五篇生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與毒(課堂PPT)

1、1,第五篇 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與毒性,（1）研究化學(xué)污染物造成的生物效應(yīng) （如致畸、致突變、致癌的生物化學(xué)機(jī)理） （2）化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與毒性的相關(guān)性 （3）多種污染物毒性的協(xié)同和拮抗作用的化學(xué)機(jī)理 （4）污染物食物鏈作用的生物化學(xué)過(guò)程,2,生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與毒性,教學(xué)要求 （1）掌握污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累。 （2）了解有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解。 （3）了解毒物毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用。 （4）了解有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的類型。,3,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化,污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 -吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化 吸收、分布和排泄稱為轉(zhuǎn)運(yùn)。 排泄

2、與生物轉(zhuǎn)化稱為消除。 吸收 -污染物質(zhì)從機(jī)體外，通透體膜進(jìn)入血液的過(guò)程。 吸收途徑-機(jī)體的消化管、呼吸道和皮膚。 消化道是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑。 消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。,4,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化,呼吸道 -吸收大氣污染物主要途徑 （主要吸收部位-肺泡） 吸收的氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質(zhì)，以被動(dòng)擴(kuò)散和濾過(guò)方式，分別迅速通過(guò)肺泡和毛細(xì)血管膜進(jìn)入血液。 固態(tài)氣溶膠和粉塵污染物質(zhì)吸進(jìn)呼吸道，在氣管、支氣管及肺泡表面沉積。,5,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化,皮膚吸收 皮膚接觸的污染物質(zhì)，以被動(dòng)擴(kuò)散相繼通過(guò)皮膚的表皮及真皮，再濾過(guò)真皮中毛細(xì)血管的壁膜進(jìn)入血液。,6,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化-分

3、布,污染物質(zhì)被吸收或形成其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)，由血液轉(zhuǎn)送至機(jī)體組織，與組織成分結(jié)合，從組織返回血液以及再反復(fù)等過(guò)程。 污染物質(zhì)分布過(guò)程 -污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)以被動(dòng)擴(kuò)散為主。 污染物質(zhì)與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合-具有可逆性-動(dòng)態(tài)平衡。 污染物質(zhì)與血液的紅細(xì)胞或血管外組織蛋白相結(jié)合。,7,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化,排泄 （污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程） 排泄器官：腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等。 腎排泄 -污染物質(zhì)通過(guò)腎隨尿而排出的過(guò)程。 膽汁排泄 -主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達(dá)肝臟，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二指腸，經(jīng)小腸至大腸內(nèi)，再排出體外的過(guò)程。,8,污染物質(zhì)機(jī)體積累與轉(zhuǎn)化,蓄

4、積 機(jī)體接觸污染物質(zhì)（若吸收超過(guò)排泄及其代謝轉(zhuǎn)化），污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象。 蓄積量是吸收、分布、代謝轉(zhuǎn)化和排泄各量的代數(shù)和。 機(jī)體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨酪。污染物質(zhì)常與血漿蛋白結(jié)合而蓄積。 蓄積部位中的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對(duì)穩(wěn)定的平衡。,9,物質(zhì)通過(guò)生物膜方式-生物膜結(jié)構(gòu),10,物質(zhì)通過(guò)生物膜方式,膜孔濾過(guò) -直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，借助膜兩側(cè)靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過(guò)。 被動(dòng)擴(kuò)散 -順濃度梯度擴(kuò)散通過(guò)有類脂層屏障的生物膜。 被動(dòng)易化擴(kuò)散 -物質(zhì)在高濃度側(cè)與膜上特異性蛋白質(zhì)載體結(jié)合，通過(guò)生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)過(guò)程。 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn) -（消耗代謝能量）物

5、質(zhì)在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過(guò)生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。 胞吞和胞飲,11,污染物質(zhì)生物富集、放大和積累,生物富集 生物通過(guò)非吞食方式，從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。 生物富集用生物濃縮系數(shù)表示，即： BCF = Cb/Ce 式中：BCF：生物濃縮系數(shù) Cb：某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體中的濃度 Ce：某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度。,12,污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累,生物放大 同一食物鏈的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過(guò)吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)

6、象。 生物放大的程度用生物濃縮系數(shù)表示。 生物積累 生物從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體中的濃度超過(guò)周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。 生物積累也用生物濃縮系數(shù)表示。,13,污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化,物質(zhì)在生物作用下的化學(xué)變化稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝(轉(zhuǎn)化)。 微生物可以催化轉(zhuǎn)化或降解有機(jī)污染物。 生物轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化構(gòu)成污染物質(zhì)在環(huán)境中的主要轉(zhuǎn)化類型。 水環(huán)境微生物的類群 細(xì)菌、真菌和藻 細(xì)菌的分類 自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物 好氧細(xì)菌及厭氧細(xì)菌,14,污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化,生物轉(zhuǎn)化酶 酶是一類由細(xì)胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。 酶的種類有210

7、3多種。 酶分為胞外酶和胞內(nèi)酶兩大類。 （根據(jù)催化反應(yīng)類型）酶-氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶。 （按照成分）酶-單成分酶和雙成分酶兩大類,15,污染物質(zhì)毒性,毒物-進(jìn)入生物機(jī)體-使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理功能，引起暫時(shí)性或持久性的病理?yè)p害，甚至危及生命的物質(zhì)。 按作用于機(jī)體的主要部位可分為作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肝、腎、眼、皮膚的毒物等。 根據(jù)作用性質(zhì)，毒物可分為刺激性、腐蝕性、窒息性、致突變、致癌、致畸、致敏的毒物等。,16,污染物質(zhì)毒性-毒性影響因素,（1）毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì) （2）毒物所處的基體因素 （3）

8、機(jī)體暴露于毒物狀況 （4）生物因素 （5）生物所處環(huán)境,17,污染物質(zhì)毒性,毒物劑量（濃度）與引起個(gè)體生物學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應(yīng)； 引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)。 毒物劑量（濃度）與反（效）應(yīng)變化之間的關(guān)系 -劑量反(效)應(yīng)關(guān)系 根據(jù)劑量（濃度）大小所引起毒作用快慢的不同，將毒作用分為急性、慢性和亞急(或亞慢)性三種。,18,污染物質(zhì)毒性,急性毒作用以半數(shù)有效劑量(ED50)或半數(shù)有效濃度(EC50)表示。 ED50和EC50分別是毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量或毒物濃度。 ED50或EC50數(shù)值

9、越小，受試物質(zhì)的毒性越高，反之，則毒性越低。 半數(shù)有效劑量或半數(shù)有效濃度，若以死亡率作為毒作用的觀察指標(biāo)，則稱為半數(shù)致死劑量(LD50)或半數(shù)致死濃度(LC50)。,19,污染物質(zhì)毒性,20,污染物質(zhì)毒性,慢性毒作用 以閾劑量（濃度）或最高允許劑量（濃度）來(lái)表示。 閾劑量（濃度）是指在長(zhǎng)期暴露毒物下，會(huì)引起機(jī)體受損害的最低劑量（濃度）。 最高允許劑量（濃度）是指長(zhǎng)期暴露在毒物下，不引起機(jī)體受損害的最高劑量（濃度）。,21,污染物質(zhì)毒性-毒物聯(lián)合作用,（1）協(xié)同作用 -聯(lián)合作用的毒性，大于其中各個(gè)毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和 （2）相加作用 -聯(lián)合作用的毒性，等于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和

10、（3）獨(dú)立作用 -獨(dú)立作用的毒性低于相加作用 （4）拮抗作用 -聯(lián)合作用的毒性，小于其中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和,22,污染物質(zhì)毒性-毒作用過(guò)程,（1）毒物機(jī)體吸收體液，分布、代謝轉(zhuǎn)化排泄。 （2）毒物或活性代謝產(chǎn)物與其受體進(jìn)行原發(fā)反應(yīng) -使受體改性生物化學(xué)效應(yīng) （3）病理生理的繼發(fā)反應(yīng) -在整體條件下可觀察到的毒作用的生理和(或)行為的反應(yīng)（致毒癥狀）,23,污染物質(zhì)毒性-毒作用的生物化學(xué)機(jī)制,酶活性的抑制 毒物進(jìn)入機(jī)體，一方面在酶催化下進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化；另一方面也可干擾酶的正常作用，包括酶的活性、數(shù)量等，從而有可能導(dǎo)致機(jī)體的損害。 干擾酶的作用 （1）對(duì)酶活性的抑制 （2）重金屬離子與含巰基的酶結(jié)合,24,污染物質(zhì)毒性,致突變作用 生物細(xì)胞內(nèi)DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。 具有致突變作用的污染物質(zhì)稱為致突變物。 致突變作用分為基因突變和染色體突變兩類。 致癌作用 致癌是體細(xì)胞不受控制的生長(zhǎng)。 能在動(dòng)物和人體中引起致癌的物質(zhì)稱為致癌物。 致癌物根據(jù)性質(zhì)可分為化學(xué)(性)致癌物、物理性致癌物(如x-射線、放射