外源化学物质在体内的生物转运.ppt

内容慨要,第一节食品中外源化学物质的来源第二节生物转运第三节吸收第四节分布第五节排泄,天然毒物：衍生物：食物在贮放和加工烹调过程中产生的污染物：外来添加剂：外来,第一节食品中外源化学物质的来源,一、天然毒物（一）植物性有害物质功能团：如植物酚类；生理作用物质：如胆碱酯酶抑制剂或活化剂；毒素的前体：如生氰甙；致癌物：如苏铁素；抗营养物：如黄豆中的外源凝集素（lectins）。（二）动物性有害物质本身无毒的；有的时候有毒的（条件性有毒）；本身有毒的，如河豚鱼。,二、衍生毒物（derivedtoxicants）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）有毒物质三、污染物(contaminants)生物学污染物和化学污染物四、食品添加剂(foodadditives)天然食品添加剂和化学合成食品添加剂,第二节生物转运,一、外源化学物的体内动态（ADME过程）,外源化学物,接触,皮肤肺,消化道,粪,接触,肝,吸收,再吸收,胆汁,代谢,血液循环白蛋白结合型游离型,吸收,靶器官(损害),器官组织(贮存),分布,肾,肺,分泌腺,尿,呼气,排泄,图2-1外源化学物在体内的动态过程,排泄,biotransportation（生物转运）外源化学物质位置变化。（A、D、E）biotransformation（生物转化）外源化学物质化学结构变化。（M）,毒动学,二、生物膜结构,（二）跨膜转运,特点：（1）逆浓度梯度转运，消耗能量；（2）需要载体，转运具极限性；（3）选择性转运；（4）竞争性抑制。,1.主动转运（activetransport）,2.被动转运（passivetransport）,特点：（1）顺浓度差转运；（2）不耗能。,简单扩散又称脂溶扩散易化扩散又称载体转运滤过又称水溶扩散,（1）简单扩散（lipiddiffusion）大多数外源化学物质是通过该方式转运。,影响因素：膜两侧浓度差：外源化学物质在脂质膜的一侧浓度越高，扩散速度越快，当膜两侧浓度相同时，扩散即停止；外源化学物质的脂溶性：外源化学物质的脂溶性用脂/水分配系数表示，分配系数越大，物质扩散就越快；外源化学物质的解离度：非解离型外源化学物质因其脂溶性大，才能溶入脂质膜中，易于通过生物膜；外源化学物质的pKa及所在环境的pH。决定外源化学物质的解离度。,归纳：弱酸性药物在酸性环境中，解离少，吸收多，排泄少；在碱性环境中，解离多，吸收少，排泄多。,当药物pKa不变时，改变溶液的pH，可明显影响药物的解离度，从而影响药物的跨膜转运。,（2）易化扩散（facilitateddiffusion）通过细胞膜上的某些特异性蛋白质-通透酶帮助而扩散，不需供应ATP两种类型：一种是所谓“载体”为中介：特点是：结构特异性饱和性竞争性抑制不消耗ATP,另一种是所谓“通道”为中介：膜上存在多种离子通道蛋白，如Na+、K+、Ca2+电压依赖性通道（VDC）受膜两侧电位差的影响，化学依赖性通道（CDC）主要受化学物质决定。根据通道开关的条件可分为：电压门控通道化学门控通道机械门控通道,（3）滤过扩散（filtration）：指分子量小的水溶性物质如尿素、水、乙醇等。受流体静压或渗透压的影响，通过膜孔被动转运。,2.膜动转运（cytosis）,胞饮（胞饮、入胞）某些液态蛋白质或大分子物质，可通过生物膜的内陷形成小胞吞噬而进入细胞内。胞吐胞吐又称胞裂外排或出胞，递质释放。,外源化学物质,生物膜屏障,血液循环,第三节吸收,（一）定义：外源化学物质自接触部位通过生理屏障进入血液循环的过程。（二）特点：多数外源化学物质通过被动转运被吸收；少数外源化学物质通过主动转运被吸收；吸收途径不同，外源化学物质的吸收量就不同。如：静脉注射和静脉滴注直接进入血液，没有吸收过程。,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。,小分子脂溶性、挥发性的物质或气体如乙醚、SO2、NO2、Cl2、光气等可从肺泡上皮细胞迅速吸收。,消化道,口服吸收的主要部位是小肠。外源化学物质从胃肠道吸收后，都要经过门静脉进入肝，再进入血液循环。首过效应。,呼吸道,皮肤,注射，肌注比皮下注射吸收快。,其他途径,（三）部位：,(1)外源化学物质本身的理化性质：脂溶性、解离度、分子量、pH等。(2)首过效应（first-pasteffect）：外源化学物质在胃肠道吸收后，首先要经过门静脉到肝，再进入体循环。由于肝脏具有代谢外源化学物质的功能，未被代谢的化学物原形和代谢产物离开肝脏随体循环分布到全身，这种未到体循环就被肝脏代谢和排泄的现象称首过效应。,（四）影响外源化学物质吸收的因素,(3)吸收环境胃的排空、肠蠕动的快慢、胃内容物的多少等(4)血/气分配系数: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之比。(5)气温、湿度、接触面积、皮肤的血流量也可影响皮肤的吸收,（四）影响外源化学物质吸收的因素,不同的吸收途径会影响化学物进入血中的速度和浓度以及毒效应。吸收效率：肺泡消化道皮肤。,（五）吸收途径的毒理学意义,（一）分布(distribution)：指外源化学物吸收进入血液或淋巴液后，随体循环分散到全身组织器官的过程。不同的外源化学物在体内各器官组织的分布不均匀。,第四节分布,1、影响因素：,血浆蛋白结合率组织局部血流量组织的亲和力体内屏障,（1）与血浆蛋白的结合,可逆性结合,暂失活性,暂时贮存,不能跨膜转运,不易代谢排泄,有竟争置换作用,分子量增大,蛋白结合率高的外源化学物质，在体内消除较慢，滞留时间较长饱和性和竞争性外源化学物与血浆蛋白结合对机体的生物学意义,（1）血浆蛋白结合,血流丰富的器官，外源化学物质吸收后，可迅速达到较高浓度。,（2）组织局部血流量,血脑屏障是由血一脑、血一脑脊液及脑脊液一脑三种屏障组成。胎盘屏障胎盘将母亲与胎儿血液隔开，有些外源化学物质能进入胎儿循环，引起畸胎或对胎儿有毒性。,（4）生理屏障,（3）组织的亲和力假平衡,（二）毒物在机体内的贮存（storage）与血浆蛋白质结合肝脏和肾脏作为贮存库脂肪组织作为贮存库骨骼组织作为贮存库,浓集的部位可能是外源化学物的主要毒作用部位靶器官。更多的情况是外源化学物对于蓄积部位并未显示出明显的毒作用，它们只是沉积在其中，这些组织器官称为贮存库。贮存库意义：保护作用，可减少外源化学物到达靶器官的数量从而减弱其毒性作用。但又由于贮存库中的外源化学物与其在血液中的游离态部分处于动态平衡，随着血液中游离态毒物的消除，贮存库中的物质会释放到血液循环中来。这样，成为了体内不断释放毒物的来源，大量时可引起毒性反应。可能延缓消除过程及延长毒作用时间。如：如DDT贮存于脂肪组织中，不呈现毒性作用。但在饥饿情况下，脂肪储备被动用提供能量，贮存的DDT游离出来，可造成中枢神经系统等的损害。,贮存库（蓄积）：化学物局限分布以相对较高的浓度相对集中地存在于某些组织器官中的现象。,排泄途径(excretionpathway)：肾脏是主要的排泄器官，肝脏、肺、胃肠道、乳汁、汗腺、唾液腺、泪腺也可排泄。,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。,第五节排泄,（1）肾小球滤过,游离物质,-,-,肾小管,肾小球滤过,当尿中SS血液,S,极性低脂溶性大,重吸收,排出体外,极性高脂溶性低,（2）肾小管重吸收,药物在肾小管的重吸收可通过改变尿液pH加以调节。碱化尿液可使酸性毒物在尿中离子化酸化尿液可使碱性毒物在尿中离子化,苯巴比妥中毒,尿液碱化,减少重吸收,（3）肾小管分泌,机制:弱酸类(阴离子)弱碱类(阳离子)竞争性抑制Eg.青霉素和丙磺舒,（4）肾功能对排泄的影响,肾功能：一般用尿液的形成量及尿液成分的正常与否来衡量血液中的新陈代谢物质主要从肾即尿液中排泄肾功能低下，影响排泄,二、经肝脏排泄肝肠循环：某些外源化