Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
Tìm kiếm
Tìm kiếm
Hình ảnh liên kết
Liên kết webiste trong tỉnh
Liên kết webiste các tỉnh
Lượt truy cập

 

 Nội dung

 
​Chất trong dầu thô làm hại tim của cá, có thể cũng ảnh hưởng đến con người   16-02-2017
Nghiên cứu từ Trạm Hàng hải Hopkins của Đại học Stanford đã xác định được một chất trong dầu thô, là nguyên nhân dẫn đến sự ngộ độc tim ở cá tiếp xúc với sự cố tràn dầu thô. Không chỉ là mối nguy hiểm cho sự sống biển khi tiếp xúc với dầu, mà chất ô nhiễm mà nhóm xác định còn phong phú trong ô nhiễm không khí và có thể gây ra một mối đe dọa toàn cầu đối với sức khỏe con người.

Substance in crude oil harms.jpgNghiên cứu về cá ngừ trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Barbara Block tại Đại học Stanford đã xác định ra chất có trong dầu thô là nguyên nhân gây rối loạn chức năng trong tế bào tim. Đây là cá ngừ vây xanh Thái Bình Dương trong triển lãm Open Sea ở Hồ cá Vịnh Monterey. Ảnh Monterey Bay Aquarium

Chất ô nhiễm then chốt trong phát hiện này là phenanthrene, một loại hydrocarbon thơm đa vòng (PAH). Do được sử dụng rộng rãi trong dầu khí, nên PAH cũng được tìm thấy trong dòng chảy của nước mưa trên đất liền, đất ô nhiễm từ các khu công nghiệp không còn tồn tại và ô nhiễm không khí. PAH đã được nghiên cứu ở dạng là các hóa chất gây ung thư trong gần một trăm năm qua, nhưng các ảnh hưởng sức khỏe tiềm năng khác của chúng chưa nhận được nhiều sự chú ý. Đặc biệt, những rủi ro sức khỏe môi trường của phenanthrene nhận được sự quan tâm thứ cấp so với các PAH khác, có sự liên quan mạnh mẽ hơn trong sự phát triển của ung thư.

"Bằng cách cẩn thận cô lập các tế bào từ tim cá ngừ, và sử dụng kỹ thuật kính hiển vi điện sinh và đồng tiêu, chúng tôi đã ghi nhận được dòng ion và tìm thấy chính xác nơi mà phenanthrene ngăn lại quá trình liên kết giữa kích thích tim và co bóp tim, là mối liên kết giữa chế độ bật-tắt, vận hành mỗi nhịp tim," Barbara Block, giáo sư về khoa học biển cho biết.

Tiềm năng dẫn đến sự gián đoạn của ttim

Các thí nghiệm được mô tả trong bài nghiên cứu cung cấp bằng chứng trực tiếp cho thấy phenanthrene ảnh hưởng ra sao đến tim, cho thấy nó gây ra nhịp tim không đều (loạn nhịp tim) và tế bào tim co bóp yếu hơn ra sao. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong các tế bào tim của cả ba loài thử nghiệm: cá ngừ vây xanh, cá ngừ vây vàng và cá thu. Ở cấp độ tế bào, những chú cá năng động này tương tự như động vật có xương sống ở cấp cao, trong đó bao gồm động vật có vú và chim. Điều này cho thấy các chất độc hại cho tim này cũng có thể ảnh hưởng đến tim của động vật có xương sống ở cấp cao hơn, do tất cả những con vật này đều có phương pháp điều hòa sự hoạt hóa của tế bào tim tương tự nhau.

"Cơ chế mà làm thay đổi chức năng tim trong cá và loại protein mà phenanthrene nhắm đích cũng có mặt ở con người", Fabien Brette, một nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford tại thời điểm nghiên cứu cho biết. "Những gì chúng tôi đo được trên các tế bào tim của cá cũng có thể xảy ra trên các tế bào tim của con người và điều này có thể có nghĩa là nguy cơ tử vong đột ngột."

Ô nhiễm không khí đô thị, với đầy PAH, đã được cho thấy có mối liên quan với suy tim. Nghiên cứu hiện tại này chỉ rõ thủ phạm là phenanthrene, là thứ có thể xâm nhập vào máu qua đường hô hấp như thở.

Thảm họa Exxon Valdez và Deepwater Horizon

Các xu hướng hiện nay trong lĩnh vực này bị ảnh hưởng bởi các nghiên cứu được thực hiện sau thảm họa Exxon Valdez vào năm 1989. Các tàu chở dầu bị mắc cạn tại Prince William Sound ở Alaska và làm tràn gần 11 triệu gallon dầu thô trong một hệ sinh thái đáng lẽ ra sẽ còn nguyên sơ nếu không bị thảm họa này. Khi có bằng chứng cho thấy các loài cá hoang dã tiếp xúc với vụ tràn dầu này đã biểu hiện những bất thường về phát triển, các nhà khoa học bắt đầu tìm hiểu kỹ hơn về PAH. Những hóa chất này có liên quan đến một loạt các khiếm khuyết tim ở cá hồi hồng và cá trích Thái Bình Dương, loài mà sinh ra trong môi trường sống ven biển bị dính dầu do hậu quả của vụ tràn dầu.

"Từ kết quả của nỗ lực đánh giá thảm họa Exxon Valdez, và từ các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm sau đó sử dụng mô hình thử nghiệm cá ngựa vằn, chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng quá trình tế bào tim dễ bị kích thích là một mục tiêu dược lý quan trọng đối với PAH trong dầu thô," Nat Scholz, trưởng Chương trình Độc học Sinh thái Ngư nghiệp thuộc NOAA, và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết. "Tuy nhiên, điều này vẫn là một phỏng đoán trong hơn một thập kỷ, do chúng ta đã không có đúng chuyên môn và trang thiết bị tại cơ sở của chúng tôi để kiểm tra điều này trực tiếp."

Trong năm 2010, thảm họa Deepwater Horizon dẫn đến một trong những sự cố tràn dầu lớn nhất trong lịch sử, làm tràn 4 triệu thùng dầu thô vào Vịnh Mexico vào mùa xuân khi nhiều loài cá đẻ trứng, bao gồm cá ngừ vây xanh Đại Tây Dương. Sau vụ tràn dầu này, đại học Stanford đã công bố nghiên cứu, trên tạp chí Science, rằng dầu thô đã làm rối loạn quá trính liên kết sự kích thích và co bóp tim ở cá ngừ, cụ thể là chặn một kênh ion kali quan trọng.

Bây giờ, bằng cách sử dụng ba phương pháp điện sinh lý tim riêng biệt trên một số loài cá có liên quan chặt chẽ, trong cả tế bào tâm nhĩ và tế bào tâm thất, cũng các nhà nghiên cứu này đã cung cấp bằng chứng trực tiếp cho thấy, phenanthrene đủ để phá vỡ nhịp điệu bình thường và sự co bóp của tế bào tim cô lập.

Tổn thương tim xảy ra như thế nào

Cá ngừ vây xanh có khả năng hành trình xuyên đại dương và các loài Đại Tây Dương phát triển đến kích thước rất lớn, vượt quá 635kg. Chúng rất khó để nghiên cứu do có rất ít con sống thành công trong điều kiện nuôi nhốt.

Trong hơn 20 năm qua, các nhà nghiên cứu tại Stanford đã nuôi cá ngừ vây xanh và cá ngừ vây vàng cùng với Hồ cá Vịnh Monterey tại một cơ sở duy nhất gọi là Trung tâm Bảo tồn và Nghiên cứu Cá ngừ. Ở đây, cá ngừ bơi trong bể nuôi nhốt và nhờ vậy giúp các nhà khoa học có thể thực hiện các nghiên cứu sinh lý học.

Mỗi nhịp đập của tim phụ thuộc vào thời gian tinh tế của các kênh ion mở và đóng theo tốc độ nhịp đập của tim. Khi từng tế bào tim được lấy ra từ cá ngừ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi tiêu điểm và kẹp vá - một kỹ thuật cho phép ghi âm điện của dòng ion tim - tại các cơ sở của Đại học Stanford tại Trạm Hàng hải Hopkins để kiểm tra các loại PAH khác nhau ảnh hưởng ra sao đến sức mạnh và nhịp co bóp của tế bào. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy rằng, phenanthrene phá vỡ quá trình liên kết giữa kích thích với co bóp cơ tim, ở ba cấp độ chính.

Sử dụng kính hiển vi đồng tiêu, các nhà nghiên cứu đo những thay đổi trong các ion canxi trong từng tế bào cơ đang sống ở dạng là chỉ số sức mạnh co bóp. Điện sinh kẹp vá cho biết thêm về dòng chảy ion qua các kênh mà kiểm soát tốc độ và nhịp điệu bình thường của nhịp đập tim của cá.

Sau khi tiếp xúc với phenanthrene thì chuyển động canxi vào và ra khỏi tế bào tim bị gián đoạn và giảm bớt. Sự tiếp xúc này cũng dẫn đến những bất thường trong hai dòng ion lớn, trong đó có một sự gián đoạn đáng kể trong dòng chảy ra ngoài của ion kali - một phát hiện phù hợp với các thí nghiệm trước đây sử dụng dầu thô toàn phần và dầu thô phức hợp hóa học.

Quan trọng là, các thí nghiệm đã chứng minh rằng, tiếp xúc với nồng độ thấp PAH, thường được tìm thấy trong tổng hỗn hợp PAH trong dầu thô, cho thấy rằng, PAH benzen ba vòng (phenanthrene) có tác động sinh lý khác biệt. Chúng phá vỡ sinh lý của tế bào tim nặng nề hơn so với PAH gồm hai và bốn vòng.

Những thay đổi bất lợi trong chức năng của tế bào cơ tim biểu hiện trong vòng vài giây, một việc cho thấy rằng tiếp xúc với phenanthrene gây ra sự gián đoạn ngay lập tức và không chỉ là một vấn đề kinh niên.

"Về ngắn hạn, rối loạn chức năng tim ở những con cá này có thể ảnh hưởng đến các hoạt động đòi hỏi sự trao đổi chất như bơi, sinh sản hoặc tìm kiếm thức ăn. Về lâu dài, nếu bạn có chức năng tim bị tổn hại, thì nó có thể gây tử vong", ông Holly Shiels, phó giáo sư về khoa học cuộc sống tại Đại học Manchester và đồng đứng đầu nghiên cứu, cho biết.

Từ cá đến con người

Cần có thêm nghiên cứu về các tác động xấu của phenanthrene, để có thể giúp chúng ta bảo vệ tốt hơn những loài cá bị ảnh hưởng bởi sự cố tràn dầu và các sự cố phơi nhiễm PAH khác. Chẳng hạn như, tìm ra các công cụ mới để phát hiện hóa chất độc hại này cho tim và các phương pháp mới để đánh giá tác động của sự cố tràn dầu đến cá và các động vật hoang dã khác.

Các nhà nghiên cứu cũng cho thấy rằng phenanthrene trong khí quyển cũng đáng nhận được sự chú ý nhiều hơn do tác động tiềm năng của nó đến sức khỏe tim mạch của con người.

"Nghiên cứu này cho thấy rằng phenanthrene có tính chất của nhiều loại thuốc gây nhịp tim bất thường, là tác dụng phụ nghiêm trọng và có khả năng đe dọa tính mạng," John Incardona, một nhà sinh vật học, cho biết. "Điều này có nghĩa là, người dân ở khu vực đô thị hoá với mật độ giao thông cao đang có khả năng hít thở một thứ có cùng các tính chất này."

Sự hiểu biết tốt hơn về mối liên kết giữa phenanthrene và sức khỏe của con người có thể dẫn đến những hiểu biết về khía cạnh nào của việc đốt nhiên liệu hóa thạch có hại nhất, và từ đó, có được những lựa chọn mới cho việc giảm tác hại này, chẳng hạn như lựa chọn các loại dầu thô mà thải ra ít phenanthrene hơn.

Thanh Vân (Eurekalert)

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
  • Ông Phan Chí Cường, Phó chủ tị...
  • Cô giáo Lê Phương Anh (phường ...
  • Quang cảnh hội nghị phổ biến c...
  • Chuyên gia trao đổi với đại bi...
  • Đại biểu tham gia lớp tập huấn...
  • Hơn 200 cán bộ, nhân viên tại ...
  • Đại biểu tham khảo các giải ph...
  • Báo cáo viên của Sở KH&CN ...
  • Đông đảo đại diện doanh nghiệp...
  • Ông Huỳnh Minh Hậu, Phó giám đ...
VIDEO CLIP
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)