化学物质的毒理机制
第二节外源化学物毒作用的分子机理
1.生殖细胞突变
致死性突变（显性与隐性致死）
（妊娠最初3个月自然流产中有60%有染色体畸变 ）
非致死性突变（显性与隐性遗传）
遗传病发病率 增加、新病种
增加基因库的 遗传负荷
2.体细胞突变
其它：
衰老 心脑血管疾病 ……
肿瘤
癌基因的活 化与抑癌基
因失活
机体对致突变作用的影响
DNA损伤的修复 遗传因素
机理 以DNA为靶的损伤：
基因突变 染色体畸变 不以DNA为靶的损伤 染色体数目改变
1.基因突变
mutated type wild type
碱基置换（base substitution）
错误配对的碱基在下一次DNA复制时 按正常规律配对，于是原来的碱基 对被错误碱基对所置换。
突变的后果
Down（唐氏）综合征患者
化学毒物致突变作用的机 制及后果
1. 突变的DNA变化
碱 基 损 伤
碱基错配 平面大分子嵌入DNA链 碱基类似物取代 碱基的化学结构改变或破坏
DNA链受损
二聚体形成 DNA加合物形成 DNA蛋白交联物形成
2. 突变细胞分裂过程改变 3. 其它：损伤DNA合成和修复有关的酶系统
例1：碱基错配--烷化剂
1、烷化剂是目前应用最广泛而有效的诱变剂。 2、最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)、甲基磺酸甲酯(MMS)、 亚硝酸胍等。 3、机制：带有一个或多个活泼的烷基，这些烷基能够移到 其他电子密度较高的分子中去，使碱基许多位置上增加 烷基，多方面改变氢键的结合能力。
（烷化作用可使DNA的碱基容易受到水解而从DNA上裂解下来， 造成碱基的缺失，从而引起碱基的转换与颠换及移码突变。）
T G CAT
毒性作用机制课件
性异常反应。
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四、损害作用与非损害作用
损害作用的特点：
▪ 影响正常形态学、生理学、生长发育过程， 缩短寿命。
▪ 功能容量降低。 ▪ 外加应激代偿能力降低。 ▪ 某些不利环境影响因素的易感性增高。
不可逆作用(irreversible effect)： 是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存
在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。
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4.过敏性反应(hypersensitivity)： 也称变态反应(a11ergic reaction)，
是机体对外源化学物产生的一种病理性免 疫反应。
特点：1.涉及群体，如一组动物或一群人； 2.一般以百分率或比值来表示。
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效应，又称为量反应(graded response)
通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。 属于计量资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值 表示。这类效应称为量反应。
反应，质反应 (quantal response)
② 意义不明的生理和生化改变； ③ 亚临床改变； ④ 临床中毒； ⑤ 甚至死亡。
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适应(adaptation)：是机体对一种通常能引起 有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性(resistance)：用于一个群体对于应激原 化学物反应的遗传机构改变，以至与未暴露的 群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
是评价外源化学物毒性作用与制订安全限 值的重要依据
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3.最小有作用剂量（minimal effect level,MEL） 指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最 轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为阈剂量 （threshold dose）称观察到损害作用的剂量 （LOAEL，lowest observed adverse effect level)
食品毒理学·食品中外源化学物的毒作用机制
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钙稳态的作用
• 毒物可在不同水平上干扰细胞信号的传递，导致细胞内Ca2+ 对 激素及生长因子的正常反应的丧失。另外，钙信号系统的异常活 化也是毒物引起细胞死亡的一个重要机制。
• 当前，细胞内钙稳态失调是细胞损害与机制研究方面最为热门的 话题，大量证据表明，细胞钙的持续增高可能活化各种不同组织 和细胞的毒性机理，因而曾被称为“细胞死亡的最终共同途径”。
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三、自由基对生物大分子的损害作用
（一）自由基对脂质的作用 脂膜的多不饱和脂肪酸含有双键，易受自由基攻击，发生脂 质过氧化反应，或使脂质过氧化反应的最大速率升高。从而 导致脂膜损伤，同时产生的脂质过氧化物具有氧化活性，使 膜继续受损。
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三、自由基对生物大分子的损害作用
（二）自由基对蛋白质的作用 蛋白质是自由基的主要目标分子，可直接对蛋白质产生氧化损 害，也可间接经应激副产物引起。如·OH、·O-。 自由基能引起蛋白质1～4级结构发生变化，导致蛋白质变性或 酶活性丧失。蛋白质的氧化损害引起下游广泛的功能改变，如 酶活性的抑制、被细胞吸收的增加或降低、免疫原性的改变等。
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二、细胞钙稳态的紊乱与细胞毒性
• 毒物通过干扰钙稳态产生毒性作用。 • 某些金属毒物如铅、铜、汞、镍等均可影响细胞内钙稳态。 • 原因：这些金属与Ca2+具有类似的原子半径，可在质膜、线粒体
或内质网膜的Ca2+转运部位上与Ca2+发生竞争，部分或全部取代 Ca2+，进而导致细胞内钙稳态失调。
• 研究表明：动物的暴露量与所形成的白蛋白加合物之间呈明显 的剂量反应关系。慢性接触黄曲霉毒素B1时，其白蛋白加合物 呈现蓄积现象。
食品毒理学
第二章、毒理学基本概念毒物在一定条件下，以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学物质称为毒物。
毒素是毒物的一种，特指由活的生物有机体产生的一类特殊毒物。
中毒毒物进入机体后，引起相应的病理过程（组织结构和功能损害、代谢障碍）毒性是指外源化学物与机体接触或进入体内的易感部位后，能引起损害作用的相对能力。
剂量指机体接触化学物质的量或给予机体化学物质的量，单位为mg/kg体重、mg/cm2皮肤等。
毒作用毒作用又称为毒效应，是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变，故又可称为不良效应、损伤作用或损害作用。
特点速发作用和迟发作用,全身和局部作用,可逆和不可逆作用对形态功能或功能影响过敏性反应,特异性体质等描述效用和反应,毒效应谱,损害和非损害作用联合毒性作用相加,协同,拮抗,独立,加强毒作用的靶器官外源化学物可以直接发挥毒作用的器官或组织生物标志物分类暴露（接触）生物标志物效应生物标志物易感性生物标志物剂量-反应和剂量-效应的概念及意义前者关系表示化学物质的剂量与个体中发生的效应之间的关系。
后者表示化学物质的剂量与某一群体中反应强度之间的关系。
意义如果某种受试物在某实验动物上出现某种损害作用，并且有剂量反应关系或剂量效应关系，说明此种损害作用肯定是该受试物所致。
否则，就不能肯定这种损害作用是何种有害因素引起。
剂量-反应和剂量-效应的关系曲线包括哪些,哪种最常见剂量-反应（效应）关系可以用曲线表示，即以表示效应强度的计量单位或表示反应的百分率为纵坐标、以剂量为横坐标绘制散点图，可得到一条曲线。
S形曲线最常见,直线,抛物线毒性表示方法绝对致死剂量（LD100）化学物质引起受试对象全部死亡所需要的最低剂量或浓度。
半数(LD50)一半死亡; 最小致死剂量(MLD或LD01)个别死亡;最大耐受量(MTD或LDO)不死亡的最高剂量最大无作用剂量ED0指化学物质在一定时间内，按一定方式与机体接触，用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量急性毒作用带Zac半数致死剂量与急性最小有作用剂量的比值，表示为：Zac值小，说明化学物质从产生轻微损害到导致急性死亡的剂量范围窄，引起死亡的危险性大；反之，则说明引起死亡的危险性小。
第五章外源化学物的中毒的机理
第五章 外源化学物中毒的机理1学习要求: 掌握化学毒物产生毒性的可能途径 理解化学毒物毒性作用的一般机制 熟练掌握化学毒物作用的主要机制 了解常见的影响毒作用的因素2一、概念第一节 概述 终毒物：是指一种特别(化学)性质的物质，它可与内源性靶 分子(如受体、酶、DNA、微纤维蛋白及脂质等)相互作用，使 整体性结构和／或功能改变，从而导致毒性作用。
主要为一些化学物质经过生物转化后代谢为有害的产物。
毒性作用的强度是由终毒物在其作用位点的浓度及持续时间决定的。
3终毒物的类型及其来源： 母体化合物：即机体所暴露的原化学物，如腐蚀性酸 碱、重金属离子、氰化物、河豚毒素、CO等。
母体化合物的代谢物：如砷→砷酸盐 在毒物生物转化期间产生的活性氧(含有化学性质活泼的含氧功能基团)：如过氧化氢、杀草快。
内源性化学物：如胆红素、尿酸等。
4二、化学毒物产生毒性的可能途径化学毒物①最直接的途径吸收、分布、代谢、排泄毒②较为复杂途径与靶分子相互作用性作细胞功能失调、损伤用细胞修复功能失调③最为复杂的途径5复杂的毒性机制可涉及多个层次和步骤：毒物被转运到一个或多个靶部位 ↓毒物或代谢产物与内源性靶分子相互作用 ↓细胞结构的损伤和功能的失调 ↓启动组织水平、细胞水平或分子水平的修复机制 ↓毒物引起的靶分予结构改变和/或功能紊乱超过修复能力或 修复本身障碍时，即产生毒性效应6化学物质的毒理机制就是经研究毒物吸收以后在机体 内引起的代谢功能和组织结构的变化规律。
主要涉及的毒作用机制有：• 毒性作用的一般机制• 外源化学物对器官、细胞和亚细胞损害• 外源化学物对生物膜的损害• 细胞钙稳态紊乱• 自由基与生物大分子的氧化损伤7第二节 化学物质的一般毒性作用机制一、直接损伤作用1、局部刺激和腐蚀作用：硫化氢、氯气、沥青 2、扰乱正常代谢 影响组织对氧的利用 影响酶的活性 3、损害机体的生理功能 对消化功能、血液系统、免疫系统、肝脏、肾脏、 心血管系统、呼吸系统、神经系统、生殖系统、 内分泌系统的毒性作用89二、受体-配体的相互作用与细胞通道功能失调 受体受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结 合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递 到细胞内部，进而引起生物学效应。
生物毒性和毒理机制的研究
生物毒性和毒理机制的研究随着人口的增加和工业的发展，生态环境和生物多样性逐渐遭受破坏，农药、化肥、重金属污染等问题日益引起人们的关注。
这些污染物质对生态系统和人类健康造成极大的危害，而其中的许多危害与生物毒性和毒理机制密不可分。
什么是生物毒性？生物毒性是指化学物质对生物体内或外部环境产生毒害的能力。
生物毒性可以来源于天然生物毒素（如蛇毒、毒蘑菇等），也可以来源于人工合成物（如农药、化学品等）。
一些生物毒素通常比人工合成物更具功效和危害，比如一些蛇毒可以在极短时间内造成人类死亡。
生物毒性的表现形式非常多样，可能导致各种组织和器官的损害，包括但不限于：- 神经系统：头晕、昏迷、发热、惊厥等- 呼吸系统：气喘、哮喘、肺栓塞等- 消化系统：呕吐、腹泻、恶心、胃部刺痛等- 免疫系统：过敏、免疫反应异常等毒理机制的研究是什么？毒理学研究化学物质如何在生物体内产生毒性效应。
毒理机制的研究探索了生物体内这些效应所依赖的分子、细胞和器官水平。
毒理学研究还可以用于确定需要更亲和性和毒性的化合物的结构和功能。
毒理学研究可能还会涉及药物代谢和生物信息学等领域。
毒理学的研究和得出结论通常需要一定的时间，额外的信息，以及试验动物。
毒理学研究可能还需要从病理解剖、生物化学和免疫学等方面对动物进行评估。
这些研究的总体目标是预测化学物质的生态毒性和/或危害，以促进有风险的化学品或化学物质减少到环境和人类健康的影响。
毒理机制的研究挑战面临的众多是，它涉及几乎无数的物质以及它们可能影响的各种不同的方式。
然而，现代科技已经提供了高通量筛选、计算机预测、分子建模和3D细胞培养等先进技术，使得毒理学研究朝着更加精细化、细致化的方向发展。
现代生物毒性和毒理机制研究的挑战当今，生物毒性和毒理机制的研究任务面临着许多挑战。
其中的三个主要挑战如下：第一，无机污染物质的监测需要更高的精度。
无机污染物质情况非常复杂，影响生态系统的机制也有很多，这就要求在线或实时监测来提高我们对于污染情况的理解。
有机化学物质的毒理学
有机化学物质的毒理学标题：“有机化学物质的毒理学”有机化学物质是我们日常生活中广泛存在的一类化合物，包括了诸如甲醛、苯酚、氯仿等多种有机物质。
然而，这些物质虽然在工业生产和科学研究中有广泛的应用，但它们也可能对人体健康造成潜在的危害。
本文将探讨有机化学物质的毒理学特性，以增加人们对这些物质的认识和防范意识。
首先，有机化学物质的毒性是由其化学结构和化学性质决定的。
一些有机物质可能通过吸入、皮肤接触或食物摄入进入人体，并在体内发生一系列的化学反应，从而对人体的细胞和器官产生损害。
例如，甲醛是一种常见的有机化学物质，它不仅具有刺激性和腐蚀性，还可能引发过敏反应和致突变性。
因此，正确使用和处理有机化学物质至关重要，以避免潜在的毒性风险。
其次，有机化学物质的毒性还与剂量和暴露时间有关。
一般来说，剂量越高，暴露时间越长，有机化学物质的毒性就越大。
因此，合理控制有机化学物质的使用量和暴露时间，可以减少对人体健康的潜在危害。
此外，个体的健康状况和遗传背景也可能影响对有机化学物质的敏感性，因此，个体差异应该在毒理学研究和健康评估中加以考虑。
此外，有机化学物质的毒理学研究也为环境保护和公共卫生提供了重要的参考。
通过了解有机化学物质对人体和环境的影响，我们可以制定相应的政策和措施，以减少其对环境的污染和对人体健康的潜在危害。
同时，毒理学研究还可以帮助开发更安全和环保的替代品，以促进可持续发展和健康生活方式的实现。
综上所述，有机化学物质的毒理学是一个重要的研究领域，它对人体健康和环境保护具有重要意义。
正确理解和应用有机化学物质的毒理学特性，可以帮助我们更好地保护自己的健康和创造一个更安全、更可持续的生活环境。
因此，我们应该加强对有机化学物质毒理学的学习和研究，以提高公众的毒理学意识，并共同努力保护我们的健康和环境。
生物毒素的化学成分及其毒性机理
生物毒素的化学成分及其毒性机理生物毒素是指由生物合成的毒性物质，具有很高的毒性和生物活性，可以对人类、动物和植物造成严重的损害。
生物毒素广泛存在于自然界中，包括细菌、真菌、植物和动物等生物体内，是人类健康和生态环境的重要威胁。
本文将从化学成分和毒性机理两方面综述生物毒素的研究进展和相关应用。
一、化学成分生物毒素的化学成分十分复杂，其结构和组成成分对其毒性起到重要作用。
根据其来源不同，可分为细菌毒素、真菌毒素、植物毒素和动物毒素四类。
1.细菌毒素细菌毒素是由细菌产生的一种具有强烈毒性的分泌物质，主要包括内毒素和外毒素两种。
内毒素主要由细菌细胞壁成分中的脂多糖组成，可引起轻重不一的发热、心血管系统损伤等症状；外毒素则是由细菌细胞质所分泌的毒素，主要包括A、B、C、D四类，具有强烈的毒性和致病力。
2.真菌毒素真菌毒素是由真菌产生的一种有机化合物，其毒性相对较高，可对人类和动物的健康造成严重损害。
根据结构和毒性不同，可分为蘑菇毒素、麦角毒素、黄曲霉毒素和赭曲霉毒素等多种类型。
3.植物毒素植物毒素是由植物自身产生的具有毒性的天然化合物，主要分布在植物的根、茎、叶、花、果实、种子等部位。
根据其结构和毒性，可分为生物鹼、硫氰酸盐、甙类等多种类型。
4.动物毒素动物毒素包括毒蛇毒素、蜘蛛毒素、蝎毒素等多种类型，其化学成分由多种复杂有机分子组成，具有很高的毒性和生物活性。
其中毒蛇毒素主要包括神经毒素、血液毒素和细胞毒素等三类，其作用机理主要是通过直接或间接作用于神经、血液或细胞等系统，引起毒性反应和致病性疾病。
二、毒性机理生物毒素的毒性机理主要包括两个方面，一是它们的生物学作用机制，即作用于生物体内部的各种系统和生物过程，引起正常生理功能紊乱和病变；二是它们的化学作用机理，即你与细胞、分子、代谢物等之间的物理和化学反应过程，从而破坏细胞结构和功能。
1.细菌毒素的毒性机理细菌毒素的毒性作用主要与其化学成分和分泌方式有关。
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超氧化物歧化酶催化的反应
2· O2-+2H+→H2O2+O2
· O2-是生物体多种生理反应中自然
生成的中间产物，具有极强的氧化
能力，是生物氧毒害的重要因素之
一。
谷胱甘肽过氧化物酶催化的反应
H2O2 2GSH 2GSSG 2H2O
PX ROO 2GSH GSH GSSG ROH H2O
②DNA链断裂：
· OH对DNA的攻击，主要针对DNA分子中的 核糖部分，可能的位置在DNA分子中核糖的3’ 和4’碳位上，造成DNA链的断裂。 自由基对胸腺嘧啶碱基作用，造成的损害经 修复酶切除，可产生类似的单链断裂。 氧化应激可启动细胞内的一系列代谢过程， 激活核酸酶，导致DNA链的断裂。
第五章 化学物质的毒理机制
第一节 概 述 第二节 化学毒物毒作用的分子机制
第三节 化学物质的结构与毒性的关系
中毒是有毒化学物与机体交互作用，导 致机体的功能或结构产生不良改变的结 果，这些改变除与机体本身的属性有关 外，主要取决于化学物暴露的程度与途 径。
研究毒性机制应明确以下几点
1.毒性效应是由毒物引起正常细胞发生生理和 生化改变的结果
个阶段。
有未成对电子，自由基和自由原子非常
的活泼，通常无法分离得到。不过在许
多反应中，自由基和自由原子以中间体
的形式存在，尽管浓度很低，存留时间
很短 。
习惯上以“· ”表示不成对电子。
常见的自由基:
1. ‧O2- 超氧阴离子自由基 (superoxide） 2. ‧OH 羟基自由基 (hydroxyl radical)
认为Ca2+是体内第二信使。上述Ca2+浓度的变化过程呈
稳态状，称为细胞内钙稳态。
Hale Waihona Puke 一、细胞内钙稳态正常情况下，细胞内钙稳态是由质膜Ca2+转位 酶和细胞内钙池系统共同操纵控制的。
钙离子在细胞中有重要的生理意义。
激动剂刺激引起细胞Ca2+动员，可调节细胞的多 种生物功能，包括肌肉收缩、神经转导、细胞分
② 芳香氨基酸很少出现 α- 除氢，而多出现羟
基衍生物。后者可将苯环打开或在酪氨酸处 交联成二聚体。
③由过渡金属介导出现氧化损伤，主要通 过 Fenton 反应。其损伤特点为部位特异性。 因为，在蛋白质结构内只有某个或几个金 属结合部位的氨基酸受到影响。 ④脂质过氧化的自由基中间产物作用，如 烷氧自由基 (LO· ) 和过氧自由基 (LOO· )， 可与过氧化脂质紧密联系的蛋白质反应。
O2+e→O2-· 超氧阴离子自由基
O2+2e+2H+ →H2O2
O2+3e +3H+ → H2O+OH.羟自由基
O2+4e+4H+ → 2H2O
自由基可以带正电荷，也可以带负电荷，
也可以不带任何电荷而成中性。
自由基的特性：
顺磁性， 生物化学反应活性高，半衰期极短，一般仅能 以µ s计。 →抢夺其他自由基或非自由基的电子 对人体造成的影响:
后果
氧化的后果是凝集与交联，或是蛋白质的
降解与断裂，这主要取决于蛋白质成分的
特征及自由基的种类。
（3）核酸的氧化损伤： ①碱基损伤
活性氧攻击 DNA 的靶位点是腺嘌呤与鸟嘌 呤的 C8 ，嘧啶的 C5 与 C6 双键。其可能的机制 为： 氧自由基直接作用于双键部位，使之获得一 个加合基而改变其结构。 · OH使脱氧核苷脱嘌呤，即自由基可使DNA 链上出现无嘌呤或无嘧啶部位。 · OH可以自动从胸嘧啶的甲基中除去 H原子。
GSH PX
主要存在于真核细胞的胞浆中，线粒体中 也含有GSH-Px可催化H2O2和有机氢过氧 化物还原，此过程需以GSH为辅基。 此酶含有四个具有催化活性的硒原子。
外生性机制:
抗氧化物如Vitamin A、E、C、胡萝卜素 食品添加剂中的丁基羟基甲苯（BHT）、没食子 丙酸或乙氧基喹啉（ethoxyquin）等抗氧化剂 药品中的许多带有N、S的杂环化合物如吩噻嗪 基团、去甲乌药碱等
3. ‧NO 一氧化氮 oxide )
(nitric
4. ‧ROO 脂质过氧化自由基
自 由 基 — 百 病 之 源
2.活性氧系统（reactive oxygen species，ROS）
是指由氧化还原反应产生，并在其分 子上含有氧的一类化学性质非常活泼物质 的总称。
含有氧原子的自由基
Ex: · O2- & · OH
膜通透性的改变
二、化学毒物对细胞钙稳态的影响
1.细胞内钙稳态
离子钙又分为细胞内Ca2+和细胞外Ca2+。
在细胞静息状态下细胞内游离的Ca2+仅为10-7mol/L，而
细胞外液Ca2+则达10-3mol/L。当细胞处于兴奋状态，第
一信使转递信息，则细胞内游离Ca2+迅速增多可达105mol/L，此后再降低至10-7mol/L，完成信息转递循环。
在毒理学中，发现细胞损伤和死亡与胞 内钙浓度增高有关。 细胞内钙浓度不可控制地增高，从而产 生一系列反应，导致细胞损伤或死亡。
钙的浓度变化，可通过下列途径造成细胞损 伤： 正常的激素和生长因子刺激的Ca2+信号的受 损。 钙依赖性降解酶的活化，包括蛋白酶、磷脂 酶和核酸内切酶。 损伤细胞骨架 损害线粒体 与细胞凋亡有关
RH +· OH→ ·R+H2O
②发展阶段：已形成的自由基将作为启动子而产生新的自 由基，使反应发展下去。在发展阶段中，形成的自由基总 数保持不变，一种自由基团可经多种反应转变成另一种形 式的自由基团。去氢后的碳原子形成中心自由基(L· )。与脂
质过氧化反应关系最重要的是脂质过氧化自由基（ LOO·）
DNA 链断裂在基因突变的形成过程中有重要意义。 DNA链断裂后，有下列途径产生突变：
DNA链断裂造成部分碱基的缺失；
DNA链断裂后，正常的细胞将启动修复过程，多种 酶可以辨别DNA内异常，并通过切割、再合成、重合 等途径使之修复。如酶也受自由基破坏或功能难以达 到修复的要求，可能造成被修复的DNA碱基的错误掺
氧分子依次单电子还原流程图
机体虽有多种途径产生自由基，但并不
是产生自由基就会对机体有损害作用。
自由基产生只有超过抗氧化能力或机体
抗氧化能力降低时，才会造成损害作用。
这是因为机体有相应的防御机制。
自由基
不成对电子 破坏
靶
自由基
抗氧化剂
完整
被減化
被氧化
自由基形成↑
自由基超过了机 体的清除能力
自由基过多
中药中的五味子、芦丁、甘草等
3.自由基对生物大分子的损害作用
(1) 对多不饱和脂肪酸（PUFA）的攻击 (2)对蛋白质分子的攻击 (3)对核酸和其他大分子的影响
（1）脂质过氧化损害： 由自由基引起的多不饱和脂肪酸的氧 化作用对生物膜具有强烈的破坏作用。 自由基的形成与脂质过氧化的关系 ①启动阶段：由一些脂链侧链α亚甲基碳 上夺去一个氢的化合物所启动。OH· 是最 重要的脂质过氧化的诱导物。
CCl3· +Cl-
CCl4+e
一个共价键化合物A-B,当它受到热、辐射及超 声波等能量的作用时，共价键可能要断裂，断 裂方式有两种。
1. 共价键异裂
A
B
A + B
形成阳离子和阴离子
2. 共价键均裂
A
B
A + B 形成两个自由基
共价键均裂，使均裂的两部分各带一个未成对独电子 (自由电子)，这些带有未成对独电子的部分称为自由基。
经化学反应而产生自由基的含氧衍生物 Ex: H2O2 & HOCl Fe2+ + H2O2 → Fe3+ +· OH + OHHOCl +· O2- → O2 + Cl- +· OH
活性氧系统
1.‧O2- 超氧阴离子自由基 (superoxide） 2. H2O2 过氧化氢 (hydrogen peroxide) (非自由基) 3.‧OH 羟基自由基 (hydroxyl radical) 4. 1O2 单线态氧 (Singlet oxygen)
和脂质过氧化物的形成（ LOOH ）。
· R+ O2 → ·ROO
③终止阶段：只有两个自由基相互作用，才能使自由基反 应链终止，消除自由基。
脂质过氧化的后果：
①细胞器和细胞膜结构的改变和功能障碍。
②脂质过氧化物的分解产物具有细胞毒性，其中特别有害
的是一些不饱和醛类。
③对DNA影响： 一是脂质过氧化自由基和烷基自由基可引起DNA碱基， 特别是鸟嘌呤碱基的氧化； 一是脂质过氧化物的分解产物，丙二醛可以共价结合
三、自由基与氧化损伤
1.自由基的产生和特点 2.活性氧系统 3.自由基与脂质过氧化 4.污染物对机体自由基防卫系统的影响
1.自由基的产生和特点
自由基是具有不成对电子的原子、分子或离 子。主要因为化合物的共价键的耗能均裂而 产生，也可以通过俘获电子而产生。
均裂
CH3︰H
电子俘获
CH3· +H·
毒物被转运到一个或多个靶部位 毒物或代谢产物与内源性靶分子相互作用 细胞结构与功能紊乱 启动细胞或分子水平修复 毒物引起的靶分子结构改变或功能紊乱超过修复能 力或修复本身障碍时，即产生毒性效应
第二节 化学物质毒作用的分子机制
一、细胞膜损伤
Schematic of typical animal cell. Organelles: (1) nucleolus (2) nucleus (3) ribosome (4) vesicle,(5) rough endoplasmic reticulum (ER), (6) Golgi apparatus, (7) Microtubule, (8) smooth ER, (9) mitochondria, (10) vacuole, (11) cytoplasm, (12) lysosome, (13) centrioles