第五篇 化学物质的生物效应.ppt

1、1、第五篇生物量污染物的运动过程和毒性，化学物质的生物效应：化学、生物、医学三种理论和方法(1)综合利用化学污染物产生的生物效应。致畸、诱变、致癌性生物化学机制(2)化学物质的结构和毒性的相关性(3)各种污染物毒性的协同和抗作用的化学机制(4)污染物食物链作用的生物化学过程，2、5篇生物体内污染物的运动过程和毒性，教育要求(1)污染物的生物富集(2)了解氧气消耗和有毒有机污染物的微生物降解。(3)了解毒物的毒性、联合作用、突变源、致癌、抑制酶活性等。(4)了解有毒有机污染物的生物转化类型。第三章，第一章污染物在机体内的积累和转化，污染物在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄、生物转化。吸收，分

2、布，排泄被称为清除转运，排泄和生物转化。吸收是污染物质在机体外通过各种途径通过体膜进入血液的过程。吸收途径主要是气体的消化道、呼吸机和皮肤。消化道是吸收污染物最重要的方法。消化道的主要吸收部位在小肠，其次是胃。第四，第一章污染物在气体内积累和转化，呼吸管是吸收大气污染物的主要手段。它的主要吸收部位是肺泡。吸收的气体和液体气溶胶污染物质以被动扩散和过滤的方式分别通过肺泡和毛细血管膜快速进入血液。固体气溶胶和灰尘污染物吸入呼吸道后，可沉积在支气管肺泡表面。皮肤吸收是不少污染物进入机体的方法。第五，第一章污染物在机体内的积累和转化，分布是指污染物吸收后或其代谢转化物质形成后，从血液传递到机体各组织。

3、与组织成分结合的组织中血液返回和重复的过程。在污染物的分布过程中，污染物的运输以被动扩散为主。脂溶性污染物容易通过生物膜，组织的血流速度是分布的速度限制因素。第6，第一章污染物在气体内积累和转化，排泄是污染物及其代谢物质向气体外转移的过程。排泄器官有肾、肝胆、肠、肺、外分泌腺等，以肾和肝胆为主。肾脏排泄是污染物通过肾脏排出尿液的过程。肾脏排泄是污染物的主要排泄途径。污染物的另一个重要排泄途径是肝胆系统的胆汁排泄。胆汁排泄主要是被消化道及其他途径吸收的污染物质，是指通过血液到达肝脏后，通过原物或其代谢物和胆汁一起分泌到十二指肠，经过小肠排出到大肠的过程。第7，第一章污染物在机体内的积累和转化，积

4、累气体长期暴露在某种污染物下，吸收超过排泄和代斯转化，这种污染物在体内逐渐增加的现象称为生物积累。累积量是吸收、分布、代斯转换、排泄角度量的对数和。机体的主要积累部位是血浆蛋白、脂肪组织和奶酪。污染物经常与血浆蛋白结合积累。积累部位的污染物往往与血浆中的玻璃型污染物保持相对稳定的平衡。第8，2章物质通过生物膜的方式，生物膜的结构，第9，2章物质通过生物膜的方式，物质通过生物膜孔过滤直径小于膜孔的水溶性物质。可通过膜两侧的静水压和渗透压硬膜孔过滤。被动地扩散脂肪可溶物质，从高浓度侧扩散到低浓度侧。也就是说，沿浓度梯度通过具有脂肪层屏障的生物膜扩散。，10，佐原健二物质通过生物膜被动容易扩散的物质

5、结合高浓度侧和膜上特异性蛋白质载体，通过生物膜流入低浓度侧，称为被动扩散。主动运输在需要消耗一定代斯能量的情况下，将低浓度侧和膜高浓度特异性蛋白质载体结合，通过生物膜的高浓度侧分解原物质，称为主动运输。(约翰f肯尼迪，Northern Exposure美国电视剧，成功)光子和光子与膜上的某些蛋白质有特殊的亲和力，接触膜后，改变这部分表面的张力，引起膜的外包或下陷，被膜包围，固体物质的输送称为光子，液体物质的输送称为光子，第11，3章污染物的生物富集、扩大和积累，生物富集生物富集，是指通过生物吞咽的方式，在周围环境(水、土、大气)中积累某些元素或难以分解的物质，导致机体内浓度超过周围环境浓度的现

6、象。生物富集用生物富集系数表示。也就是说，BCF=Cb/Ce式：BCF:生物富集系数Cb:任何元素或耐火材料的气体浓度Ce:气体周围环境中任何元素或可降解材料的浓度。第12，3章污染物的生物富集、扩大、积累、生物扩大是同一食物链中的高营养级生物，是指通过吞噬低营养级生物，积累某些元素或可分解物质，使机体内浓度随着营养级数的增加而增大的现象。生物放大程度也用生物富集系数表示。生物积累生物积累是生物在周围环境(水、土壤、大气)和食物链中积累任何元素或可降解物质，使气体的浓度超过周围环境的浓度的现象。生物积累也用生物富集系数表示。第13，4章污染物的生物转化，物质在生物作用下经历的化学变化称为生物转

7、化或代斯(转化)。微生物可以催化或分解有机污染物的转化。在生物化学反应中，氧化反应是一类重要的。二是催化还原反应。酶也能促进水解反应。第十四章污染物的生物转化，水环境中微生物的分类群，可以将水环境中的微生物分为细菌、真菌、鸟类三类。细菌的分类滋养生物和异养生物好氧细菌及厌氧细菌，第15，4章污染物的生物转化，生物转化酶是以细胞制造和分泌的蛋白质为主要成分的催化剂。酶的种类是2103多种。酶分为细胞外酶和细胞内酶两大类。根据催化反应类型：氧化还原酶、转移酶、水解酶、降解酶、异构酶、合成酶。根据成分，分为：短成分酶和双成分酶两大类。第16、第4章污染物的生物转化，氧有机污染物的微生物降解有毒有机污

8、染物生物转化氮，硫的微生物转化重金属元素的微生物转化，第17、5章污染物的毒性，毒物进入生物机体后，对体液和组织进行生物化学变化，干扰或破坏机体正常生理功能，取决于作用于机体的主要部位，神经系统、造血系统、心血管系统、呼吸机。根据作用的性质，毒可以分为刺激、腐蚀性、窒息性、突变、致癌、畸形、过敏等。，第18，5章污染物的毒性，毒物的毒性影响毒性的因素：(1)毒物的化学结构及理化性质(2)有毒的气体元素(例如气体的组成、性质等)(3)气体暴露在毒物中的状态(例如毒物的剂量)(4)生物学因素(例如生物物种差异、年龄、体重、性别、遗传和免疫状况、营养和健康状况等)；(5)生物所在的环境，例如温度、湿

9、度、气压、季节和昼夜节律的变化、照明、噪音等。第19，5章污染物的毒性，毒理学将毒物量(浓度)和个人生物学的变化(如脑电图、心衰、血象、免疫功能、酶活性等)称为效应。肿瘤或其他损伤的发生率，死亡率等群体的变化称为反应。毒物剂量(浓度)和反效果(效果)变化之间的关系称为剂量-反效果关系。根据剂量(浓度)大小引起的毒性作用的速度，毒作用分为急性、慢性、亚急性(或亚慢)三种。第20，5章污染物的毒性，急性毒性作用一般用一半有效剂量(ED50)或一半有效浓度(EC50)表示。ED50和EC50分别是毒物产生一半受试者群体，产生相同毒性作用所需的毒物剂量和毒物浓度。ED50或EC50数值越低，试验物质的

10、毒性越高，反之毒性越低。以一半有效剂量或一半有效浓度、死亡率作为毒作用的观察指标，就称为半致死剂量(LD50)或半致死浓度(LC50)。第21、5章污染物的毒性，第22、5章污染物的毒性，慢性毒作用以力量(浓度)或最大允许量(浓度)表示。阈值剂量(浓度)是指长期有毒暴露时机体可能受损的最小剂量(浓度)。最大允许剂量(浓度)是指长期暴露在毒物中不会造成机体损伤的最大剂量(浓度)。第23，5章污染物的毒性，毒物的共同作用协同作用和独立作用拮抗作用，第24，5章污染物的毒性，毒作用过程(1)毒被气体吸收，被体液吸收后，分布，代斯转化，有一定的排泄。(2)毒物或活性代谢产物与受体原发反应，改造受体后产

11、生生化效果。(3)整体条件下可以观察到的毒作用的生理和/或行为的反应，即出现在毒症症状上的一系列病理生理次要反应。第25，5章污染物的毒性，抑制毒作用的生物化学基酶活性的毒物进入机体后，一方面在酶的催化下进行代谢转化。另一方面，它会干扰酶的正常作用，包括酶的活性、数量等，从而导致机体的损伤。干扰酶的作用：对酶活性的抑制。一些重金属离子与含有巯基的酶强烈结合。有些金属代替了金属酶的其他金属。第26，5章污染物的毒性，突变作用突变作用是指生物细胞内DNA变化引起的遗传特性的突变。起诱变作用的污染物称为致突变物。诱变作用分为基因突变和染色体突变两类。致癌作用致癌是体细胞不受控制的生长。动物和人体中可能致癌的物质称为致癌物质。致癌物质根据性质可以