環(huán)境化學(xué)中山大學(xué)第五篇化學(xué)物質(zhì)的生物效應(yīng)課件

第五篇

生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程與毒性

化學(xué)物質(zhì)的生物效應(yīng)：綜合運用化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)三方面的理論和方法

(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)機理(4)污染物食物鏈作用的生物化學(xué)過程

1第五篇

生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程與毒性

教學(xué)要求主要介紹污染物質(zhì)與生物機體之間的相互作用，涉及機體對污染物質(zhì)的吸收、分布、轉(zhuǎn)化、排泄等過程和污染物質(zhì)對機體毒性兩方面的內(nèi)容。(1)掌握污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累。(2)了解耗氧和有毒有機污染物質(zhì)的微生物降解；(3)了解毒物的毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用。(4)了解有毒有機污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的類型。2第一章污染物質(zhì)在機體內(nèi)的積累與轉(zhuǎn)化

污染物質(zhì)在機體內(nèi)的運動過程包括吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化。吸收、分布和排泄稱為轉(zhuǎn)運，排泄與生物轉(zhuǎn)化稱為消除。吸收吸收是污染物質(zhì)從機體外，通過各種途徑通透體膜進入血液的過程。吸收途徑主要是機體的消化管、呼吸道和皮膚。消化管是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑。消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。

3第一章污染物質(zhì)在機體內(nèi)的積累與轉(zhuǎn)化分布分布是指污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送至機體各組織;與組織成分結(jié)合；從組織返回血液以及再反復(fù)等過程。在污染物質(zhì)的分布過程中，污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運以被動擴散為主。脂溶性污染物質(zhì)易于通過生物膜，組織血流速度是分布的限速因素。

5第一章污染物質(zhì)在機體內(nèi)的積累與轉(zhuǎn)化排泄排泄是污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機體外的轉(zhuǎn)運過程。排泄器官有腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等，而以腎和肝膽為主。腎排泄是污染物質(zhì)通過腎隨尿而排出的過程。腎排泄是污染物質(zhì)的一個主要排泄途徑。污染物質(zhì)的另一個重要排泄途徑，是肝膽系統(tǒng)的膽汁排泄。膽汁排泄是指主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達肝臟后，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)，再排出體外的過程。6第一章污染物質(zhì)在機體內(nèi)的積累與轉(zhuǎn)化蓄積機體長期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，則會出現(xiàn)該污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積。蓄積量是吸收、分布、代謝轉(zhuǎn)化和排泄各量的代數(shù)和。機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)保持相對穩(wěn)定的平衡。7第二章物質(zhì)通過生物膜的方式物質(zhì)通過生物膜的方式膜孔濾過直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，可借助膜兩側(cè)靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過。被動擴散脂溶性物質(zhì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè)。即順濃度梯度擴散通過有類脂層屏障的生物膜。9第二章物質(zhì)通過生物膜的方式被動易化擴散物質(zhì)在高濃度側(cè)與膜上特異性蛋白質(zhì)載體結(jié)合，通過生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)稱為被動易化擴散。主動轉(zhuǎn)運在需消耗一定的代謝能量下，物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)稱為主動轉(zhuǎn)運。胞吞和胞飲少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)有特殊親和力，當(dāng)其與膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起膜的外包或內(nèi)陷而被包圍進入膜內(nèi)，固體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運稱為胞吞，而液態(tài)物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運稱為胞飲。

10第三章污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累

生物富集生物富集是指生物通過非吞食方式，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)，使其在機體內(nèi)濃度超過周圍環(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)在機體中的濃度;

Ce：某種元素或難降解物質(zhì)在機體周圍環(huán)境中的濃度。

11第四章污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化

物質(zhì)在生物作用下經(jīng)受的化學(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)化或降解有機污染物。在生物化學(xué)反應(yīng)中，氧化反應(yīng)是重要的一類。其次是催化還原反應(yīng).酶也可以催化水解反應(yīng).

13第四章污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化水環(huán)境中微生物的類群在水環(huán)境中，微生物可以分成細菌、真菌和藻三類。細菌的分類自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物好氧細菌及厭氧細菌14第四章污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化中的酶酶是一類由細胞制造和分泌的、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2103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:氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶。按照成分分為:單成分酶和雙成分酶兩大類15第五章污染物質(zhì)的毒性毒物毒物是進入生物機體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機體的正常生理功能，并引起暫時性或持久性的病理損害，甚至危及生命的物質(zhì)。按作用于機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。

17第五章污染物質(zhì)的毒性毒物的毒性影響毒物毒性的因素：(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(如基體的組成、性質(zhì)等)；(3)機體暴露于毒物的狀況(如毒物劑量，濃度，機體暴露的持續(xù)時間、頻率、總時間、機體暴露的部位及途徑等)；(4)生物因素(如生物種屬差異、年齡、體重、性別、遺傳及免疫情況、營養(yǎng)及健康狀況等)；(5)生物所處的環(huán)境(如溫度、濕度、氣壓、季節(jié)及晝夜節(jié)律的變化、光照、噪聲等)。

18第五章污染物質(zhì)的毒性

毒理學(xué)把毒物劑量(濃度)與引起個體生物學(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)；把引起群體的變化，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，稱為劑量-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。

19第五章污染物質(zhì)的毒性21第五章污染物質(zhì)的毒性

慢性毒作用以閾劑量(濃度)或最高允許劑量(濃度)來表示。閾劑量(濃度)是指在長期暴露毒物下，會引起機體受損害的最低劑量(濃度)。最高允許劑量(濃度)是指長期暴露在毒物下，不引起機體受損害的最高劑量(濃度)。22第五章污染物質(zhì)的毒性毒物的聯(lián)合作用

協(xié)同作用相加作用獨立作用拮抗作用

23第五章污染物質(zhì)的毒性毒作用的生物化學(xué)機制

酶活性的抑制毒物進入機體后，一方面在酶催化下進行代謝轉(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)致機體的損害。

干擾酶的作用:對酶活性的抑制。有些重金屬離子與含巰基的酶強烈結(jié)合。某些金屬取代金屬酶中的不同金屬。

25第五章污染物質(zhì)的毒性致突變作用致突變作用是指生物細胞內(nèi)DNA改變，