Bài giảng Những chất độc hại trong cây thực phẩm và cây thức ăn gia súc - Phần II - Dương Thanh Liêm

87 trang hapham 2820

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Những chất độc hại trong cây thực phẩm và cây thức ăn gia súc - Phần II - Dương Thanh Liêm", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_nhung_chat_doc_hai_trong_cay_thuc_pham_va_cay_thuc.ppt

Nội dung text: Bài giảng Những chất độc hại trong cây thực phẩm và cây thức ăn gia súc - Phần II - Dương Thanh Liêm

NHỮNG CHẤT ĐỘC HẠI TRONG CÂY THỰC PHẨM VÀ CÂY THỨC ĂN GIA SÚC Phần II: Phenolic & Tannin Acid amin & Protein độc hại PGS.TS. Dương Thanh Liêm Bộ môn Thức ăn & Dinh dưỡng động vật Khoa Chăn nuôi – Thú y Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Những acid Phenolic đơn giản Hợp chất Allelopathic Đây là những hợp chất chống lại côn trùng và nấm – Một số phenolic (furanocoumarins) không gây ngộ, nhưng khi tiếp xúc với nhiệt cao, dưới ánh sáng có bước sống gần với tia tử ngoại (near UV-A) thì nó trở nên rất độc hại. – Một dạng hoạt động khác của phenol đơn giản là furanocoumarins, nó có thể gắn với DNA ở vị trí gốc kiềm pyrimidine - ức chế sự sao chép (transcription) và cuối cùng dẫn đến cái chết của tế bào hoặc đột biến gen. – Những hợp chất này có rất dồi giàu trong cây Apiaceae – Hợp chất Urushiol có nhiều trong cây “ivy” độc.
Các hợp chất phenolic đơn giản trong thực vật H CO 3 HO COOH HO COOH HO COOH P-hydroxybenzoic acid Vanillic acid HO HO OH H CO Gallic acid 3 HO CH CH COOH HO CH CH COOH Caffeic acid H CO 3 Sinapic acid HOOC HO HO HO HO COOH HO COOH HO COO OH HO OH HO HO HO Gallic acid HOOC OH m-Digallic acid OH Hexahydroxydiphenic acid
Coumarins • Nhóm chất có phân bố rộng – đến nay người ta đã xác định được trên 1.300 loại coumarins • Coumarin cơ bản có cấu trúc 2 vòng 6 cạnh, phenol và pyrone • Nhiều loại thuốc chống đông tụ “anticoagulants” có chứa Warfarin
Lignin là “complex phenolic” Lignin monomers • Polymer của 3 phenolic alochol • Những loài thực vật khác nhau có tỷ lệ monomers khác nhau. • Lignin trong cây sồi có tỷ lệ monomers là 100:70:7 (coniferyl: sinapyl: para-coumaryl).
Phản ứng trùng hợp các phenolic để tạo thành tannin trong thực vật OH CH OR OH 2 HO O O O OH O C OH O R OH OH R O OH O OH R = Gallic acid C O HO O OH 5-6 OH HO OH OH OH OH Tannic Acid (Hydrolyzable Tannin) HO O (HTs) OH OH OH Condensed tannin from Sorghum grain (CTs)
Những tác hại của phenolic acid Phenolic chiếm 10 - 20 % trọng lượng lá khô trong các loại cây thân bụi nhiệt đới có thể dao động từ 13 - 50% (Lowry, Thahar. 1983). Phenolic nó có tính độc vì nó kích thích hoặc bào mòn tổ chức niêm mạc. Phenolic có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật thông qua tác dụng bịt kín các trung tâm hoạt động của enzyme. Acid phenolic, sản phân giải của tannin có tác dụng ức chế men tiêu hóa, kết quả cuối cùng làm giảm đáng kể sự tiêu hóa thức ăn . Sự liên kết, giải độc phenolic với glycin, acid glucoronic hoặc sulfat làm giảm tác hại của phenolic. Những giới hạn khi sử dụng nguồn thức ăn có hàm lượng phenolic cao cũng là những vấn đề được các nhà khoa học rất quan tâm nghiên cứu để sử dụng tốt nguồn thức ăn tự nhiên có hàm lượng tannin và phenolic cao.
Những tác hại của tannin Cơ chế tác động của tannin trong dinh dưỡng động vật: 1. Phản ứng với protein gây kết tủa và biến tính chất đạm làm cho nó trở nên khó tiêu Tannin có sự liên kết gây biến tính kết tủa chất đạm nên làm cho protein trở nên rất khó tiêu hóa. Trong các loại cây cao lương, những giống nguyên thủy, hàm lượng tannin rất cao. Những giống cao lương lai, cải tiến của Mỹ có hàm lượng protein khá cao (11 - 13%), nhưng vì có chứa tannin nên khả năng tiêu hóa kém, protein bao bọc xung quanh hạt tinh bột, dưới tác động của tannin làm cho nó kết tủa, tiêu hóa kém, từ đó tỷ lệ tiêu hóa tinh bột cũng kém theo. Nếu cao lương được hấp hơi và ép dẹp làm khô cho thú ăn sẽ tiêu hóa tốt hơn rất nhiều. 2. Tannin còn có ảnh hưởng như là một chất kháng dinh dưỡng: Sự có mặt của tannin trong một vài loại cây cỏ làm thức ăn gia súc có ảnh hưởng quan trọng, không những làm giảm khả năng tiêu hóa, mà còn làm giảm tính ngon miệng của thú, làm thay đổi trao đổi chất trong dạ cỏ và gây độc hại (toxicity) cho động vật.
Gossypol trong hạt bông vải. CHO OH OH CHO HO OH HO CH3 H3C OH CH CH H3C CH CH3 H3C 3 Cấu trúc hóa học của gossypol (Peter R. Cheeke, 1998)
Giá trị và giới hạn của hạt bông vải Gossypol là hợp chất hữu cơ độc hại được tổng hợp ra bởi cây bông vải (Gossypium spp.), có rất nhiều giống cây thuộc họ này. Loại bông vải sử dụng để sản xuất sợi có 2 giống chủ yếu, đó là Gossypium hirsutum và gossypium barbadense. Hạt bông vải gây ngộ độc cho gia súc được người ta biết đến rất lâu, đó cũng chính là yếu tố giới hạn của khô dầu bông vải. Nếu sử dụng ở mức độ thấp khô dầu bông vải, khoảng 3,5 kg cho bò sữa trong 1 ngày thì có tác dụng nâng cao sức sản xuất sữa và tỷ lệ béo trong sữa (theo tài liệu D’Mello, 1997). Khô dầu bông vải là nguồn cung cấp protein rất có giá trị cho gia súc, gia cầm. Nhưng vì hạt bông vải có chứa độc tố gossypol cho nên cần thận trọng khi sử dụng. Giữa các loài thú thì ở thú nhai lại trường thành, nhờ có vi sinh vật dạ cỏ mà khả năng giải độc chất gossypol tốt hơn các loài thú đơn vị.
Hàm lượng độc tố gossypol trong hạt bông vải Gossypol isomers Gossypol Tên sản (% tổng số) phẩm Tổng số Tự do (+) (-) (mg/kg) (mg/kg) Vỏ hạt 1.070 490 58,4 40,6 bông vải Nhân hạt 12.000 12.400 61,2 38,8 bông vải Toàn bộ hạt 6.600 6.800 61,2 38,8 bông vải Khô dầu 10.900 600 59,9 40,1 ép cơ học Nguồn tài liệu: Forster, L. A., Calhoun, M. C., M. C., Feedstuffs, 67,16, 1995.
Cơ chế và triệu chứng ngộ độc gossypol Triệu chứng ngộ độc trên heo, cừu, bê là sự đầu độc tim (cardiotoxic). Biểu hiện lâm sàng là thú khó thở, đau ở vùng bụng, cơ liên hàm sưng tấy lên, tỉnh mạch cổ căng phòng biểu hiện tình trạng suy tim rất nặng và cuối cùng chết. Do suy tim mà máu không hút về tim được nên ứ động lại ở tỉnh mạch rất căng. Bệnh tích ở gan có sự ứ máu và hoại tử, tế bào ở gan, viêm phù nề. Kiểm tra các chỉ tiêu sinh lý – sinh hóa máu có những biến đổi bất thường như: Vở tế bào hồng cầu do tăng áp suất thẩm thấu bên trong tế bào. Các chỉ tiêu huyết học như hemoglobin và hematocrit đều giảm dưới mức bình thường. Kiểm tra chỉ tiêu sinh hóa máu trên chuột thí nghiệm nhận thấy vitamin E, vitamin C, enzyme glutathion peroxidase và các hoạt chất chống oxyhóa khác đều giảm mạnh (Bender et al, 1988). Nguyên nhân của sự giảm súc này là do gossypol liên kết trực tiếp với màng tế bào, thúc đẩy phản ứng của màng với oxygen tạo ra nhiều gốc tự do (free radicals) peroxyd làm hư hỏng các chất chống oxyhóa của máu và tế bào, làm hại ty lạp thể (mitochondrial) và acid nucleic (DNA). Do phá hủy màng tế bào ở cơ tim nên nồng độ ion K+ thay đổi gây ra rối loạn hoạt động của cơ tim.
Phương pháp giảm tác hại của gossypol Khử độc bằng xử lý công nghiệp khô dầu bông vải, phương pháp khử độc gossypol gồm 2 bước : - Sử dụng acetol để chiết rút béo, - Nâng cao nhiệt độ khô dầu bông vải. Sau khi xử lý như vậy gossypol trong khô dầu sẽ trở nên mất tác dụng độc hại. Nhược điểm của phương pháp này là làm cho protein bị biến tính trở nên khó tiêu và giảm giá trị sinh vật học. Giảm tác hại của gossypol: Bổ sung vào thức ăn muối Fe để kết tủa gossypol thải ra theo phân.
Các acid amin bất thường NPAA (Non Protein Amino Acid) Các giống Hàm lượng Acid amin bất thường cây họ đậu (g kg-1 chất khô) Neurolathyrogens: Vicina Sativa 1,5 ß-cyanoalanine Lathyrus sativa 25 ß-(N-oxalylamino)alanine Lathyrus latifolius 16 ,-diaminobutyric acid Arginine analogues: Canavalia Canavanine ensiformis 51 Indospicine Gliricidia sepium 40 Homoarginine Robinia 98 pseudoacacia 9 Indigofera spicata 29 Vicia villosa 20 Indigofera spicata 12 Lathyrus cicera Aromatic: Leucaena 145 Mimosine leucocephala
OH OH OH Mimosin và Thyrosin O OH H C CH COOH H C CH CH 2 2 3 NH NH 2 2 Thyrosine 3,4-dihydroxyphenylalanyle (DOPA) N H C CH COOH 2 OH Mimosine NH OH 2 OH OH OH OH J J J HC CH NH 2 2 H C CH NH 2 2 2 OH Noradrenaline Dopamine OH OH O O J J J J J J J H C 3 CH 3 MIT T T DIT 3 4
Cây Bình linh Leucaena Scientific Name: Leucaena Leucocephala Common Name: Ipin - ipin Species Most Often Affected: Cattle, goats, sheep Poisonous Parts: leaves, seed Primary Poisons: Mimosin
Hàm lượng mimosin trong lá bình linh (%) trạng thái khô (IDRC, Devendra, C - 1989) Trạng thái lá Lá non Lá già Trung Trung 2 4 6 8 2 4 6 8 Tháng bình bình Các giống bình linh Leucaena type: K8. (Úc) 6,9 9,6 5,8 8,7 7,8 2,0 6,2 3,8 4,8 4,2 K8 . (Hawaiian) 11,2 8,7 7,8 9,1 9,2 2,6 3,8 4,2 6,7 4,3 K28 . 3,7 9,3 7,0 7,7 6,9 1,6 5,6 4,1 4,4 3,9 K67 . 9,3 6,3 8,0 6,7 7,6 4,9 4,0 4,6 4,5 4,5 K156 . 3,4 5,0 5,8 6,7 5,2 1,9 3,5 4,0 4,3 3,4 Cv Peru 6,4 5,7 7,0 7,2 6,6 3,0 3,4 3,8 5,8 4,0 Cv Cunningham 2,5 7,8 8,7 8,0 6,8 1,3 1,3 5,1 4,5 3,0 Peruvian 5,5 6,8 7,8 7,7 6,9 1,8 3,3 4,8 4,8 3,7 Côte d’voire 7,8 7,5 6,9 6,4 7,2 3,5 4,4 4,4 4,3 4,1 Trung bình 6,3 7,4 7,2 7,6 7,1 2,5 4,0 4,3 4,9 3,9
Dê con bị bướu cổ do ăn thức ăn có chất kháng giáp trong thực vật
Hai tuyến giáp trạng hai bên cổ phình to
Canavanine và những hợp chất đối kháng với Arginine H2N C NH CH2 CH2 CH2 CH COOH NH NH2 Arginine H2N C NH O CH2 CH2 CH COOH Canavanine NH NH2 H2N C CH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH Indospicine NH NH2 H2N C NH CH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH Homoarginine NH NH2 H2N CH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH Lysine NH2
Cây so đũa Sesbania grandiflora Scientific Name: Sebania grandiflora Common Name: Species Most Often Affected: cattle, chickens, humans, sheep Poisonous Parts: all Primary Poisons: canavanine
Cỏ Linh lăng (Cỏ Alfalfa, Lucerna) Scientific Name: Medicago sativa Common Name: Alfalfa or Lucerne Species Most Often Affected: cattle, chickens, humans, sheep Poisonous Parts: all Primary Poisons: canavanine, saponins
Nhóm chất acid amin bất thường gây triệu chứng ngộ độc thần kinh Neurolathyrogen COOH O C O C NH 2 NH2 NH CH2 CH 2 CH2 HC NH2 HC NH 2 HC NH2 COOH COOH COOH Asparagine Alfa, Beta-Diamino Beta-N-Oxalyl, Alfa, Beta-Diamino Propionic Acid Propionic Acid, ODAP (Neurolathyrogen)1 NH2 CH3 C N CH2 C O CH 2 CH2 NH HC NH 2 HC NH2 CH2 COOH COOH Beta-Cyanoalanine Alfa, Gama-Diaminobutyric Acid CH2 BCNA (Neurolathyrogen) BCNA (Neurolathyrogen)3 2 HC NH2 COOH Gama-N-Diaminobutyric Acid (Neurolathyrogen)4 C N CH2 Gama-Glutamyl-Beta-Cyanoalanine (Neurolathyrogen) CH2 NH2 Beta-Aminopropionitrile, BAPN Gama-Glutamyl-aminopropionitrile (Osteolathyrogen)5 (Osteolathyrogen)
Cây đậu Lathyrus Scientific Name: Lathyrus spp. Sweet Pea, Tangier Pea, Everlasting Pea, Caley Pea and Common Name: Singletary Pea Species Most Often Affected: horses, rodents, turkeys, sheep, humans Poisonous Parts: seeds Primary Poisons: DABA, ODAP, amine, phenol, glycoside
Sự độc hại thần kinh của lathyrogens trên gia cầm. Lathyrogen Loại gia cầm Cách cấp và liều Biểu hiện ngộ độc Trong TĂ (0,75g/kg) Co giật tetanos, chết ß-Cyanoalanine Gà con, giò hoặc chích dưới da LD50=70mg/kgBW. Gà con, giò Chích trong phúc mạc - Đầu, cổ co * 20mg/con giật ß-(N-oxalylamino)- * 30mg/con khác thường. alanine (BOAA) - Tử vong Loài có cánh Chích phúc mạc trưởng thành * 100 mg/con - Biểu hiện ngộ độc Chích phúc mạc Chưa xuất hiện triệu 3,2 hoặc 6,5mmol/kg chứng ngộ độc. ,-diaminobutyric BW Gà con, giò acid Tăng hàm lượng 12,9mmol/kg thể glutamine trên não trọngBW
Protein độc hại (Toxic protein) protease inhibitor 1. Trong sữa đầu có chất antitrypsine, nó chống lại sự tiêu hóa protein của enzyme Trypsin và chymotrypsin. Nhờ vậy mà nó bảo vệ được các chất kháng thể có trong sữa đầu của mẹ chuyền sang con bằng cách hấp thụ trực tiếp qua lớp tế bào niêm mạc ruột. 2. Trong các loại hạt họ đậu chưa xử lý đều có một lượng đáng kể chất antitrypsine, tùy thuộc theo các giống đậu. Trong thực tiễn đáng chú ý nhất là hạt đậu nành và đậu cô ve có chất kháng tiêu hóa và kháng dinh dưỡng rất cao. 3. Trong đậu nành còn có chất lectin còn gọI là hemagglutinin, nó gây ra kết dính làm ngưng kết hồng cầu. Tất cả chúng đều là protein độc hại ! Hoạt động Protease protease inhibitor
Thành phần các chất kháng enzyme proteinase trong đậu nành 1. Glycinin: Bằng phương pháp điện di người ta tách ra 1 fracio protein glycin gọi nó là glycinin . Chất này có tác dụng ức chế hoạt động thải tiết của tuyến tụy và làm giảm hoạt động của dịch tuyến, giảm hoạt động men trypsin, chymotrypsin và amylase. 2. Lectin (hemagglutinin): Nó cũng là một loại protein (Lectin protein fracio). Nó có đặc tính là làm kết dính (ngưng kết) hồng cầu. 3. Soyin: Chất này được phát hiện trước tiên trong hạt đậu nành nên lấy tên đậu nành đặt tên cho nó, ở trong ruột, soyin ức chế hoạt động của men trypsin và lipase làm giảm sự tiêu hóa đạm và mỡ.
Antigen trong đậu nành sống làm hư hỏng lớp tế bào lông nhung của ruột Không có antigen Có antigen
Hình mô phỏng lớp tế bào lông nhung có và không có antigen đậu nành với động thái hấp thu dinh dưỡng Không có antigen Có antigen
So sánh tác dụng kháng dinh dưỡng của Lectin và chất kháng enzyme proteinase Chất kết dính protein (Lectin) Chất kháng men proteinase Tỷ lệ chết cao. Ức chế sinh trưởng. Giảm tính ngon miệng. Giảm tiêu hóa protein. Ức chế sinh trưởng. Tăng sự đào thải acid amin chứa Giảm sự hấp thu chất dinh dưỡng. lưu- huỳnh. Tăng sinh ruột non (ruột non lớn) . Bội triển tuyến tụy. Tăng sinh gan (gan bự lên). Bội triển tuyến tụy. Tăng sản sinh vi sinh vật trong ruột. Giảm nguồn dự trử lipid, glucogen và protein.
Protein kết dính độc hại: Lectin Độc tính rất mạnh của cây thầu dầu đã được ghi nhận ở những thập kỷ gần đây. Người ta đã chiết xuất một hoạt chất làm ngưng kết hồng cầu. Sau đó người ta cũng tìm thấy loại chất có đặc tình này cũng có trong một số loài thực vật khác như: đậu nành soybean, đậu Abrus precatorius, trong một số loại nấm và cả trong một số loài động vật cũng có. Người ta đặt tên cho nó là lectin. Lectins là một đại phân tử glycoproteins có phân tử trọng từ 60.000 – 100.000 đv., nó được coi là chất kết dính hồng cầu. Lectin làm giảm sự sinh trưởng trên động vật, gây tiêu chảy và gây trở ngại cho việc hấp thu dinh dưỡng, vì vậy người ta coi nó là chất độc. Tùy theo loại lectin khác nhau, cấu trúc khác nhau mà tác hại của nó cũng khác nhau. Trong nhiều loại lectin thì độc nhất vẫn là Ricin trong cây thầu dầu.
Chức năng sinh học của lectin Cho đến nay người ta biết được lectin có thể có liên kết giữa tế bào và các phân tử carbohydrate. Nó có thể có chức năng sinh lý điều khiển cơ chế chống lại vi sinh vật, sâu bọ và các loài động vật phá hại cây trồng. Khi người ta cho nhiểm nấm lên cây trồng thì nhận thấy hàm lượng lectin trong cây trồng tăng lên. Trong những cây họ đậu thì lectin được thừa nhận là một cơ chất có chứa đường để cho vi khuẩn cố định đạm hoạt động. Lectin trong cây họ đậu sẽ kết dính với vi khuẩn cố định đạm trong đất vào rễ cây. Ở đây vi khuẩn lấy đường từ cây đậu qua lectin cung cấp và vi khuẩn lấy nitrogen từ khí trời để tổng hợp ra chất đạm hữu cơ ban đầu rồi cung cấp lại cho cây. Trên nguyên lý này, thì cây họ đậu sản xuất nhiều lectin hơn các loại cây khác. Những chức năng khác của lectin có thể: - Là một enzyme (nhưng chưa biết rõ cơ chất tác động của nó) - Là nguồn dự trử protein để cung cấp cho cây phát triển. - Lectin còn có tác dụng bảo vệ về mặt cơ học đối với cây. - Lectin là “cánh tay của tế bào” vươn rộng ra môi trường. - Lectin kích thích Mitogenic - Lectin chuyển vận carbohydrate. - Lectin đóng gói hoặc huy động chất liệu dự trử cho tế bào.
Cấu trúc của lectin Lectin có đặc tính kết dính với nhiều hợp chất khác nhau. Người ta rất chú ý đến các vị trí kết dính và coi đó là những điểm hoạt động của lectin. Điểm kết dính với ion kim loại: Đây là những vị trí có khả năng bắt giữ ion kim loại rất cao.Những điểm này có cấu trúc acid amin có khả năng liên kết với ion kim loại, gọi một cụm như vậy là một đơn vị phụ (subunit), vị trí bắt ion kim loại gọi là concanavalin A, nó là một chuổi polypeptide có chứa: aspartic 10, asparagine 14, histidine 24, serin 34, glutamic acid 8 và tyrosione 12. Điểm kết dính kỵ nước: Điểm cấu tạo nầy có dạng lỗ hỏng, có vai trò sinh học rất quan trọng, điểm kết dích kỵ nước có auxins, hoặc cytokinin và adenine, nó có chức năng tăng cường chu kỳ sống thực vật. Điểm kết dính Glycosylation: Đây là điểm kết dính không phải là glycoprotein mà là một vị trí đã sulfur hóa glucose (glycosynolated precursors). Điểm kết dính carbohydrate: Đây là vị trí để cho lectin có khả năng kết dính với các loại
Cấu trúc phân tử của lectin Cấu trúc không gian (Stereos) của phân tử lectin trong cây đậu
Độc tính của Lectin Khi tiêm dịch chiết xuất đậu “kidney bean cho chuột thì gây ra sự thoái hóa mỡ tổ chức. Gan bị hoại tử cục bộ, thái hóa mỡ. Xuất huyết dạ dầy, thành ruột non và một số cơ quan khác. Sưng phồng các mao mạch, xuất hiện trên thận, cơ tim với nhiều cục máu nghẽn. Biểu mô ruột non tăng sinh, tế bào khe lớn ra và sự tổng hợp DNA nhiều, cuối cùng làm giảm hấp thu dưỡng chất, nhất là glucose ở ruột non. Ricin, abrin, crotin, và những độc tố khác có liên quan đến lectin đều gây ra những bệnh tích khá giống nhau như: Viêm sưng ruột non với sự hư hại tế bào niêm mạc, phù nề, xung huyết, xuất huyết trong tổ chức hạch bạch huyết, đó là bệnh tích chung rất phổ biến. Một vài triệu chứng khác như thoái hóa mỡ và hoại tử ở gan, suy cơ tim, xuất hiện máu cục làm tắt nghẽn mao quản cũng có thể thấy khi thú ăn nhiều lectin thực vật. Lectin gây ra triệu chứng tiết chất nhầy rất nhiều trên đường tiêu hóa, có thể gây chết súc vật. Trong thí nghiệm invitro cho thấy tế bào ruột bị thương tổn rất nặng nề do lectin trong đậu sống. Lectin cũng ức chế hấp thu vitamin nhóm B rất mạnh. Lectin có tính kết dính cao nên nó làm hư hại chức năng tế bào, giết chết tế bào. Những tế bào có vai trò cảm thụ (receptor) cũng nhanh chóng mất đi vai trò này. Những tế bào hồng cầu cũng rơi vào tình trạng như thế và bị tiêu diệt. Lectin còn làm mất hết tác dụng của những protein vận chuyển không còn khả năng vận chuyển dinh dưỡng, kích thích tố, khoáng cho tổ chức mô bào. Hệ thống kháng thể cũng bị vô hiệu hóa bởi độc tố lectin này.
Các phương pháp khử độc tố Lectin Sử dụng nhiệt độ cao: Đây là độc tố có cấu trúc như một protein, vì vậy muốn khử chúng, phải làm cho nó biến tính để không còn khả năng kết dính nữa, như thế nó không còn tính chất của một độc tố lectin, nó sẽ trở thành một loại protein nào đó cung cấp dinh dưỡng cho cơ thể. Tuy nhiên mỗi loại lectin có yêu cầu chế độ xử lý nhiệt khác nhau. Ví dụ lectin trong cây thầu dầu là ricin phải hầm chín trong autoclauve ở nhiệt độ cao dưới 1 atm mới phá được nó. Trong khi đó lectin trong đậu nành chỉ cần 105oC trong nữa giờ thì có thể phá hủy nó. Sử dụng vi sinh vật lên men: Ngày nay bằng công nghệ lên men acid, có thể phá hủy độc tố lectin mà không cần nhiệt độ cao để xử lý. DabomB là sản phẩm giàu đạm đậu nành được chế từ công nghệ lên men này (Taiwan, 2003). Sử dụng hóa chất để khử độc tố: Có thể sử dụng hóa chất như formaldehyd để phá hủy độc tố kết dính lectin, ricin Nhưng formaldehyd làm hư hỏng acid amin có chứa vòng phenol, dư lượng của nó khá độc hại cho tế bào, có thể gây ung thư nên hướng này không được sử dụng.
Lectin và bệnh ung thư Lectin có khả năng kết dính trên bế mặt tế bào ung thư do đó người ta có thể sử dụng nó trong chiến lược điều trị bệnh ung thư. Khi sản xuất kháng thể đơn dòng “anti-lectin antibodie”, có thể tạo ra kháng thể kiềm chế sự sinh trưởng của tế bào ung thư, ức chế sự phát triển tế bào ung thư phổi trong thí nghiệm in vivo. Lectin có tiềm năng trong chiến lược điều trị ung thư rất lớn, bởi vì sự có mặt của nó trên bề mặt tế bào ung thư đã bao bọc và giết chết tế bào ung thư. Thí nghiệm đưa lectin của mầm hạt lúa mì (wheat germ lectin, WGA) vào ống nghiệm có chứa tế bào ung thư (bladder cancer T-24 cells) và đại bạch cầu macrophage thì WGA kết dính và giết chế tế bào ung thư, sau đó đại bạch cầu thực bào tế bào và tiêu biến tế bào ung thư. Những nghiên cứu gần đây người ta nhận thấy có 4 loại tế bào ung thư rất nhạy cảm với chất kết dính bề mặt WGA của lúa mì, đó là: T-24 bladder carcinoma, A-375 melanoma, ACHN renal carcinoma, and U373MG glioblastoma. Người ta cũng coi lectin trong mầm hạt lúa mì là yếu tố ngăn chặn ung thư.
Dị ứng thực phẩm Food Allergy Dị ứng thực phẩm (Food Hypersensitivity) Liên quan đến IgE Liên quan đến tế bào Phản ứng mạnh Bệnh Celiac Tùy thuộc tính Gây viêm ruột mãn, tiêu chảy mẫn cảm của cá thể Còi cọc chậm lớn với trẻ em
Cơ chế giải phóng chất môi giới gây dị ứng Kích thích sản xuất kháng thể Yếu tố gây dị ứng Tế bào chủ Tế bào Basophil nhạy cảm Tế bào Nhạy cảm Bạch cầu mất hạt nhỏ Giải phóng: Histamin, Cơ chất phản ứng chậm của tính quá mẫn SRS-A, Nhân tố hóa học của tế Bào ưa eosin ECF-A Food Allergy Research & Resource Program
Cơ chế sinh kháng thể IgE gây dị ứng Link Video Clips
Tính phổ biến của dị ứng thực phẩm Trẻ em ẩm ngữa/trẻ em lớn - 4-8% Người trưởng thành - 1-2%
Nguyên nhân dị ứng Nguyên nhân Các nguyên nhân dị ứng thức ăn Khác 10%: (90%): Do các nguyên -Đậu phộng. nhân khác -Cây hạch. Nguyên nhân -Sữa. do thức ăn -Trứng. -Đậu nành. -Cá biển. -Nhuyển thể. -Lúa mì.
Triệu chứng điển hình của dị ứng thức ăn có liên quan đến phản ứng kháng thể IgE với thức ăn Đường tiêu hóa Trên da • Buồn nôn • Nổi mề đai • Ói mửa • angioedema • Đau bụng • Viêm da atopic • Tiêu chảy Đường hô hấp Toàn thân • Viêm mũi • Shock quá mẫn cấp • Phù thanh quản • Lên cơn hen
Nguyên nhân gì gây ra dị ứng thức ăn? • Protein thường xảy ra một cách tự nhiên. • Protein đề kháng nhiệt, không biến tính khi nấu. • Sản phẩm thủy phân protein cũng có thể gây ra. • Protein đề kháng với sự biến đổi pH ở dạ dày. • Thông thường protein đóng vai trò chủ yếu. • Thực phẩm có chứa 1 hoặc nhiều yếu tố gây dị ứng trong nó.
Những chất gây dị ứng • Hầu như tất cả những chất gây dị ứng là protein nhưng không phải tất cả protein đều gây dị ứng • Thực phẩm có chứa protein gây dị ứng khoảng 1% của protein, một tỷ lệ rất thấp. • Rất nhiều chất gây dị ứng đều ổn định, không bị biến đổi trong quá trình tiêu hóa và chế biến. • Chất gây dị ứng chủ yếu nằm trong nguồn thực phẩm giàu protein.
Phản ứng dị ứng cơ thể Link Video Clips
Protein và công nghệ sinh học • Kỷ thuật gene kiểm soát chính xác protein do cơ thể sinh vật sản xuất ra • Đại bộ phận protein do cây trồng sản xuất ra đều bị enzyme phân giải, không ổn định trong quá trình tiêu hóa và chế biến. • Yêu cầu ứng dụng sản phẩm thực phẩm công nghệ sinh học phải thử loại protein mới sản xuất ra với enzyme tiêu hóa và quá trình chế biến, nhất là loại cây trồng kháng sâu bệnh, chậm chín ) • Công nghệ sinh học có thể làm giảm khả năng gây dị ứng của thực phẩm nếu được kiểm soát nguồn gen một cách kỹ lưỡng. Ngược lại với quá trình này, công nghệ sinh học cũng có thể làm tăng khả năng gây dị ứng nếu không kiểm soát kỹ.
Cần quan tâm về yếu tố gây dị ứng tìm năng của thực phẩm chuyển gen GMO
Nền tảng của sự đánh giá khả năng gây dị ứng của sản phẩm chuyển gen • Tránh chuyển yếu tố gây dị ứng biết được • Gen thừa nhận từ nguồn thực phẩm gây dị ứng phải được mã hóa và tách khỏi sinh vật chuyển gen. • Phải đánh giá tìm năng gây dị ứng của tất cả protein do sinh vật chuyển gen sản xuất ra. • Gen nào ở đâu gây dị ứng cần phải xác định được, nên cân nhắc kỹ nguồn thay thế hoặc chiến lược để giảm thấp nguy cơ, hoặc loại thải sản phẩm có nguy cơ.
Đánh giá tìm năng gây dị ứng của thực phẩm từ thực vật đã được thiết kế di truyền Nguồn Gene Có (gây dị ứng): Yes - No Không Pha quyết định thử tính miễn dịch Có Thực hiện liên CommonlyDị ứng LessDị Commonly ứng tiếp giống nhau thôngAllergenic thường Allergenichiếm thấy Không ( 5 sera) Quá trình tiêu hóa liên tiếp Thử chích giống nhau trên da Không Không Có Có DBPCFC PƯ dị ứng Có thể dị ứng (IRB) Có Không có dấu hiện Không Dị ứng Không dị ứng
Đánh giá tìm năng gây dị ứng của thực phẩm từ sản phẩm công nghệ thực phẩm FAO/WHO 2001 Nguồn gene gây dị ứng Có Không Thử liên tiếp Thử liên tiếp giống nhau Giống nhau Có Không Có Không Kiểm tra Không Kiểm tra sàn lọc sàn lọc mục tiêu huyết thanh huyết thanh Có Có Không Thử đề kháng pepsin & Thí nghiệm trên động vật Biểu hiện giống như dị ứng +/+ +/- -/- Cao thấp Food Allergy Research & Resource Program Khả năng dị ứng
Nguồn gene • Nguồn gene đã biết được có thể gây dị ứng – Chất gây dị ứng thực phẩm – Chất gây dị ứng môi trường (phấn hoa, bào tử mốc, vật bé nhỏ, một số động vật ) – Chất dị ứng nghề nghiệp. • Nguồn gen không có khả năng gây dị ứng.
Sàn lọc huyết thanh mục tiêu • Thử khả năng kết dính giữa IgE của huyết thanh của người dễ bị dị ứng với protein lạ. • Nguồn: Cây 1 lá mầm (phấn cỏ) Cây 2 lá mầm (đậu phọng, birch pollen) Động vật không xương sống (tôm, dust mite) Động vật có xương sống (trứng, sữ bò) Mốc meo, Nấm men, và nấm cao cấp.
Lấy máu sàn lọc huyết thanh đích, thử biểu lộ dị ứng huyết thanh • Hiệu lực và chất lượng huyết thanh của máu người thử phản ứng. • Thử với protein lạ có trong tự nhiên xem có. phản ứng đối kháng ngưng kết không. • Xác định phản ứng chéo do carbohydrate. • Khả năng phản ứng dương tính giả. • Thử phản ứng có đặc hiệu hay còn mơ hồ.
Thuộc tính hóa lý của chất gây dị ứng thực phẩm • Tất cả những chất gây dị ứng thức ăn phải được thử trên mô hình tiêu hóa mẫu. • Protein không gây dị ứng dễ dàng bị phân hủy trong mô hình tiêu hóa mẫu. • Chất gây dị ứng thường không bị phân hủy, ổn định trong quá trình chế biến thức ăn (ví dụ bơ đậu phọng, bột đậu nành có thể ). • Chất gây dị ứng có rất phong phú trong thực phẩm.
Những chất gây dị ứng thực phẩm Nguồn Protein % Protein TS Tính ổn định Mảnh vở Chất gây dị ứng của trứng và sữa: Egg Ovalbumin (Gal d 2) 54 60 - Milk ß-lactoglobulin 9 60 - Egg Ovomucoid (Gal d 1) 11 8 - Milk Casein 80 2 15 Milk BSA 1 0.5 15 Milk a-lactalbumin 4 0.5 2 Egg Conalbumin (Gal d 3) 12 0 15 Chất gây dị ứng của hạt Soy ß-Conglycinin (b ) 18.5 60 - Soy Kunitz trypsin Inhibitor 2 - 4 60 - Peanut Ara h 2 6 60 - Mustard Sin a I 20 60 - Mustard Bra j IE 20 60 - Soy Lectin 1- 2 15 - Peanut Lectin 1.3 8 - Soy ß-Conglycinin (a) 18.5 2 60 Soy Glycinin 51 0.5 15 Soy Gly m BD 30K 2 - 3 0 8
Protein trong thực vật thông thường và Protein được giới thiệu Protein % Protein TS Tính ổn định Protein thực vật th6ng thường Rubisco LSU (spinach leaf) 25 <15 giây Rubisco SSU (spinach leaf) 25 <15 sec Lipoxygenase (soybean seed) < 1 <15 sec Glcolate reductase (spinach leaf) < 1 <15 sec PEP carboxylase (corn kernel)_ < 1 <15 sec Acid phosphatase (potato tube) < 1 <15 sec Sucrose Synthetase (wheat kernel) < 1 <15 sec ß-amylase (barley kernel) < 1 <15 sec Protein giới thiệu B.t.t < .01 < 30 sec B.t.k. HD-73 < .01 30 sec B.t.k. HD-1 < .01 30 sec CP4 EPSPS < .1 < 15 sec GOX < .01 < 15 sec ACCd < .4 < 15 sec GUS .01 < 15 sec NPTII < .01 < 10 sec
Cây muối (Rhus copallina, R. aromata) (sumac tree) có chứa chất gây dị ứng da Cây muối cũng có chất độc hại gây dị ứng da
Ngộ độc cây sồi, cây Ivy, và cây muối Cây Ivy (Hedera helix), Cây thường xuân Cây Oak (Quercus spp.) Cây Sumac (Rhus copallina, R. aromata) • Cây Ivy, Oak, và Sumac là loại thực vật sản xuất ra chất chất nhựa độc gọi là urushiol. Loại nhựa này có trong rễ, thân, lá, và quả chín mọng. Nhựa này dính vào da gây ra dị ứng rất mạnh.
Hợp chất Urushiol Chất urushiol trong cây ivy độc Chất urushiol trong cây oak độc
Forearm approximately 10 days after exposure to poison ivy in a garden
Nhựa cây gây dị ứng da Link Video Clips
Cây sồi (Oak Trees) cũng gây dị ứng Scientific Name: Quercus spp. Common Name: Oak Trees Species Most Often Affected: horse, cattle Poisonous Parts: acorns, young leaves Primary Poisons: gallotannins, quercitrin, and quercitin
Ngộ độc cây sồi / cây thường xuân / cây muối (oak tree / ivy tree / sumac tree) Gây dị ứng (Allergen): Nguyên nhân gây ngộ độc dị ứng của 3 loại cây này là do trong nhựa cây, quả, lá có chứa chất Urushiol kích thích rất mạnh. Cơ chế gây độc: •Khi tiếp xúc với chất nhựa này sẽ gây ra dị ứng rất mạnh; chỉ 1 liều rất nhỏ khoảng 1 mcg. •Nhựa các loại cây này thấm qua da rất nhanh và liên kết với protein của da, gây ra dị ứng mạnh, rửa cũng không có tác dụng gì khi nó đã liên kết chặt.
Triệu chứng và phòng trị nhiểm độc dị ứng Triệu chứng bệnh tích: • Bệnh tích chỉ xuất hiện trên chỗ da nơi tiếp xúc với nhựa cây này. • Ngứa da dữ dội, sau đó nổi ban đỏ rực, phù, sưng giộp da. • Phát sinh triệu chứng mãnh liệt trong khoảng 24-48 giờ. • Chữa lành vết thương có thể kéo dài 2-3 tuần Phòng trị nhiểm độc: • Aluminum Acetate (Burow's Soaks) ngâm trong 15-30 min • Aveeno bath (colloidal oatmeal) bôi 2-3 lần/ngày/30 phút • Uống antihistamines (NOT topical) cho giảm ngứa Làm khô vết thương: • Bôi lên chổ dị ứng loại thuốc Hydrocortisone CREAM 0.5 % dùng 4-6 lần/ngày
V. Các chất nhạy cảm quang học Photosensitive compounds
EAC meeting progress.ppt Hypericum perforatum Đặc tính dược liệu và độc tính Hypericin
Cây nọc sởi Hypericum Scientific Name: Hypericum perforatum Common Name: St. Johns Wort, Klamath Weed Species Most Often Affected: horses, sheep, goats Poisonous Parts: all Primary Poisons: hypericum
Cấu trúc hóa học của Hypericin OH O OH HO CH3 HO CH3 OH O OH Hypericin
Những dẫn xuất có hoạt tính sinh học Trong cây Hypericum perforatum OH O OH OH Me • Kháng virus Hypericin OH Me • Kháng ung thư OH O OH • Cản trở đường tín hiệu tế bào Pseudohypericin OH O OH OH CH2OH OH Me OH O OH
Sự sắp xếp lại liên kết và sự chuyển Proton trong hoạt động quang học của Hypericin H H H H O O O O O O H H H H Light Energy OH OH H H OH Me OH Me O O O O O O H H H H EAC meeting progress.ppt a
Phản ứng ánh sáng của Hypericin Ánh sáng Hypericin Hypericin hoạt hóa O2 Reactive Oxygen Species H O ._ ._ 2 1O2 O2 H2O2 OH
Hoạt động kháng virus của Hypericin • Hoạt động kháng virus có hiệu nghiệm – 99.99% giảm virus HIV-1 • Ảnh hưởng chống lại virus gồm có: – retroviruses, herpesviruses, influenza virus – Ebola, SARS, West Nile Virus, Hepatitis C • Hoạt tính của nó phụ thuộc vào ánh sáng EAC meeting progress.ppt
Cơ chế tìm năng tiêu diệt Virus của Hypericin EAC meeting progress.ppt • Sản xuất oxygen nguyên tử • Sản xuất gốc tự do • Chuyển vận Proton – thay đổi pH • Tương tác vật lý với co-factors của tế bào Y Kết dính/hợp nhất/đi vào Mở bọc Phiên mã Dịch mã ssRNA Đảo nghịch Phiên mã AAA dsDNA Lắp đặt Giải phóng Tích hợp
Cơ chế gây độc hại tế bào của Hypericin hn Hoạt hóa JNK/p38 Cao ROS (Reactive oxygen species) H H O O O Peroxid lipid Hoại tử HO CH3 HO CH3 Kiểu O O O phản ứng oxyhóa cytochrome C Hoạt hóa caspase Giết chết tế bào Ức chế PKC, ERK EAC meeting progress.ppt
St. John's Wort may offer herbal relief for depression Nature's RX Hypericin/St. John's Wort Info Sheet PWA Health Group May, 1996 USC HYPERICIN FOR MALIGNANT GLIOMA STUDY VIMRX Pharmaceuticals Inc. PHYTO PROZ SUPREME
Cây Kiều mạch Buckwheat Scientific Name: Fagoypyrum esculentum Common Name: Buckwheat Species Most Often Affected: horses, goats Poisonous Parts: Primary Poisons: Photosensitive compounds
Cây kiều mạch và hạt của nó Kiều mạch được được sử dụng làm thực phẩm Chế biến như lương thực ở các nước ôn đới
Sự phân bố chất nhạy cảm quang học trong thức ăn và thuốc phòng trị bệnh cho gia súc, gia cầm Có nhiều loài thực vật có thể gây ra ngộ độc cho thú khi thú ăn phải một lượng nhiều như: Loài thực vật Fagopirum vulgare, , Fagopirum esculentum (kiều mạch), Ammi visnaga và Ammi majus. Ở Việt nam chưa có những nghiên cứu chất độc tự nhiên thuộc loại này, cần quan sát bệnh lý trên gia súc kỹ hơn mới phát hiện được loại thức ăn nào có chứa hợp chất nhạy cảm quang học. Chất nhạy cảm quang học còn có trong hèm rượu và nước rửa của quá trình chế tinh bột. Nếu dùng các loại này để vỗ béo bò, heo kết hợp với cho ăn cỏ alfalfa và cỏ cỏ 3 lá Trifolium repens hoặc T. pratense thì cũng xuất hiện triệu chứng bệnh viêm dộp da khi ra nắng.
Triệu chứng ngộ độc chất nhạy cảm quang học - Nếu bò sữa ăn chất nhạy cảm quanh học thì hàm lượng của nó trong sữa cũng tăng lên. Bò sữa và bê sẽ nhiểm độc, dưới tác dụng của tia nắng mặt trời có bước sóng 540 - 610 nm làm cho da đỏ lên như quả ớt chín. - Nếu tiếp tục cho thú ăn loại cỏ này nữa thì làm viêm dộp lớp tế bào da và trở thành lớp tế bào chết trên da. - Thú rất khó chịu, làm giảm sức sản xuất đáng kể, hư hại đến sự chuyển hoá thức ăn. Nếu quá nặng có thể gây tử vong. - Người ta còn nhận thấy chất này làm giảm lượng mỡ của sữa và gây tình trạng không bình thường về mùi và vị của sữa. Với bò thì không nên cho ăn loại cỏ này (fagopyrum vulgare) quá 10 kg/con/ngày. Sau này khi xác định cấu trúc hóa học của Fagopyrin người ta thấy nó chính là hợp chất hypericin.
Ngựa ngộ độc viêm dộp da sống mủi do ăn loại cỏ có chứa chất nhạy cảm quang học Hypericin
Bò ăn cỏ có chứa chất nhạy cảm quang học gây ra viêm lở da
Nhiểm độc chất nhạy cảm quang học Phototoxin trên người Hypericin Furanocoumarins
Nguyên tắc phòng trừ bệnh tật do chất nhạy cảm quang học gây ra Muốn chữa trị bệnh này phải tránh không cho thú trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời hoặc che chuồng cho tối bớt, làm như vậy cho đến khi cơ thể thải ra hết các chất nhạy cảm quang học (photosensitiv compounds) mới cho thú trở lại môi trường chăn thả bình thường. Khi xác định bệnh đúng thì đưa thú vào phòng tối và cắt nguồn thức ăn có chứa chất nhạy cảm quang học (photosensitiv compounds). Nếu cho ăn thường xuyên chất photosensitiv thì sản phẩm của nó khi phân giải có thể gây ảnh hưởng đến chức năng gan. Người ta cũng có nhận xét khi cho heo ăn cỏ alfalfa thường xuyên thì ở heo Yorkshire thiếu sắc tố da hay sinh ra chứng viêm da còn ở heo da màu thì lại không sao, nhơ có sắc tố màu ngăn cản không cho tia tử ngọai tác động.
THE END