第三節(jié)體內的轉運和轉化

1、第三節(jié)第三節(jié) 體內的轉運和轉化體內的轉運和轉化一、生物轉運一、生物轉運 環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機體接環(huán)境污染物經(jīng)各種途徑和方式同生物機體接觸而被吸收、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胞的膜結構。過程都需要通過細胞的膜結構。 細胞膜（生物膜）包括：細胞外層的細胞膜（質膜細胞膜（生物膜）包括：細胞外層的細胞膜（質膜）、細胞內的內質網(wǎng)膜、線粒體膜、核膜等；它們）、細胞內的內質網(wǎng)膜、線粒體膜、核膜等；它們基本的化學組成、分子結構、功能有共同的特征。基本的化學組成、分子結構、功能有共同的特征。 一般生物膜由蛋白質分子和脂質分子（主要是磷脂一般

2、生物膜由蛋白質分子和脂質分子（主要是磷脂類）組成類）組成 細胞質膜結構圖細胞質膜結構圖圖14 細胞質膜結構圖1、污染物透過細胞膜的方式、污染物透過細胞膜的方式 特點特點 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其它特點簡單擴散簡單擴散高濃度高濃度低低濃度（順）濃度（順）無無否否脂溶性有機化合物的主脂溶性有機化合物的主要轉運方式要轉運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轉運主動轉運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散易化擴散高濃度高濃度低低濃度（順）濃度（順）有有否否胞

3、飲作用胞飲作用內吞物質為液體內吞物質為液體吞噬作用吞噬作用內吞物質為固體物質內吞物質為固體物質表11 污染物透過細胞膜的方式被被動動特特殊殊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細胞膜進入血液循環(huán)的過程。自接觸部位透過體內細胞膜進入血液循環(huán)的過程。（1）動物吸收的主要途徑有：呼吸系統(tǒng)、）動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、呼吸系統(tǒng)吸收特點: 吸收對象主要針對氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。吸收對象主要針對氣體、蒸汽、氣溶膠等形式的污染物。 吸收方式多以被動擴散的方式，通過呼吸膜吸收入

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

5、皮膚引起中毒。經(jīng)皮吸收的兩條途徑：通過表皮脂質屏障；經(jīng)皮吸收的兩條途徑：通過表皮脂質屏障；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)皮吸收的兩個階段：經(jīng)皮吸收的兩個階段： 穿透相：通過表皮進入真皮穿透相：通過表皮進入真皮 吸收相：由真皮進入乳頭層毛細血管吸收相：由真皮進入乳頭層毛細血管 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，是植物對大氣污染物吸收的主要方式；物，是植物對大氣

6、污染物吸收的主要方式； c 、有機化合物的蒸汽經(jīng)過植物地上部分表皮滲透、有機化合物的蒸汽經(jīng)過植物地上部分表皮滲透而攝入體內而攝入體內3、分布、分布 指環(huán)境污染物隨血液或其它體液的流動，分散到全身指環(huán)境污染物隨血液或其它體液的流動，分散到全身各組織細胞的過程。各組織細胞的過程。4、排泄、排泄 指進入機體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機體清除的指進入機體的環(huán)境污染物及其代謝產(chǎn)物被機體清除的過程。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入尿液和通過肝臟的進入尿液和通過肝臟的膽膽汁汁（乳化作用）進入糞便，有的環(huán)境污染物還可隨同（乳化作用）進入糞便，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、生物轉化二、生物轉化1、概念：生物轉化指、概念：生物轉化指外源化合物外源化合物進入生物機體后進入生物機體后在有關酶系統(tǒng)的催化作用下的代謝變化過程。在有關酶系統(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） 指除了營養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質以外，指除了營養(yǎng)元素及維持正常生理功能和生命所必需的物質以外，存在于環(huán)境之中，可與機體接觸并進入機體引起機體發(fā)生生物學存在于環(huán)境之中，可與機體接觸并進入機體引起機體發(fā)生生物學變化的物質。又叫外來化合物或外源性生物活性物質。例如：藥變化的物質。

8、又叫外來化合物或外源性生物活性物質。例如：藥物、日用化學品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。物、日用化學品、食品添加劑、環(huán)境污染物等。 生物外源性物質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是指那些人工合成的，具有不被現(xiàn)有降解酶系所識別和作用的分子結構和化學鍵序列的化合物，簡而言之，就是識別和作用的分子結構和化學鍵序列的化合物，簡而言之，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：內源性化合物指生物機體正常的生理活動產(chǎn)生的：內源性化合物指生物機體正常的生理活動產(chǎn)生的物質。物質。 注注3

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

10、OH、NH2）或進一步使這些活性）或進一步使這些活性基團暴露。基團暴露。 相相II過程（反應）過程（反應） 相相I過程產(chǎn)生的一級代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過過程產(chǎn)生的一級代謝物在另外的酶系統(tǒng)催化下通過上述活性基團與細胞內的某些化合物結合，生成結合上述活性基團與細胞內的某些化合物結合，生成結合產(chǎn)物（二級代謝物）或帶有相應活性基團的外源性化產(chǎn)物（二級代謝物）或帶有相應活性基團的外源性化合物與細胞內物質進行結合反應。合物與細胞內物質進行結合反應。排出體外排出體外外源性化合物外源性化合物一級代謝物一級代謝物 結合產(chǎn)物結合產(chǎn)物（二級代謝物）（二級代謝物）毒害作用毒害作用過程過程I （相（相I反應）反應

11、）圖15 生物轉化過程示意圖過程過程II （相（相II反應）反應） 相相I反應的主要類型：反應的主要類型： 氧化反應：微粒體混合功能氧化酶參與的反應，例如氧化反應：微粒體混合功能氧化酶參與的反應，例如脂肪族羥化脂肪族羥化 非微粒體反應非微粒體反應 還原反應：微粒體還原還原反應：微粒體還原 非微粒體還原非微粒體還原 水解反應水解反應 相相II反應的主要類型：葡萄糖醛酸化、硫酸反應的主要類型：葡萄糖醛酸化、硫酸化、甲基化、乙?；?、甘氨酸結合、谷胱化、甲基化、乙?；?、甘氨酸結合、谷胱甘肽結合甘肽結合3、微生物對生物外源性物質的轉化作用、微生物對生物外源性物質的轉化作用 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，將生物外源性物質上的取代基，特別是還原，將生物外源性物質上的取代基，特別是硝基，進行還原；硝基，進行還原； 水合反應，如對有機氰的水合反應，形成無毒水合反應，如對有機氰的水合反應，形成無毒的含氮有機化合物的含氮有機化合物 影響生物轉化的因素（影響生物轉化的因素（酶體系不同酶體系不同） 物種差異和個體差異物種差異和個體差異 由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內酶的種類和由各自的遺傳因素決定，主要表現(xiàn)在體內酶的種類和活力不同上?；盍Σ煌?。 飲食營養(yǎng)狀況飲食營養(yǎng)狀況 蛋白質、無機鹽、維生素等營養(yǎng)缺乏時會不同方式地蛋白質、無機鹽、維生素等營養(yǎng)缺乏時會不同方式地影響生物轉化作用。影響生物轉化作用。 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：機體在每日不同時間的生物轉化能激素和晝夜規(guī)律：機體在每日不同時間的生物轉化能力有高低差異，與內分泌功能的晝夜規(guī)律有關。力有高低差異，與內分泌功能的晝夜規(guī)律有關。 代謝酶的抑制和誘導代謝酶的抑制和誘導小結小結 任何一種外源性化合物的生物轉化方式不任何一種外源性化合物的生物轉化方式不是簡單的，它們可同時進行不同的氧化還是簡單的，它們可同時進行不同的氧化還原或水解反應，此后又可繼續(xù)進行不同類