環(huán)境污染物毒性以及其影響因素

1、關(guān)于環(huán)境污染物的毒性及其影響因素第一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)境污染物的毒性作用及其影響因素Paracelsus(16世紀(jì)) What is there that is not poison? All things are poison and nothing (is) without poison. Solely the dose determines that a thing is not a poison.第二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.1、基本概念 按一定條件接觸后，以較小的劑量作用機(jī)體就能引起生理、生化功能或正常組織結(jié)構(gòu)的器質(zhì)性病理改變，甚至引起死

2、亡的化學(xué)物質(zhì)。1. 毒物 (Toxicant)2. 毒性 (Toxicity）化學(xué)物質(zhì)能引起機(jī)體損害的性質(zhì)和能力。第三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 外源性化學(xué)物質(zhì)引起機(jī)體病理性功能改變或器質(zhì)性病變的現(xiàn)象。 根據(jù)污染物的暴露特點(diǎn)和中毒發(fā)生發(fā)展的快慢，分為急性中毒、亞慢(急)性中毒和慢性中毒。 根據(jù)毒作用強(qiáng)度和性質(zhì)判定環(huán)境污染物的毒性大小。3.中毒（toxication）4.1、基本概念第四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.2、毒理學(xué)常用的劑量概念 1致死劑量（Lethal dose，LD） 5急性毒作用帶(Zac)2半數(shù)效應(yīng)劑量（ED50） 3最小有作用劑量（MEL）

3、4最大無(wú)作用劑量（MNEL）第五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月絕對(duì)致死量（LD100）半數(shù)致死量（LD50）最小致死量（MLD）最大耐受量（MTD）1.半數(shù)致死劑量LD50或濃度LC50 半數(shù)致死量（LD50）又稱(chēng)致死中量，指引起一群個(gè)體50%死亡所需劑量（mg/kg)或濃度（LC50）（mg/m3和mg/L）。第六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月急性毒作 用帶(Zac)半數(shù)效應(yīng)劑量(ED50)最小有作用劑量(MEL)最大無(wú)作用 劑量(MNEL ) 半數(shù)效應(yīng)劑量(ED50)指外源化學(xué)物在一定的時(shí)間內(nèi)按一定的方式與機(jī)體接觸，引起機(jī)體某項(xiàng)生物效應(yīng)發(fā)生50%改變所需的劑量。 致

4、死劑量 （LD）2.半數(shù)效應(yīng)劑量第七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月?tīng)I(yíng)養(yǎng)元素的劑量-反應(yīng)關(guān)系086420.012104.02.03.01.00.11.010.0斑釉齒指數(shù)齲齒數(shù)重度中度輕度極輕度飲水中氟濃度與齲齒數(shù)、斑釉齒指數(shù)的關(guān)系水中氟濃度(ppm)第八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3 毒性作用的機(jī)理 受體(receptor)是組織細(xì)胞的生物大分子，激素或金屬離子與配體(ligand)相結(jié)合，形成配體受體復(fù)合物，引起毒性效應(yīng)。 4.3.1 干擾正常受體-配體的相互作用 環(huán)境污染物尤其是神經(jīng)毒物和內(nèi)分泌干擾物，通過(guò)干擾正常受體配體相互作用，引起毒性。 第九張，PPT共

5、四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 肉毒毒素特異性地與膽堿能神經(jīng)末梢突觸前膜的表面受體相結(jié)合，經(jīng)吸附性胞飲而內(nèi)轉(zhuǎn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)(internalization)。阻止遞質(zhì)囊泡不能與突觸前膜融合，完全抑制膽堿能神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的釋放。 乙酰膽堿釋放被抑制，使膽堿能神經(jīng)失去信號(hào)傳導(dǎo)生理功能。尤其是神經(jīng)肌肉接頭部位，直接導(dǎo)致呼吸肌麻痹。肉毒桿菌毒素的毒作用機(jī)理Ca2+4.3.1 干擾正常受體-配體的相互作用第十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.2 細(xì)胞膜損傷引起膜組成成份改變細(xì)胞膜流動(dòng)性改變引起細(xì)胞膜酶活性改變通過(guò)膜蛋白變性，引起細(xì)胞膜通透性變化第十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

6、月心肌細(xì)胞膜通透性改變與其毒性心臟毒素毒性4.3.2 細(xì)胞膜損傷第十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3 干擾細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)細(xì)胞內(nèi) 10-710-8 mol/L外 10-3 mol/L Ca2+ 神經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo) 肌肉收縮細(xì)胞分化和增值 細(xì)胞分泌與CAM結(jié)合cAMP作用激活PKC離子通道開(kāi)放第十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月硝基酚、醌、過(guò)氧化物、醛類(lèi)、二惡英、鹵化鏈烷、鏈烯和Cd2+、Pb2+、Hg2+等重金屬離子均能干擾細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài), 從而引起細(xì)胞損傷或死亡。 4.3.3 干擾細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)第十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.4 干擾細(xì)胞能量代謝生殖與

7、發(fā)育代謝酶第十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.5 自由基與脂質(zhì)過(guò)氧化自由基性質(zhì)環(huán)境毒物環(huán)境毒物與多不飽和脂肪酸的作用產(chǎn)物毒物代謝物 蛋白變性細(xì)胞膜流動(dòng)性酶活性細(xì)胞腫脹和溶解致突變，染色體斷裂致畸胎自由基第十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.6 與生物大分子結(jié)合環(huán)境毒物及代謝產(chǎn)物細(xì)胞毒性和死亡過(guò)敏反應(yīng)致癌作用抑制酶活性蛋白質(zhì)核酸細(xì)胞毒性影響DNA-蛋白質(zhì)相互作用致突變作用激活癌基因共價(jià)結(jié)合加合物第十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.3.7選擇性細(xì)胞致死和非致死性遺傳改變對(duì)組織器官的細(xì)胞有選擇性致死毒性體細(xì)胞生殖細(xì)胞DNA損傷和染色體異常致畸作用

8、遺傳性疾病細(xì)胞突變和癌變第十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.4 影響毒性作用的因素結(jié)構(gòu)與毒性 研究外源化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與毒性之間的關(guān)系，有助于通過(guò)比較來(lái)預(yù)測(cè)新化合物的生物活性、作用機(jī)理和安全限量范圍。 同系物的碳原子數(shù)、烴基 、分子飽和度、鹵素取代、羥基、酸基和酯基、胺基、構(gòu)型及有機(jī)磷化合物結(jié)構(gòu)與毒性密切相關(guān)。4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 碳?xì)浠衔铮ㄍ?、醇、酮等）?當(dāng)碳原子數(shù)在27之間時(shí)： 隨C數(shù)的增加毒性增加 超過(guò)一定限度(7 9個(gè))后： 隨C數(shù)的增加毒性下降 當(dāng)碳原子數(shù)相同時(shí)： 直鏈的支鏈的；成環(huán)的不成環(huán)的 同系物的碳原

9、子數(shù)4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在非烴類(lèi)化合物分子中引入烴基，可使化合物脂溶性增高，易于透過(guò)生物膜，從而毒性增強(qiáng) 烴基結(jié)構(gòu)也可增加毒物分子的空間位阻，從而使毒性增加或減小 烴基4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 分子中不飽和鍵增多可使化學(xué)物活性增大，毒性增強(qiáng) 分子飽和度e.g.對(duì)眼角膜的刺激作用：丙烯醛丙醛 丁烯醛丁醛丙烯醛丙醛丁烯醛丁醛4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十二張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式中增加鹵素，可使分子極性增加，更易與酶系統(tǒng)結(jié)合，從而毒

10、性增強(qiáng) 鹵素取代e.g.肝臟毒性：CCl4CHCl3CH2Cl2CH3Cl 麻醉作用：CHCl3CH2Cl2CH3Cl CH44.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 芳香族化合物中引入羥基，分子極性增強(qiáng)，毒 性增加 羥基e.g.-OH毒性：苯酚 苯苯酚苯4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 酸基和酯基e.g.酸基一般指羧基（-COOH）和磺酸基（-SO3H）,引入分子脂溶性降低，難以吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，毒性降低 酸基經(jīng)酯化后，脂溶性增高，使吸收速率在增加， 毒性增大毒性：苯 苯甲酸苯苯甲酸4.4.1 環(huán)境化學(xué)

11、物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十五張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 胺基e.g.胺類(lèi)化合物的毒性大?。翰罚≧NH2） 仲胺（RNHR） 叔胺（RNRR） 胺具堿性，易于核酸、蛋白質(zhì)的酸性基團(tuán)反應(yīng)，易與酶發(fā)生作用4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十六張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 構(gòu)型e.g.同分異構(gòu)體：一般 對(duì)位鄰位間位 旋光異構(gòu)：由于受體或酶一般只能與一種旋光 異構(gòu)體結(jié)合而產(chǎn)生生物效應(yīng)，故同一化合物的 不同旋光異構(gòu)體的毒性不同L-異構(gòu)體易與酶、受體結(jié)合，具有生物活性，D-異構(gòu)體則反之4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十七張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 有機(jī)磷化

12、合物的結(jié)構(gòu)與毒性R、R為烷基，烷基的碳原子數(shù)愈多，毒性愈強(qiáng) Y為氧時(shí)較為硫時(shí)的毒性大 X為酸根時(shí)，毒性大?。簭?qiáng)酸根弱酸根R(O)Y(O,S)XR(O)P4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月理化性質(zhì)與毒性 1.脂/水分配系數(shù) 化合物在脂（油）相和水相的溶解達(dá)到平衡時(shí)的平衡常數(shù)，稱(chēng)為脂（油）/水分配系數(shù)。 2.電離度 3.揮發(fā)度和蒸氣壓 4.分散度 5.純度4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月種屬和個(gè)體差異性別與激素年齡營(yíng)養(yǎng)與健康狀況生物節(jié)律 影響機(jī)體對(duì)環(huán)境化學(xué)物的敏感性和耐受性4.4.2 影響毒性的生

13、物因素 水生生物測(cè)試表明，對(duì)于化學(xué)污染物，節(jié)肢動(dòng)物一般比魚(yú)類(lèi)更敏感，魚(yú)類(lèi)比兩棲幼體類(lèi)更敏感第三十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸與其體內(nèi)吸收、分布、首先到達(dá)的組織器官有關(guān)，并與代謝轉(zhuǎn)化、毒性反應(yīng)的性質(zhì)和程度也有影響。4.4.3 影響毒性的非生物因素吸收速度：呼吸道腹腔注射肌內(nèi)注射經(jīng)口經(jīng)皮第三十一張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 溶劑和助溶劑可改變受試物的理化性質(zhì) 和生物活性。 應(yīng)選用的溶劑和助溶劑應(yīng)是無(wú)毒的、與 受試毒物無(wú)反應(yīng)、且制成的溶液應(yīng)穩(wěn)定。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十二張，PPT共四十三

14、頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 一般在同等劑量情況下，濃溶液較稀溶 液毒作用強(qiáng)。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十三張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 毒物經(jīng)呼吸道接觸時(shí)，應(yīng)保護(hù)皮膚，防止氣態(tài)毒物經(jīng)皮膚吸收。對(duì)易揮發(fā)化合物經(jīng)皮涂布染毒時(shí)，應(yīng)將涂布處密封起來(lái)，防止經(jīng)呼吸道吸收或動(dòng)物舔食涂布部位引起經(jīng)消化道吸收。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十四張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月鹽度pH和堿度硬度酸性較強(qiáng)（pHM1+M2(一) 聯(lián)合毒性作用類(lèi)型第三十八張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月增強(qiáng)作用： 一

15、種環(huán)境化學(xué)物本身對(duì)機(jī)體并無(wú)毒性 ，但能使同時(shí)進(jìn)入機(jī)體的另一種環(huán)境污染物的毒性增強(qiáng)。 無(wú)毒化合物通過(guò)影響另一種化合物的代謝活化、吸收和排除有關(guān)。e.g.異丙醇、四氯化碳異丙醇對(duì)肝臟無(wú)毒，當(dāng)與四氯化碳同時(shí)進(jìn)入機(jī)體時(shí)，可使四氯化碳毒性大于單獨(dú)作用時(shí)毒性(一) 聯(lián)合毒性作用類(lèi)型第三十九張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月拮抗作用：兩種環(huán)境化學(xué)物同時(shí)作用于機(jī)體時(shí)，其中一種化學(xué)物可干擾另一種化學(xué)物的生物學(xué)作用，或兩種化學(xué)物相互干擾，使混合物的毒作用強(qiáng)度低于各自單獨(dú)作用的強(qiáng)度之和。e.g.胰島素、胰高血糖素MM1+M2硫代硫酸鈉、氰化物功能拮抗化學(xué)拮抗兩種物質(zhì)混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成毒性較小的硫氰酸鹽(一) 聯(lián)合毒性作用類(lèi)型第四十張，PPT共四十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月獨(dú)立作用：兩種或兩種以上的環(huán)境化合物作用于機(jī)體，各自的作用方式、途徑、受體和靶器官不同，彼此互不影響，僅表現(xiàn)為各自的毒作用。e.g.乙醇、氯乙烯M=M1+M