环境毒理学4-5PPT幻灯片
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环境毒理学 ppt课件
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第三节 环境毒理学实验
• 慢性毒性作用实验
• 以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产 生的毒性效应。
ppt课件
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第一节 环境毒理学概述
• 损害作用与非损害作用
• 损害作用。机体的正常形态、生长发育过程受到严重影响， 寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激状态代偿能力降低； 机体维持稳定能力下降；机体对其他某些因素不利影响的易
感性增高。
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第一节 环境毒理学概述
• 损害作用与非损害作用
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第三节 环境毒理学实验
• 急性毒性性作用实验
探明毒物与机体发生短时间接触后所引起的损害作用，找 出毒物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实 验提供设计依据。
• 亚急性毒性作用实验
研究环境毒物反复作用于机体引起的损害。通过实验可以 初步估计环境毒物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无 蓄积作用，确定作用的靶器官。
• 同时存在的食物和毒物。
（引自好好学习网， 2005) ppt课件 17
第一节 环境毒理学概述
• 经呼吸道吸收
• 经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固体或液体 的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒物质。
• 影响呼吸道吸收的因素主要有：
• 气体的吸收动态平衡过程； • 颗粒物、气溶胶的吸收和沉积。
• 对正常值范围进行测定。
• 观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异 （P＜0.05），并且符合以下条件，则认为是损害作用。
数值不在正常值范围内 其数值在一般公认“正常值”范围内，但如在停 止接触后，此种差异仍然持续一段时间 其数值在一般公认的“正常值”范围内，但如机 体处于功能或生物化学应激状态下，此种差异更为明 显 损害作用 损害作用 损害作用
环境毒理学的研究内容、目标与方法(ppt 109页)
2、环境毒理学的研究对象
——物理性污染 ——生物性污染 ——化学性污染
物理性污染 ——电离辐射 ——电磁辐射 ——噪声污染 ——振动污染 ——温度
等等
游离辐射
——种类 背景辐射来源：宇宙射线、土壤岩石、人体内的放射性
同位素 医用辐射来源：诊断用X光机，核子医学、肿瘤照射 职业上的暴露：非破坏性仪器检测、行李监测、核电厂
——发现毒性并不是研究目的，而弄清不能出现毒性的 条件，例如推算最大无作用量，才具有真正的价值。
——从这一点上讲，环境毒理学的研究和安全学的研究 有着密切联系。
大规模开矿造成地质中砷大量暴露，经水冲刷携 带，沉积在水田中，长期浸泡农民的双脚所致。
日本的骨痛病
日本的水俣病
古罗马的铅中毒：平均年龄只有25岁；很 多贵族妇女不能生育，流产的也很多；婴 儿的夭折率很高;而且出生的孩子普遍智力 低下。这三个原因导致了帝国的突然消亡。
4. 毒理学的历史沿革
操作、核武试爆、研究用仪器
——游离辐射产生的问题 急性暴露可引起皮肤、肠胃、造血系统异常，甚至死亡 长期低剂量辐射会破坏染色体或引起基因突变。
非游离辐射
——紫外线 来源：阳光、焊接、杀菌 可引起皮肤红肿、灼伤及皮肤癌 焊接工可患角结膜炎及白内障 ——红外线 来源：具温度的物体 可引起皮肤及眼角膜等的热伤害 ——微波 可引起白内障及生殖系统危害 ——低频率电磁波
毒蝇伞
豹斑毒伞
臭黄菇
褐鳞小伞
白毒伞 （极毒）
鳞柄白毒伞
毒伞
军事毒物
化学武器（chemical weapon）是化学战剂、化 学弹药及其施放器材的合称。
化学战剂（chemical warfare agents，CWA）或 简称毒剂：军事对抗中用以杀伤对方有生力量、 牵制和扰乱对方军事行动的有毒物质的统称。
环境毒理学实验ppt课件
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
4、质量控制 可在实验中加入阳性对照组（氯乙酰 胺），空白组用去离子水代替受试物，实验 结束后空白对照组死亡率应不超过10%。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
五、结果及实验报告 记录不同受试物浓度对应的死亡情况， 实验报告就包括以下内容： 受试物的基本物化性质；实验动物的饲 养条件等；试验条件包括温度、湿度、光照 条件、实验介质的成分级成和制备条件；实 验结果报告。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
四、方法和步骤 1、清肠 用蒸馏水清洗蚯蚓，然后置于铺有滤纸 的磁盘上清肠24h，用去离子水冲洗后，滤纸 吸干称重，供试。 注：清肠过程用薄膜包紧磁盘，防止蚯 蚓爬出磁盘死亡。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
2、滤纸实验 在平底试管内壁衬滤纸，铺满不重叠； 设5个浓度梯度（见附表）及对照共6组 试管，每组≥10个重复，每个试管内首先移 取1ml对应浓度的受试物溶液，用洁净空气吹 干，然后每个试管加入1ml去离子水，然后加 入1条蚯蚓，用薄膜封口，在黑暗、20±2℃ 环境培养48h，每24h观察一次，记录死亡情 况，同时还有蚯蚓的病理症状和行为。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验二 有机磷农药对胆碱酯酶的抑制实验
3、各小组向2ml管加入0.5ml正常虫浆，然 后由老师帮忙加入20µl0.1%敌百虫液，放置15 分钟；
4、向1-6号管分别添加0.2、0.4、0.6、0.8、 1.0、1.0ml试剂（1），再分别加入1.3、1.1、 0.9、0.7、0.5、0.5磷酸盐缓冲液，摇匀；向7 号管中分别加入0.5ml无处理的正常虫浆，向8 号管中加入0.5ml敌百虫处理过的虫浆，然后分 别向7-9号管加入1ml试剂（1），摇匀；
实验一 蚯蚓急性毒性实验
4、质量控制 可在实验中加入阳性对照组（氯乙酰 胺），空白组用去离子水代替受试物，实验 结束后空白对照组死亡率应不超过10%。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
五、结果及实验报告 记录不同受试物浓度对应的死亡情况， 实验报告就包括以下内容： 受试物的基本物化性质；实验动物的饲 养条件等；试验条件包括温度、湿度、光照 条件、实验介质的成分级成和制备条件；实 验结果报告。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
四、方法和步骤 1、清肠 用蒸馏水清洗蚯蚓，然后置于铺有滤纸 的磁盘上清肠24h，用去离子水冲洗后，滤纸 吸干称重，供试。 注：清肠过程用薄膜包紧磁盘，防止蚯 蚓爬出磁盘死亡。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验一 蚯蚓急性毒性实验
2、滤纸实验 在平底试管内壁衬滤纸，铺满不重叠； 设5个浓度梯度（见附表）及对照共6组 试管，每组≥10个重复，每个试管内首先移 取1ml对应浓度的受试物溶液，用洁净空气吹 干，然后每个试管加入1ml去离子水，然后加 入1条蚯蚓，用薄膜封口，在黑暗、20±2℃ 环境培养48h，每24h观察一次，记录死亡情 况，同时还有蚯蚓的病理症状和行为。
海南大学环境与植物保护学院 苏增建
实验二 有机磷农药对胆碱酯酶的抑制实验
3、各小组向2ml管加入0.5ml正常虫浆，然 后由老师帮忙加入20µl0.1%敌百虫液，放置15 分钟；
4、向1-6号管分别添加0.2、0.4、0.6、0.8、 1.0、1.0ml试剂（1），再分别加入1.3、1.1、 0.9、0.7、0.5、0.5磷酸盐缓冲液，摇匀；向7 号管中分别加入0.5ml无处理的正常虫浆，向8 号管中加入0.5ml敌百虫处理过的虫浆，然后分 别向7-9号管加入1ml试剂（1），摇匀；
环境毒理绪论ppt课件
生物性：如细菌、病毒及生物毒素污染等） 物理性：如电离辐射、电磁辐射、噪声污染等）
二、环境毒理学的主要任务
环境毒理学的主要研究任务是：阐述环境污染物 对人体的损害作用及其机理；探索环境污染物对环境 生物健康损害的早期监测指标和生物标记物。即用最 灵敏的检测手段，找出环境污染物作用与生物体后最 初出现的生物化学变化，以便及早发现并加以控制； 定量评定环境污染物对生物机体的影响，确定其剂量 -效应（反应）关系，从而为制定环境卫生标准和防 治环境污染对环境生物健康的危害提供理论依据和措 施。最终任务是保护地球生物圈内包括人类在内的各 种生物的生存和持续健康的发展。
环境毒理学
§1 概论 §2 环境毒理学的研究对象、主要任务及内容 §3 环境毒理学的研究方法 §4 环境毒理学的应用 §5 环境毒理学的史
1、古代人类对毒物和毒性的认识 早在公元前3000年，我们的祖先就曾用毒乌头捣汁
涂在箭(矛)上，来进行射罔狩猎。古希腊医生 Dioscorrides(公元50-100年)把毒物分成植物毒素、动 物毒素和金属毒物三大类。这些都表明古代人类经过 实践，已学会通过物质的外观形态和色、味等感官性 状来辨别区分毒物。
§2 环境毒理学的研究对象、主要任务 及内容
一、环境毒理学的研究对象
环境污染物的种类繁多，包括化学性、生物性、 物理性等多种污染物，其中，化学污染物是当前最 为严重的环境污染物，通常将化学污染物称之为外 源化学物（xenobiotics）。泛指自然界存在着的或人 工合成的各种具有生物活性的物质，它不是环境或 人体的组成成分，也非环境或人体所需的营养物质 或维持正常生理功能所必需的物质，但它们可由人 类生活环境通过一定环节和途径进入环境或与人体 接触并进入人体，且产生一定的生物学作用。
二、环境毒理学的主要任务
环境毒理学的主要研究任务是：阐述环境污染物 对人体的损害作用及其机理；探索环境污染物对环境 生物健康损害的早期监测指标和生物标记物。即用最 灵敏的检测手段，找出环境污染物作用与生物体后最 初出现的生物化学变化，以便及早发现并加以控制； 定量评定环境污染物对生物机体的影响，确定其剂量 -效应（反应）关系，从而为制定环境卫生标准和防 治环境污染对环境生物健康的危害提供理论依据和措 施。最终任务是保护地球生物圈内包括人类在内的各 种生物的生存和持续健康的发展。
环境毒理学
§1 概论 §2 环境毒理学的研究对象、主要任务及内容 §3 环境毒理学的研究方法 §4 环境毒理学的应用 §5 环境毒理学的史
1、古代人类对毒物和毒性的认识 早在公元前3000年，我们的祖先就曾用毒乌头捣汁
涂在箭(矛)上，来进行射罔狩猎。古希腊医生 Dioscorrides(公元50-100年)把毒物分成植物毒素、动 物毒素和金属毒物三大类。这些都表明古代人类经过 实践，已学会通过物质的外观形态和色、味等感官性 状来辨别区分毒物。
§2 环境毒理学的研究对象、主要任务 及内容
一、环境毒理学的研究对象
环境污染物的种类繁多，包括化学性、生物性、 物理性等多种污染物，其中，化学污染物是当前最 为严重的环境污染物，通常将化学污染物称之为外 源化学物（xenobiotics）。泛指自然界存在着的或人 工合成的各种具有生物活性的物质，它不是环境或 人体的组成成分，也非环境或人体所需的营养物质 或维持正常生理功能所必需的物质，但它们可由人 类生活环境通过一定环节和途径进入环境或与人体 接触并进入人体，且产生一定的生物学作用。
环境毒理学_课件-非常好
拮抗作用可以有不同的形式：如巴比妥可引起血压下降，如果同 时静脉注射血管增压剂正肾上腺素，则产生功能拮抗，使血压下降减 小；又如硫代硫酸钠与氰化物混合发生化学反应，生成毒性较小的硫 氰酸盐，这是一种化学拮抗；两种化学物同时竞争同一受体，被称为 受体拮抗，如氧气对CO中毒的拮抗作用。
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环境毒理学
5．独立作用
18
环境毒理学
1．致死剂量（Lethal dose，LD）
（3）最小致死量（MLD或LDmin或LD01）：指在一群 个体中仅引起个别死亡的最低剂量，低于此剂量即不能使 机体出现死亡。 （4）最大耐受量（MTD或LD0）：指在一群个体中不 引起死亡的最高剂量。
19
环境毒理学
2．半数效应剂量（median effective dose, ED50）
23
环境毒理学
4．最大无作用剂量（maximal no-effect level，MNEL）
一外源化学物不引起任何损害作用的剂量。
ADI是指人类终生每日随同食物、饮水和空气摄入的某 MAC是指环境中某种外源化学物对人体不造成任何损
害作用的浓度。由于人类生活与生产活动的情况不同，同一 外源化学物在生活环境和生产环境中的MAC也不相同。
正常情况下细胞内的钙浓度较低（10-7~10-8 mol/L）， 细胞外浓度较高（10-3mol/L），内外浓度相差103104倍。 钙作为细胞的第二信使，在调节细胞内功能方面起着关键 性作用。 环境化学物可以通过干扰细胞内钙稳态引起细胞损伤 和死亡。
38
环境毒理学
（三）干扰细胞内钙稳态
各种细胞毒物如硝基酚、醌、过氧化物、醛类、二噁英类、卤化 链烷、链烯和Cd3+，Pb2+，Hg2+等重金属离子均能干扰细胞内钙稳态。 例如，非生理性地增加细胞内钙浓度可激活磷脂酶而促进膜磷脂 分解，引起细胞损伤和死 亡。增加细胞内的Ca2+，还可激活非溶酶体 蛋白酶而作用于细胞骨架蛋白，引起细胞损伤。使用Ca2+激活蛋白酶 的抑制剂可延缓或消除细胞毒作用。Ca2+也能激活某些可引起DNA链断 裂和染色质浓缩的核酸内切酶，某些环境化学物可能通过这一途径引 起细胞损伤甚至死亡。
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环境毒理学
5．独立作用
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环境毒理学
1．致死剂量（Lethal dose，LD）
（3）最小致死量（MLD或LDmin或LD01）：指在一群 个体中仅引起个别死亡的最低剂量，低于此剂量即不能使 机体出现死亡。 （4）最大耐受量（MTD或LD0）：指在一群个体中不 引起死亡的最高剂量。
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环境毒理学
2．半数效应剂量（median effective dose, ED50）
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环境毒理学
4．最大无作用剂量（maximal no-effect level，MNEL）
一外源化学物不引起任何损害作用的剂量。
ADI是指人类终生每日随同食物、饮水和空气摄入的某 MAC是指环境中某种外源化学物对人体不造成任何损
害作用的浓度。由于人类生活与生产活动的情况不同，同一 外源化学物在生活环境和生产环境中的MAC也不相同。
正常情况下细胞内的钙浓度较低（10-7~10-8 mol/L）， 细胞外浓度较高（10-3mol/L），内外浓度相差103104倍。 钙作为细胞的第二信使，在调节细胞内功能方面起着关键 性作用。 环境化学物可以通过干扰细胞内钙稳态引起细胞损伤 和死亡。
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环境毒理学
（三）干扰细胞内钙稳态
各种细胞毒物如硝基酚、醌、过氧化物、醛类、二噁英类、卤化 链烷、链烯和Cd3+，Pb2+，Hg2+等重金属离子均能干扰细胞内钙稳态。 例如，非生理性地增加细胞内钙浓度可激活磷脂酶而促进膜磷脂 分解，引起细胞损伤和死 亡。增加细胞内的Ca2+，还可激活非溶酶体 蛋白酶而作用于细胞骨架蛋白，引起细胞损伤。使用Ca2+激活蛋白酶 的抑制剂可延缓或消除细胞毒作用。Ca2+也能激活某些可引起DNA链断 裂和染色质浓缩的核酸内切酶，某些环境化学物可能通过这一途径引 起细胞损伤甚至死亡。
环境毒理学概述
生理学 病理学 生物化学 免疫学 遗传学 其它
职业毒理学 职业医学
四、环境污染物
(一)环境污染物的种类
1．化学类：
环境类激素(内分秘干扰物)可分3类：外源性 雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。
2．物理类：医源电离辐射x、υ射线，CT等等； 环境电离辐射；环境中紫外线的强化；激光与电 磁辐射场等。
3 生物类：细菌、病毒等。
(二)环境污染对机体作用的特点 1、接触剂量小 2、长时间内反复接触甚至终生接触 3、多种污染物同时作用于机体 4、接触人群的易感性差异较大
(三)环境污染物与机体的交互作用
编码功能蛋白：适应或代偿环境因素的不利影响
环境因子 信息传递通路 细胞基因组
错误应答：周期调控失常
第一章 环境毒理学概述
一、毒理学(Toxicology)
毒理学：是研究物理、化学和生物因素，特别 是化学因素对生物机体的损害作用及其机 理的科学。
环境毒理学:研究环境污染物，特别是化学污 染物对生物有机体，尤其是对人体的损害 作用及其机理的科学。
环境生态毒理学
核心为非人类 生物，扩展到 人类
环境毒理学
环境毒理学的作用和意义：
环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。 在环境监测和人群健康影响研究中的应用 在制定环境卫生基准中的应用 污染物处理
保护地球生物圈包括人类在内的各种生物的生存和持 续发展
六、环境毒理学的研究方法
试验材料：根据研究目的可选用植物、微生 物、非哺乳类动物及哺乳类动物。
二、毒理学发展简史
早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识。 1550 BC已有文献记载。 在16世纪，瑞士著名医生Paracelsus提出有毒物的剂量反应。
《环境毒理学》PPT课件
2. 间接损害：外源化学物对人类生存环 境的影响，如氟氯烃对臭氧层的破坏 形成臭氧空洞，致使长波紫外线射向 地表，使皮肤癌患者增加。
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15
1.1.4 研究内容
1) 环境毒理学的基本概念、理论和方法；
2) 污染物的环境生态行为，包括环境污染 物在环境中的分布、迁移和储留，在生命 体内的吸收、分布、转化和排泄，及对人 体和其他生物的一般毒性作用与机理；
生物学家Rachel Carson在1962年发 表的《寂静的春天》是振兴毒理学研究 的一部伟大著作。
随后环境运动逐渐兴起，许多环保 组织开始建立并迅速发展，它们在环境 保护与毒理学方面的积极工作，使得 “生态学”和“毒理学”这些术语众所 周知。
上世纪60年代至70年代，大多数发
达国家成立了环境立法机构，在保护环
编辑ppt
10
环境毒理学是人类研究探索环境压力 因素对生命系统影响的一门分支科学。
环境毒理学属于环境科学的范畴，也 是生命科学和毒理学的重要分支学科。
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1.1.2 研究对象
主要是环境污染物（environmental pollutant） 即对各种生物，特别是对人体产生危害的各种环 境污染物，包括物理性污染物、化学性污染物、生物 性污染物，其中，化学污染物为主要研究对象。
国内相关期刊
致癌.致畸.致突变 生态毒理学报 环境科学 生态学报 应用生态学报 卫生毒理学杂志 工业安全与环保 环境与职业医学 国外医学卫生学分册
编辑ppt
3
参考书籍
（1）李建政主编. 环境毒理学. 北京: 化学工业出 版社,2010
（2）孟紫强主编. 生态毒理学原理与方法. 北京: 科学出版社, 2006
SO2、金属粉尘 死亡17人
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1.1.4 研究内容
1) 环境毒理学的基本概念、理论和方法；
2) 污染物的环境生态行为，包括环境污染 物在环境中的分布、迁移和储留，在生命 体内的吸收、分布、转化和排泄，及对人 体和其他生物的一般毒性作用与机理；
生物学家Rachel Carson在1962年发 表的《寂静的春天》是振兴毒理学研究 的一部伟大著作。
随后环境运动逐渐兴起，许多环保 组织开始建立并迅速发展，它们在环境 保护与毒理学方面的积极工作，使得 “生态学”和“毒理学”这些术语众所 周知。
上世纪60年代至70年代，大多数发
达国家成立了环境立法机构，在保护环
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环境毒理学是人类研究探索环境压力 因素对生命系统影响的一门分支科学。
环境毒理学属于环境科学的范畴，也 是生命科学和毒理学的重要分支学科。
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1.1.2 研究对象
主要是环境污染物（environmental pollutant） 即对各种生物，特别是对人体产生危害的各种环 境污染物，包括物理性污染物、化学性污染物、生物 性污染物，其中，化学污染物为主要研究对象。
国内相关期刊
致癌.致畸.致突变 生态毒理学报 环境科学 生态学报 应用生态学报 卫生毒理学杂志 工业安全与环保 环境与职业医学 国外医学卫生学分册
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3
参考书籍
（1）李建政主编. 环境毒理学. 北京: 化学工业出 版社,2010
（2）孟紫强主编. 生态毒理学原理与方法. 北京: 科学出版社, 2006
SO2、金属粉尘 死亡17人
《环境毒理学》课件
污染物进入生物体的途径
吸入
通过空气吸入污染物颗 粒。
食入
通过食物或饮用水摄入 污染物。
皮肤接触
通过皮肤接触污染物。
生物富集
通过食物链的传递，使 低级生物体内富集高浓
度的污染物。
污染物对生物体的影响
致癌作用
某些污染物可增加生物体患癌症的风险。
免疫毒性
某些污染物可影响生物体的免疫系统，降低 抵抗力，易感染疾病。
确保实验动物处于健康状态，建立适 当的动物模型以模拟人类暴露条件。
暴露途径与实验方法
暴露途径的选择
01
根据研究目的，选择合适的暴露途径，如吸入、食入、皮肤接
触等。
实验方法的设计
02
确定暴露时间和剂量，设计合理的实验方法，确保实验数据的
准确性和可靠性。
实验操作规范
03
遵循实验操作规范，确保实验过程的安全性和有效性。
02
CATALOGUE
环境污染物及其对生物体的影响
常见的环境污染物
重金属
如铅、汞、镉等，主要来自工 业排放和采矿活动。
有机污染物
如多环芳烃、苯并芘等，主要 来自化石燃料的燃烧和化工生 产。
农药
如滴滴涕、六六六等，主要来 自农业生产和杀虫剂使用。
放射性物质
如铀、铯等，主要来自核工业 和核废料处理。
环境毒理学的研究成果可以应用于新型环保技术和产品的开发，如低毒或无毒的化学品替 代品、环境友好的生产工艺等。
环境污染事故的应急处理
快速响应和评估
在发生环境污染事故时，环境毒 理学专家需要对事故进行快速响 应和评估，确定污染物的种类、 浓度、扩散范围以及评估结果，制定应急处理方 案，包括污染物控制、人员疏散 、医疗救治等措施，以最大程度 地减少环境污染对环境和人群的
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2.3.1 基本概念和一般机理
外源化学物在生物机体中发生的系列化学变 化过程称为生物转化（biotransformation）或代 谢转化，代谢转化所形成的衍生物或分解产物称 为代谢物（metabolite）。
主要代谢器官：肝脏 肝外代谢：肺、肾、肠道、脑、皮肤、睾丸、
卵巢、肾上腺以及胎盘等其它组织器官。
[O]
X R-CH-OH
R-CHO
+
HX
DDT DDE DDA
7）N—羟化反应
外源化学物氨基（-NH2）上的一个 氢与氧结合的反应。
C 6H 5N2H [O ] C 6H 5N2O H(N H 羟基 )
OH
不致癌 NH2
NH2 NHOH
致癌
8）脱硫反应
有机磷化合物可发生这一类反应，使 P=S基变为P=O基，如对硫磷转化为对氧磷， 毒性增大。
2）醛脱氢酶催化的反应 在辅酶I参与下，可催化醛类氧化生成相应 酸类。
RC N H A H 2 O O D 醛 脱 R 氢 C 酶 N OA O H D
3）胺氧化酶催化的反应 有单胺氧化酶、二胺氧化酶，将胺类氧
化成醛类，并释放出NH3
RC 2NH 2H [O ] RCH N3H O
另方面：原有生物活性/毒性有一定程度的降低/ 完全丧失。
第二相反应（phase II reaction） ： 特点：外源化学物理化性质和生物活性进一步变化。
大多数：极性增强，易于排泄； 少数：毒性反而增强，甚至参与体内的脂肪合成 过程，对机体造成损害。
2.3.2 反应类型
2.3.2.1 氧化反应
含 卤 素 基 团 还 原 反 应
无 机 化 合 物 还 原
1）羰基还原反应
醛类和酮类可分别还原成伯醇和仲醇。
RCHO 醛
RCH2OH 伯醇
RCO R'
酮
RCHO HR'
仲醇
醇脱氢酶
C H3C H2O H
乙醇
C H3C HO
乙醛
2）含氮基团还原反应
硝基还原反应
NO2
NO
NHOH
NH2
硝基苯 亚硝基苯 苯羟胺 苯胺
生物转化过程的两个阶段与反应类型
氧化
生 物
还原
转 化
水解
结合
引入极性基团， 增加分子极性
第一相反应 外源化学物
第二相反应 排出体外
与内源亲水物质结 合，增加亲水性
第一相反应（phase I reaction） ： 特点：外源化学物的理化性质发生变化。
一方面：分子中出现各种极性基团，使分子极性 增强，水溶性增强，易于排出体外；
2.3.2.2 还原反应
机体内发生还原反应的条件：
还原性化学物/代谢物在组织细胞中积聚形成 局部的还原性环境；
外源化学物在生物转化过程中，可接受电子， 以至于被还原；
氧化还原反应中，可逆反应即为还原反应的 方向。
还原反应
羰 基 还 原 反 应
含 氮 基 团 还 原 反 应
含 硫 基 团 还 原 反 应
氧化反应
MFOs氧化的反应
非MFOs氧化的反应
脂 肪 族 羟 化 反 应
芳 香 族 羟 化 反 应
环 氧 化 反 应
N脱 烷 基 反 应
O脱 烷 基 反 应
S-
脱 烷 基 反 应
N羟 化 反 应
金 属 脱 烷 基 反 应
S氧 化 反 应
脱 硫 反 应
氧 化 脱 卤 反 应
醇醛胺 脱脱氧 氢氢化 酶酶酶 催催催 化化化 反反反 应应应
在N-、S-、O-上带有短链烷基的化学物， 易被羟化，进而脱去烷基，而大链稳定。
RNH C3 H [O] RN（ 2 H脱烷 基 H产 CH 物 O
R O C3 H [O ] RO (脱 H烷 ) H 基 C ( 产 C H 3 被 H 物 O羟)化
R S C3H [O ] R( S 脱 H烷 )H 基C ( 产 C H 3 被 H 物 O羟)化
9）S-氧化反应
硫醚类化合物代谢产物为亚砜、亚砜 继续代谢为砜类。
R S R [ O ] R S R ( 亚 O ) [ O ] R S 砜 2 R ( O 砜 )
2.非MFOs催化的氧化反应
1) 醇脱氢酶催化的反应 伯醇类氧化形成醛类; 仲醇类氧化形成酮类。
RC2O HH NA(D 氧化型)辅 醇 酶 脱 氢 Ⅰ R 酶CH NOAD H H (RC2O HH NA D (氧 P 化型) 辅 醇 脱 酶 氢Ⅱ R 酶CH NOADP H H ）
1.MFOs催化的氧化反应
微粒体混合功能氧化酶系 MFOs(microsomal mixed function oxidase system)：
主要存在于肝细胞内质网中，其特异性很低，进入体内 的各种环境化学物几乎都要经过这一氧化反应而转化为氧 化产物。
氧化酶系组成： 微粒体细胞色素P-450依赖性单加氧酶 微粒体细胞色素b5依赖性单加氧酶、 还原型辅酶Ⅱ细胞色素P-450还原酶、 还原型辅酶I细胞色素b5还原酶 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）单加氧酶 环氧化物水化酶
RC 3 H [O] RC 2O HH
2）芳香族羟化反应
芳香环上的H被氧化形成-OH。
[O ] C 6 H 5 R R C 6 H 4 O H
3）环氧化反应
外源化学物（脂肪族烃类、芳香族烃类、 烯烃类）的两个碳原子与氧原子形成桥式结 构，即形成环氧化物。
O
H O H H
O H
4）氧化性脱烷基反应
5）氧化性脱氨反应
伯胺类、仲胺类化学物在邻近氮原子的 碳原子上进行氧化，脱去氨基，分别形成醛 类和丙酮类化合物。
RC2H N2H [O ] RC(醛 H )N O3H (脱去)的
6）氧化性脱卤反应
卤代烃类化学物可先转化为不稳定的中 间代谢产物，即卤代醇类化合物，再脱去卤 族元素。
R-CH2X
偶氮还原反应 R-N=N-R’ R-NH2+R’NH2
脂溶性偶氮化合物：易被肠道吸收，主要在肝微粒 体和肠道中还原；
非脂溶性偶氮化合物：不易吸收，主要在肠道中被肠 道菌丛还原。
3）含硫基团还原反应
MFOs氧化的特点：
利用细胞内的分子氧，即需要一个氧分 子，其中一个氧原子将结合到底物分子中， 另外一个氧原子还原为H2O。
反应：
MFOs
RH +NADPH + H+ + O2
ROH +H2O+NADP+
底物 还原型辅酶Ⅱ
氧化产物
1）脂肪族羟化反应
脂肪族化合物侧链（R）末端倒数第一 个或第二个碳原子发生氧化，形成羟基。
外源化学物在生物机体中发生的系列化学变 化过程称为生物转化（biotransformation）或代 谢转化，代谢转化所形成的衍生物或分解产物称 为代谢物（metabolite）。
主要代谢器官：肝脏 肝外代谢：肺、肾、肠道、脑、皮肤、睾丸、
卵巢、肾上腺以及胎盘等其它组织器官。
[O]
X R-CH-OH
R-CHO
+
HX
DDT DDE DDA
7）N—羟化反应
外源化学物氨基（-NH2）上的一个 氢与氧结合的反应。
C 6H 5N2H [O ] C 6H 5N2O H(N H 羟基 )
OH
不致癌 NH2
NH2 NHOH
致癌
8）脱硫反应
有机磷化合物可发生这一类反应，使 P=S基变为P=O基，如对硫磷转化为对氧磷， 毒性增大。
2）醛脱氢酶催化的反应 在辅酶I参与下，可催化醛类氧化生成相应 酸类。
RC N H A H 2 O O D 醛 脱 R 氢 C 酶 N OA O H D
3）胺氧化酶催化的反应 有单胺氧化酶、二胺氧化酶，将胺类氧
化成醛类，并释放出NH3
RC 2NH 2H [O ] RCH N3H O
另方面：原有生物活性/毒性有一定程度的降低/ 完全丧失。
第二相反应（phase II reaction） ： 特点：外源化学物理化性质和生物活性进一步变化。
大多数：极性增强，易于排泄； 少数：毒性反而增强，甚至参与体内的脂肪合成 过程，对机体造成损害。
2.3.2 反应类型
2.3.2.1 氧化反应
含 卤 素 基 团 还 原 反 应
无 机 化 合 物 还 原
1）羰基还原反应
醛类和酮类可分别还原成伯醇和仲醇。
RCHO 醛
RCH2OH 伯醇
RCO R'
酮
RCHO HR'
仲醇
醇脱氢酶
C H3C H2O H
乙醇
C H3C HO
乙醛
2）含氮基团还原反应
硝基还原反应
NO2
NO
NHOH
NH2
硝基苯 亚硝基苯 苯羟胺 苯胺
生物转化过程的两个阶段与反应类型
氧化
生 物
还原
转 化
水解
结合
引入极性基团， 增加分子极性
第一相反应 外源化学物
第二相反应 排出体外
与内源亲水物质结 合，增加亲水性
第一相反应（phase I reaction） ： 特点：外源化学物的理化性质发生变化。
一方面：分子中出现各种极性基团，使分子极性 增强，水溶性增强，易于排出体外；
2.3.2.2 还原反应
机体内发生还原反应的条件：
还原性化学物/代谢物在组织细胞中积聚形成 局部的还原性环境；
外源化学物在生物转化过程中，可接受电子， 以至于被还原；
氧化还原反应中，可逆反应即为还原反应的 方向。
还原反应
羰 基 还 原 反 应
含 氮 基 团 还 原 反 应
含 硫 基 团 还 原 反 应
氧化反应
MFOs氧化的反应
非MFOs氧化的反应
脂 肪 族 羟 化 反 应
芳 香 族 羟 化 反 应
环 氧 化 反 应
N脱 烷 基 反 应
O脱 烷 基 反 应
S-
脱 烷 基 反 应
N羟 化 反 应
金 属 脱 烷 基 反 应
S氧 化 反 应
脱 硫 反 应
氧 化 脱 卤 反 应
醇醛胺 脱脱氧 氢氢化 酶酶酶 催催催 化化化 反反反 应应应
在N-、S-、O-上带有短链烷基的化学物， 易被羟化，进而脱去烷基，而大链稳定。
RNH C3 H [O] RN（ 2 H脱烷 基 H产 CH 物 O
R O C3 H [O ] RO (脱 H烷 ) H 基 C ( 产 C H 3 被 H 物 O羟)化
R S C3H [O ] R( S 脱 H烷 )H 基C ( 产 C H 3 被 H 物 O羟)化
9）S-氧化反应
硫醚类化合物代谢产物为亚砜、亚砜 继续代谢为砜类。
R S R [ O ] R S R ( 亚 O ) [ O ] R S 砜 2 R ( O 砜 )
2.非MFOs催化的氧化反应
1) 醇脱氢酶催化的反应 伯醇类氧化形成醛类; 仲醇类氧化形成酮类。
RC2O HH NA(D 氧化型)辅 醇 酶 脱 氢 Ⅰ R 酶CH NOAD H H (RC2O HH NA D (氧 P 化型) 辅 醇 脱 酶 氢Ⅱ R 酶CH NOADP H H ）
1.MFOs催化的氧化反应
微粒体混合功能氧化酶系 MFOs(microsomal mixed function oxidase system)：
主要存在于肝细胞内质网中，其特异性很低，进入体内 的各种环境化学物几乎都要经过这一氧化反应而转化为氧 化产物。
氧化酶系组成： 微粒体细胞色素P-450依赖性单加氧酶 微粒体细胞色素b5依赖性单加氧酶、 还原型辅酶Ⅱ细胞色素P-450还原酶、 还原型辅酶I细胞色素b5还原酶 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）单加氧酶 环氧化物水化酶
RC 3 H [O] RC 2O HH
2）芳香族羟化反应
芳香环上的H被氧化形成-OH。
[O ] C 6 H 5 R R C 6 H 4 O H
3）环氧化反应
外源化学物（脂肪族烃类、芳香族烃类、 烯烃类）的两个碳原子与氧原子形成桥式结 构，即形成环氧化物。
O
H O H H
O H
4）氧化性脱烷基反应
5）氧化性脱氨反应
伯胺类、仲胺类化学物在邻近氮原子的 碳原子上进行氧化，脱去氨基，分别形成醛 类和丙酮类化合物。
RC2H N2H [O ] RC(醛 H )N O3H (脱去)的
6）氧化性脱卤反应
卤代烃类化学物可先转化为不稳定的中 间代谢产物，即卤代醇类化合物，再脱去卤 族元素。
R-CH2X
偶氮还原反应 R-N=N-R’ R-NH2+R’NH2
脂溶性偶氮化合物：易被肠道吸收，主要在肝微粒 体和肠道中还原；
非脂溶性偶氮化合物：不易吸收，主要在肠道中被肠 道菌丛还原。
3）含硫基团还原反应
MFOs氧化的特点：
利用细胞内的分子氧，即需要一个氧分 子，其中一个氧原子将结合到底物分子中， 另外一个氧原子还原为H2O。
反应：
MFOs
RH +NADPH + H+ + O2
ROH +H2O+NADP+
底物 还原型辅酶Ⅱ
氧化产物
1）脂肪族羟化反应
脂肪族化合物侧链（R）末端倒数第一 个或第二个碳原子发生氧化，形成羟基。