化学毒物在体内的生物转运与转化优秀课件

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第3章 化学毒物在体内的生物转运与生物转化 ppt课件

第3章 化学毒物在体内的生物转运与生物转化 ppt课件
总悬浮颗粒物
Dp≤100m
可吸入颗粒物
Dp≤10m
细粒子
Dp≤2.5m
超细粒子
0.1-0.3m
包括液体、固体或者液体和固体结合
存在的,并悬浮在空气介质中的颗粒
inhalabal particulates, IP
能进入人体呼吸道,且能长期漂浮于空气中
particulate matter, PM2.5
物的通透性不同:阴囊>手臂、
后背、腿部、腹部>手掌、足底
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(四)其他途径
毒理学动物实验:腹腔注射、静脉注射、肌内注射、
皮下注射等
临床:皮内注射、肌肉注射
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三、分布 (Distribution)
分布( distribution) : 是指化学毒物吸收后,随血液或淋
巴分散到全身各组织细胞的过程。
✓ 烟和粉尘:
粒子大小:
• 直径> 5 μm者,多因惯性冲击而沉积在鼻咽部:清除、咽下
或溶解吸收入血;
• 直径2.5 μm左右,重力沉降于气管和支气管:咳出或吞咽;
• 直径1 μm以下,吸收入血、清除、或进入淋巴系统长期保存;
• 直径0.1 μm,吸收入血、吞噬系统清除。
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(2)颗粒物
total suspended particulates, TSP
✓ 载体:有机阳离子转运体(organic-cation transporter, oct)
25
(二)化学毒物通过生物膜的方式
5. 吞噬和胞饮作用
通过细胞膜的流动将某些液体微粒、固体颗粒或大分子物
质包绕并吞入细胞的过程。
26
二、吸收 (Absorption)

毒理学课件:化学毒物在体内的生物转运和生物转化

毒理学课件:化学毒物在体内的生物转运和生物转化
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2. 特殊转运
外源化学物借助于载体或特殊转运系 统而发生的跨膜运动。
主动转运(active transport) 易化扩散(facilitated diffusion) 吞噬作用(phagocytosis) 和胞饮作用 (pinocytosis)
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(1)主动转运
1)定义
外源化学物在载体的参与下, 逆浓 度梯度通过生物膜的转运过程。
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表 细胞膜对外源化学物主动转运系统
名称 ATP-结合盒(ABC)转运蛋白 多药耐受蛋白(P-糖蛋白)
多耐受药物蛋白 乳腺癌耐受蛋白
以溶质为主转运蛋白(SLC)
缩写
mdr mrp Bcrp
功能
减少胃肠道吸收,血-脑屏障,胆 汁分泌,胎盘屏障 尿排泄,胆汁排泄 将化学毒物代谢后的硫酸结合物 排出细胞
有机阴离子转运多肽 有机阴离子转运蛋白 肽类转运蛋白
oatp 肝摄取 oat 肾摄取 pept 胃肠道吸收
Kir6.1/K-ATP通道:帕金森病神经保护的新靶标,国家自然科 学基金:南京医科大学, 胡刚, 240万, 2010, 批准号:81030060 23
(2)易化扩散
第一节 化学毒物在体内的生物转运
第二节 化学毒物在体内的生物转化
第三节 毒物动力学
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第一节 外源化学物在体内的生物转运 一、生物膜与生物转运 二、吸收 三、分布 四、排泄
6
一、生物膜与生物转运
(一) 生物膜的结构特点
组成
磷脂双分子层 ——脂质
镶嵌蛋白 ——受体、 酶、载
体、离子通道等
特点 功能
膜孔 ——生物膜上水通道
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1. 被动转运 (1)简单扩散 2)对象

03化学毒物在体内的生物转运与转化

03化学毒物在体内的生物转运与转化
Placental barrier
四、排 泄(excretion)
是指外源化学物及其代谢产物由 不同途径排出机体的过程。
2015/9/23
42
化学物排泄途径
1、经肾脏随尿排出,是最重要的途径。 2、经粪便排出。 3、经肺排泄。 4、其他。随各种分泌物,如汗液、指甲、 月经、唾液、泪水和乳汁。
2015/9/23
(二)化学毒物溶解度的变化
由于被机体吸收的大多数化学毒物均 具有较好的脂溶性。如果没有生物转化过 程,它们的排泄将会极其缓慢,可能在体 内蓄积到引起中毒的水平,甚至造成机体 死亡。
2015/9/23
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生物转化类型
水解反应
Ⅰ相反应
还原反应
氧化反应 葡萄糖醛酸化 硫酸化 乙酰化 甲基化 与谷胱甘肽结合 与氨基酸结合
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1.氧化反应(oxidation)
为化学毒物代谢的第一步,反应部位以 微粒体内为主,也可发生在微粒体外。 微粒体(microsome):是组织经细胞匀浆 和差速离心后,内质网形成的囊泡和碎片。
2015/9/23
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氧化反应酶系
(1)细胞色素P-450酶系 (2)黄素单加氧酶 (3)微粒体外的氧化反应
2015/9/23
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简单扩散(脂溶扩散)
顺浓度差转运 不消耗能量
不需要载体 无饱和性 无竞争性
(2)滤过(filtration)
外源化学物透过生物膜上亲水孔道的过程。 借助于生物膜两侧的渗透压和液体静压的 作用,大量的水可以通过膜孔流过,溶解于水 的分子直径小于膜孔的物质被转运。
2015/9/23
14
滤过(filtration)
意义:水及一些溶于水而不溶于脂质的 物质可以通过滤过完成生物转运过程。

毒物体内转化PPT课件

毒物体内转化PPT课件

-
-
Pb
1 1.7 1.1
-
77
Hg(NO3)2
1 2850 6.7
37
-
Hg(CH3)+
1 1.5 0.8
0.7
-
Hg(C6H5)
1 3600 4.7
83
-
肾 6.6 3960 1.7 2400
脂肪 158
-
第三节 分 布
第四节 排 泄
排泄(excretion)是外源化学物及其代谢产物向 机体外转运的过程,是生物转运的最后一个环节。
RCH2NH2+[O] RCHO+NH3+H2O
(3)减少酶的冰合成冻。 蚀刻技术的研究结果,提出了“流动镶嵌模型”。
遗传生理因素有动物的物种、性别、年龄等,常体现在代谢酶的种类、数量和活性的差异上,代谢酶的多态性也是影响毒性反应个体 差异的重要因素。
2、非MFOS催化的氧化反应 毒物对代谢酶的诱导作用
影响简单扩散的主要因素: 骨骼组织作为贮存库
马来酸二乙酯可耗尽GSH,抑制其他化学物经GSH结合代谢。
二、特殊的屏障: 例证:水溶液中:超声
胞吐(exocytosis)
磷脂酰胆碱+卵磷脂 脂质体
血脑屏障(blood-brain barrier) (1) 组成:由多种酶构成的多酶系统
Ⅱ相反应(phase Ⅱ biotransformation)
小肠壁结构图
第二节 吸 收
二、经呼吸道吸收: 吸收部位: 气态物质的水溶性 影响因素: 气体在呼吸膜两侧的分压达到动态平衡时,在血
液内的浓度与在肺泡空气中的浓度差。 三、经皮肤吸收:
不同部位皮肤对毒物的通透性不同:阴囊>腹部> 额部>手掌>足底 四、其它:注射

化学毒物的生物转化(共49张PPT)

化学毒物的生物转化(共49张PPT)
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结合作用的毒理学意义
3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸(PAPS)
马拉硫磷
马拉氧磷
结合是体内解毒的重要方式。 (氧化脱氨、脱硫、脱卤素)
酯类的种类很多,分布很广,但不同的组织或不同内的种属所含酯酶相差很大。 ⑤伴随质子的导入,生成一分子水,O-O键的解离产生了极强的活性氧;
微粒体混合功能酶氧化(micrososmalmixed function oxidaes,MFO)
谷胱甘肽的结合反应,主要存在于肝肾胞液。
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谷胱甘肽过氧化物酶
超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶属于金属酶,随金属的差异,该酶
可分为Cu,Zn-SOD, Mn-SOD和Fe-SOD三种。因起存在部位的 不同,有不同活性作用。其中Cu,Zn-SOD在结构上与其他两种 SOD差别较大,而Mn-SOD与Fe-SOD之间差别较小。FeSOD主要存在于原核生物中。 过氧化氢酶 过氧化氢酶存在于红细胞及某些组织内的过氧化 体中,它的主要作用就是催化H2O2分解为H2O与O2,使得 H2O2不致于与O2在铁螯合物作用下反应生成非常有害的-OH。
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还原作用
毒物在体内可被还原 酶催化还原,在哺乳 动物反应不活跃,但 在肠道细胞内是活跃 的
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二、还原反应
还原作用主要是在肝微粒体及胞浆中进行。
芳香族硝基化合物和偶氮化合物可分别被硝基化合物还 原酶和偶氮还原酶还原成胺类
NO2
NO
NHOH
NH2
2H
2H
2H
H2O
H2O
硝基苯
苯胺
偶氮还原酶使偶氮化合物还原成苯肼衍生物及苯胺衍生物
二甲基苯
对甲基苯甲醛
乐果
乐果酸+甲胺

外源化学物在体内的生物转运和生物转化PPT课件

外源化学物在体内的生物转运和生物转化PPT课件
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毒物动力学
毒物动力学是源于药物动力学的。 以速率 论的观点出发,用数学模型分析和研究化 学毒物在体内吸收、分布代谢和排泄的过 程及其动力学的规律。
目的:1)设计毒理学研究;2)剂量与毒 性关系;3)进行对人的危险性评价。
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二、生物膜和生物转运
脂质
组成 糖
蛋白质:结构蛋白、受体、酶、载体、
食品可从多方面受污染—空气、水、土壤及其他 的植物。多数情况下,污染量不大,引起急性中 毒的机会较小,引起慢性危害则不能马上发生效 应,不易觉察。
土壤和水中的天然有毒无机物被植物、禽畜和水生动 物吸收、积累,有的达到可引起人中毒的水平,如硝 酸盐、汞、砷以及硒。
受污染的饲料喂禽畜后,可使其肉、蛋、奶含有污染 物,这些都属于间接污染。
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(二)动物性食品有害物质
人类食入的动物性食品从毒理学角度可以 分为三类:
①本身无毒的; ②有的时候有毒的(条件性有毒); ③本身有毒的,如河豚鱼。
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二、衍生毒物(derived toxicants)
衍生毒物是食品在制造、加工(包括烹调)或贮 放过程中化学反应或酶反应形成的(或潜在)有 毒物质。有时用同义词有毒反应物(toxic reactive product)。
食品生产工艺过程污染物,运输、住宅、家庭 生活、娱乐活动、教育、医疗以及科研使用的 有害化学物质都有可能直接或间接污染食品, 产生健康危害。
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四、添加剂
食品添加剂最初是为防腐和改善食品品质(色、 香、味、口感)而加入食品的,后来扩大到食品 加工工艺过程本身需要而加入的物质。
现代的食品添加剂随着食品门类的增加和工艺的 发展,其种类也不断增多,已达数千个:有天然 成分的,也有人工合成的。它们都是外源化学物 质,因此需要对它们进行安全性毒理学评价。另 外,添加剂对营养素的影响,添加剂的联合作用, 添加剂与化学污染物的相互作用都很重要。
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10/22/2020
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脂/水分配系数(lipid/water partition coefficient)
即当一种物质在脂相和水相之间的分 配达到平衡时,其在脂相和水相中溶解度 的比值。
脂/水分配系数过低或过高的物质均 不易跨膜转运。
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解离状态
处于解离状态的物质极性大,脂 溶性差,不易通过生物膜的脂相进行 扩散;而处于非解离状态的反之。
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首过消除
(first-pass elimination)
指经胃肠道吸收的化学物质,经门静脉系统 首先进入肝脏,进行生物转化后,再进入体循环 的现象。
限速与竞争性抑制的影响。
毒理学意义:在一般情况下,大部分外源化学物
是通过简单扩散进行生物转运的。
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简单扩散(脂溶扩散)
顺浓度差转运 不消耗能量
不需要载体 无饱和性 无竞争性
影响因素
①扩散效率 ②脂/水分配系数 ③解离状态
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扩散速率
R=K×A(c1-c2)/d R:扩散速率,K特定外源化学物的扩散常 数,A生物膜的面积,(c1-c2)生物膜 两侧的浓度梯度,d生物膜的厚度。
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易化扩散
顺浓度差转运 不消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
易化扩散特点
①由于不能逆浓度梯度,不消耗能量; ②由于利用载体,有一定的选择性、饱和 性、竞争抑制性。
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(3)其他转运方式
吞噬作用:固态颗粒物质 如烟、尘等于细胞膜接触 后,改变了膜的表面张力, 使其外包或内陷,将异物 包裹进入细胞。
意义:水及一些溶于水而不溶于脂质的 物质可以通过滤过完成生物转运过程。
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2.特殊转运(special transport)
为化学毒物借助于载体或特殊转运 系统而发生的跨膜运动。
(1)主动转运(active transport)
指外源化学物在载体的参与下,逆浓度梯度 通过生物膜的转运过程。
溶质载体(solute carriers,SCL)超家族: 有机阴离子转运多肽(Oatp)家族; 有机阴离子转运蛋白(Oat)家族; 有机阳离子转运蛋白(Oct)家族; 肽类转运蛋白(Pept)。
(2)易化扩散(facilitated diffusion)
利用载体,顺浓度梯度的转运过程, 也称载体扩散。
ADME过程
生物转运
(biotransportation)- -吸收、分布、排泄
吸收(Absorption) 生物转化
分布(Distribution)
(biotransformation)
--代谢
代谢(Metabolism)
排泄(Excretion)
消除(elimination)- -代谢和排泄
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化学毒物在体内的生物转运与转化优秀课 件
主要内容
第一节 化学毒物在体内的生物转运(掌握) 一、生物膜与生物转运 二、吸收 三、分布 四、排泄 第二节 化学毒物在体内的生物转化(掌握) 一、生物转化的意义 二、生物转化酶 三、生物转化类型 四、影响化学毒物生物转化的因素(熟悉) 第三节 毒物动力学(了解)
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主动转运
逆浓度差转运
消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
主动转运特点
•需有载体参加; •外源化学物可逆浓度梯度转运; •该系统需消耗能量; •载体对转运的外源化学物有特异选择性; •可发生竞争性抑制; •可饱和。
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几种主动转运系统
ATP-结合盒转运蛋白(ABC)超家族: l 多药耐受(Mdr)蛋白家族; l 多耐受药物蛋白(Mrp)家族; l 乳腺癌耐受蛋白(Bcrp)。
●维持细胞内环境的稳定;
●参与细胞内外物质的交换及生化反应 和生理过程。
10/22/2020
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生物膜特点
①流动镶嵌模型; ②由脂质、蛋白和糖组成; ③厚度约7~9nm。
10/22/2020
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生物膜结构
1.磷脂双分子层:对水溶性物质具有屏障 作用,而对多数脂溶性物质无此作用。 2.镶嵌蛋白:载体或组成特殊通道、受体、 酶、结构蛋白。 3.膜孔:亲水性氨基酸,4nm~70nm。
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(二)化学物通过生物膜的转运方式
①简单扩散 1.被动转运 ②滤 过
2.特殊转运
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①主动转运
②易化扩散
③其他转运方式:吞噬,
胞饮
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1.被动转运(passive transport)
外源化学物顺浓度差通过生物膜 的过程。
(1)简单扩散(simple diffusion)也称脂溶扩散。 特点:不消耗能量,不需要载体,不受饱和
胞饮作用:液态微滴或大 分子物质经此方式转运进 入细胞。
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二、 吸 收
吸收(absorption):是指化学毒物从 机体的接触部位透过生物膜进入血液的 过程。
三条主要途径:胃肠道 呼吸道 皮肤
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(一)经胃肠道吸收
•化学物的吸收可在整个胃肠道进行, 但主要是在小肠,其次是胃。
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研究ADME过程的意义
1、了解毒物在体内的过程
2、为中毒机制研究提供线索,阐明 单独作用或联合作用及物种差异
3、为急救和治疗措施提供参考
4、提供接触生物学标志和中毒诊断
指标
10/22/2020
一、生物膜与生物转运
(一)生物膜(biomembrane): 是细胞膜和细胞器膜的总称。
•吸收方式:主要是简单扩散,也可以 通过滤过、主动转运系统及胞饮、吞 噬作用。
•弱酸性物质主要在胃内和十二指肠吸 收
•弱碱性物质主要在小肠吸收
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经胃肠道吸收的影响因素
1.胃肠道的酸碱度 2.外源化学物的分子结构和理化性质; 3.胃肠道的蠕动情况; 4.胃肠道中某些物质和菌群(可以改变某 些化学毒性)。
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(2)滤过(filtration)
外源化学物透过生物膜上亲水孔道的过程。 借助于生物膜两侧的渗透压和液体静压的作 用,大量的水可以通过膜孔流过,溶解于水的 分子直径小于膜孔的物质被转运。
10/22/2020
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滤过(filtration)
影响因素:化学物的分子大小。
分子量200~60000
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