吉大环境毒理学污染物在体内和转化
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第三章 环境污染物在体内的生物转运和生物转化
2、分布 、
环境污染物被吸收进入血液后，随着血液的运输， 环境污染物被吸收进入血液后，随着血液的运输，分散到全身各 组织器官的过程。 组织器官的过程。 一般地说，在提内组织器官的起始分布取决于血流量 血流量， 一般地说，在提内组织器官的起始分布取决于血流量，血液供应 丰富的器官，分布的污染物愈多，如肝脏。 丰富的器官，分布的污染物愈多，如肝脏。而最终分布取决于污染物 与组织器官的亲和力 亲和力。 与组织器官的亲和力。 例如Pb开始时主要分布肝脏中 最终大部分（ 开始时主要分布肝脏中， 例如 开始时主要分布肝脏中，最终大部分（90%）分布在骨骼 ） 中。
上呼吸道： 上呼吸道：鼻、咽、支气管 下呼吸道： 下呼吸道：肺
C、经皮肤的吸收污染物的通透性较弱。 较少（如局部毒性），因皮肤对环境污染物的通透性较弱。 ），因皮肤对环境污染物的通透性较弱
D、其他 、
主要是人为地染毒途径，如采用静脉、皮下、肌肉注射进行染毒。 主要是人为地染毒途径，如采用静脉、皮下、肌肉注射进行染毒。
4、排泄 、
指环境污染物及其代谢物由体内向体外转运的过程。 指环境污染物及其代谢物由体内向体外转运的过程。
经肾随尿液排出（最主要）：大多数(分子量小于 随尿液排出（最主要）：大多数 分子量小于60,000的分子 ) ）：大多数 的分子 经肝随胆汁排出：与血红蛋白结合、分子量大于300的强极性的化合物 经肝随胆汁排出：与血红蛋白结合、分子量大于 的强极性的化合物 经呼吸道排出：气体污染物、 经呼吸道排出：气体污染物、挥发性强的化合物
第三章 环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
一、生物转运 二、生物转化
一、生物转运
环境污染物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程， 环境污染物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程， 与机体接触 称为环境污染物的生物转运， 环境污染物在体内发生的位移。 称为环境污染物的生物转运，即环境污染物在体内发生的位移。
环境毒理学02 污染物在环境中的迁移和转化
第二章 污染物在环境中的迁移
和转化
精选课件
精选课件
第一章 污染物在环境中迁移和转化
• 第一节 概述
• 第二节 环境污染物的迁移
• 第三节 环境污染物的转化
精选课件
第一节 概述
• 污染物的迁移和转化（transport and
transformation of pollutants）:
• 污染物的环境行为 （environmental behavior）
地上，元素汞可以进行全球性的迁移和循环
精选课件
汞循环(mercury cycle)
火山活动
化石
燃烧
挥发
挥发
降水
农药喷洒
水鸟
农田风化 径流 工厂 捕鱼
鱼
和淋溶作
汞的废物
Hg2＋
用
水生植物
由河水带走
精选课件
(中性pH)
(CH3)2Hg
CH3Hg
(酸性pH)
沉积物
二、污染物迁移的方式
•
•
1. 机械迁移
• 大多数情况下，污染物的化学转化是主要的、大量的。
• 一次污染物（直接排入环境的污染物）和二次污染物
2+
Hg
属离子络合。
精选课件
2. 物理—化学迁移
• 吸附作用：发生在固体或液体表面对其它物质的一种吸着现象。
许多重金属或有机污染物常与胶体物质吸附在一起而迁移；
80~100%的有毒污染物同水体中的颗粒物一起迁移；适宜PH值
下，许多重金属牢固地吸附到粘土物质上；芳香族化合物能与土
壤中的腐殖酸形成牢固的共价结合。
P N C S 等营养元素和H+,以及Cu Pb Cd Hg PCB
和转化
精选课件
精选课件
第一章 污染物在环境中迁移和转化
• 第一节 概述
• 第二节 环境污染物的迁移
• 第三节 环境污染物的转化
精选课件
第一节 概述
• 污染物的迁移和转化（transport and
transformation of pollutants）:
• 污染物的环境行为 （environmental behavior）
地上，元素汞可以进行全球性的迁移和循环
精选课件
汞循环(mercury cycle)
火山活动
化石
燃烧
挥发
挥发
降水
农药喷洒
水鸟
农田风化 径流 工厂 捕鱼
鱼
和淋溶作
汞的废物
Hg2＋
用
水生植物
由河水带走
精选课件
(中性pH)
(CH3)2Hg
CH3Hg
(酸性pH)
沉积物
二、污染物迁移的方式
•
•
1. 机械迁移
• 大多数情况下，污染物的化学转化是主要的、大量的。
• 一次污染物（直接排入环境的污染物）和二次污染物
2+
Hg
属离子络合。
精选课件
2. 物理—化学迁移
• 吸附作用：发生在固体或液体表面对其它物质的一种吸着现象。
许多重金属或有机污染物常与胶体物质吸附在一起而迁移；
80~100%的有毒污染物同水体中的颗粒物一起迁移；适宜PH值
下，许多重金属牢固地吸附到粘土物质上；芳香族化合物能与土
壤中的腐殖酸形成牢固的共价结合。
P N C S 等营养元素和H+,以及Cu Pb Cd Hg PCB
吉大环境毒理学第三章污染物在体内的转化
水溶性增加
②偶氮还原
如偶氮苯到苯胺的还原过程
水溶性增加
③还原性脱卤
CHCl3，CCl4，甲基萤烷，碳氟化物，六氯代苯等可在微粒 体酶的作用下发生还原性脱卤反应，如CHCl3脱卤加氢，生成 CH2Cl2。
甲烷自由基 破坏干细胞脂质结构
非微粒体还原作用
包括醇，醛，酮，有机二硫化物和氮氧化物等的还原反应，如 醛的还原。
结合反应的结果可以使有毒化学物某些功能团失活结合反应的结果可以使有毒化学物某些功能团失活结合反应后化合物的水溶性增加很快由肾脏排出结合反应后化合物的水溶性增加很快由肾脏排出结合反应功能基团葡萄糖醛酸ohcoohnh2shch硫酸芳香oh芳香nh2醇谷胱甘肽环氧化合物有机卤乙酰基nh2so2氨基酸芳香氨基cooh甲基芳香ohnh2nhsh结合反应类型结合反应类型参与的结合酶种类参与的结合酶种类葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸转移酶葡萄糖醛酸转移酶硫酸结合硫酸结合磺酸基转移酶磺酸基转移酶乙酰化作用乙酰化作用乙酰基转移酶乙酰基转移酶谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽转移酶谷胱甘肽转移酶氨基酸结合氨基酸结合酰基转移酶酰基转移酶甲基化作用甲基化作用甲基转移酶甲基转移酶形成形成oo葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物形成形成nn葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物形成形成ss葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物一般情况下通一般情况下通过与硫酸结合过与硫酸结合毒物毒性降低
种属差异和个体差异
种属差异 个体差异
饮食营养状况 年龄性别等生理因素
年龄 性别 激素 昼夜节律
代谢饱和状态 代谢酶的抑制和诱导
抑制 诱导
特异性抑制 竞争性抑制
种属差异和个体差异
• 物种差异
➢ 代谢酶的不同。 例子：大鼠，小鼠和狗体内有N-羟化酶可将N-2-乙酰氨基 芴羟化并与硫酸生成具有强烈致癌活性的硫酸酯，而豚鼠 则缺乏这种酶。
②偶氮还原
如偶氮苯到苯胺的还原过程
水溶性增加
③还原性脱卤
CHCl3，CCl4，甲基萤烷，碳氟化物，六氯代苯等可在微粒 体酶的作用下发生还原性脱卤反应，如CHCl3脱卤加氢，生成 CH2Cl2。
甲烷自由基 破坏干细胞脂质结构
非微粒体还原作用
包括醇，醛，酮，有机二硫化物和氮氧化物等的还原反应，如 醛的还原。
结合反应的结果可以使有毒化学物某些功能团失活结合反应的结果可以使有毒化学物某些功能团失活结合反应后化合物的水溶性增加很快由肾脏排出结合反应后化合物的水溶性增加很快由肾脏排出结合反应功能基团葡萄糖醛酸ohcoohnh2shch硫酸芳香oh芳香nh2醇谷胱甘肽环氧化合物有机卤乙酰基nh2so2氨基酸芳香氨基cooh甲基芳香ohnh2nhsh结合反应类型结合反应类型参与的结合酶种类参与的结合酶种类葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸结合葡萄糖醛酸转移酶葡萄糖醛酸转移酶硫酸结合硫酸结合磺酸基转移酶磺酸基转移酶乙酰化作用乙酰化作用乙酰基转移酶乙酰基转移酶谷胱甘肽结合谷胱甘肽结合谷胱甘肽转移酶谷胱甘肽转移酶氨基酸结合氨基酸结合酰基转移酶酰基转移酶甲基化作用甲基化作用甲基转移酶甲基转移酶形成形成oo葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物形成形成nn葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物形成形成ss葡糖糖醛酸化物葡糖糖醛酸化物一般情况下通一般情况下通过与硫酸结合过与硫酸结合毒物毒性降低
种属差异和个体差异
种属差异 个体差异
饮食营养状况 年龄性别等生理因素
年龄 性别 激素 昼夜节律
代谢饱和状态 代谢酶的抑制和诱导
抑制 诱导
特异性抑制 竞争性抑制
种属差异和个体差异
• 物种差异
➢ 代谢酶的不同。 例子：大鼠，小鼠和狗体内有N-羟化酶可将N-2-乙酰氨基 芴羟化并与硫酸生成具有强烈致癌活性的硫酸酯，而豚鼠 则缺乏这种酶。
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移和转化
吉大环境毒理学第二章 污染物的迁移和转化
2020/11/7
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
第二章 污染物在环境中的迁 移和转化
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.1 概述
污染物进入环境以后，由于自身物理化学性 质和各种环境因素的影响，将会在空间位置或 形态特征等方面发生一系列复杂的变化。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污 染
污 染 物
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
毒大米与土壤重金属污染息息相关
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
中国地下水污染地图
地下水污染或是 造成癌症 村现象的 首因
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
b. 气流扩散： 污染物在垂直 方向上的迁移 扩散
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
1. 大气稳定度 2. 地理地势
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
大气稳定度： 表示空气中某大气团由于与 周围空气存在在密度，温度， 或流速等强度差而产生的浮 力使其产生加速度而上升或 下降的程度。
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
生物性性迁移
ห้องสมุดไป่ตู้
生物浓缩 生物累积 生物放大
络合作用 吸附作用 氧化-还原作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1 机械性迁移
污染物的机械性迁移现象处处可见：废 水，废气和废渣的排放，丢弃，搬运以 及各种有毒有害物质在生产和生活中的 应用，均可使污染物发生不同程度的迁 移运动。
2020/11/7
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
第二章 污染物在环境中的迁 移和转化
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.1 概述
污染物进入环境以后，由于自身物理化学性 质和各种环境因素的影响，将会在空间位置或 形态特征等方面发生一系列复杂的变化。
水的机械性迁移举例：污水灌溉与地下水污 染
污 染 物
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
毒大米与土壤重金属污染息息相关
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
中国地下水污染地图
地下水污染或是 造成癌症 村现象的 首因
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1.3 重力的机械迁移作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
b. 气流扩散： 污染物在垂直 方向上的迁移 扩散
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
1. 大气稳定度 2. 地理地势
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
影响大气污染物扩散的因素
大气稳定度： 表示空气中某大气团由于与 周围空气存在在密度，温度， 或流速等强度差而产生的浮 力使其产生加速度而上升或 下降的程度。
风化淋溶作用 溶解挥发作用 酸碱作用
生物性性迁移
ห้องสมุดไป่ตู้
生物浓缩 生物累积 生物放大
络合作用 吸附作用 氧化-还原作用
吉大环境毒理学第二章污染物的迁移 和转化
2.2.1 机械性迁移
污染物的机械性迁移现象处处可见：废 水，废气和废渣的排放，丢弃，搬运以 及各种有毒有害物质在生产和生活中的 应用，均可使污染物发生不同程度的迁 移运动。
环境毒理学生物转运和转化
皮肤吸收的 两条途径： （1）表皮 （2）毛囊、汗 腺、皮脂腺
环境毒理学生物转运和转 化
25
高丽丽 环境毒理学基础
影响因素： （1）分子量大小、脂/水分配系数及角质层厚度 （2）种属不同：可能与角质层厚度不同有关。 （3）高温：易于吸收 （4）角质层损失因子：角质层被损坏，可使环 境化学物通透性增加。
4、骨骼 Pb、Si、Ba可取代骨质中的Ca而蓄积在骨质中。
有毒物质在体内贮存的生理意义： 1、保护作用；2、可能成为慢性中毒的来源。
环境毒理学生物转运和转 化
32
高丽丽 环境毒理学基础
五、化学物的排泄
排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外转 运的过程。
主要途径：肾——尿液，肝——胆汁； 其他：汗液、乳汁、唾液、泪液及胃肠道分 泌物、呼吸道。肾脏是主要的排泄器官。
环境毒理学生物转运和转 化
21
高丽丽 环境毒理学基础
2、呼吸道吸收：主要在肺。吸收最快的是气体、小 颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。
吸收特点：吸收的外来化合物直接进入血液循环
而分布全身，与胃肠道吸收不同。
主要方式：环境简毒单理扩学生散物转运和转
化
22
高丽丽 环境毒理学基础
气态物质吸收的影响因素： （1）分压差和血/气分配系数——主要决定因素
环境毒理学生物转运和转 化
15
高丽丽 环境毒理学基础
3、 吞噬和胞饮——膜动转运 cytosis
吞噬作用 phagocytosis：一些固态颗粒物与细胞膜上 的某种蛋白质发生作用，引起膜的外包或内凹，将异物 包围进入细胞。
吞入物通常是较大的颗粒。吞噬作用只限于几种特殊 的细胞类型 ，如巨噬细胞和中性粒细胞。
30
环境毒理学生物转运和转 化
25
高丽丽 环境毒理学基础
影响因素： （1）分子量大小、脂/水分配系数及角质层厚度 （2）种属不同：可能与角质层厚度不同有关。 （3）高温：易于吸收 （4）角质层损失因子：角质层被损坏，可使环 境化学物通透性增加。
4、骨骼 Pb、Si、Ba可取代骨质中的Ca而蓄积在骨质中。
有毒物质在体内贮存的生理意义： 1、保护作用；2、可能成为慢性中毒的来源。
环境毒理学生物转运和转 化
32
高丽丽 环境毒理学基础
五、化学物的排泄
排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外转 运的过程。
主要途径：肾——尿液，肝——胆汁； 其他：汗液、乳汁、唾液、泪液及胃肠道分 泌物、呼吸道。肾脏是主要的排泄器官。
环境毒理学生物转运和转 化
21
高丽丽 环境毒理学基础
2、呼吸道吸收：主要在肺。吸收最快的是气体、小 颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。
吸收特点：吸收的外来化合物直接进入血液循环
而分布全身，与胃肠道吸收不同。
主要方式：环境简毒单理扩学生散物转运和转
化
22
高丽丽 环境毒理学基础
气态物质吸收的影响因素： （1）分压差和血/气分配系数——主要决定因素
环境毒理学生物转运和转 化
15
高丽丽 环境毒理学基础
3、 吞噬和胞饮——膜动转运 cytosis
吞噬作用 phagocytosis：一些固态颗粒物与细胞膜上 的某种蛋白质发生作用，引起膜的外包或内凹，将异物 包围进入细胞。
吞入物通常是较大的颗粒。吞噬作用只限于几种特殊 的细胞类型 ，如巨噬细胞和中性粒细胞。
30
环境污染物在体内的生物转运和生物转化83页PPT
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。 转化
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。 转化
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
第三章-环境污染物在体内的生物转运和生物转化教学文案
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
主动转运的主要特点:
第 三 章
①可逆浓度梯度转运，故消耗一定的代谢能量； ②转运过程需要载体参加； ③载体既然是生物膜的组成成分，所以有一定的容量 ； ④主动转运有一定的选择性； ⑤如果两种化合物基本结构相似，在生物转运过程中又
需要同一转运系统，两种化合物之间可出现竞争，并 产生竞争抑制 。
➢（二）吸收途径：
毒物主要通过消化道、呼吸道、皮肤三条途径吸收。
2020/6/29 12
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
１、经消化道吸收：一般外来化合物在胃肠道中的吸收
第 三 章
过程，主要是通过简单扩散，仅有极少种类外来化合物的 吸收是通过吸收营养素和内源性化合物的专用主动转运系 统。外来化合物在消化道的吸收可在任何部位进行，但主 要在小肠。
第 １、外来化合物与血浆蛋白结合 ２、外来化合物与其它组织成分结合
三 ３、外来化合物在脂肪组织和骨骼中贮存和沉 章积
４、体内各种屏障的影响
2020/6/29 18
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
体内的各种屏障：
⑴ 血脑屏障
第 ⑵ 胎盘屏障 三 体内重要贮存库有四种： 章 血浆蛋白作为贮存库；毒物在肝、肾中的累积；
３、经皮肤吸收：
第 表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径：
三 ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。 章 ②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表
皮屏障直接进入真皮。
2020/6/29 15
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段： 第一阶段—穿透相 毒物透过表皮进入真皮。 几
▪ 5、胞饮和吞噬
第
液体或固体外来化合物被伸出的生物膜
环境污染物在人体内的转归
环境污染物在人体内的转归答：污染物在人体内的转归大致如下：吸收、转运、作用（或贮存）、生物转化、排泄。
1、环境卫生学研究的是自然环境和生活居住环境。
2、自然环境包括：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。
生活居住环境是指：人类在自然环境基础上从事社会集居生活而建立的城乡生活居住环境。
（环境与健康）1、生态系统内形成的生态平衡，是自然的、暂时的相对平衡。
2、生态系统由四部分组成：生产者（绿色植物）、消费者（动物）、分解者（微生物）、非生命物质（大气、水、土壤等）。
3、环境污染的来源有三大方面：生产性污染、生活性污染、交通性污染。
4、人与环境之间不断进行着最本质的联系即：物质交换与能量交换。
人与环境的关系是：对立统一关系。
5、由于严重的环境污染而诱发的疾病，称为：公害病。
6、化学性污染物进入人体的主要途径是：呼吸道、消化道、皮肤。
7、饮水中硝酸盐进入体内引起亚硝酸盐中毒的主要原因是由于胃肠道内硝酸盐还原菌的作用。
8、毒物在体内的代谢过程包括：水解、氧化、还原、结合。
9、污染物在人体内的转归大致如下：吸收、转运、作用（或贮存）、生物转化、排泄。
10、制定卫生标准或环境质量标准的科学依据是：阈剂量或最高无作用剂量。
11、人体对污染物的反应一般经过三个阶段：正常调节阶段，代偿阶段和失代偿阶段。
12、影响污染物对人体作用的因素：①剂量与反应的关系；②作用时间与反应关系；③多种因素的综合影响；④个体感受性差异。
13、亚临床状态变化也就是：代偿阶段变化。
14、污染物对人体产生的危害及危害程度，主要取决于污染物进入人体的剂量，即：吸收量。
15、生物学放大：环境中某些化学物质可以通过食物链逐级浓缩，致使生物体内该化学物质的浓度成千上万倍增大的现象。
16、生物学富集：环境中某些化学物质，被生物体吸收后，可以不断地积聚浓缩的现象。
17、水被有机物污染后，在有氧气的条件下，经微生物作用，分解成二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐等。
这种自净作用称为：生物降解作用。
第三章 环境污染物在体内的生物转运和生物转化ppt课件
6
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
影响简单扩散的因素
第 三 章
2018/11/22
1）生物膜两侧浓度梯度; 2）外来化合物在脂质中的溶解度，可用 脂 水分配系数来表示; 3）外来化合物的解离度和体液pH高低， 对毒物通过细胞膜的难易有很大影响; 4）膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结 合的亲和力。
7
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
第 三 章
2018/11/22
• 2、滤过
是外来化合物透过生物膜上亲水性孔 道的过程。大量的水可借助渗透压梯度和 液体静压作用通过孔道进入细胞，同时外 来化合物可以水作为载体，随之而被动转 运。
8
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
第 三 章
2018/11/22
3、主动转运
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
３、经皮肤吸收：
第 三 章
2018/11/22
表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径： ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。
②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表
皮屏障直接进入真皮。
16
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段：
第 乎所有毒物都是通过简单扩散透过表皮角质层。 毒物穿透的速度与脂溶性有关，脂溶性越大穿 三 透能力越强。 章第二阶段—吸收相 毒物由真皮进入乳头层毛细血
2018/11/22
吸收、分布和排泄使外来化合物在体 内发生位移，均是反复通过生物膜的过程， 统称为生物转运。
生物转化：
代谢可使外来化合物发生化学结构和 性质的改变，从而转变成新的衍生物的过 程，也称为代谢转化。
3
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 一、生物转运过程的机理
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
影响简单扩散的因素
第 三 章
2018/11/22
1）生物膜两侧浓度梯度; 2）外来化合物在脂质中的溶解度，可用 脂 水分配系数来表示; 3）外来化合物的解离度和体液pH高低， 对毒物通过细胞膜的难易有很大影响; 4）膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结 合的亲和力。
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第一节 污染物的吸收、分布与排泄
第 三 章
2018/11/22
• 2、滤过
是外来化合物透过生物膜上亲水性孔 道的过程。大量的水可借助渗透压梯度和 液体静压作用通过孔道进入细胞，同时外 来化合物可以水作为载体，随之而被动转 运。
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第一节 污染物的吸收、分布与排泄
第 三 章
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3、主动转运
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
３、经皮肤吸收：
第 三 章
2018/11/22
表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径： ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。
②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表
皮屏障直接进入真皮。
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第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段：
第 乎所有毒物都是通过简单扩散透过表皮角质层。 毒物穿透的速度与脂溶性有关，脂溶性越大穿 三 透能力越强。 章第二阶段—吸收相 毒物由真皮进入乳头层毛细血
2018/11/22
吸收、分布和排泄使外来化合物在体 内发生位移，均是反复通过生物膜的过程， 统称为生物转运。
生物转化：
代谢可使外来化合物发生化学结构和 性质的改变，从而转变成新的衍生物的过 程，也称为代谢转化。
3
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 一、生物转运过程的机理
吉大环境毒理学 第四章 污染物的生物转运与生物转化
相同点： 三者 都是跨膜转运。
自由扩散和协助扩散均 从高浓度到低浓度转运。
协助扩散和主动运输都 需要载体蛋白来完成。
不同点： ➢自由扩散不需要载体蛋
白来完成。
➢主动运输需要消耗能量。
3.1.2 吸收
吸收 指污染物通过从接触部分透过生物膜进入血液循 环的过程。
三种主要的吸收方式
➢ 呼吸道吸收 ➢ 消化道吸收 ➢ 皮肤吸收
消化道内的多种酶类和菌丛可转化某些污染物，改变 其物化性质和毒性。 如小肠内细菌可将硝基苯转化为 可疑致癌物质苯胺。
胃肠道内容物的种类和数量，排空时间及蠕动状态也 会影响对污染物的吸收。如胃肠蠕动减弱，排空时间 延长可增加对污染物的吸收。
污染物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。脂溶 性的污染物较水溶性污染物更易被消化道吸收。
肺泡中气态污染物的吸收的影响因素
分压差和血/气分配系数。污染物在肺泡气和血液中的 分差越大越有利于吸收；血/气分配系数越大，吸收越 多。
溶解度和相对分子量。非脂溶性污染物通过亲水通道 被吸收，而亲脂性污染物的吸收取决于其脂/水分配系 数。
肺泡通气量和血液流量比值。比值越大，越有利于污 染物的吸收。
消化道的酸碱度。有机酸或有机碱的分子态较电离状 态更易被吸收。
消化道吸收致毒举例─清华学生铊中毒事件
皮肤吸收
呼吸道吸收致毒举例─尘肺
尘肺灌洗流出液
消化道吸收
饮水和食物中的污染物 主要通过消化道吸收。 消化道的任何部位具有 吸收，但其主要作用的 是小肠。
污染物很少通过口腔黏 膜被吸收，在胃里主要 通过简单扩散吸收。
胃肠道上皮细胞也可通 过吞噬和胞饮作用吸收 颗粒状或液滴状污染物。
消化道吸收污染物的影响因素
自由扩散和协助扩散均 从高浓度到低浓度转运。
协助扩散和主动运输都 需要载体蛋白来完成。
不同点： ➢自由扩散不需要载体蛋
白来完成。
➢主动运输需要消耗能量。
3.1.2 吸收
吸收 指污染物通过从接触部分透过生物膜进入血液循 环的过程。
三种主要的吸收方式
➢ 呼吸道吸收 ➢ 消化道吸收 ➢ 皮肤吸收
消化道内的多种酶类和菌丛可转化某些污染物，改变 其物化性质和毒性。 如小肠内细菌可将硝基苯转化为 可疑致癌物质苯胺。
胃肠道内容物的种类和数量，排空时间及蠕动状态也 会影响对污染物的吸收。如胃肠蠕动减弱，排空时间 延长可增加对污染物的吸收。
污染物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。脂溶 性的污染物较水溶性污染物更易被消化道吸收。
肺泡中气态污染物的吸收的影响因素
分压差和血/气分配系数。污染物在肺泡气和血液中的 分差越大越有利于吸收；血/气分配系数越大，吸收越 多。
溶解度和相对分子量。非脂溶性污染物通过亲水通道 被吸收，而亲脂性污染物的吸收取决于其脂/水分配系 数。
肺泡通气量和血液流量比值。比值越大，越有利于污 染物的吸收。
消化道的酸碱度。有机酸或有机碱的分子态较电离状 态更易被吸收。
消化道吸收致毒举例─清华学生铊中毒事件
皮肤吸收
呼吸道吸收致毒举例─尘肺
尘肺灌洗流出液
消化道吸收
饮水和食物中的污染物 主要通过消化道吸收。 消化道的任何部位具有 吸收，但其主要作用的 是小肠。
污染物很少通过口腔黏 膜被吸收，在胃里主要 通过简单扩散吸收。
胃肠道上皮细胞也可通 过吞噬和胞饮作用吸收 颗粒状或液滴状污染物。
消化道吸收污染物的影响因素
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基本概念
生物失活bio-detoxification： 毒物在体内转化后毒性降低或消失，易于
排出体外。
生物活化bio-activation： 毒物在体内转化成毒性更强的化合物。
I 相反应
I相反应 （phase I biotransformation）:
指经过氧化、还原和水解等反应使毒物暴露 或产生极性基团，如-OH，-NH2, -SH，COOH等，水溶性增高并成为适于II相反应 的底物。
环境毒理学
主讲：马金才 副教授
吉林大学环境与资源学院环境科学系
第三章 污染物在体内的转化
3.2 污染物的生物转化 3.2.1 生物转化的类型 3.2.2 影响生物 还原 物 转 化 水解
结合
I相反应
有毒化学物
II相反应
排出体外
污染物生物转化类型
微粒体氧化
②芳香族羟化
芳香族化合物芳 环上的H被氧化。 羟化也可出现在 芳环的侧链上。
如苯，苯胺，3， 4苯并芘，黄曲霉 毒素都以此种方 式转化。某些芳 族化合物如苯可 形成环氧化合物， 经重排后生成酚。
③N-羟化
左边少个苯环！
芳香胺，伯胺和仲 胺类化合物，氨基 甲酸乙酯，乙酰氨 基芴以及药物磺胺 都以此种方式转化。
又如农药对硫磷经S氧化后生成对氧磷， 毒性增强
毒性增强 毒性增强
⑧氧化性脱烷基
在许多N-，O-，S-上带短链烷基的化学物易被羟化，脱去烷 基生成相应的醛和脱烷基产物。
(i)N-脱烷基 (ii)O-脱烷基 (iii)S-脱烷基
致癌致突变
毒性减小
再如四乙基铅脱烷基后生成 三乙基铅，毒性增强。
⑨氧化性脱氨
胺类化合物在氧化的同时脱去一个氨基，例如苯丙胺被转化为 苯丙酮。
⑩氧化性脱卤
如农药DDT氧化脱氯生成DDE，毒性降低，为DDT的解毒方 式之一。
DDT 双对氯苯基三氯乙烷
DDE双对氯苯基三氯乙烯
非微粒体氧化
①单胺和二胺氧化。单胺类化合物由单胺氧化酶（MAO）催 化氧化生成相应的醛。二胺由二胺氧化酶催化生成氨基醛。
细胞色素 b-5：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白的 酶系统。
NADH 辅酶I ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。 环氧化物水化酶。 黄素蛋白单加氧酶（FAD）。
①脂肪族羟化
脂肪族侧链(R)通常在末端第一个碳原子或第二个碳原子被氧 化。
如农药八甲磷在体内转化为N-羟甲基八甲磷，其毒性增强， 抑制胆碱酯酶的能力增加10倍。
②醇、醛氧化。
X
Asian flush
微粒体还原作用
• 毒物可以通过微粒体酶的作用被还原。 这些反应在肠道细菌体比较活跃，而在 哺乳动物组织内比较弱。
• 催化还原反应的酶类主要存在于肝，肾 和肺的微粒体和胞液中。肠道处于还原 环境，存在含还原酶的菌丛。
①硝基还原
如硝基苯被还原成亚硝基苯，到苯羟胺，最后到苯胺的过程。
微粒体混合功能酶氧化反应
此种反应由特异性很低的微粒体混合功能氧化酶 （MFOS）催化完成。需要一个氧分子的参与，其中 一个氧原子被还原成水，另一个氧原子被加在毒物上。 所以MFOS又被称为单加氧酶。
MFOS的多酶系统
细胞色素 P-448：属于亚铁血红素—硫醇盐蛋白 的酶系统。
NADPH 辅酶II ：还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 磷酸。
生物转化能力明显低于肝脏。
基本概念
酶(enzyme)： 指具有生物催化功能的高分子物质，酶
一般是蛋白质。生物酶具有底物特异性，多 态性和立体选择性等特性。生物酶主要分布 于线粒体内质网和胞浆内。
线粒体(mitochondrion)： 是一种存在于大多数细胞中的由两层膜
包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构， 是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为能 量工厂。
转
化
葡萄糖醛酸结合 氨基酸结合
II相反应 硫酸结合
谷胱甘肽结合
乙酰化
甲基化
污染物生物转化的意义
① 生物转化是有毒污染物进入机体后，其存在形式可能会发 生各种变化，活性也会发生改变，其中有些毒性增强，有 些毒性减弱。因此，生物转化对于判定其对机体的影响有 重要作用。
② 通过对生物转化作用的研究，可以探求有毒污染物活性基 因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意 义。
④环氧化
烯烃在双键位置上加氧，产生极不稳定的环氧 化合物。
⑤N-氧化
如三甲胺进行N-氧化生成三甲胺氧化物。
⑥P-氧化
如二苯基甲基磷进行P-氧化生成二苯基甲基磷氧化物
⑦S-氧化
含硫化合物的氧化有 两种，一种是硫醚类 在氧化过程中生成的 亚砜和砜类。
如农药内吸磷经S-氧 化转化为亚砜或砜性 内吸磷，毒性增强
③ 通过对有毒污染物在机体的生物转化过程的研究，有利于 探求其损伤机制，作用的靶器官、靶组织、靶细胞乃至靶 分子。
④ 有毒污染物经过生物转化会形成新的代谢间产物、终产物， 存在于血液和组织中，或被排出体外，可为中毒诊断，程 度判断，治疗效果评价提供有意义的生物学材料。
参与污染物生物转化的主要器官
肝脏是担负生物转化的主要器官。 其他器官，如肾脏，小肠，肺脏和皮肤等的
微粒体(microsome)： 是内质网在细胞匀浆中形成的碎片，含混
合功能氧化酶。
基本概念
呼吸链(respiratory chain): 是由一系列的递氢 (hydrogen transfer)反应和递电子 (electron transfer)反应按一定的顺序 排列所组成的连续反应体系，它将代谢物脱下的成对氢原子交 给氧生成水，同时生成ATP。呼吸链的作用代表着线粒体最基 本的功能，呼吸链中的递氢体(hydrogen carrier)和递电子体 (electron carrier)就是能传递氢原子或电子的载体，由于氢原 子可以看作是由质子和核外电子组成的，所以递氢体也是递电 子体，递氢体和递电子体的本质是酶、辅酶、辅基或辅因子。
水溶性增加
氧化反应
脂肪族羟化 芳香族羟化 环氧化 氧化性脱烷基 氧化性脱氨
N-羟化 N-氧化 P-氧化 S-氧化 氧化性脱卤
非微粒体氧化 单胺和二胺氧化 醇醛氧化
硝基还原
污 染
I相反应
微粒体还原
还原反应
偶氮还原 还原性脱卤
物
非微粒体还原 醇、醛、酮等的还原
的
酯酶水解
生
水解反应 酰胺酶水解
物
糖苷酶水解 环氧化合物水解