第三節(jié)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化

1、第三節(jié)第三節(jié) 體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)運(yùn)一、生物轉(zhuǎn)運(yùn) 環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機(jī)體接環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機(jī)體接觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。這些觸而被吸收、分布和排泄等過程的總稱。這些過程都需要通過細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)。過程都需要通過細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)。 細(xì)胞膜（生物膜）包括：細(xì)胞外層的細(xì)胞膜（質(zhì)膜細(xì)胞膜（生物膜）包括：細(xì)胞外層的細(xì)胞膜（質(zhì)膜）、細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體膜、核膜等；它們）、細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體膜、核膜等；它們基本的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、功能有共同的特征。基本的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、功能有共同的特征。 一般生物膜由蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子（主要是磷脂一般

2、生物膜由蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子（主要是磷脂類）組成類）組成 細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)圖細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)圖圖14 細(xì)胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)圖1、污染物透過細(xì)胞膜的方式、污染物透過細(xì)胞膜的方式 特點(diǎn)特點(diǎn) 方式方式濃度梯度濃度梯度有無載體有無載體是否耗能是否耗能其它特點(diǎn)其它特點(diǎn)簡(jiǎn)單擴(kuò)散簡(jiǎn)單擴(kuò)散高濃度高濃度低低濃度（順）濃度（順）無無否否脂溶性有機(jī)化合物的主脂溶性有機(jī)化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式要轉(zhuǎn)運(yùn)方式濾過過程濾過過程通過膜上的親水性孔道通過膜上的親水性孔道主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)低濃度低濃度高高濃度（逆）濃度（逆）有有耗能耗能水溶性大分子化合物的水溶性大分子化合物的主要方式主要方式易化擴(kuò)散易化擴(kuò)散高濃度高濃度低低濃度（順）濃度（順）有有否否胞

3、飲作用胞飲作用內(nèi)吞物質(zhì)為液體內(nèi)吞物質(zhì)為液體吞噬作用吞噬作用內(nèi)吞物質(zhì)為固體物質(zhì)內(nèi)吞物質(zhì)為固體物質(zhì)表11 污染物透過細(xì)胞膜的方式被被動(dòng)動(dòng)特特殊殊2、污染物的吸收：指污染物在多種因素影響下，、污染物的吸收：指污染物在多種因素影響下，自接觸部位透過體內(nèi)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)的過程。自接觸部位透過體內(nèi)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)的過程。（1）動(dòng)物吸收的主要途徑有：呼吸系統(tǒng)、）動(dòng)物吸收的主要途徑有：呼吸系統(tǒng)、消化管和皮膚消化管和皮膚a 、呼吸系統(tǒng)吸收特點(diǎn)、呼吸系統(tǒng)吸收特點(diǎn): 吸收對(duì)象主要針對(duì)氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。吸收對(duì)象主要針對(duì)氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。 吸收方式多以被動(dòng)擴(kuò)散的方式，通過呼吸膜吸收入

4、血。吸收方式多以被動(dòng)擴(kuò)散的方式，通過呼吸膜吸收入血。 主要部位例如：肺，肺泡數(shù)量多，表面積大，遍布毛細(xì)血主要部位例如：肺，肺泡數(shù)量多，表面積大，遍布毛細(xì)血管，便于污染物經(jīng)肺迅速吸收進(jìn)入血管。管，便于污染物經(jīng)肺迅速吸收進(jìn)入血管。b 、消化管吸收特點(diǎn)：、消化管吸收特點(diǎn)： 吸收對(duì)象主要為飲水和由大氣、水、土壤進(jìn)入食物鏈中的污染吸收對(duì)象主要為飲水和由大氣、水、土壤進(jìn)入食物鏈中的污染物。物。 吸收方式多以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜而被吸收。吸收方式多以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜而被吸收。 主要部位如胃和小腸。主要部位如胃和小腸。c 、皮膚吸收：如有機(jī)磷農(nóng)藥可透過完整皮膚引起中毒、皮膚吸收：如有機(jī)磷農(nóng)藥可透過完整

5、皮膚引起中毒。經(jīng)皮吸收的兩條途徑：通過表皮脂質(zhì)屏障；經(jīng)皮吸收的兩條途徑：通過表皮脂質(zhì)屏障；通過汗腺、毛囊、皮脂腺等皮膚附屬器通過汗腺、毛囊、皮脂腺等皮膚附屬器 經(jīng)皮吸收的兩個(gè)階段：經(jīng)皮吸收的兩個(gè)階段： 穿透相：通過表皮進(jìn)入真皮穿透相：通過表皮進(jìn)入真皮 吸收相：由真皮進(jìn)入乳頭層毛細(xì)血管吸收相：由真皮進(jìn)入乳頭層毛細(xì)血管 植物吸收的主要途徑：植物吸收的主要途徑： a 、根部吸收以及隨后隨蒸騰流而輸送到植物各部、根部吸收以及隨后隨蒸騰流而輸送到植物各部分；分； b 、通過植物葉片上的氣孔從周圍空氣中吸收污染、通過植物葉片上的氣孔從周圍空氣中吸收污染物，是植物對(duì)大氣污染物吸收的主要方式；物，是植物對(duì)大氣

6、污染物吸收的主要方式； c 、有機(jī)化合物的蒸汽經(jīng)過植物地上部分表皮滲透、有機(jī)化合物的蒸汽經(jīng)過植物地上部分表皮滲透而攝入體內(nèi)而攝入體內(nèi)3、分布、分布 指環(huán)境污染物隨血液或其它體液的流動(dòng)，分散到全身指環(huán)境污染物隨血液或其它體液的流動(dòng)，分散到全身各組織細(xì)胞的過程。各組織細(xì)胞的過程。4、排泄、排泄 指進(jìn)入機(jī)體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機(jī)體清除的指進(jìn)入機(jī)體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機(jī)體清除的過程。過程。 排泄的主要途徑是通過排泄的主要途徑是通過腎臟腎臟進(jìn)入尿液和通過肝臟的進(jìn)入尿液和通過肝臟的膽膽汁汁（乳化作用）進(jìn)入糞便，有的環(huán)境污染物還可隨同（乳化作用）進(jìn)入糞便，有的環(huán)境污染物還可隨同呼出呼出的氣體、汁

7、液等排出體外。的氣體、汁液等排出體外。二、生物轉(zhuǎn)化二、生物轉(zhuǎn)化1、概念：生物轉(zhuǎn)化指、概念：生物轉(zhuǎn)化指外源化合物外源化合物進(jìn)入生物機(jī)體后進(jìn)入生物機(jī)體后在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。 注注1：外源化合物（：外源化合物（Xenobiotic compounds） 指除了營(yíng)養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質(zhì)以外，指除了營(yíng)養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質(zhì)以外，存在于環(huán)境之中，可與機(jī)體接觸并進(jìn)入機(jī)體引起機(jī)體發(fā)生生物學(xué)存在于環(huán)境之中，可與機(jī)體接觸并進(jìn)入機(jī)體引起機(jī)體發(fā)生生物學(xué)變化的物質(zhì)。又叫外來化合物或外源性生物活性物質(zhì)。例如：藥變化的物質(zhì)。

8、又叫外來化合物或外源性生物活性物質(zhì)。例如：藥物、日用化學(xué)品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。物、日用化學(xué)品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。 生物外源性物質(zhì)是指那些人工合成的，具有不被現(xiàn)有降解酶系所生物外源性物質(zhì)是指那些人工合成的，具有不被現(xiàn)有降解酶系所識(shí)別和作用的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵序列的化合物，簡(jiǎn)而言之，就是識(shí)別和作用的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵序列的化合物，簡(jiǎn)而言之，就是不能被生物降解的化合物。如不能被生物降解的化合物。如DDT、多氯聯(lián)苯、染料、塑料、合、多氯聯(lián)苯、染料、塑料、合成橡膠等。成橡膠等。 注注2：內(nèi)源性化合物指生物機(jī)體正常的生理活動(dòng)產(chǎn)生的：內(nèi)源性化合物指生物機(jī)體正常的生理活動(dòng)產(chǎn)生的物質(zhì)。物質(zhì)。 注注3

9、：酶（：酶（Enzyme）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)和）是由活細(xì)胞產(chǎn)生的，能在體內(nèi)和體外起同樣催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)象體外起同樣催化作用的一類具有活性中心和特殊構(gòu)象的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸。的生物大分子，包括蛋白質(zhì)和核酸。 注注4：生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所是肝臟，其它有肺、胃、腸：生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所是肝臟，其它有肺、胃、腸、皮膚等。、皮膚等。2、過程、過程 相相I過程（反應(yīng)）過程（反應(yīng)） 外源性化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原外源性化合物在有關(guān)酶系統(tǒng)的催化下經(jīng)由氧化、還原或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團(tuán)（或水解反應(yīng)改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)，形成某些活性基團(tuán)（OH、SH、CO

10、OH、NH2）或進(jìn)一步使這些活性）或進(jìn)一步使這些活性基團(tuán)暴露。基團(tuán)暴露。 相相II過程（反應(yīng)）過程（反應(yīng)） 相相I過程產(chǎn)生的一級(jí)代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過過程產(chǎn)生的一級(jí)代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合上述活性基團(tuán)與細(xì)胞內(nèi)的某些化合物結(jié)合，生成結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）或帶有相應(yīng)活性基團(tuán)的外源性化產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）或帶有相應(yīng)活性基團(tuán)的外源性化合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)。合物與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)。排出體外排出體外外源性化合物外源性化合物一級(jí)代謝物一級(jí)代謝物 結(jié)合產(chǎn)物結(jié)合產(chǎn)物（二級(jí)代謝物）（二級(jí)代謝物）毒害作用毒害作用過程過程I （相（相I反應(yīng)）反應(yīng)

11、）圖15 生物轉(zhuǎn)化過程示意圖過程過程II （相（相II反應(yīng)）反應(yīng)） 相相I反應(yīng)的主要類型：反應(yīng)的主要類型： 氧化反應(yīng)：微粒體混合功能氧化酶參與的反應(yīng)，例如氧化反應(yīng)：微粒體混合功能氧化酶參與的反應(yīng)，例如脂肪族羥化脂肪族羥化 非微粒體反應(yīng)非微粒體反應(yīng) 還原反應(yīng)：微粒體還原還原反應(yīng)：微粒體還原 非微粒體還原非微粒體還原 水解反應(yīng)水解反應(yīng) 相相II反應(yīng)的主要類型：葡萄糖醛酸化、硫酸反應(yīng)的主要類型：葡萄糖醛酸化、硫酸化、甲基化、乙?；⒏拾彼峤Y(jié)合、谷胱化、甲基化、乙?；⒏拾彼峤Y(jié)合、谷胱甘肽結(jié)合甘肽結(jié)合3、微生物對(duì)生物外源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用、微生物對(duì)生物外源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用 形式：形式： 脫鹵（主要是脫氯

12、），如脫鹵（主要是脫氯），如DDT的脫氯的脫氯 還原，將生物外源性物質(zhì)上的取代基，特別是還原，將生物外源性物質(zhì)上的取代基，特別是硝基，進(jìn)行還原；硝基，進(jìn)行還原； 水合反應(yīng)，如對(duì)有機(jī)氰的水合反應(yīng)，形成無毒水合反應(yīng)，如對(duì)有機(jī)氰的水合反應(yīng)，形成無毒的含氮有機(jī)化合物的含氮有機(jī)化合物 影響生物轉(zhuǎn)化的因素（影響生物轉(zhuǎn)化的因素（酶體系不同酶體系不同） 物種差異和個(gè)體差異物種差異和個(gè)體差異 由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內(nèi)酶的種類和由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內(nèi)酶的種類和活力不同上?；盍Σ煌?。 飲食營(yíng)養(yǎng)狀況飲食營(yíng)養(yǎng)狀況 蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、維生素等營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)會(huì)不同方式地蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、維生素等營(yíng)養(yǎng)缺乏時(shí)會(huì)不同方式地影響生物轉(zhuǎn)化作用。影響生物轉(zhuǎn)化作用。 生理因素生理因素 年齡因素年齡因素 性別因素性別因素 健康因素健康因素 激素和晝夜規(guī)律：機(jī)體在每日不同時(shí)間的生物轉(zhuǎn)化能激素和晝夜規(guī)律：機(jī)體在每日不同時(shí)間的生物轉(zhuǎn)化能力有高低差異，與內(nèi)分泌功能的晝夜規(guī)律有關(guān)。力有高低差異，與內(nèi)分泌功能的晝夜規(guī)律有關(guān)。 代謝酶的抑制和誘導(dǎo)代謝酶的抑制和誘導(dǎo)小結(jié)小結(jié) 任何一種外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化方式不任何一種外源性化合物的生物轉(zhuǎn)化方式不是簡(jiǎn)單的，它們可同時(shí)進(jìn)行不同的氧化還是簡(jiǎn)單的，它們可同時(shí)進(jìn)行不同的氧化還原或水解反應(yīng)，此后又可繼續(xù)進(jìn)行不同類