Nghiên cứu độc tính của 3 - Monochloropropan - 1, 2 - diol (3 - mcpd) trên hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân

NGHIÊN CỨU ĐỘC TÍNH CỦA 3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL 
(3-MCPD) TRÊN HÌNH THÁI HỒNG CẦU VÀ SỰ TẠO VI NHÂN 
Ngô Kiến Đức*, Trần Mạnh Hùng* 
TÓM TẮT 
Mở đầu: 3-MCPD là một dư phẩm được tạo ra trong quá trình thủy phân protein thực vật dưới sự xúc tác 
của acid. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh độc tính của 3-MCPD trên thận, cơ quan sinh dục và tiềm năng 
gây ung thư. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành theo dõi độc tính của 3-MCPD trên hình thái hồng cầu 
và sự tạo vi nhân. 
Mục tiêu: Nghiên cứu này bao gồm 2 mục tiêu sau: 1) Nghiên cứu độc tính của 3-MCPD trên hình thái 
của hồng cầu, và 2) Nghiên cứu độc tính của 3-MCPD trên nhiễm sắc thể qua phương pháp quan sát sự hình 
thành vi nhân. 
Phương pháp: Chuột nhắt trắng được cho uống 3-MCPD trong 6 tháng ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg và 20 
mg/kg. Ở thời điểm kết thúc khảo sát (sau 6 tháng), máu chuột thí nghiệm được thu thập và khảo sát hình thái 
hồng cầu và sự tạo vi nhân dựa trên phương pháp nhuộm màu bằng Giemsa. 
Kết quả: 3-MCPD gây thay đổi rõ rệt hình thái hồng cầu: gây giảm thể tích hồng cầu, tăng sắc tố và chuyển 
sang dạng hồng cầu gai. Bên cạnh đó, sử dụng kéo dài 3-MCPD cũng gây sự gia tăng hình thành các vi nhân 
trên hồng cầu (một biểu hiện của tổn thương nhiễm sắc thể). Những tác động này của 3-MCPD tăng rõ hơn khi 
sử dụng kèm theo ethanol. 
Kết luận: 3-MCPD ở các liều 1 mg/kg, 10 mg/kg và 20 mg/kg sử dụng trong 6 tháng gây thay đổi hình thái 
hồng cầu và gây tổn thương nhiễm sắc thể, vì thế có thể tác động đến chức năng hồng cầu và nguy cơ gây ung 
thư. 
Từ khóa: 3-MCPD, hồng cầu gai, vi nhân, độc tính mạn tính 
ABSTRACT 
3-MONOCHLOROPROPAN-1,2-DIOL (3-MCPD) AFFECTED ERYTHROCYTE MORPHOLOGY AND 
NEUTROPHIL COUNT ON EXPERIMENTAL MICE 
Ngo Kien Duc, Tran Manh Hung * Y Hoc TP.Ho Chi Minh * Vol. 14 - Supplement of No 1 -2010: 47-51 
Background: 3-MCPD is a toxic chemical produced by acid-hydrolyzed protein processes. There are bodies 
of evidence showing toxic effects of 3-MCPD on kidney, reproductive organs and carcinogenic property. In this 
study, we investigated the subchronic toxicity of 3-MCPD on erythrocyte morphology and blood cell count. 
Method: mice were orally administered 3-MCPD at doses of 1 mg/kg, 10 mg/kg or 20 mg/kg for 6 months. 
At the end of the study, blood was collected and erythrocyte morphology was examined. The micronucleus test 
was also performed on erythrocyte to investigate the ability of 3-MCPD to induce numerical or structural 
chromosomal damage. 
Results: 3-MCPD induced changes in erythrocyte morphology, including decrease of size, increase of 
pigment and transforming to crenated cells. The micronucleus formation in erythrocyte was also increased in 3-
MCPD treated groups. These toxic effects of 3-MCPD appeared to be potentiated by the presence of ethanol. 
* Khoa Dược - Đại học Y Dược Tp. HCM 
Địa chỉ liên hệ: DS. Ngô Kiến Đức ĐT: 0903 055 357 Email: ngokienduc@gmail.com 
Conclusion: 3-MCPD at doses of 1, 10, or 20 mg/kg, administered in 6 months induced significant changes 
in erythrocyte morphology and genotoxicity, which may affect the function of erythrocytes in circulation. 
Keywords: 3-MCPD, crenated erythrocyte, micronucleus, chronic toxicity 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
3-Monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) 
là một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất 
nhiều loại thực phẩm. 3-MCPD được hình 
thành từ phản ứng giữa chất béo và ion Cl- (ví 
dụ NaCl) ở nhiệt độ cao (Food Standards 
Agency 2001). Ngoài ra, 3-MCPD cũng được 
tạo ra trong quá trình thủy phân protein thực 
vật bằng acid hydrochloric (HCl) (Collier 
1991). 3-MCPD thường hiện diện ở hàm lượng 
rất thấp (<1 mg/kg) nhưng một vài loại sản 
phẩm có thể chứa với hàm lượng cao (lên đến 
hàng trăm mg/kg). 
Các nghiên cứu trên thú vật cho thấy, 3-
MCPD là chất có tiềm năng gây ung thư trên 
nhiều cơ quan khác nhau ở chuột cống chủng 
F344 (Sunahara 1993, Lynch 1998). Nghiên cứu 
in vitro cũng cho thấy 3-MCPD cho kết quả 
dương tính trên thử nghiệm gây đột biến gen 
(Silhankova 1982, Zeiger 1988; Lynch 1998). 
Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về độc tính 
của 3-MCPD, tuy nhiên các dữ liệu về độc tính 
của 3-MCPD trên máu vẫn chưa được đầy đủ. 
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đặt mục tiêu 
khảo sát độc tính của 3-MCPD trên chuột nhắt 
sau khi cho uống 3-MCPD trong 6 tháng liên 
tục với các chỉ tiêu đánh giá là hình thái hồng 
cầu và sự tạo vi nhân. 
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Thú vật thử nghiệm 
Thú vật thử nghiệm là chuột nhắt trắng, 
chủng Swiss albino, giống đực, có trọng lượng 
từ 18-20 g, được phân bố ngẫu nhiên thành 
nhiều lô khác nhau, mỗi lô từ 6-20 con. Chuột 
được nuôi trong môi trường tiến hành thực 
nghiệm từ 3-5 ngày để thích nghi với môi 
trường. Hàng tuần, chuột được theo dõi thể 
trọng và lượng nước tiêu thụ để điều chỉnh 
lượng 3-MCPD thích hợp. Kết thúc giai đoạn 
thí nghiệm, chuột được lấy máu để phân tích. 
Chuột thí nghiệm được chia thành các 
nhóm sau 
− Nhóm chứng: uống nước sinh hoạt trong 6 
tháng, n = 18 
− Nhóm 1: uống 3-MCPD 1 mg/kg/ngày pha 
trong nước uống sinh hoạt trong 6 tháng, 
n=18 
− Nhóm 2: uống 3-MCPD 10 mg/kg/ngày pha 
trong nước uống sinh hoạt trong 6 tháng, 
n=11 
− Nhóm 3: uống 3-MCPD 20 mg/kg/ngày pha 
trong nước uống sinh hoạt trong 6 tháng, 
n=14 
− Nhóm 4: uống ethanol 1% pha trong nước 
uống sinh hoạt trong 6 tháng, n = 6 
− Nhóm 5: uống ethanol 5% pha trong nước 
uống sinh hoạt trong 6 tháng, n = 7 
− Nhóm 6: uống ethanol 1% + 3-MCPD 1 
mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 6 
− Nhóm 7: uống ethanol 5% + 3-MCPD 1 
mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 6 
− Nhóm 8: uống ethanol 1% + 3-MCPD 10 
mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 8 
− Nhóm 9: uống ethanol 5% + 3-MCPD 10 
mg/kg/ngày trong 6 tháng, n = 7 
Phân tích hình thái hồng cầu 
Để phân tích hình thái hồng cầu, máu được 
phết trên lam kính, cố định bằng methanol, để 
khô, rồi sau đó nhuộm màu bằng thuốc thử 
Giemsa. 
Quan sát sự hình thành vi nhân 
Thử nghiệm này được thiết kế nhằm đánh 
giá các hóa chất có khả năng gây tổn thương 
nhiễm sắc thể. “Vi nhân” là một nhân nhỏ hình 
thành và xuất hiện bên cạnh nhân bình thường. 
Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc thể sẽ nhân 
đôi và sau đó phân chia vào 2 tế bào con. Nếu 
tiến trình này bị gián đoạn, hoặc nhiễm sắc thể bị 
phá vỡ bởi hóa chất hay bức xạ thì sự phân bố 
nhiễm sắc thể vào 2 tế bào con bị ảnh hưởng và 
một vi nhân sẽ hình thành do không được tích 
hợp vào nhân chung. Hiện tượng này có thể 
được quan sát dưới kính hiển vi sau khi nhuộm 
màu nhân bằng thuốc thử thích hợp (Witt 2008). 
Phân tích thống kê 
Sử dụng phép phân tích mẫu Bartlett về 
tính phân bố của dữ liệu. Nếu dữ liệu phân bố 
bình thường, sử dụng phép kiểm ANOVA, 
nếu dữ liệu phân bố bất thường, sử dụng phép 
kiểm Kruskal–Wallis. So sánh sự khác biệt 
giữa 2 nhóm được xem là có ý nghĩa thống kê 
khi P < 0,05. 
KẾT QU Ả VÀ BÀN LUẬN 
Lượng nước tiêu thụ ở nhóm chứng và 
nhóm uống 3-MCPD 
Trong suốt quá trình thử nghiệm, chúng 
tôi theo dõi thể trọng và lượng nước uống 
trung bình của chuột (trong những nhóm nhỏ 
từ 4-6 chuột) theo từng ngày và từng tuần để 
có thể điều chỉnh lượng 3-MCPD đúng theo 
liều lượng thiết kế nghiên cứu. Kết quả được 
trình bày ở hình 1. 
Hình 1. Lượng nước tiêu thụ và thể trọng của chuột 
ở các lô thí nghiệm 
Hình thái hồng cầu ở nhóm chứng và 
nhóm uống 3-MCPD 
Sau 6 tháng sử dụng 3-MCPD, hình thái 
hồng cầu ở các lô sử dụng 3-MCPD có những 
thay đổi đáng kể. Ở nhóm chứng, hình thái 
hồng cầu hoàn toàn bình thường với dạng 
hình đĩa, sắc tố bình thường. Trong khi ở 
nhóm sử dụng 3-MCPD 1 mg/kg, hồng cầu 
mất đi dạng hình đĩa và gia tăng sắc tố. Ở 
nhóm sử dụng 3-MCPD 10 mg/kg và 20 
mg/kg, chúng tôi nhận thấy hồng cầu chuyển 
sang dạng hình cầu gai và bắt màu rất đậm 
(hình 2). 
Hình 2. Hình thái hồng cầu ở nhóm chứng và nhóm 
uống 3-MCPD (x 1000) 
Sự hình thành vi nhân ở các nhóm uống 
3-MCPD 
Ở hình 2, chúng tôi quan sát thấy có sự hình 
thành vi nhân ở các nhóm uống 3-MCPD (mũi 
tên) trong khi ở nhóm chứng, hầu như rất hiếm 
gặp hồng cầu có vi nhân. Số lượng vi nhân tăng 
cao theo nồng độ 3-MCPD sử dụng, giữa liều 1 
mg/kg và liều 10 mg/kg. Sự hình thành vi nhân 
chứng tỏ 3-MCPD gây tổn thương nhiễm sắc thể 
trên các hồng cầu lưới. Kết quả được trình bày 
trong bảng 1. 
Bảng 1. Số lượng vi nhân hình thành trên 1 thị 
trường quan sát (x 1000 lần) 
Nhóm Chứng (n = 6) 
3-MCPD 
1 mg/kg 
(n = 6) 
3-MCPD 
10 mg/kg 
(n = 6) 
3-MCPD 
20 mg/kg 
(n = 6) 
Số hồng cầu 
có vi 
nhân/tổng số 
hồng cầu 
quan sát 
trong 1 thị 
trường 
0/176 
1/254 
0/127 
0/163 
0/181 
1/205 
3/114 
15/177 
7/124 
13/111 
5/119 
20/244 
126/136 
213/216 
131/233 
86/113 
100/207 
110/140 
176/230 
134/192 
36/105 
49/102 
85/110 
74/102 
% hồng cầu 
chứa vi nhân 
0,18 ± 
0,01 
6,81 ± 
1,35** 
73,30 ± 
2,26*** 
63,32 ± 
7,01*** 
**p < 0,01; ***p < 0,001 so với nhóm chứng 
Số lượng hồng cầu và các chỉ số liên quan 
ở nhóm chứng và các nhóm sử dụng 3-
MCPD 
Mặc dù 3-MCPD gây những thay đổi đáng 
kể trên hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân, 
tuy nhiên khi xác định tổng lượng hồng cầu 
(RBC) giữa nhóm chứng và nhóm sử dụng 3-
MCPD, chúng tôi nhận thấy 3-MCPD không 
ảnh hưởng đến tổng lượng hồng cầu và hàm 
lượng hemoglobin (Hb). Ở nhóm sử dụng 3-
MCPD 1 mg/kg, có sự giảm nhẹ hàm lượng 
hematocrit (Hct) và thể tích trung bình của 
hồng cầu (MCV) nhưng điều này không xảy ra 
trên các nhóm sử dụng 3-MCPD 10 mg/kg hay 
20 mg/kg (hình 3). Trên chỉ số MCHC (nồng 
độ huyết sắc tố trong hồng cầu), các nhóm sử 
dụng 3-MCPD đều tăng so với nhóm chứng 
(hình 4). 
Hình 3. Số lượng hồng cầu và các chỉ số liên quan 
của các lô thí nghiệm 
Hình thái hồng cầu và sự tạo vi nhân ở 
chuột được cho uống đồng thời 3-MCPD 
và ethanol 
Do 3-MCPD được khử độc bằng phản ứng 
liên hợp với glutathion để tạo thành S-(2,3-
dihydroxypropyl)cystein và N-acetyl-S-(2,3-
dihydroxypropyl)cystein (Jones 1975). Ngoài 
ra, khi sử dụng ethanol kéo dài có thể gây suy 
giảm hàm lượng glutathion, vì thế chúng tôi 
nghiên cứu trong điều kiện có sự hiện diện của 
1 yếu tố nguy cơ (ethanol), liệu độc tính của 3-
MCPD có gia tăng hay không. 
Về mặt hình thái, việc sử dụng đồng thời 3-
MCPD (10 mg/kg) và ethanol (1% hay 5%) 
cũng gây hiện tượng hồng cầu gai rõ rệt, trong 
khi nhóm chứng và nhóm sử dụng ethanol có 
hình thái hồng cầu bình thường. Về sự tạo vi 
nhân, sử dụng kết hợp 3-MCPD 10 mg/kg + 
ethanol 5% làm tăng tỷ lệ hồng cầu có vi nhân 
lên đến khoảng 90% (bảng 2). 
Bảng 2. Hình thái hồng cầu và tỷ lệ tạo vi nhân ở 
các nhóm thí nghiệm 
Nhóm Hình thái % hồng cầu 
có vi nhân 
Chứng (n=15) Bình thường 0,18 ± 0,01 
Ethanol 1% (n = 6) Bình thường 0,67 ± 0,31 
Ethanol 5% (n = 7) Bình thường 3,39 ± 2,94 
Ethanol 1%+3-MCPD 
1 mg/kg (n= 6) 
Hồng cầu 
tăng sắc 
8,29 ± 7,9 
Ethanol 5%+3-MCPD 
1 mg/kg (n= 7) 
Hồng cầu 
tăng sắc 
7,29 ± 3,89 
Ethanol 1% + 3-
MCPD 10 mg/kg (n=8) 
Hồng cầu gai 41,72 ± 
19,87** 
Ethanol 5% + 3-
MCPD 10 mg/kg (n= 
7) 
Hồng cầu gai 86,99 ± 
4,45*** 
**p <0,01; ***p <0,001 so với nhóm chứng 
KẾT LUẬN 
Cho đến nay, đã có một số nghiên cứu về 
độc tính của 3-MCPD trên máu đã công bố, và 
những nghiên cứu này sử dụng 3-MCPD ở liều 
thấp nhất là 30 mg/kg trong 4-14 tuần. Các kết 
quả cho thấy 3-MCPD gây thiếu máu, suy tủy 
và giảm bạch cầu (Kirton 1970, Marchesini 
1989, Cho 2008). Trong nghiên cứu của chúng 
tôi, 3-MCPD không gây thiếu máu nhưng gây 
giảm nhẹ thể tích hồng cầu và gia tăng nồng 
độ huyết sắc tố. Điều này cho thấy sự thay đổi 
hình thái hồng cầu quan sát được không liên 
quan đến tình trạng tán huyết và sự tạo hồng 
cầu. 
Hồng cầu gai quan sát được trong nghiên 
cứu của chúng tôi, mặc dù chưa xác định được 
ý nghĩa bệnh học thật sự của hiện tương này, 
nhưng điều này có thể làm thay đổi chức năng 
của hồng cầu và có thể gây những biến chứng 
bất lợi về huyết động. 
Ngoài ra, 3-MCPD ở liều 1 mg/kg đã gây 
hiện tượng tạo vi nhân rõ rệt so với nhóm 
chứng. Bình thường, hồng cầu trưởng thành 
và lưu thông trong máu ngoại vi là những tế 
bào không nhân. Sự tạo vi nhân trên hồng cầu 
của 3-MCPD cho thấy hóa chất này tác động 
lên nhiễm sắc thể của những tế bào tiền hồng 
cầu và có thể gồm cả hồng cầu lưới. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Cho W-S, Han BS, Lee H, Kim C, Nam KT, Park KD, Choi 
M, Kim SJ, Kim SH, Jeong J, Jang DD (2008) Subchronic 
toxicity study of 3-monochloropropane-1,2-diol 
administered by drinking water to B6C3F1 mice. Food & 
Chem. Toxicol. 46: 1666–1673 
2. Collier PD, Cromiue DDO, & Davies AP (1991) 
Mechanisms of formation of chloropropanols present in 
protein hydrolysates. J. Am. Oil Chem. Soc., 68, 785–790. 
3. Food Standards Agency (2001). Survey of 3-
monochloropropane-1,2-diol (3-MCPD) in soy sauce and 
related products. No: 14/01, Food Standards Agency. 
4. Jones AR (1975) The metabolism of 3-chloro-, 3-bromo- 
and 3-iodopropan-1,2-diol in rats and mice. Xenobiotica, 5, 
155–165. 
5. Jones AR, Milton DH & Murcott C (1978) The oxidative 
metabolism of alpha-chlorohydrin in the male rat and the 
formation of spermatocele. Xenobiotica, 8, 573–582. 
6. Lynch BS, Bryant DB, Hook GJ, Nestmann ER & Munro IC 
(1998) Carcinogenicity of monochloro-1,2-propanediol 
(alpha-chlorohydrin, 3-MCPD). Int. J. Toxicol., 17, 47–76. 
7. Marchesini M & Stalder R (1983) Toxicity of 3-chloro-1,2-
propanediol in a 4 weeks gavage study on rats. Part I. 
Unpublished report No. LA 70/1082 from the Société 
d’Assistance Technique Pour Produits Nestlé SA, 
Switzerland. 
8. Marchesini M, Stalder R & Perrin I (1989) Subchronic 
toxicity of 3-chloro-1,2-propanediol, 90 days 
administration in drinking water of Fischer F344 rats. 
Unpublished report No. 1264 from Nestec Ltd Research 
Centre, Nestlé, Switzerland. 
9. Silhankovà L, Smid F, Cernà M, Davidek J & Velisek J 
(1982) Mutagenicity of glycerol chlorohydrines and of 
their esters with higher fatty acids present in protein 
hydrolysate. Mutat. Res., 103, 77–81. 
10. Sunahara G, Perrin I & Marchesini M. (1993) 
Carcinogenicity study on 3-monochloropropane-1,2-diol 
(3-MCPD) administered in drinking water to Fischer 344 
rats. Unpublished report No. RE-SR93003 submitted to 
WHO by Nestec Ltd, Research & Development, 
Switzerland. 
11. Zeiger E, Anderson B, Haworth S, Lawlor T & Mortelmans 
K (1988) Salmonella mutagenicity tests: IV. Results from 
the testing of 300 chemicals. Environ. Mol. Mutag., 11 
(Suppl. 12), 1–158. 
12. Witt KL, Livanos E, Kissling GE, Torous DK, Caspary W, 
Tice RR, Recio L. (2008) Comparison of flow cytometry- 
and microscopy-based methods for measuring 
micronucleated reticulocyte frequencies in rodents treated 
with nongenotoxic and genotoxic chemicals. Mutat Res. 
649(1-2):101-13.