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毒理学基础复习资料 第六版第一章 绪论毒理学（Toxicology）：研究外源性化学物质对生物机体的损害作用的学科(传统定义) 。现代毒理学(modern Toxicology )：研究所有外源因素（如化学、物理和生物因素）对生物体和生物系统的损害作用/有害效应与机制，以及中毒的预防、诊断和救治的科学。现代毒理学的研究内容：三大研究领域：描述毒理学(descriptive toxicology)机制毒理学(mechanistic toxicology)管理毒理学(regulatory toxicology)。描述毒理学工作者直接关注的是外源性物质的毒性鉴定，以期为安全性评价和管理法规与措施的制订提供基础资料。机制毒理学的研究重点旨在识别和了解外源和内源因素对生物系统产生损害作用的细胞、生化和分子机制。管理毒理学根据描述毒理学和机制毒理学工作者提供的研究资料进行科学决策，协助政府部门制订相关法规条例和管理措施并付诸实施，以确保化学品、药品、食品等进入市场足够安全，达到保护人群健康的目的。毒理学研究方法：动物实验或体内试验、体外试验、人体观察和流行病学研究。毒理学应用：安全性评价、危险度评定、危险性管理与交流。毒理学替代法：“3Rs”法，即优化实验程序，提高实验动物福利，降低或消除动物疼痛或痛苦的方法；减少实验动物使用数量并能实现预期研究目标的方法，替代整体动物实验的方法，例如采用细胞、组织或特定的动物器官等进行的体外试验，选用昆虫等模型生物进行的体内试验，以及利用理化技术和计算模型预测独行的方法。第二章 毒理学基本概念外源化学物(xenobiotics)：是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质，又称为“外源生物活性物质”。毒性（toxicity）：指化学物质引起有害作用的固有能力。剂量相同时，对机体损害能力越大的化学物质，毒性越高。相对于同一损害指标，需要剂量越小的化学物质，其毒性越大。毒效应（toxic effect）：又称为毒作用，是化学物质对生物体健康引起的有害作用。毒效应是化学物质或代谢产物在作用部位达到一定数量并停留一定时间，与组织大分子成分互相作用的结果。当改变暴露条件时，毒效应会相应改变。中毒(poisoning)：是指生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。毒性是一种能力，中毒是一种状态，毒效应是一种表现。毒物(poison)：是指在一定条件下，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，引起暂时的或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学物质。损害作用（adverse effect）：指影响机体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，或者降低对外界环境应激的反应能力。非损害作用（non-adverse effect）：机体发生的生物学变化应在机体适应代偿能力范围之内，机体对其他外界不利因素影响的易感性也不应增高。毒效应谱（spectrum of toxic effects）：机体接触外源化学物后，取决于外源化学物的性质和剂量，可引起多种变化，称为毒效应谱，随剂量增加可以表现为：机体对外源化学物的负荷增加；意义不明的生理和生化改变；亚临床改变；临床中毒；甚至死亡。毒效应还包括致癌、致突变、致畸胎作用。剂量（dose）：决定外源化学物对生物体损害作用的重要因素。分为：暴露剂量：表示个人或人群暴露的物质的量，此定义普遍适用于职业和环境暴露；实验情况下，动物的量被称为给予剂量。 暴露剂量又分为：潜在剂量和应用剂量。机体实际摄入、吸入或应用于皮肤的外源化学物的量 直接与机体吸收屏障接触可供吸收的量内剂量：为经吸收到机体血流的外源化学物的量。靶器官剂量：为发生损害作用部位的外源化学物的量，可更好地反映剂量-效应之间的联系，也称为到达剂量和生物有效剂量。与健康效应机制联系从低到高：潜在剂量，应用剂量，内计量，到达剂量，生物有效剂量。效应：量反应（graded response），表示暴露一定剂量外源化学物后造成的个体、器官或组织的生物学改变。此变化程度用计量单位表示，有强度和性质的差别，可用某种测量数值表示。反应：质反应（quantal response），指暴露某一化学物的群体中出现某种效应的人体在群体中所占的比率，一般以百分率或比值表示，如死亡率、肿瘤发生率，其观察结果只能以“有”或“无”、“异常”或“正常”等计数资料来表示。剂量效应关系（ dose-effect relationship ），现称剂量-量反应关系（graded dose-response relationship）：表示化学物质的剂量与个体中发生的量反应强度之间的关系。剂量-反应关系（dose-response relationship ），现称剂量-质反应关系（quantal dose-response relationship）表示化学物质的剂量与某一群体中质反应发生率之间的关系。剂量-量反应关系和剂量-质反应关系统称为剂量-反应关系，是毒理学的重要概念。化学物质的剂量越大，所致的量反应强度应该越大，或出现的质反应发生率应该越高。剂量-反应关系是受试物与机体损伤之间存在因果关系的证据。选择毒性（selective toxicity）：一种化学物质只对某种生物产生损害作用，而对其他种类生物无害；或只对机体内某一组织器官发挥毒性，而对其他组织器官不具毒作用。选择性毒性产生的原因：（1）物种和细胞学差异 （细菌、青霉素）（2）不同组织器官对化学物质亲和力的差异（百草枯、肺） （3）不同生物或组织器官对化学物质生物转化过程的差异（ 磺胺类药物的发明）（4）不同组织器官对化学物质所致损害的修复能力的差异（肝、肾再生能力强，脑、神经再生能力弱）靶器官 (target organ)：外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。特点：一种毒物可以有几个靶器官，不同的毒物可以作用于同一个或同几个靶器官。 在同一靶器官产生相同毒效应的化学物质，其作用机制可能不同。 生物学标志（biomarker）：又称生物学标记或生物学标志物，是针对通过生物学屏障并进人组织或体液的化学物及其代谢产物，以及它们引起的生物学效应而采用的检测指标。通常把生物学标志分为暴露标志、效应标志和易感性标志。绝对致死剂量或浓度（LD100或LC100）：指引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量或浓度。半数致死剂量（median lethal dose，LD50）： 化学物质引起一半受试对象出现死亡所需要的剂量，又称致死中量。LD50是评价化学物质急性毒性大小最重要的参数，也是对不同化学物质进行急性毒性分级的基础标准。化学物质的急性毒性越大，其LD50的数值越小。最小致死剂量或浓度（MLD，LD01或MLC，LC01）：指一组受试实验动物中，仅引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。最大非致死剂量或浓度：（LD0，LC0）：指一组受试实验动物中，不引起动物死亡的最大剂量或浓度。观察到有害作用的最低水平（lowest observed adverse effect level， LOAEL）：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种物质引起机体（人或实验动物）形态、功能、生长、发育或寿命某种有害改变的最低剂量或浓度，此种有害改变与同一物种、品系的正常（对照）机体是可以区别的。未观察到有害作用的水平：（no observed adverse effect level， NOAEL）：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种外源化学物不引起机体（人或实验动物）发生可检测到的有害作用的最高剂量或浓度。观察到作用的最低水平（lowest observed effect level， LOEL）：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，与适当的对照机体比较，一种物质引起机体某种非有害作用（如治疗作用）的最低剂量或浓度。未观察到有害作用的水平：（no observed effect level， NOEL）：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，与适当的对照机体比较，一种物质不引起机体任何作用（有害或者非有害）的最高剂量或浓度。阈值（threshold）：指一种物质使机体（人或实验动物）开始发生小樱的剂量或者浓度，即低于阈值时效应不发生，而达到阈值效应将发生。安全限值（safety limit value）：指为保护人群健康，对某种环境因素（物理、化学和生物）的总摄入量的限制性量值或在生活和生产环境中各种介质（空气、水、食物、土壤等）中所规定的浓度和暴露事件的限制性量值，在低于该浓度和暴露时间内，根据现有知识不会观察到任何直接和（或）间接的有害作用。安全限值和暴露限值经政府采用，即成为试试卫生法规的技术规范、卫生监督和管理的法定依据。分为：是基于健康的指导值，以单位体重表达涉及具体的暴露条件和介质，以单位环境介质表达。毒作用带（toxic effect zone）：是表示化学物质毒性和毒作用特点的重要参数之一，分为急性毒作用带与慢性毒作用带。急性毒作用带（acute toxic effect zone, Zac）：为半数致死剂量与急性阈剂量的比值，表示为：Zac=LD50/Limac 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。慢性毒作用带（chronic toxic effect zone,Zch）：为急性阈剂量与慢性阈剂量的比值，表示为：Zch= Limac /LimchZch值大，说明Limac 与Limch之间的剂量范围大，由极轻微的毒效应到较为明显的中毒表现之间发生发展的过程较为隐匿，易被忽视，故发生慢性中毒的危险性大；反之，则说明发生慢性中毒的危险性小。 1 毒效应谱和毒作用类型：毒效应谱见前。毒作用类型：（一）速发性毒作用与迟发型毒作用：速发性毒作用：是指一次暴露于某外源化学物后短时间内出现或发生的毒作用。迟发型毒作用：是在一次或多次暴露于某外源化学物后经一定时间间隔才出现的毒作用。（二）局部毒作用和全身毒作用：局部毒作用：是指某些外源化学物在机体最初暴露部位直接造成的损害作用。全身毒作用：是指外源化学物被机体吸收进入血液并分布至靶器官或全身后所产生的损害作用（三）可逆性毒作用和不可逆性毒作用：可逆性毒作用：是指机体停止暴露外源化学物后可逐渐消失的毒作用。不可逆性毒作用：是指机体在停止暴露外源化学物后其毒作用继续存在，甚至对机体造成的损害可进一步发展。砷引起的皮肤癌-致畸等作用（四）一般毒性和特殊毒性（致突变、致畸性）（五）超敏反应：超敏反应是机体对外源化学物产生的一种病理性免疫介导有害反应。引起超敏反应的外源性化学物称为致敏源。（六）特异体质反应2.为什么把毒效应谱看成连续谱：3.剂量效应关系曲线主要有哪几种类型及意义如何：直线型 效应或反应强度与剂量呈直线关系；随着剂量的增加，效应或反应的强度也随着增加，并成正比关系。但在生物机体内，此种直线关系较少出现，仅在某些体外实验中，在一定的剂量范围内存在。 抛物线型 剂量与效应或反应呈非线性关系，即随着剂量的增加，效应或反应的强度也增加，医学教|育网搜集整理但最初增高急速，然后变为缓慢，以致曲线先陡峭，然后平缓，成抛物线型。如将剂量换成对数值，则成直线。剂量与效应或反应关系，换成直线，可便于在低剂量与高剂量，或低反应强度与高反应强度之间进行互相推算。 S状曲线 此种曲线的特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的S状。曲线的中间部分，即反应率50%左右，斜率最大，剂量略有变动，反应即有较大增减。在剂量与反应关系中较为常见，一部分剂量与效应关系也有出现。S状曲线分为对称或非对称两种。非对称S状曲线两端不对称，一端较长，另一端较短。如将非对称S状曲线横座标（剂量）以对数表示，则成为一对称S状曲线；如再将反应率换成概率单位，即成一直线。4.毒理学研究剂量-反应关系的前提和意义：前提：所研究的反应是由化学物接触引起的；反应的强度与剂量有关；要有定量测定毒性的方法和准确表示毒性大小的手段意义：有助于发现化学物的毒效应性质；所得到的有关参数可用于比较不同化学物的毒性；有助于确定机体易感性分布；是判断某种化学物与机体出现某种损害作用存在因果关系的重要依据；是安全性评价和危险性评价的重要内容。3.选择性毒性有哪些不同的水平（可能选择，简答），简述其原因和意义：选择性毒性分别表现在器官水平和个体水平上。一、器官水平：某个特定的器官成为毒物的靶器官可能与毒动学（生物转化）和毒效学等多种原因有关：1） 器官的解剖位置和功能，毒物吸收和排泄器官2） 该器官的血液供应3）具有特殊的摄入系统4）代谢毒物的能力和活化/解毒系统平衡5）存在特殊的酶或生化途径6） 毒物与特殊的生物大分子结合7）对损伤的修复能力8）对特异性损伤的易感性等。 意义：有针对性的缓解和治疗疾病。 二、个体水平：高危险人群。构成这种易感性的生物学基础为：1）年龄；2）性别；3）遗传因素；4）营养及膳食情况；5）疾病状况；6）其他：有些因素使人体暴露污染物的机会增多。意义：由于高危险人群对环境因素的易感性，因此，在研究环境因素对健康的影响和制定环境卫生标准时，均应以高危险人群为主要对象，力求保证全体人群的健康。可发生在物种之间、个体之间、群体间。4.生物学标志有哪几类（可能名解，简答）：生物学标志可分为:暴露生物标志、效应标志和易感性标志三类。.暴露生物标志：是测定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物及其代谢物或与内源性物质的反应产物，作为吸收量或靶剂量的指标，包括内剂量生物标志；生物有效剂量生物标志。.效应生物标志：指机体内可测量的生化、生理或其他方面的改变。.易感性生物标志：是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标，即反映机体先天具有或后天获得的对暴露外源性物质产生反应能力的指标。5.毒理学研究方法及其优缺点：（可能选择）实验研究（微观）：用实验为人类提供剂量效应（反应）关系等资料，结合人群接触水平对化学物质进行安全性评价。 * 体内实验* 体外实验 毒理学研究方法的优缺点 研究方法流行病学研究 受控的临床研究 毒理学体内试验 毒理学体外试验 优点 真实的暴露条件在各化学物之间发生相互作用测定在人群的作用表示全部的人敏感性 规定的限定暴露条件在人群中测定反应对某组人群(如哮喘)的研究是有力的能测定效应的强度 易于控制暴露条件能测定多种效应能评价宿主持征的作用(如：性别、年龄、遗传特征等和其他调控因素饮食等)能评价机制 影响因素少，易于控制可进行某些深入的研究(如：机制，代谢)人力物力花费较少 缺点耗资、耗时多(多为回顾性)，无健康保护难以确定暴露，有混杂暴露问题可检测的危险性增加必需达到2倍以上测定指标较粗(发病率，死亡率) 耗资多较低浓度和较短时间的暴露限于较少量的人群(一般50)限于暂时、微小、可逆的效应一般不适于研究最敏感的人群动物暴露与人暴露相关的不确定性受控的饲养条件与人的实际情况不一致暴露的浓度和时间的模式显著地不同于人群的暴露 不能全面反映毒作用，不能作为毒性评价和危险性评价的最后依据难以观察慢性毒作用 6.主要的毒性参数：1. 绝对致死剂量或浓度（absolute lethal dose/concentration）LD100/LC100 ：指引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量或浓度；2. 最小致死剂量或浓度（minimal lethal dose/concentration）MLD, LD01/MLC, LC01：指一组受试实验动物中，仅引起个别动物死亡的最小剂量或浓度；3. 最大非致死剂量或浓度（maximal non-lethal dose/ concentration）LD0/LC0 ：指一组受试实验动物中，不引起动物死亡的最高剂量或浓度；4. 半数致死剂量或浓度（median lethal dose/concentration）LD50/LC50：指化学物引起一组受试动物一半死亡的剂量或浓度；5. 阈剂量（threshold dose）：简写LOAEL。指化学物引起受试对象少数个体出现最轻微异常改变所需的最低剂量，也称最小有作用剂量（minimal effect dose）。可以从急性、亚慢性、慢性毒理学试验获得，分别称为急性阈剂量（acute threshold dose）、亚慢性阈剂量（subchronic threshold dose）和慢性阈剂量（chronic threshold dose）；6. 最大无作用剂量（maximal-no effect dose）：（NOAEL）安全限值。指化学物在一定时间内按一定方式暴露，用现代检测方法和最灵敏指标不能发现任何损害作用的最高剂。7.剂量反应关系比较的指标：1. 急性毒作用带 （acute toxic effect zone，Zac）：Zac=LD50/Limac，Zac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，则说明引起急性中毒死亡的危险性小 2. 慢性毒作用带（chronic toxic effect zone，Zch）：Zch=Limac/Limch Zch值大说明两阈限值之间剂量范围大，由轻微的慢性毒效应到较为明显的急性中毒之间剂量范围宽，易被忽视，故发生慢性中毒的危险性大；反之，则说明发生慢性中毒的危险性小8.NOEL,NOAEL,LOEL,LOAEL之间有什么区别?定义见前。有害效应阈值应在NOAEL和LOAEL之间，非有害效应阈值应在NOEL和LOEL之间。9.一般认为哪些毒性作用有阈值，哪些毒性作用无阈值：一般认为，外源性化学物的一般毒性（器官毒性）和致畸作用的剂量反应关系是有阈值的（非零阈值），而遗传毒性致癌物和性细胞致突变物的剂量反应关系是否存在阈值尚无定论，一般认为无阈值（零阈值）。第三章 外源毒物在体内的生物转运与生物转化ADME过程吸收 (Absorption) 、分布 (Distribution) 、代谢 (Metabolism)、排泄(Excretion)。生物转运（biotransport）：是指在ADME这四个过程中，外源毒物的吸收、分布和排泄过程，即都是外源毒物穿透生物膜的过程，且其本身的结构与性质不发生变化。生物转化（biotransformation）： 是指外源毒物的代谢变化过程，即外源化学物形成新的衍生物的过程，所形成的产物结构与性质均发生了改变，所以又称为代谢转化。被动转运(passive transport)：外源毒物顺浓度差通过生物膜的过程简单扩散（simple diffusion) ：毒物由生物膜浓度较高的一侧向浓度较低的一侧扩散，当两侧浓度达到动态平衡时，扩散即终止 滤过(filtration)：外源化学物通过生物膜上亲水性孔道的过程；依靠生物膜两侧的渗透压梯度和流体静压的作用 。（eg:肾小球、毛细管）脂/水分配系数： 当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中的溶解度的比值称之。一般情况，脂/水分配系数越大，越容易溶解于脂肪，经简单扩散的速率也越快。主动转运：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。 特点： 化学物是逆浓度梯度转运，故需消耗一定的能量； 主动转运过程必须有载体参与； 特异选择性：对外源化学物的结构具有特殊选择性； 可饱和性：载体具有一定的容量，当化学物浓度达到一定 程度时，载体可以饱和，转运即达到极限； 如果两种化学物的基本结构相似，在主动转运中又需要同一转运系统，二者可出现竞争性抑制 意义：主动转运对化学物在体内的不均匀分布和排泄具有重要意义.易化扩散：是指某些不溶于脂质的沁水性化学物透过生物膜由高浓度处向低浓度转运的过程，也是载体终结的转运方式，又称载体扩散。特点：顺浓度差、不耗能，但需要载体，具有饱和性和竞争性抑制.吸收（absorption ）：是外源化学物从机体的接触部位透过生物膜屏障进入血液的过程。首过消除（first pass elimination）：是指经胃肠道吸收的外源化学物通过门静脉系统首先到达肝脏，进行生物转化后，再进入体循环，这种现象称为首过消除 意义：使经体循环到达靶器官、靶部位的外源化学物原型数量减少，明显影响其所致毒效应的强度与性质血/气分配系数： 气态物质在血液中的浓度(mg/L)与在肺泡中的浓度(mg/L)之比称之，对于一种特定的气态物质来说，是一个常数。血/气分配系数越大的物质在血液中的溶解度越高，越容易被吸收，达到平衡所需的时间也越长；反之亦然。分布：是指化学毒物吸收后，随血液或淋巴液分散到全身组织细胞的过程。蓄积：（accumulation）：外源化学物以相对较高的浓度富集于某些组织器官的 现象称为蓄积。（CO、铅） (1) 物质蓄积（DDT存于脂肪，毒性在神经）(2) 功能蓄积（百草枯存于肺，引起肺水肿。贮存库（storage depot）：是指虽有外源化学物的蓄积，但尚未显示相应中毒效应的部位。该部位只是单纯的化学物存积地点，如DDT在脂肪中含量最高，但所致毒作用发生在神经系统等组织。意义： 减少蓄积部位以外的靶器官的毒物剂量，减轻急毒 体内慢性中毒的来源：动态平衡 消除再释放潜在危害。屏障： 有些器官或组织的生物膜具有特殊的形态学结构和生理学功能，可以阻止或延缓某些化学毒物进入，称之。包括： 1. 血脑屏障（blood-brain barrier） 2. 胎盘屏障（placental barrier） 3. 血睾屏障（blood-testis-barrier） 4. 血眼屏障（blood-ocular barrier）排泄：是指化学毒物经由不同途径排出体外的过程。肠肝循环（enterohepatic circulation）：是指有些脂溶性的、易被吸收的外源化学物或其代谢产物可在小肠内重新被吸收，再经门静脉系统返回肝脏，并随同胆汁排泄。如葡萄糖醛酸结合物可被肠道菌群水解，脂溶性增强后被重吸收入肝，形成肠肝循环。 意义：需要的化合物被重新利用，例如各种胆汁酸平均有95%被小肠壁重吸收，并被再利用。毒理学方面，可使毒物的生物半减期延长，在体内停留时间延长，排泄减慢，因而毒作用增强。代谢解毒：外源化学物经过生物转化以后成为低毒或无毒的代谢物的过程代谢活化：一些外源化学物经过生物转化后，毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至产生致突变、致癌和致畸作用的现象。相反应（phase biotransformation）：包括氧化、还原和水解反应 相反应（phase biotransformation）：又称为结合作用（conjugation），是指外源化学物原有的或经相反应后引入或暴露出来的羟基、氨基、羧基、巯基、羰基和环氧基等基团与内源性辅因子之间发生的生物合成反应。所形成的产物称为结合物。细胞色素P450酶系 ：又称为微粒体混合功能氧化酶（microsomal mixed function oxidase，MFO）或单加氧酶（monoxygenase），广泛分布于各种组织中，但以肝细胞内质网（微粒体）中含量最多，滑面内质网又多于粗面内质网 组成 ：血红素蛋白类（细胞色素P450和细胞色素b5）、黄素蛋白类（NADPH-细胞色素 P450还原酶和NADH-细胞色素b5还原酶）和磷脂类3种成分，其中以细胞色素P-450最重要遗传多态性（genetic polymorphism）：系指在群体中出现了频率大于1%的多种等位基因形式。代谢酶的诱导（enzyme induction）：许多化学毒物可以引起某些代谢酶的含量增加并伴有活力增强，这种想象称之。代谢酶的阻遏（enzyme repression）:指某些代谢酶有道德同时可阻遏另一些代谢酶的合成。1.外源化学物出入细胞膜的方式（外源化学物通过哪些转运方式进行吸收、分布、排泄？）：1）被动转运：简单扩散和滤过 2）特殊转运：主动转运、易化扩散和膜动转运。其中膜动转运包括：吞噬作用和胞饮作用、胞吐作用。（主要出选择题）2. 简述外源化学物的生物转运：外源化学物的生物转运包括吸收、分布和排泄。一、吸收（absorption ）：是外源化学物从机体的接触部位透过生物膜屏障进入血液的过程。吸收途径：1）经消化道吸收：影响外源化学物经胃肠道吸收的因素： 胃肠道内的酸碱度 化学物的结构和理化性质 胃肠蠕动情况：蠕动吸收 胃肠道内的食物：稀释、吸附化学物 肠道中的细菌菌丛 2）经呼吸道吸收：在呼吸道吸收与作用的部位主要取决于脂溶性和浓度；影响肺泡吸收速率的最主要因素为外源化学物在肺泡气中与肺毛细血管血液中的浓度差（或分压差 ）；烟和粉尘的颗粒直径大小与其到达呼吸道的部位关系密切 3）经皮肤吸收：影响经皮肤吸收扩散速率的因素： 化学物的相对分子量大小、脂/水分配系数和角质层的厚度 物种差异 皮肤的血流和组织液流动速度 角质层损伤 4）其他途径。二、分布（distribution)：是指外源化学物吸收后随血液或淋巴液分散到全身组织器官的过程。影响因素： 血流量 不同器官灌流速度 （速率ml/min 100g） 亲合性 随时间延长，亲合作用 再分布（redistribution） 意义：研究分布有助于了解 靶器官（target organs）毒性贮存库（depot）蓄积毒性蓄积部位。三、排泄excretion)：外源性化学物及代谢产物由机体向外转运的过程，是机体中物质代谢过程中最后一个重要环节。排泄的主要途径 :1. 随同尿液经肾脏排泄 2. 经粪便排泄： 未吸收的外源化学物与未吸收的食物混合，随粪便排泄； 胆汁排泄：外源化学物及其代谢物由胆汁进入肠道； 肠内排泄； 肠壁和菌群3. 经肺排泄气态挥发毒物 4. 其他排泄途径 乳腺、脑脊液、汗液、唾液、毛发、指甲等 。3.何谓脂水分配系数？它与生物转运、生物转化有何关系？当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中的溶解度的比值称之。一般情况，脂/水分配系数越大，越容易溶解于脂肪，经简单扩散的速率也越快。4.毒物在体内吸收途径及其影响因素有哪些？经消化道吸收：消化道是外源化学物的主要吸收途径。外源化学物在消化道的吸收可在任何部位进行，但主要在小肠。吸收方式：主要是通过简单扩散，还可以通过滤过、胞饮或吞噬和主动转运系统。 影响消化道吸收的因素：外源化学物的性质机体方面的影响胃肠道的蠕动情况胃肠道的充盈程度 胃肠道的酸碱度胃肠道中的某些物质及菌丛 芳香硝基化合物还原成芳香胺（致癌、致甲状腺肿）经呼吸道吸收肺泡生理结构和特点 不经过肝脏的生物转化，直接进入体循环而分布全身 主要通过简单扩散 气体、蒸汽、气溶胶经肺吸收的影响因素不同 气态毒物经肺吸收的影响因素：气态毒物的浓度，即毒物在吸入空 气中的分压（或称张力）气态毒物在血液中的溶解度肺泡的通气量和血流量，即肺泡通气量与血流量的比值称为通气 /血流比值 气溶胶毒物经肺吸收的影响因素粒子大小：气溶胶的直径10 m者多数被阻留在上呼吸道，而0.1 m则由于其布朗运动而随呼气而呼出，通常只有0.52 m的粒子才可吸入肺泡 水溶性：溶解度大的易在上呼吸道吸收，溶解度低的气溶胶易到达肺泡被吸收经皮肤吸收：穿透阶段：外源化学物透过皮肤表皮，即角质层的过程吸收阶段：由角质层进入乳头层和真皮，并被吸收入血吸收方式：简单扩散 影响因素：理化性质：脂/水分配系数接近于1，易被 吸收进入血液皮肤血流速度和出汗状况皮肤完整性：如皮肤破损，破坏表皮角质层屏障作用，外源化学物可以直接进 入吸收相人体不同部位表皮的厚度不同、角质层厚度不同，所以外源化学物的穿透速度有别 汞等一些金属及化合物，可以经过毛囊、皮脂腺和汗腺直接进入血液种属差异 大鼠和兔通透性好，豚鼠、猪和猴的皮肤通透性与人接近 其它途径;注射：皮下注射、肌肉注射和静脉注射，还有腹腔注射经眼吸收：局部作用先于全身作用5.为什么说呼吸道是蒸气、气体和气溶胶形态的环境污染物进入体内的主要途径？经呼吸道吸收：肺是主要器官；肺泡解剖生理特点；外源毒物经肺吸收迅速，仅次于静脉注射；不经过肝脏的生物转化，直接进入体循环而分布全身； 气溶胶毒物经肺吸收的影响因素 ：粒子大小、水溶性粒子大小a) 气溶胶的直径5 m者多数沉积于鼻咽部；b) 2m5m沉降于气管、支气管； c) 0.52 m的粒子可吸入肺泡；d) 而0.1 m则由于其布朗运动而随呼气而呼出； 水溶性：溶解度大的易在上呼吸道吸收， 溶解度低的气溶胶易到达肺泡被吸收在毒理学中, 有意义的颗粒直径为0.110 m 6.外源化学物分布特征和研究分布过程和特征的意义： 化学毒物在体内的分布往往不均匀，到达各个组织器官的速度也不相同。分布过程影响因素有组织器官的血流量和化学毒物静经膜扩散速率及其与组织器官亲和力。意义是研究化学毒物与不同组织的亲和力、蓄积。7机体内主要的贮存库有哪些？毒物在体内贮存的生理学意义1）贮存库：进入血液的外源化学物大部分积聚在特定部位，有的化学物对其积聚部位发生毒性作用靶器官；有的化学物对其积聚部位不发生毒性作用贮存库。1、与血浆蛋白结合作为贮存库：外源化学物进入血液后往往与血浆蛋白，尤其是血浆白蛋白结合，使之不易透过膜进入靶器官，也影响化学物的排泄、转化及再分布，这种结合大多为可逆的非共价结合。2、肝、肾作为贮存库：含有特殊蛋白，如金属硫蛋白，可与Zn、Cd、Hg、Pb结合。3、脂肪组织作为贮存库：脂溶性外源化学物如有机氯农药、有机汞农药、PCB等易于贮存于脂肪组织中，并不呈现生物学活性，只有在脂肪被动用、外源化学物重新成为游离状态时，才出现生物学作用。4、骨骼作为贮存库：Pb、Si、Ba可取代骨质中的Ca而蓄积在骨质中；F-可取代羟基磷灰石晶格中的OH-而贮存。90%的铅存在骨中。2）毒物在体内贮存的生理学意义：对于急性中毒有保护作用可能成为慢性中毒的物质基础8.毒物在体内分布的影响因素：组织器官的血流量；经膜扩散速率及其与组织器官亲和力9.外源化学物经过肾脏排泄的主要过程：肾小球滤过：分子量小于白蛋白（60kDa）的物质，只要不与血浆蛋白结合都可在肾小球滤过。肾小管重吸收：进入肾小管腔的化学毒物有两个去处：随尿液排出体外或被肾小管重吸收。脂/水分配系数高的化学毒物可以简单扩散的方式进入肾小管上皮细胞并重新吸收入血，而水溶性高的化学毒物则随尿液顺利排泄。肾小管分泌：多为主动转运过程，与蛋白结合的化学毒物也可经此方式转运。被分泌到肾小管腔内的化学毒物可经过尿液排出体外，也可被重吸收。经肾小球滤过的小分子血浆蛋白也可被肾近曲小管冲洗周，如果化学毒物与这些血浆蛋白结合，就可造成近曲小管损伤。10.何谓肠肝循环：肠肝循环(enterohepatic circulation) 是指部分外源化学物在生物转化过程中形成结合物，并以结合物的形式排出在胆汁中；肠内存在的肠菌群以及葡萄糖苷酸酶，可将部分结合物水解，则使外源化学物又重新被吸收的过程。其毒理学意义：排泄速度减慢、延长生物半减期、毒作用持续时间延长11.影响排泄的因素：排泄途径及其影响因素：1 经肾脏随尿液排出：影响因素：肾小球滤过；肾小管重吸收；肾小管分泌2 经肝脏随同胆汁从粪便排出 ：肝肠循环使排泄速度减慢 3 经呼吸道随同呼出气体排出：与其吸收速率成反比，与血液/分配系数成反比，即血气分配系数越大，排泄越慢4 其他途径12.生物转化的概念及意义：生物转化（bioinformation），又称代谢转化，是指外源性化学物在体内经历酶促反应或非酶促反应而形成代谢产物（metabolite）的过程。 意义：生物转化改变了毒物的化学结构和理化性质，从而影响了它们所致毒效应的强度和性质，以及在体内的分布过程和排泄速度。生物转化是机体对外源化学物进行处置的重要环节，也是机体维持稳态的主要机制 结局：（1）代谢解毒（metabolic detoxication）：是指外源化学物经生物转化以后成为低毒或无毒的代谢物的转变过程；（2）代谢活化（metabolic activation），又称生物活化（bioactivation），是指有些外源化学物经过生物转化后，其毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至产生致突变、致癌和致畸作用的现象 活化代谢产物：生成亲电子剂 生成自由基 生成亲核剂 生成氧化还原剂13.影响外源化学物生物转化的主要因素：（一）毒物代谢酶的遗传多态性（genetic polymorphism） 1. 生物转化过程相关催化酶活力的物种差异和个体差异 2. 外源化学物的代谢速度和途径的物种差异 3. 外源化学物对机体的毒性作用的个体、品系和物种的差异 （二）代谢酶的诱导和阻遏 （三）代谢酶的抑制与激活 （四）其他 14.列举化学物活化和三途径：如对硫磷可在体内代谢为毒性更大的对氧磷，氯乙烯、苯并芘等本身不致癌，但其代谢物具有致癌作用。15.简述生物转化的第一相反应及其类型：相反应指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学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合于相反应的底物。 （1）氧化作用（2）还原作用（3）水解作用相反应又称为结合作用指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子(结合基团)进行化学结合的反应(conjugation) 。1.葡萄糖醛酸结合 含羟基，氨基，羧基和代巯基化合物均能发生结合反应。2. 硫酸结合 醇类，酚类和胺类的代谢产物与硫酸结合形成硫酸酯。 3.乙酰化作用 芳香胺类，酰肼类等化合物发生乙酰化结合反应。4.氨基酸结合5.甲基化6.谷胱甘肽结合16.氧化反应的主要酶系：细胞色素P450酶系 ：又称为微粒体混合功能氧化酶（microsomal mixed function oxidase，MFO）或单加氧酶（monoxygenase），广泛分布于各种组织中，但以肝细胞内质网（微粒体）中含量最多，滑面内质网又多于粗面内质网。 细胞色素P-450催化下面几种类型的氧化反应： (1)脂肪族或芳香族碳的羟基化；(2)双键的环氧化作用；(3)杂原子(S-、N-、I-)的氧化和N-羟基化； (4)杂原子(O-、S-、N-和Si-)脱烷基作用 (5)氧化基团的转运； (6)酯的裂解； (7)脱氢作用。17.氧化反应三种类型：见上。18细胞色素P450酶系超家族的分类与命名：（可能选择）19.简述生物转化的第二相反应及其类型：、II相反应1、 II相反应又称为结合作用，指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子(结合基团)进行化学结合的反应2、20.列举六种II相反应，说明那些是微粒体或细胞质？以及它们的产物通过哪种途径排泄：掌握供体和1、2结合。选择1.葡萄糖醛酸结合：最重要的结合反应类型。辅因子（UDPGA），酶属于微粒体酶。这种结合物具有高水溶性，可经过尿液、胆汁排泄。 2. 硫酸结合：辅因子（PAPS），酶存在于细胞质。反应产物可经过尿液，少部分经过胆汁排泄。3. 谷胱甘肽结合：酶存在于细胞质为主，但是微粒体和线粒体也少量存在。反应产物可经过尿液排泄。4. 甲基化：酶存在于微粒体和细胞质。反应产物的水溶性通常不如母性毒物，但毒性普遍降低。5.乙酰化作用：存在于细胞质。反应产物的水溶性比母性毒物低，化学毒物既可以代谢活化又可被解毒。6. 氨基酸结合21什么是遗传多态性：见上。22什么是代谢酶的诱导、阻遏？其毒理学的意义：代谢酶的诱导（enzyme induction）：许多化学毒物可以引起某些代谢酶的含量增加并伴有活力增强，这种想象称之。代谢酶的阻遏（enzyme repression）:指某些代谢酶有道德同时可阻遏另一些代谢酶的合成。其毒理学意义：1.如果一种化学毒物经过生物转化后形成毒性小或者无毒性的代谢物，则可加强解毒能力；2. 如果一种化学毒物经过生物转化后形成活性中间产物，此时酶的诱导则可促进和增强该物质的毒性作用。22.影响生物转化率的5种因素：23.何谓肝外代谢？什么是生物转化的双重性：解毒与致毒双重性：经肝脏生物转化作用，在使物质极性、水溶性增强同时往往也会使毒性强的变为毒性弱的、或无毒的，使易于排出体外，达到解毒作用医学教育网搜集整理。但也有少数物质经肝脏生物转化作用使无毒性变为有毒性、或毒性弱变为毒性强的物质。24.外源毒物对机体的毒性作用， 一般取决于两个因素：毒物的固有毒性和剂量、毒物到达靶器官的数量以及在靶器官存留的时间 。第四章 毒性机制(Mechanisms of Toxicity)毒性机制涉及多个层次和步骤 ：毒物从接触部位进入血液循环毒物从血液循环进入靶部位增毒与解毒作用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。增毒（toxication)或代谢活化：外源化学物在体内经生物转化为终毒物的过程称为增毒。 亲电子剂（electrophiles)：是含有一个缺电子原子的分子；易与含电子的亲核物共享电子对而发生反应；亲电子剂的形成与多种化学物的增毒作用有关：自由基（free radicals)：是指在其外层轨道中含有一个或多个不成对电子的分子或分子片段; 自由基通过接受或失去一个电子，或由化合物的共价键发生均裂而形成。 特点：化学性质十分活泼 反应性极高，半减期极短，作用半径短。解毒（detoxication)：消除终毒物或阻止终毒物生成的生物转化过程； 在某些情况下，解毒可能与中毒竞争同一外源化学物。终毒物(ultimate toxicant）：是指直接与内源靶分子（如受体、酶、 DNA、微丝蛋白、脂质等）反应或引起机体生物学微环境改变、导致机体结构和功能紊乱并表现出毒物毒性作用的物质。 加合物（adducts）是指活性化学物与细胞大分子之间通过共价键形成稳定化合物。1、外源化学物的增毒现象：增毒（toxication）：定义：是指有些外源化学物经过生物转化后，其毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至产生致突变、致癌和致畸作用的现象。原因及结果（增毒的毒理学意义）： 增毒过程使生物学微环境和/或它们的化学结构发生了不利于机体的变化。通过生物转化而获得更有效地与特定受体或酶相互作用的结构特征和反应性。2、终毒物及其类型：(记住每种类型典型物质可能选择,4种类型可能是简答题)终毒物：是指直接与内源靶分子（如受体、酶、 DNA、微丝蛋白、脂质等）反应或引起机体生物学微环境改变、导致机体结构和功能紊乱并表现出毒物毒性作用的物质。 类型：1.亲电子剂2.自由基3.亲核物4.氧化还原性反应物3、外源化学物代谢活化及意义：代谢活化（metabolic activation），又称生物活化（bioactivation），是指有些外源化学物经过生物转化后，其毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至产生致突变、致癌和致畸作用的现象 活化代谢产物：生成亲电子剂 生成自由基 生成亲核剂 生成氧化还原剂4、毒物与靶分子结合的类型：(5种反应可能简答题)1） 非共价结合：通过非极性交互作用或形成氢键与离子键，特点：互不结合，通常是可逆的；2）共价结合（相对重要）：一般是不可逆的，能永久性改变内 源性分子结构，故共价结合具有重要的毒理 学意义；3）脱氢反应：自由基迅速引起内源化学物脱氢，生产新的内源性自由基；4）电子转移：如化学物将血红蛋白分子中的亚铁氧化生成铁，引起高铁蛋白血症；5）酶促反应：少数毒素通过酶促反应作用于特定靶蛋白5、毒物对靶分子的影响：（一）靶分子功能失调：某些毒物模拟内源性配体，活化靶蛋白分子。但在多数情况下，化学物具有抑制靶分子的功能 。当毒物与蛋白质交互作用而改变其结构时，蛋白质的功能即发生改变。毒物也可干扰DNA的模板功能。化学物与DNA共价结合可引起DNA复制过程中核苷酸错配。还有某些化学物插入双螺旋DNA中重叠碱基间，导致邻近碱基对分开，通过移动读码框架引起移码突变。 （二）靶分子的结构破坏：1、毒物通过与内源分子形成加合物、发生交联或使其断裂而改变其一级结构；2、引发自发性降解、脂质过氧化 3、毒物可引起几种形式的DNA断裂。（三）新抗原形成：尽管外源化学物及其代谢产物与生物大分子的攻讦结合对机体免疫系统并不产生严重后果，但在某些个体，与外援化学物共价结合的蛋白质作为新抗原，激发免疫应答。第五章 毒性作用的影响因素脂水分配系数：（lipid/water partition coefficients）：是指达到动态平衡时化学物在脂相（正辛醇）和水相中的溶解分配率的平衡系数。脂/水分配系数大：脂溶性高、亲脂性，简单扩散，易在脂肪组织中蓄积（如DDT），易侵犯神经系统（如四乙基铅）；脂/水分配系数小：水溶性高，较不容易通过膜吸收，但较易随尿排出体外。化学物在水中的溶解度直接影响毒性的大小和毒性作用部位血气分配系数：（blood/gas partition coefficient）是指当呼吸膜两侧的气体的分压达到动态平衡时，其在血液中的浓度和肺泡气中的浓度之比。该系数可影响到达肺泡的气态物质通过简单扩散跨呼吸膜吸收入血，系数越大越易被吸收入血分散度