Nghiên cứu thay đổi hormon steroid (nước bọt, sữa, huyết thanh) vùng phơi nhiễm dioxin Việt Nam

1 ĐẶT VẤN ĐỀ Dioxin là một nhóm các hợp chất hữu cơ độc hại, là sản phẩm phụ không mong muốn của một số ngành công nghiệp hóa chất và đốt cháy các sản phẩm hữu cơ. Với dặc tính không hòa tan trong nước, khó thoái hóa nên trong môi trường bị ô nhiễm, dioxin lắng đọng trong đất, cặn bùn và tích trữ sinh học vào một số loại động vật có trong chuỗi thức ăn của con người. Khi xâm nhập vào cơ thể con người, dioxin tích lũy chủ yếu ở các mô mỡ trong cơ thể và đào thải rất chậm [1]. Dioxin tác động đến quá trình sinh sản và phát triển, gây rối loạn hệ thống miễn dịch và nội tiết của cơ thể ngay cả khi chỉ có hàm lượng rất nhỏ.

Nó tác động đến nhiều cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể gây ra những rối loạn bệnh lý phức tạp và đa dạng, điều đó làm giảm tuổi thọ ở những người bị phơi nhiễm cũng như con cái họ ở những thế hệ kế tiếp trong tương lai [2]. Trong cuộc chiến tranh tại Việt Nam giai đoạn 1961 đến 1972 quân đội Mỹ đã rải một lượng lớn các chất diệt cỏ có tạp nhiễm một lượng lớn dioxin trong thành phần xuống nhiều vùng rộng lớn ở miền Nam Việt Nam, nhằm mục đích phát quang để phá hủy nơi ẩn lấp của quân đội giải phóng chiến đấu ở miền Nam Việt Nam [3]. Do đặc tính bền vững của dioxin, cho đến nay tác động của nó đã và vẫn đang gây nên những hậu quả nghiêm trọng đối với sức khoẻ con người và môi trường sống ở Việt Nam, đặc biệt các bà mẹ và trẻ em tại các khu vực phơi nhiễm dioxin. Dioxin ảnh hưởng tới bào thai từ rất sớm qua nhau thai.

Những trẻ nhỏ tiếp xúc với dioxin sẽ bị ảnh hưởng về phát triển thể chất và tâm thần [2], [4],[5]. Phơi nhiễm dioxin gây các tác dụng độc hại mà một trong số đó là tác động trên hệ thống nội tiết. Bên cạnh đó, với đặc tính ưa lipid của dioxin nên 2 ở người mẹ cho con bú, dioxin và các đồng phân của nó chủ yếu tập trung vào sữa mẹ. Như vậy, sữa mẹ là một con đường thải trừ dioxin chủ yếu.

Nồng độ dioxin trong sữa mẹ phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc và loại đồng phân dioxin. Mặt khác, dioxin và polychlorinated biphenyls (PCBs) đã được chứng minh là tích lũy trong tuyến thượng thận khi xâm nhập vào cơ thể. Đồng thời làm thay đổi tổng hợp hormon steroid vỏ thượng thận theo liều lượng và thời gian tác động. Tuy nhiên, những tác động của dioxin trên hormon steroid thượng thận chưa được điều tra kỹ lưỡng và chỉ thông qua đánh giá trên thực nghiệm.

Hơn nữa, chưa có nhiều nghiên cứu về nồng độ dioxin trong chiến tranh liên quan đến hormon streroid trong huyết thanh, đặc biệt là nồng độ hormon steroid trong nước bọt ở người mẹ và trẻ em sống ở khu vực điểm nóng dioxin Việt Nam. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “nghiên cứu sự thay đổi nồng độ hormon steroid trong nước bọt, sữa và huyết thanh trên những người sống tại vùng phơi nhiễm chất da cam/dioxin ở Việt Nam” với mục tiêu: 1. Xác định nồng độ dioxin trong sữa của những người mẹ sống tại Phù Cát - Bình Định. Xác định nồng độ hormon steroid trong nước bọt của mẹ và con, trong sữa và huyết thanh của người mẹ sống tại Phù Cát - Bình Định.

Tìm hiểu mối tương quan giữa nồng độ hormon steroid trong nước bọt, sữa và huyết thanh với nồng độ dioxin trong sữa của những người mẹ. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Đại cương hormon steroid Hormon steroid có nguồn gốc từ cholesterol và đặc trưng bởi nhân steroid. Cấu trúc bao gồm ba vòng sáu cạnh và một vòng năm cạnh, tương ứng với tên gọi A, B, C và D [6].

Cấu trúc nhân steroid [7] Cấu trúc này được biết đến như cyclopentanoperhydrophenanthrene, có sáu vị trí không đối xứng, cung cấp nhiều đồng phân khác nhau. Hơn nữa, tại vị trí C-17 có một nhóm thế mà khi thay đổi sẽ tạo thành hormon steroid khác có chức năng tùy thuộc vào chức năng của nhóm thế [6]. Hormon steroid được tổng hợp bởi một loạt các mô, nổi bật nhất là tuyến thượng thận và tuyến sinh dục. Tiền thân từ cholesterol được tổng hợp trong tế bào từ acetate, từ các thành phần este-cholesterol trong các giọt lipid của tế bào hoặc từ sự hấp thu của lipoprotein tỉ trọng thấp chứa cholesterol.

Các loại hormon steroid Các hormon steroid được xác định theo nguồn gốc và tác dụng sinh học chủ yếu của chúng. Thông thường, phân loại hormon steroid vào năm nhóm chính, chủ yếu dựa vào các thụ thể mà chúng ràng buộc. Glucocorticoid Glucocorticoid bao gồm các thành phần cortisol và corticosteron bắt nguồn từ vỏ thượng thận và ảnh hưởng chủ yếu đến sự trao đổi chất theo nhiều cách khác nhau. Cortisol là glucocorticoid chính được tiết ra bởi tuyến vỏ thượng thận, nó có nguồn gốc sinh học từ pregnenolon với vai trò của enzym 17α- hydroxypregnenolon, 17α-hydroxyprogesteron và 11- deoxycortisol.

Glucocorticoid thường xâm nhập qua màng tế bào và gắn với thụ thể của glucocorticoid trong bào tương. Sau đó phức hợp này sẽ xâm nhập vào nhân tế bào và gắn vào các vị trí chuyên biệt ở ADN, dẫn đến các gen đặc hiệu được biểu hiện và có sự sao chép của ARN thông tin. Cuối cùng, protein đặc hiệu sẽ được tổng hợp và phát huy tác dụng sinh học của glucocorticoid. Mặc dù các thụ thể đối với glucocorticoid giống nhau ở nhiều mô cơ quan nhưng các protein được tổng hợp lại thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào mô đích và do đó sẽ phát huy các tác dụng rất khác nhau ở các mô khác nhau, điều này tạo nên những tác dụng đa dạng của các glucocorticoid [8].

Cấu trúc hóa học của cortisol [7] 5 1. Mineralocorticoid Các mineralocorticoid được tuyến thượng thận bài tiết bao gồm aldosteron 11-deoxycorticorterson. Aldosteron chỉ được sản xuất ở vùng cầu của vỏ thượng thận bắt nguồn từ progesteron dưới ảnh hưởng chủ yếu của hệ thống renin - angiotensin, quá trình tồng hợp theo các bước sau: Progesteron → 11-Deoxycorticosteron → Corticosteron → Aldosteron. Các bước này được xúc tác bởi các enzym CYP21A2, CYP11B1 và aldosteron synthase/CYP11B tương ứng.

nhóm hydroxyl của progesteron ở carbon-21 mang 11-deoxycorticosteron và corticosteron sau một bước hydroxyl ở carbon-11. Quá trình hydroxyl và khử oxi hóa ở carbon-18 được xúc tác bởi CYP11B2 kết quả trong sự hình thành của aldosteron. Mineralocorticoid có tác dụng quan trọng trong việc điều hòa thể tích dịch ngoại bào và chuyển hóa kali hay còn được gọi là nhóm hormon chuyển hóa muối nước [8]. Androgen Androgen bắt nguồn từ tuyến vỏ thượng thận, tuyến sinh dục và chủ yếu ảnh hưởng đến sự trưởng thành chức năng của cơ quan sinh dục thứ cấp.

Hormon androgen có nguồn gốc từ hai steroid 17α-hydroxy bao gồm 17α- hydroxypregnenolon và 17α -hydroxyprogesteron. Hai steroid này có thể được chuyển đổi bằng enzym CYP17 để trở thành androgen dehydroepiandrosteron (DHEA) và androstenedion tương ứng. DHEA được chuyển thành androstenedion bởi 3β-HSD (3β-hydroxysteroid dehydrogenase). Sự hình thành androgen tại tuyến thượng thận được giới hạn bởi DHEA và androstenedion, trong khi ở tinh hoàn lại có sự hiện diện của 17β-HSD (17β-hydroxysteroid dehydrogenase) trong các tế bào Leydig để đảm bảo sự hình thành của testosteron [9],[10].

6 Tuyến vỏ thượng thận sản xuất androgen góp phần quan trọng đối với nhiều quá trình sinh lý. Các androgen như androstenedion, DHEA và dehydroepiandrosterone sulfate (DHEA-S) có thể chuyển thành testosteron ở các mô khác. Trước tuổi dậy thì chỉ có một lượng rất nhỏ androgen được tiết ra trước khi. Androgen cần thiết cho sự phát triển của hệ thống sinh sản nam đặc biệt là trong giai đoạn dậy thì, nhóm hormon này góp phần quan trọng cho sự hình thành và duy trì ham muốn tình dục.

Androgen có xu hướng làm tăng kích thước của cơ quan sinh sản ở nam giới. Ngược lại, nếu thiếu hụt trên nam giới đã trưởng thành sẽ gây teo và giảm hoạt động các bộ phận sinh dục [8]. Ở phụ nữ khoảng một nửa androgen hàng ngày được sản xuất từ buồng trứng dưới dạng của testosteron và androstenedion. Phần còn lại là do tuyến thượng thận sản xuất, chủ yếu là DHEA và DHEA-S, mà được chuyển đổi thành androstenedion và testosteron ở các mô khác.

Ở phụ nữ sản xuất dư thừa của androgen có thể xảy ra do rối loạn tuyến thượng thận, rối loạn buồng trứng hoặc rối loạn chuyển hóa mỡ [8],[10]. Estrogen Estrogen là hormon steroid nữ được sản xuất chủ yếu bởi buồng trứng, một số lượng ít hơn được sản xuất bởi vỏ thượng thận, nhau thai và tinh hoàn của nam giới. Estrogen giúp kiểm soát và phát triển giới tính, bao gồm những thay đổi về thể chất liên quan đến tuổi dậy thì. Nó cũng ảnh hưởng đến quá trình rụng trứng trong chu kỳ kinh nguyệt, cho con bú sau khi mang thai, các tình trạng tâm lý và quá trình lão hóa.

Estrogen bao gồm 2 thành phần estron và estradiol chúng chủ yếu ảnh hưởng đến sự phát triển, trưởng thành chức năng của cơ quan sinh dục ở nữ giới và xác định tính dục nữ. Quá trình tổng hợp estrogen đòi hỏi một enzym P450 nhóm aromatase hay CYP19A1. Chất nền là một trong hai 7 androstenedion (cho estron) hoặc testosteron (cho estradiol). Estron và estradiol là có thể hoán đổi cho nhau thông qua một phản ứng thuận nghịch liên quan đến enzym 17β-HSD, như trong quá trình chuyển đổi androstenedion-testosteron.

Hoạt động aromatase có mặt trong buồng trứng và nhau thai [11],[12],[13]. Progesteron Progesteron được sản xuất bởi buồng trứng, nhau thai và một phần nhỏ bởi tuyến thượng thận, có vai trò quan trọng trong chu kỳ kinh nguyệt và duy trì phát triển bào thai. Trong khi mang thai, progesteron cũng kích thích sự phát triển của tuyến vú [14]. Tổng hợp hormon steroid Trong khi cholesterol có thể được tổng hợp trong nhiều mô của cơ thể, thì các hormon steroid chỉ được tổng hợp trong vỏ thượng thận, buồng trứng và tinh hoàn.

Nguồn gốc cấu trúc của hợp chất cholesterol có chứa một hệ thống liên kết bao gồm 27 nguyên tử carbon. Nó được tạo thành từ ba vòng carbon sáu cạnh và một vòng carbon năm cạnh, một chuỗi bên có số nguyên tử carbon từ 20 đến 27 được đính kèm ở vị trí 17 của hydrocarbon đa vòng. Các hormon steroid được tổng hợp bởi một nhóm tế bào nhất định phụ thuộc vào vai trò của các enzym, đa số các enzym thuộc nhóm cytochrom P450 oxygenase. Dưới sự tác động của enzym P450 SCC hay CYP11 A trong ty lạp thể của tế bào, chuỗi bên của cholesterol sẽ được tách ra và tạo thành pregnenolon.

Quá trình này chịu sự tác động của hormon kích vỏ thượng thận ACTH [8]. Sau khi được hình thành, pregnenolon sẽ được chuyển ra khỏi ty thể của tế bào để tiếp tục chuyển đổi thành 17-hydroxy-pregnenolon dưới tác dụng của enzym P450C17.