thủy ngân và nickel. Cơ sở lý thuyết giúp các nhà khoa học phát triển một phương pháp tách chiết mới đến nay vẫn chủ yếu dựa trên sự khác biệt về các đặc tính phân tử, ví dụ như ái lực hóa học, kích thước phân tử. Các phương pháp tách chiết sử dụng màng cũng như các phương pháp không sử dụng nhiệt khác có thể có hiệu suất cao hơn so với phương pháp chưng cất ở áp suất khí quyển nhưng chúng vẫn chưa thể áp dụng vào thực tiễn và cần thêm các thí nghiệm bổ sung. Các nhà khoa học cần tìm ra các vật liệu có thể phân tách nhiều họ phân tử một lúc và tránh làm phát thải các chất gây ô nhiễm môi trường.

Tách chiết Uranium từ nước biển

Năng lượng hạt nhân sẽ trở thành nguồn cung cấp năng lượng chính cho toàn thế giới trong tương lai. Mặc dù tiến trình phát triển của ngành công nghiệp hạt nhân vẫn chưa thực sự rõ ràng nhưng hiện nay, chúng ta vẫn đang tiêu thụ một lượng Uranium rất lớn. Nguồn Uranium chúng ta đang khai thác hiện nay được lấy chủ yếu từ các mỏ quặng địa chất, tuy nhiên, nguồn Uranium này không phải là vô hạn, con người cần tìm kiếm một nguồn Uranium mới. Dựa trên các thống kê mới, chúng ta có 4 tỷ tấn Uranium trong nước biển với nồng độ là một phần một tỷ.

Các nhà khoa học đã theo đuổi con đường tách chiết Uranium trong nước biển trong nhiều thập kỷ nay. Nhiều loại vật liệu mới được phát triển để “bắt giữ” các phân tử Uranium, ví dụ như các phân tử polymer xốp chứa nhóm amidoxime. Song, các phân tử polymer này không chỉ “giữ” Uranium mà còn “bắt nhầm” các kim loại khác như Vanadium, Cobalt và Nickel. Các nhà hóa học cần phát triển các quy trình mới để loại bỏ các kim loại này. Trong giai đoạn 1999-2001, các nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã “bắt giữ” được 350 g Uranium bằng cách sử dụng  một loại vật liệu hấp thụ.

Để khởi động quy trình sản xuất năng lượng hạt nhân cần hàng trăm tấn Uranium thô, do đó, các quy trình tách chiết Uranium cần sớm được hoàn thiện. Đặc biệt, các nhà khoa học cũng cần phát triển các kỹ thuật sản xuất mới nhằm giảm giá thành của các loại vật liệu hấp thụ.

Kỹ thuật này cũng có thể được biến đổi để tách chiết các kim loại có giá trị khác như Lithium (được sử dụng để sản xuất pin). Có thể bạn sẽ bất ngờ nếu biết lượng lithium hòa tan trong nước  biển nhiều gấp 10 lần lượng lithium có trên đất liền.

Tách chiết các Alkene từ các Alkane

Công nghiệp sản xuất nhựa như polyethene và polypropene cần một lương alkene không lồ, mà ở đây là ethane và propene (được gọi là các olefin). Hiện nay, chúng ta sản xuất tới hơn 200 triệu tấn ethane và propene mỗi năm, tương đương với việc bình quân, mỗi chúng ta sử dụng 30 kg. Việc tách chiết ethane từ ethane hiện nay vẫn dựa trên phương pháp chưng cất lạnh áp suất cao (ở nhiệt độ -160⁰C). Tính toán ban đầu cho thấy, chỉ riêng việc tách chiết propene và ethane đã chiếm tới 0.3% tổng lượng tiêu thụ năng lượng toàn cầu, tương đương với lượng điện năng tiêu thụ của Singapore trong một năm.

Tương tự như lọc dầu, các hệ thống phân tách không dựa trên sự phân tách lớp có thể làm giảm 10% năng lượng tiêu thụ. Ví dụ, các màng carbon đang được phát triển hiện nay có thể phân tách “hơi” alkene ở nhiệt độ phòng và dưới áp suất bình thường (nhỏ hơn 10 bar). Nhưng phương pháp này vẫn chưa thể tách chiết được alkene với độ tinh khiết cao trên 99.9%.

Tách khí nhà kính từ khí thải

Việc phát thải khí CO₂ và các hydrocarbon như methane từ các nhà máy luyện kim là nguyên nhân chính dẫn đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Hẳn tất cả mọi người đều nghĩ chúng ta cần tách các khí nhà kính từ khí thải và xử lý chúng theo một quy trình đặc biệt. Nói có vẻ dễ nhưng thực hiện thì không dễ một chút nào. Các chất lỏng như monoethanolamine có thể phản ứng với CO₂, nhưng để loại CO₂ từ dung dịch sau phản ứng cần rất nhiều nhiệt năng, bên cạnh đó, để thực hiện toàn bộ quy trình này cần một lượng tiền khổng lồ. Có thể bạn sẽ chưa tin, nhưng ví dụ như ở Hoa Kỳ, việc xử lý CO₂ theo phương pháp này sẽ tiêu tốn tới 30% tổng GDP tăng trưởng hàng năm. Các phương pháp khác tiết kiệm hơn hiện vẫn còn đang được nghiên cứu và phát triển.

Tách chiết các kim loại đất hiếm từ quặng

15 kim loại lanthanide, hay được gọi là các kim loại đất hiếm, được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày, ví dụ như để chế tạo nam châm và làm chất xúc tác trong các phản ứng lọc dầu, europium và terbium được sử dụng trong các bóng đèn huỳnh quang. Tuy nhiên, các kim loại này lại chỉ được tìm thấy trong quặng thô và với số lượng rất nhỏ. Bên cạnh đó, các kim loại đất hiếm có các tính chất hóa học tương tự nhau nên chúng thường ở dạng hỗn hợp và rất khó phân tách.

Để tách các kim loại đất hiếm, người ta thường sử dụng các phương pháp “cơ học” như như sử dụng phân tách từ và phân tách tĩnh điện. Song, các phương pháp này không hiệu quả cho lắm, chúng tiêu tốn rất nhiều hóa chất và tạo ra quá nhiều chất gây ô nhiễm và các chất phóng xạ.

Tách chiết các dẫn xuất của Benzene

Quy trình sản xuất các loại polymer, nhựa, sợi, các dung môi và nhiên liệu phụ thuộc rất lớn vào Benzene, một hydrocarbon dạng vòng, cũng như các dẫn xuất của nó như toluene, ethylbenzene và các đồng phân của xylene. Hiện nay, các chất này vẫn được chưng cất trong các cột và tiêu thụ một lượng năng lượng rất lớn, khoảng 50 GW, năng lượng này đủ cho 40 triệu hộ gia đình sử dụng.

Các đồng phân của xylene là các phân từ khác nhau chủ yếu về cấu trúc phân tử, từ đó làm thay đổi đặc tính hóa học của chúng. Các đồng phân này được sử dụng rất rộng dãi, ví dụ như para-xylene (hay p-xylene) được sử dụng để sản xuất các polymer như nhựa polyethylene terephthalate (PET). Tính riêng ở Mỹ, mỗi người đã sử dụng 8 kg p-xylene mỗi năm. Sự tương đồng về kích thước phân tử cũng như nhiệt độ sôi là rào cản chủ yếu trong việc tách chiết các loại đồng phân của xylene. Các bước tiến mới trong kỹ thuật phân tách màng hay các chất hấp thụ cho phép làm giảm lượng năng lượng tiêu thụ trong quá trình phân tách. Tuy nhiên, cũng như các quy trình phân tách ở trên, việc tách chiết các dẫn xuất của Benzen cần được cải tiến rất nhiều để có thể sử dụng trên quy mô lớn.

Tách muối từ nước biển

Sự khử muối (Desalination) - dù thông qua chưng cất hoặc qua màng lọc đều tiêu tốn rất nhiều năng lượng, điều này khiến việc tách chiết muỗi hay các chất gây ô nhiễm trong nước trở nên không khả thi. Chưng cất không phải là một phương pháp tối ưu, bằng các tính toán nhiệt động lực học, chúng ta có thể xác định năng lượng tối thiểu để tạo ra nước ngọt từ nước biển và kết quả cho ra khiến người ta gạt bỏ ngay phương án sử dụng chưng cất, quá trình này sử dụng năng lượng gấp 50 lần giới hạn cơ bản.

Lọc thẩm thấu ngược, đây là quá trình sử dụng áp lực đẩy nược biển đi qua một màng lọc để tạo ra nước tinh khiết, phương pháp này chỉ cần 25% năng lượng giới hạn nhiệt động lực học. Nhược điểm của phương pháp này là các màng lọc có hiệu suất lọc không cao và chi phí để vận hành không hề nhỏ. Hiện nay, phương pháp này mới chỉ được sử dụng trên quy mô công nghiệp ở Trung Đông và Australia.

Cuối bài báo, Sholl và Lively đã nêu ra con đường giúp phát triển các kỹ thuật phân tách không sử dụng nhiệt.

1. Trong nghiên cứu, cần xem xét các hỗn hợp hóa học thực tế và các điều kiện cần thiết để thực hiện;

2. Đánh giá tính khả thi về mặt kinh tế và kỹ thuật của phương pháp;

3. Xem xét quy mô áp dụng của phương pháp (có thể áp dụng trên quy mô công nghiệp hay chỉ trong phòng thí nghiệm);

4. Đào tạo đội ngũ kỹ sư hóa học và nhà hóa học để phát triển các kỹ thuật tách chiết mới.

Phạm Ngọc Sơn

Nguồn tham khảo:

www.nature.com

Tổng quan về Ngộ độc sắt

Bạn thường nghĩ sắt là một nguyên tố rất có ích cho con người, tôi thường thấy các bà mẹ luôn nghĩ đến sắt đầu tiên khi đi mua thực phẩm cho trẻ. Tuy nhiên, không chỉ là các yếu tố vi lượng mà  mọi chất dinh dưỡng đều có một liều lượng nhất định, và sắt cũng không phải là ngoại lệ. Dưới đây, bạn sẽ tìm thấy những thông tin cơ bản nhất về con đường hấp thụ, các biểu hiện của việc ngộ độc sắt cũng như phương pháp điều trị.

Những điều cơ bản về sắt đối với cơ thể

Sắt được hấp thụ bởi các tế bào niêm mạc ruột chủ yếu dưới dạng các ion Sắt (II). Các dịch tiết của ruột và dạ dày có khả năng khử các ion Sắt (III) (dạng bất ổn) thành dạng Sắt (II) (dạng ổn định hơn). Các ion Sắt (II) phản ứng với Hydrogen Peroxide (H2O2) để tạo thành OH:

Fe (II) + H2O2 --> OH. + OH^- + Fe (III)

Trong điều kiện bình thường, các gốc tự do (mà ở đây là OH.) được kiểm soát rất chặt chẽ, nếu có quá nhiều, chúng sẽ bị trung hòa bởi các chất chống oxy hóa, nhưng nếu cơ thể bạn đang trong tình trạng “dư thừa” sắt, các gốc tự do được tạo ra với tốc độ chóng mặt và nhanh chóng vượt qua khả năng trung hòa của cơ thể.

Nồng độ sắt tối thiểu để gây độc đối với cơ thể thường không ổn định và chịu sự chi phối của nhiều yếu tố, ví dụ như nồng độ của Đồng, Phospho hay Vitamin E trong cơ thể. Một số yếu tố khác còn góp phần làm tăng khả năng hấp thụ sắt của cơ thể như các amino acid Valine, Histidine, các vitamin như Vitamin C (Ascorbic Acid), và một số chất khác như Succinate, Pyruvic Acid, Citric Acid. Ferritin là một trong các protein có khả năng tích lũy và cố định sắt. Khi chúng ta hấp thụ một lượng lớn sắt, cơ thể sẽ phát ra một loạt tín hiệu làm tăng cường tổng hợp Ferritin, đặc biệt là ở tim và gan. Tuy nhiên, cơ thể chỉ có thể tổng hợp ra duy nhất một loại protein để tích trữ sắt, do đó, khi có quá nhiều sắt được hấp thụ, đồng nghĩa với việc tim và gan đang phải làm việc quá tải và rất dễ bị thương tổn.  Dấu hiệu của việc “quá tải” sắt là sự gia tăng bất thường lượng protein Ferritin (protein cố định sắt), Haemosiderin (một loại protein khác có khả năng tích trữ sắt) và lượng sắt xúc tác cho quá trình Peroxide hóa lipid.

Ngoài ra, có rất nhiều lý do khiến mỗi người đều có một ngưỡng hấp thụ sắt khác riêng. Đầu tiên, cần lưu ý rằng không phải tất cả mọi người đều có nhu cầu về sắt như nhau. Bên cạnh đó, nếu uống rượu trong khi ăn có thể làm cho việc hấp thụ sắt trở nên dễ dàng hơn. Những người bị xơ gan (cirrhosis) do uống nhiều bia rượu sẽ mất đi khả năng kiểm soát lượng sắt hấp thụ. Ngoài ra, việc uống nước hoa quả khi ăn thịt có thể làm tăng khả năng hấp thụ sắt của cơ thể.

Các bệnh liên quan đến ngộ độc sắt

Ngộ độc sắt không phải lúc nào cũng do chúng ta hấp thụ quá  nhiều sắt qua con đường ăn uống, nhiều bệnh có thể làm ảnh hưởng tới khả năng hấp thụ sắt của cơ thể và dẫn đến ngộ độc. Đối với các ca ngộ độc sắt cấp tính, bệnh nhân có thể xuất hiện các thương tổn trên ống tiêu hóa và gan, dẫn đến sự gia tăng nồng độ sắt cục bộ và tăng cường sản sinh các gốc tự do. Do đó, các bác sĩ cần ngay lập tức loại bỏ sắt hoặc làm giảm nhanh lượng sắt trong ruột để tránh các thương tổn mô.

Bệnh thừa sắt hay bệnh quá tải sắt (Hemochromatosis) là một trong các bệnh có liên quan đến lượng sắt trong cơ thể, trong trường hợp này, ruột mất khả năng điều hòa lượng sắt không cần thiết, cùng với đó, sắt lại bị tích trữ quá nhiều ở gan dẫn đến sự nhiễm sắt (Siderosis- hiện tượng các mô tích trữ quá nhiều sắt) và gây thương tổn đến các cơ quan. Một người bình thường có thể hấp thụ 1 mg sắt/ngày, nhưng với các bệnh nhân mắc bệnh thừa sắt, họ có thể hấp thụ tới 3 mg/ngày. Trái với suy nghĩ của nhiều người, đây là một bệnh khá phổ biến, cứ 15 người sẽ có một người mắc bệnh thừa sắt. Bệnh được chia thành hai nhóm, nhóm bệnh thừa sắt do di truyền (Hereditary Hemochromatosis), nhóm còn lại là nhóm thừa sắt mắc phải (Acquired Hemochromatosis).

Bệnh thừa sắt do di truyền là một bệnh bẩm sinh, ngay từ khi sinh ra, ruột đã mất khả năng điều hòa lượng sắt hấp thụ, lượng sắt “thừa” này sẽ không được bài tiết ra ngoài hay xử lý bằng một cơ chế phù hợp mà sẽ được tích trữ lại ở gan và tim. Bệnh nhân có khả năng hấp thụ tới 3 mg sắt trong một ngày, và trong 40-50 năm, 20-40 g sắt sẽ được tích trong cơ thể, đặc biệt là ở gan và tim. Việc phát hiện sớm bệnh này ở trẻ chủ yếu vẫn dựa trên thí nghiệm đo lượng Ferritin trong huyết thanh và trong mẫu sinh thiết gan. Bệnh thừa sắt mắc phải lại là một bệnh cơ hội và thường đi kèm với các bệnh như thiếu hồng cầu, các bệnh về gan và các bệnh liên quan đến hấp thụ sắt.

Các dấu hiệu và điều trị ngộ độc sắt

Có rất nhiều triệu chứng do ngộ độc sắt gây ra bao gồm chán ăn, thiểu niệu, tiêu chảy, người lạnh, nhiễm acid chuyển hóa và cuối cùng là chết. Bên cạnh đó, trong một số trường hợp, bệnh nhân còn bị xung huyết ống tiêu hóa, gan, thận, tin, não, lá lách, ức. Như một hậu quả của việc tích trữ quá nhiều sắt, bệnh nhân dễ có khả năng mắc xơ gan hoặc ung thư gan.

Để điều trị ngộ độc do hấp thụ quá nhiều sắt, các bác sĩ cần nhanh chóng lọc máu cho bệnh nhân, đây vẫn được coi là phương pháp nhanh, an toàn và hiệu quả nhất để làm giảm các triệu chứng cũng như điều trị các ca nhiễm độc sắt. Ngoài ra, Deferoxamine cũng là một loại thuốc điều trị ngộ độc sắt tốt và ít nguy hiểm. Để phòng tránh ngộ độc sắt, mỗi người trong chúng ta cần có cái nhiều đúng về sắt, đây không phải là một chất có thể hấp thu bao nhiêu cũng được, càng nhiều càng tốt, các bà nội trợ và đặc biệt các bà mẹ nên cân đối các chất dinh dưỡng có trong thức ăn, đối với những bệnh nhân đã mắc các bệnh liên quan đến gan và tim, nên hạn chế sử dụng các loại thực phẩm chứa nhiều sắt, hay uống các loại vitamin bổ sung thêm sắt. 

Phạm Ngọc Sơn

Aflatoxin- độc tố nấm thường gặp trong thực phẩm

Aflatoxins là một chất độc chuyển hóa do một số loài nấm thức ăn tiết ra. Do có độc lực mạnh và tính phổ biến cao nên loại độc chất này được các nhà khoa học tập trung nghiên cứu rất kỹ. Afaltoxins có liên quan đến nhiều bệnh khác nhau, đặc biệt là ngộ độc Aflatoxicosis ở thú nuôi, động vật hoang dã và thậm chí là cả con người. Bên cạnh các nghiên cứu về mức độ nguy hiểm của độc chất này, một số nhà khoa học khác lại tập trung vào khả năng sinh ung thư của nó. Đa số các quốc gia trên thế giới đều xây dựng một ngưỡng giới hạn nồng độ Aflatoxin trong nông sản hay các vật phẩm khác nhằm hạn chế sự bùng phát ngộ độc Aflatoxicosis.

Trong những năm 1960, hơn 100,000 con gà tây ở các trang trại chăn nuôi ở Anh bị chết chỉ trong một vài tháng kể từ khi xuất hiện các dấu hiệu bất thường, thời đó, người ta gọi bệnh này là bênh “Gà tây X”. Những cuộc giải phẫu bệnh thú y đã cho thấy, những con vật này chết là do thức ăn của chúng có vấn đề, mà ở đây là bột lạc Brazin. Ngay sau đó, nhiều nghiên cứu khác cũng đồng thời chỉ ra rằng loại bột lạc này có khả năng gây độc cao cho các loài động vật khác và gây ra bệnh Gà tây X.

Những nghiên cứu từ năm 1960 đã chỉ ra nguồn gốc của loài độc tố này là thực vật, mà cụ thể là nấm. Năm 1961, các nhà khoa học đã phân lập được nấm Aspergillus flavus và xác định nó là một trong các loài nấm có khả năng tiết ra độc chất này. Loại độc tố này sau đó được đặt theo tên của chủng nấm này là Aflatoxin (A.flavis -> Afla).

Khám phá này đã giúp nâng cao nhận thức về mối nguy hiểm tiềm tàng của nấm mốc trong các ca ngộ độc thức ăn. Các nghiên cứu khác sau đó còn chỉ ra rằng, Aflatoxin còn được nhiều chủng nấm khác như A.parasiticus, A.nomius và A.niger. Người ta chia Aflatoxin ra làm bốn nhóm chính: B1, B2, G1, G2 và hai sản phẩm chuyển hóa M1 và M2. Các ký hiệu này được viết tắt từ loại thực phẩm chứa độc tố đó, ví dụ M1 và M2 được phân lập từ sữa (Milk) của các loài động vật có vú. Trong khi đó, nhóm Aflatoxin B (B1 và B2) là kết quả từ việc chiếu huỳnh quang xanh dưới tia UV. Các nhóm này có cấu trúc khá giống nhau và tạo ra một nhóm duy nhất có khả năng oxy hóa cao, bằng phương pháp khối phổ và phân tích thành phần, các nhà khoa học đã đưa ra được công thức phân tử của một số nhóm Aflatoxin như:

B1: C17 H12 O6

B2: C17 H14 O6

G1: C17 H12 O7

G2: C17 H14 O7

Aflatoxin thường được phát hiện trong các nông sản sau thu hoạch. Để bảo quản ngũ cốc, hay các sản phẩm trồng trọt khác, sau khi thu hoạch, chúng sẽ được sấy khô hoàn toàn, tuy nhiên, nếu sau khi sấy, nông sản lại được cất trữ trong điều kiện độ ẩm cao thì đây là môi trường thích hợp dẫn đến các loại nấm, mốc hại nông sản phát sinh. Aflatoxin cũng được tìm thấy trong các sản phẩm từ sữa, pho mát, ngô, hạt đậu, bông sợi, hạt dẻ, quả hạnh, sung và một số loại nông sản khác. Sữa, trứng và thịt cũng là một trong các nguồn gây ngộ độc Aflatoxin do trong quá trình chăn nuôi, các chủ trang trại vô tình cho động vật ăn nhầm loại thức ăn đã nhiễm nấm.

Vậy, Aflatoxin có ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe động vật và con người? Aflatoxicosis là một dạng viêm gan thường gặp. Trên thực tế, Aflatoxin là nguyên nhân dẫn đến các thương tổn cho gan, giảm khả năng tiết sữa và đẻ trứng.  Mức độ nhạy cảm với Aflatoxin ở động vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loài, độ tuổi, giới tính và trạng thái sức khỏe. Các dấu hiệu lâm sàng của việc nhiễm độc Aflatoxin trên động vật bao gồm rối loại chức năng tiêu hóa, giảm khả năng sinh sản, thiếu máu và vàng da. Ngoài ra, khả năng gây ung thư của Aflatoxin cũng được các nhà khoa học đầu tư nghiên cứu. Aflatoxin B1, M1 và G1 đã được chứng minh là có khả năng gây ra nhiều loại ung thư khác nhau. Tuy nhiên, chỉ Aflatoxin B1 mới được Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) công nhận là một trong các yếu tố gây ung thư trên động vật mô hình.

Đối với con người, chúng ta bị ngộ độc Aflatoxin chủ yếu qua con đường ăn uống, đặc biệt là khi ăn phải thực phẩm đã nhiễm nấm. Ở nhiều quốc gia, thậm chí là các quốc gia phát triển, các loài thực phẩm nhiễm độc Aflatoxin nặng vẫn có thể được bày bán tại một số cửa hàng nhỏ. Các bằng chứng về ngộ độc Aflatoxin cấp ở người được ghi nhận ở nhiều quốc gia như Đài Loan, Ouganda, Ấn Độ,… Triệu chừng cơ bản của việc ngộ độc bao gồm buồn nôn, đau bụng, phù phổi,  co thắt ruột, hôn mê, và có thể dẫn đến tử vong. Do Aflatoxin, đặc biệt là Aflatoxin B1, là một trong các chất có khả năng gây ung thư,nhiều bằng chứng cho thấy chúng có khả năng tích tụ lâu dài trong cơ thể nếu tiếp xúc với một lượng nhỏ trong thời gian dài. Ngoài ra, các bệnh liên quan đến Aflatoxin ở người có thể bị chi phối bởi nhiều lí do khác như tuổi tác, giới tính, trạng thái sức khỏe.

Làm thế nào để chúng ta có thể kiểm soát và phòng ngừa ngộ độc Aflatoxin? Aflatoxin được xem là một chất gây ô nhiễm thực phẩm thường gặp, thậm chí là khi các nhà sản xuất đã thực hiện nghiêm ngặt quy trình sản xuất theo tiêu chuẩn. FDA đã công bố hướng dẫn về nồng độ Aflatoxin ngưỡng có trong thực phẩm cho người và động vật, theo FDA, nồng độ ngưỡng Aflatoxin trong đa số các loại thức ăn người là 20 ppb, đối với sữa là 0.5 ppb đối với Aflatoxin M1. Tuy nhiên, việc đánh giá chính xác lượng Aflatoxin có trong thực phẩm là khá khó khăn do nhiều thành phần trong thức ăn có thể làm ảnh hưởng đến độ chính xác của xét nghiệm.

Nếu Aflatoxin là chất độc không tránh khỏi trong thực phẩm thì cách nào giúp chúng ta có thể khử độc? Rất nhiều phương pháp đã được đưa ra, bao gồm các phương pháp vật lý như phân tách, bất hoạt bằng nhiệt, chiếu xạ, tách chiết, diệt khuẩn, bên cạnh đó còn có các phương pháp hóa học để khử khuẩn. Ở đây, tôi chỉ đưa ra một số phương pháp hóa học đơn giản để khử độc Aflatoxin như sau:

• Phân hủy cấu trúc bằng phương pháp hóa học: Rất nhiều các chất hóa học đã được kiểm nghiệm là có khả năng phân hủy hoặc bất hoạt Afaltoxin. Tuy nhiên, đa số chúng lại không an toàn để sử dụng một cách rộng rãi hay để xử lý thực phẩm. Hai phương pháp được chấp nhận để sử dụng trong việc khử độc Aflatoxin là bão hòa Ammoniac và phản ứng với Natri bisulfate. Rất nhiều nghiên cứu đã cho thấy, xử lý hóa học thông qua Ammoniac là phương pháp hiệu quả để khử độc Aflatoxin ở ngô và một số loại ngũ cốc khác. Cơ chế của phương pháp này dựa trên sự thủy phân vòng lactone và chuyển hóa Aflatoxin B1 thành các sản phẩm khác có độc tính thấp hơn. Mặt khác, Natri sulfite cũng được chứng minh là có khả năng phản ứng với Aflatoxin (B1, G1 và M1) dưới nhiều điều kiện về nhiệt độ, nồng độ và thời gian để tạo thành các sản phẩm tan trong nước. 

• Làm giảm độc tính bằng các chất hóa học phổ thông: Độc tính của các độc tố thực vật có thể bị ảnh hưởng bởi một số chất hóa học an toàn với cơ thể như các chất dinh dưỡng (protein, mỡ, vitamin), các chất phụ gia thực phẩm (kháng sinh và các chất bảo quản), chúng có khả năng tương tác để làm giảm ảnh hưởng của Aflatoxin đối với động vật.

• Sử dụng vật liệu hấp thụ vô cơ: Đây là hướng tiếp cận mới trong việc khử độc Aflatoxin, vật liệu hấp thụ vô cơ (chemisorrbent). HSCAS (Hydrated Sodium Calcium Aluminosilicate) là một trong các vật liệu hiện đang được tập trung nghiên cứu nhất hiện nay. Chất này có khả năng bám và giữ cố đinh Aflatoxin trong ống tiêu hóa động vật, từ đó làm giảm khả năng gây độc của Aflatoxin do chúng không thể đi vào cơ thể qua đường máu mà sẽ bị đào thải qua hệ bài tiết.

Hiện nay, chúng ta vẫn chưa có phương pháp nào có thể triệt để khử Aflatoxin ra khỏi thực phẩm. Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hợp quốc (FAO) ước tính có tới 25% nông sản trên thế giới bị ảnh hưởng bới các chất độc thực vật và đa phần trong đó là Aflatoxin. Ngộ độc Aflatoxin không chỉ ảnh hưởng tới sản lượng nông sản cũng như chăn nuôi mà nó còn là một trong các chất gây ung thư và nhiều bệnh khác có liên quan ở người. 

Phạm Ngọc Sơn

Nguồn tham khảo:

http://poisonousplants.ansci.cornell.edu/

Các dấu chuẩn miễn dịch trong xét nghiệm chẩn đoán sớm ung thư

Khi nhắc tới các dấu chuẩn (marker) ung thư, hẳn bạn sẽ nghĩ tới sinh học phân tử, sử dụng các biến đối về mặt di truyền để chẩn đoán sớm ung thư. Tuy nhiên, bạn có biết, bên cạnh sinh học phân tử, miễn dịch cũng có các dấu chuẩn đặc thù để xét nghiệm ung thư cũng như đánh giá hiệu quả điều trị. Mặc dù độ nhạy và độ đặc hiệu không cao như  các dấu chuẩn sinh học phân tử, nhưng các dấu chuẩn miễn dịch có thể dễ dàng được áp dụng tại các bệnh viện. Đặc điểm nổi bật của phương pháp miễn dịch ung thư là dễ thực hiện, không đòi hỏi nhiều thiết bị phụ trợ và không cần phải chọc sinh thiết để xét nghiệm.

Rất nhiều tế bào u có thể tạo ra các kháng nguyên, chúng có thể được chuyển đến mạch máu hoặc được giữ lại trên màng tế bào. Các kháng nguyên này đã được xác định trên đa số các bệnh ung thư ở người như u lympho Burkitt, u nguyên bào thần kinh (neuoblastoma), u hắc tố ác tính (malignant melanoma), u xương ác tính (osteosarcoma), ung thư vú, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư phổi và ung thư đại trực tràng. Nếu chức năng cơ bản của hệ thống miễn dịch là phát hiện các kháng nguyên và đưa ra hoặc tạo ra các kháng thể phù hợp để tiêu diệt các kháng nguyên đó, bảo vệ cơ thể, thí các tế bào ung thư, hay các kháng nguyên do chúng tạo ra có cấu trúc đặc biệt, làm cho hệ thống miễn dịch không nhận biết được đây là kháng nguyên đích và phát tín hiệu tiêu diệt.

Thông thường, hệ thống miễn dịch sẽ bảo vệ cơ thể chúng ta thông qua hai cơ chế, cơ chế thể dịch (kháng thể) và các cơ chế tế bào. Đa số các đáp ưng thể dịch đều không thể ngăn cản sự phát triển của khối u. Tuy nhiên, các tế bào hiệu lực (effector cells), ví dụ như tế bào T, đại thực bào, các tế bào giết tự nhiên, đều có khả năng làm chậm quá trình phát triển khối u. Các tế bào hiệu lực này hoạt động dựa trên khả năng phát hiện sự có mặt của TSAs và TAAs trên bề mặt tế bào ung thư .

Các kháng nguyên liên quan đến ung thư (TAAs- Tumor-associated antigens) thường có liên quan đến nhiều loại ung thư khác nhau, do đó, các bác sĩ chỉ có thể sử dụng chúng để chẩn đoán xem bệnh nhân có ung thư hay không, còn để biết là ung thư loại gì thì cần phải kiểm tra các kháng nguyên ung thư đặc thù (TSAs- Tumor- specific antigens), đây là các kháng nguyên do chính các tế bào ung thư sinh ra và có thể sử dụng để chẩn đoán xem bệnh nhân mắc loại ung thư gì. TSAs và TAAs đều là các phân tử ngoại bào, biểu hiện trên màng tế bào như một phần của phức hợp phù hợp mô chính (MHC- Major Histocompatibility Complex).

Các kháng nguyên liên quan đến ung thư (TAAs) có thể giúp chẩn đoán nhiều loại ung thư khác nhau và có thể đánh giá hiệu quả điều trị. Như đã nói ở trên, các kháng nguyên này do chính các tế bào ung thư tiết ra và có thể được chuyển vào mạch máu nên chúng có thể được sử dụng làm dấu chuẩn trong xét nghiệm chẩn đoán sớm ung thư. Tuy nhiên, mặc dù đa số các khối u đều tạo ra các đại phân tử có thể phát hiện được trong máu nhưng đến nay, vẫn chưa có một dấu chuẩn ung thư nào có đầy đủ các đặc tính cần thiết để tạo một phương pháp chẩn đoán sớm ung thư với độ nhạy và độ đặc hiệu cao. Ở đây, tôi xin được liệt kê một số các kháng nguyên TAAs thường được sử dụng trong xét nghiệm chẩn đoán ung thư.

Kháng nguyên ung thư phôi (Carcinoembryonic antigen- CEA) là một phức hợp protein- polysaccharide có mặt trong các khối u đại trực tràng và ở các tế bào ruột, tụy và gan bình thường. Dựa vào lượng CEA có trong máu của bệnh nhân, các bác sĩ có thể phần nào xác định được khả năng mắc ung thư đại trực tràng và đưa ra các xét nghiệm bổ sung. Tuy nhiên, kết quả này có không chính xác nếu bệnh nhân có sử dụng thuốc là, hoặc trên đối tượng bệnh nhân bị xơ gan, viêm loét ruột kết.

Alpha-fetoprotein, một sản phẩm của các tế bào gan bình thường, nhưng phân tử này cũng có mặt trong máu bệnh nhân ung thư gan hoặc ung thư buồng trứng với nồng độ cao.

Kháng nguyên đặc hiệu tiền liệt tuyến (PSA), đây là một glycoprotein nằm trên bề mặt các tế bào biểu mô tuyến của tuyến tiền liệt, chúng có thể được phát hiện trong huyết thanh của người khỏe mạnh với nồng độ rất thấp. Sử dụng các kháng thể đơn dòng để phát hiện và định lượng nồng độ kháng nguyên này trong huyết thanh, các bác sĩ có thể phát hiện ung thư tiền liệt tuyến với độ chính xác tới 90%. Tuy nhiên, phương pháp này có độ đặc hiệu không cao do PSA cũng có ở các bệnh nhân viêm tiền liệt tuyến, phì đại tiền liệt tuyến.

CA 125 là một trong các công cụ giúp sàng lọc, chẩn đoán và đánh giá hiệu quả điều trị đối với các bệnh ung thư buồng trứng. Song, cũng như các phân tử kể trên, kháng nguyên này cũng có độ đặc hiệu không cao, các bệnh nhân viêm phúc mạc hoặc ung thư cơ quan khác cũng có thể có nồng CA 125 trong máu khá cao.

Beta-2-microglobulinthường được định lượng trong xét nghiệm chẩn đoán u tủy và ung thư bạch huyết.

CA 19-9, đây là một kháng nguyên vốn được sử dụng để phát hiện ung thư đại trực tràng như đã được chứng minh là có độ nhạy cao hơn trong xét nghiệm ung thư tụy. Ngoài ra, việc định lượng CA 19-9 còn đươc sử dụng để phát hiện một số loại ung thư ống tiêu hóa khác, đặc biệt là ung thư ống mật.

CA 15-3 và CA 27-29 được định lượng ở đa số các xét nghiệm chẩn đoán ung thư vú ác tính.

Chromogranin A được sử dung như một dấu chuẩn xét nghiệm ung thư carcinoid (một dạng ung thư đặc biệt, tiến triển chậm, chủ yếu xuất phát từ nhiều cơ quan trong cơ thể nhưng chủ yếu là từ đường tiêu hóa và từ phổi). Độ nhạy và độ đặc hiệu của phương pháp này đối với bệnh nhân ung thư thần kinh nội tiết là khoảng 75%.

Thyroglobulin được tuyến giáp tiết ra và có thể được sử dụng trong các xét nghiệm chẩn đoán rối loạn tuyến giáp. Ngoài ra, kháng nguyên này cũng được xem là dấu chuẩn để phát hiện ung thư tuyến giáp cũng như để đánh giá hiệu quả trị liệu.

Trên đây là các dấu chuẩn miễn dịch được sử dụng phổ biến để chẩn đoán sớm ung thư. Trong bài này, tôi đã hạn chế đưa ra các con số cụ thể về nồng độ TAAs và TSAs bình thường trong máu do các chỉ số này có sự sai khác giữa các địa phương, mỗi bệnh viện có thể thiết kế các ngưỡng khác nhau để hỗ trợ cho việc chẩn đoán.

Biên dịch: Phạm Ngọc Sơn 

Nguồn tham khảo:

http://www.merckmanuals.com/