Chu xa (cinnabar) là khoáng vật sulfide tự nhiên có thành phần chủ yếu là thủy ngân(II) sulfide (HgS), kết tinh hệ tam phương với sắc đỏ tươi, từng được dùng làm bột màu cổ đại và vị thuốc an thần nhưng mang độc tính thủy ngân tích tụ cao.
Đặc tính khoáng vật học và cấu trúc tinh thể
Khoáng vật chu xa (trong các tài liệu cổ còn gọi là chu sa, thần sa, đan sa) là nguồn quặng tự nhiên chủ yếu để chiết xuất nguyên tố thủy ngân kim loại trong công nghiệp luyện kim. Tinh thể chu xa có những đặc tính hóa lý độc đáo:
- Thành phần hóa học và đa hình: Công thức hóa học là , trong đó hàm lượng thủy ngân chiếm xấp xỉ tám mươi sáu phẩy hai phần trăm và lưu huỳnh chiếm mười ba phẩy tám phần trăm về khối lượng. Dạng bền ở nhiệt độ phòng là pha lpha ext{-HgS} màu đỏ, khi nung nóng trên nhiệt độ chuyển pha ba trăm bốn mươi tư độ C sẽ biến đổi thành pha eta ext{-HgS} (metacinnabar) có mạng lập phương màu đen.
- Tính chất vật lý: Tỷ trọng rất cao đạt xấp xỉ tám phẩy một gam trên centimet khối, độ cứng Mohs từ hai đến hai phẩy năm. Bột mài của chu sa có màu đỏ tươi rực rỡ, được sử dụng làm bột màu chu sa (vermilion) trong tranh bích họa, mực dấu triện và đồ sơn mài từ thời cổ đại.
- Độ hòa tan: Chu xa có tích số tan cực kỳ thấp trong nước và không bị hòa tan bởi các axit vô cơ thông thường như axit clohydric hay axit nitric loãng, chỉ tan trong nước cường toan hoặc dung dịch kiềm sulfide đậm đặc.
Lịch sử sử dụng và quan niệm trong y học cổ truyền
Trong lịch sử thuật luyện đan Đạo giáo phương Đông, chu xa được coi là vị thuốc đứng đầu trong Thần Nông Bản Thảo Kinh với niềm tin có thể giúp trường sinh bất lão. Trong dược học cổ truyền, chu sa được xếp vào nhóm thuốc trấn tâm an thần, dùng trong các bài thuốc cổ phương như Chu sa an thần hoàn để chữa chứng mất ngủ kinh niên, hoảng hốt, co giật ở trẻ nhỏ.
Theo phương pháp chế biến cổ truyền bắt buộc phải dùng kỹ thuật thủy phi (nghiền chu sa mịn trong môi trường nước ngập) để loại bỏ các tạp chất kim loại nặng hòa tan tự do và ngăn chặn tuyệt đối việc nung nóng hay đun sôi làm thủy ngân bay hơi.
Độc tính học hiện đại và tác hại tích tụ sinh học
Mặc dù chu sa dạng khoáng vật lpha ext{-HgS} nguyên chất tương đối trơ trong ống nghiệm, nghiên cứu độc tính học và dược lý học hiện đại đã chứng minh rằng khi đi vào cơ thể sinh vật qua đường tiêu hóa:
| Cơ quan chịu tác động | Cơ chế tổn thương tế bào do thủy ngân | Biểu hiện độc tính lâm sàng |
|---|---|---|
| Thận (Nhiễm độc thận) | Tích tụ ion thủy ngân gắn với nhóm sulfhydryl (-SH) trong tế bào ống lượn gần, gây hoại tử tế bào | Protein niệu, tiểu máu, tổn thương thận cấp tính và suy thận mạn tiến triển |
| Hệ thần kinh trung ương | Thủy ngân vượt qua hàng rào máu não, phá vỡ cấu trúc vi ống và ức chế dẫn truyền synap | Run tay chân vô căn, mất điều hòa vận động, suy giảm trí nhớ, rối loạn cảm xúc, co giật |
| Hệ tiêu hóa | Kích ứng trực tiếp niêm mạc dạ dày ruột và làm biến đổi hệ vi sinh vật đường ruột | Viêm niêm mạc miệng, loét lợi, tiết nhiều nước bọt, buồn nôn, đau bụng dữ dội |
| Gan (Nhiễm độc gan) | Cạn kiệt glutathione nội bào, gia tăng ứng kích oxy hóa và phá hủy tế bào nhu mô gan | Tăng men gan transaminase, vàng da, suy giảm chức năng tổng hợp protein huyết tương |
Hệ vi sinh vật đường ruột của con người có khả năng metyl hóa một phần nhỏ hợp chất thủy ngân vô cơ thành metyl thủy ngân hữu cơ có khả năng hấp thu cao gấp nhiều lần và độc tính thần kinh vĩnh viễn. Do nguy cơ ngộ độc thủy ngân mạn tính và tổn thương đa cơ quan không thể hồi phục, y học hiện đại toàn cầu đã đưa ra khuyến cáo nghiêm ngặt loại bỏ hoặc cấm hoàn toàn việc sử dụng chu xa trong các chế phẩm dùng trong đường uống.