大四上by wjm2010級毒理學知識點

Introductiontotoxicology(Toxicologycanbedefinedasthatbranchofsciencethatdealwiththeadverseeffectsofxenobioticsonlivingorganism.、生物因素對機體的損害作用，生物學機制度評價和度管理的科學，毒理學分為三個研究領(lǐng)域，descriptivetoxicology,mechanistictoxicology,regulatorytoxicology、Toxicologyalsoincludethestudysofharmfuleffectscausedbyphysicalphenomena,suchasradiationofvariouskinds,noiseandbiologicfactorssuchasbacteriatoxinandsoon.Poisoncanbedefinedasanysubstancethatcausesaharmfuleffectwhenadministered,ethierbyaccidentordesign,toalivingorganism.(tyToxicitycanbedefinedastheabilityofapoisonthatcausesaharmfuleffecttoalivingorganism.Toxicitymaybeacuteorchronic.Medianlethaldose:thedoserequiredtokill50%ofapopulationorganismunderstatedComparativetoxicologyandselectivetoxicity(比較毒理學和選擇毒性Toxicologycanbedivided3MechanisticToxicology-mechanisticstudy:研究重點是化學物對生物體產(chǎn)生、、閾劑量（Thresholddose）Formanychemicalsandeffectstherewillbeadosebelowwhichnoeffectorresponseisobserved,thisisknownasthethresholdodse.LOAEL：lowestobservedadverseeffectlevel.NOAEL：noobservedadverseeffectlevel.未觀察到損害作用的（最高）劑量。受試物在一①theindividualdose-responserelationship劑量-量反應Whichdescribestheresponseofanindividualorganismtovaryingdoseofachemical,oftenreferredtoasa“gradual”responsebecausethemeasuredeffectiscontinuousoverarangeofdose.②aquantaldose-responserelationship劑量-質(zhì)反應S曲線—characterizesthedistributionofresponsestodifferentdosesinapopulationofindividual③U-shapedDose-ResponseRelationship(U型曲線Forsubstancesthatarerequiredfornormalphysiologicfunctionandsurvival如維生素，微doserangeisactuallyU-shaped.（LD100：（LD01/MTD：（LD0/MTD：（ED0測方法和最靈敏的觀察指標不能發(fā)現(xiàn)任何損害作用的最高劑量，常用NOAEL。NOEL。質(zhì)反應：quantalresponse沒有強度差別，，陽性，群體，/存活，S曲量反應：gradedresponseL在規(guī)定的試驗條件下用現(xiàn)有的技術(shù)或檢測指標未觀察到任何與受試MTD最大耐受劑量：指某實驗總體的一組受試動物中不引起動物的最大劑量（HorruesisToxicityL50的大小來比較兩物質(zhì)的毒性，L50大的 absorptionanddistributionofDefinedastheprocessesbywhichxenobioticspassthoughthebiomembraneandentertheblood（biotrnsportationDefinedastheprocessesthattheabsorption，distributionandeliminationofxenobioticsin（biotransformationDefinedastheprocessesofxenobioticmetabolismin（biomembrane（ionizationMembranesaremuchlesspermeabletocompoundsthatareintheionizedstatethantothoseinthenonionizedformForanorganicacid（RcooH-----Rcoo-+H+，acidconditions（PHlessthanthePkaofthecompound）willfavortheformationofthenonionizedRCOOH).Foranorganicbase（RNH2+H+-----RNH3）,increasingthePH（decreasingtheconcentrationofH+）Willfavorformationofthenonionizedform)PKaisthePHatwhichthecompoundis50ionized（電離Thelipidsolubilityofacompoundismeasuredbythelipid/waterpartitioncoefficientwhichisameasureofthecompoundspartitioningbetweenaqueousandlipidphase（concentrationinlipidphase/concentrationinwaterphase）二、吸收機制（mechanismsofThereappeartobefourprimarymechanismsthatallowtoxicantstotraversepassivetransport（轉(zhuǎn)運）即（simplediffusion）簡單擴①條件：abc（極性小、Therateofpenetrationisdeterminedbyseveralfactors：①theconcentrationgradientacrossthemembrane；②theareaand③thicknessofthemembrane，and④thediffusionconstantofthe擴散常數(shù)：k=A*c/d（c=concentration，A為膜面積，d為膜厚度單位面積吸收速率（absorptionrateperunitareaatsteadstateflux） (Dm彌散常數(shù)，Km脂水分配常數(shù)，Cv毒物濃度，d膜厚度) 一般動力學（first-orderkinetics吸收常數(shù)k=0.693/t0*s t0*s——物質(zhì)吸收一半所需要的額時間（timenecessaryforone-halfofthedosetopenetrate）（filtrationThereareoftenporesinthemembranethatallowcompoundswithmolecularweightsoflessthan100daltonstoenter。特殊轉(zhuǎn)運（specialtransport（GItractendogenouscompounds生的東西）主動轉(zhuǎn)運（active易化擴散（facilitatedtransport）不溶于脂質(zhì)的外源化合物利用載體由高濃度向低濃度Toxicantshavechemicalorstructuralsimilaritiestoendogenouschemicalsthatrelyonspecialtransportmechanismsfornormalphysiologicaluptake（ST）共同遵守米-曼氏方程（Michaels-Mentonenzymekinetic（endocytosis；phagocytosis（（3（solid表皮的角質(zhì)層，相是表皮，吸收相是真（外源化學物擴散通過角質(zhì)層→毒物擴散通過表皮較顆粒層，棘層和生發(fā)層）及真皮→ （量>300不易通過Thereisnoevidenceforacturetransportintheskin,anditisthoughtthattoxicants,whethergas,ion,ornonelectrolyte,movebysimplediffusion.已開始被消除，first—passeffect可減少經(jīng)體循環(huán)到靶組織的外源化學物數(shù)量，或可減 皮膚：1>2>3>4>5>表面活性劑8>接觸時間，面積毒物：1>大小2>脂水分配系數(shù)2.Gastrointestinal簡單擴散—取決于其脂溶性，pkaGiPH濃度離子化程度主動轉(zhuǎn)運—（5—Fu,嘧啶轉(zhuǎn)運（銘—內(nèi)吞轉(zhuǎn)運—大分子，不溶解的物質(zhì)（脂肪顆粒，偶氮adissolutionofabileacidGIb微粒大小particlesolvent乳糜化程 presenceof溶解速 c微生物 PH值hydrolysis—promotingPH 與內(nèi)容物結(jié)bindingtogut therateofemptyingofthe溫度thetemperatureofthecontents 腸蠕動intestinalmotility dietaryandhealthyeffect 胃腸道分泌GI （Enterohepaticcirculation3.Respiratory呼吸道結(jié)構(gòu)特點a豐富的毛細血管交換 b肺泡壁上有層很薄的水膜（缺點：易使 c肺的表面積很大50—100㎡aBlood/gaspartitioncoefficientisatoxicantinblood/concentrationisgasphaseata直徑≧5μm的顆粒，主要沉積在鼻咽部，通過鼻表面粘液層纖毛的運動推動不溶顆粒物cd<1μm34.其他特殊的染毒途徑：如腹腔注射IP靜脈注射IV肌肉注射IM皮四、DistributionTheprocessfollowingabsorptionthatatoxicantmaybedistributedtothesiteoftoxicaction,transferredtoastoragedopot,toorganofdetoxicationorinctioncavedasdistributionBodyfluidsaredistributedbetweenthreeprimarycomponents:sm,interstitialwaterandintracellularwater（1）3種，血漿脂蛋白，紅細胞，淋巴細胞Transport:①smalipoproteins(alsoyanimportantroleintoxicant②③血漿蛋白，RBC①初始分布primarydistribute主要取決于和組織的灌注速度（血流）和離散速②再分布redistribution取決于毒物經(jīng)膜的速率和組織對毒物的親和力（affinity)③機體在特殊情況下（如發(fā)燒時飲酒）Therateofdistributiontoorgansortissuesisdeterminedprimarilybybloodflowandtherateofdiffusionoutofthecapillarybedandintothecellsofaparticularorganoftissuesthedistributiondependslargelyontheaffinity(親和)ofaxenobioticforvarious tissues,therefore,distributioncanbedividedintoprimarydistributionandredistribution.配體-蛋白反應（aligandprotein site（游離位點）Tb（結(jié)合型毒物K1為結(jié)合常 k2為解離常數(shù)Tb無法進入組織，只能隨血液循環(huán)Tf可以進入組毒物在組織中的：毒物蓄積部位可被認為是庫（storagedepot）導致毒物的選擇（1）蛋白作為庫（a）清蛋白的結(jié)合量最高（b）毒物與血漿蛋白形成Tb后，不（a）（b）屬硫蛋白，能與cd、hg、pb結(jié)合（c）同時也是靶，對再分布有一定的影響。脂肪組織作為庫：主要有儲脂溶性有機物（減少靶毒物濃度，降低毒性骨骼組織作為庫：同時也是靶，主要有儲Fˉ(可至氟骨癥氟斑牙)和無機pbs血-腦脊液屏障（bloodbrainbarrierBBB）BBBCNS的四個解剖原因CNScCNScap（中心性毛細血管）cell（c）CNScapcATP依賴載體即多藥耐受蛋白（mrp）可將某些物質(zhì)轉(zhuǎn)運回血散）由于新生兒BBB還未發(fā)育完全，這時、鋁等對新生兒毒性較成人高的原因之一。胎盤屏障：由六層cell構(gòu)成：致ca物，致畸物及多數(shù)脂溶性毒物多通過轉(zhuǎn)運穿過胎盤和胚胎組織成分有差別如胚胎幾乎沒有脂肪因此對高脂溶性物質(zhì)無蓄積作用，thecentacontainsactivetransportsystemsandbiotransformationenzymesprotectthefetusfromsomexenobiotics-（absorbtion（biotransportation（toxicokinetics：（toxicodynamics分子）的作用及所引起的局部或整體的毒性效應（毒性作用。actions,in 50%PHcoeffieientMechanismsof①轉(zhuǎn)運條件：膜兩側(cè)有濃度差+脂溶性+非電離狀態(tài)KA(c2Fick’sd

c1很小可忽略（進入血液后即被帶走 d哺乳動物物質(zhì)吸收途徑Routesof

c 非電離毒物與皮膚接觸時間面積特點：吸收方式多：主動包吞 顆粒大小溶劑作用程度溶解速PH血液交換豐富取決于肺血流量（呼吸頻率深度）影響氣溶膠吸收的是首過消除：first-pass到靶組織的外源化學物數(shù)量，肝臟皮膚都有首過消除作用腸肝循環(huán)：enterohepatie so2，cl2在呼吸道上吸收；水溶性較CO2，光氣等則可深入肺泡，并主要通過肺泡吸收主要取決于顆粒物的大小，可溶性顆粒物很快進入血，不溶性→肺塵埃沉著病。 MetabolismofBiotransformation:definedastheprocessesthatthexenobioticmetabolisminthe①Ⅰ相反應:包括水解反應、還原反應、氧化反應、環(huán)氧化反應，涉及成引入一個功能基團，如-OHNH2SHCOOH,通常僅導致水溶性少量增加，毒性可增加也可降低，大多數(shù)這些可在Ⅱ相反應中被除去。 、意義：A改變毒效應的性質(zhì)B改變水溶性增加，甚至產(chǎn)增加，甚至產(chǎn) 、致突變和致畸效應，稱代謝活化（MetabolicMetabolicactivation:metabolictoxicityisincreasedtermedas代謝活化的活性代謝產(chǎn)物：1.2.3.4.4類：①氧化反應:微粒體單氧化反應，胞漿和線粒體氧化反應，合成酶接到的共氧化反④環(huán)氧化反應（環(huán)氧化物水化反應Enzymes-xenobiotic+Oor–Henzymes-metabolitesexcretionor（一）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：微粒體和單氧化反應（單加氧反應Theendosmicreticulum,microsomesandmonooxygenase（P4502.含的單加氧酶（FMO）多在N、P、SRH（外源化學物）O2NADPHHROHNADPThecytochromeP450–Dependentmonooxygenase（1）.血紅素蛋白類（P450（2）.蛋白類（NADPH-細胞色素P450還原酶和NADPH細胞色素b5還原酶（3）.P450:CO450nmP450isderivedfromtheuniquewavelengthoftheabsorptionumofthecarbonmonoxidederiveofthereducedform,namedP450.P450酶系-微粒體混合功能氧化酶（FMO）-單加氧酶（P450含有的血紅素鐵在CO450nm有最大吸收峰而得名。P450 7（1）.P450（Fe3+）RH（2).NADPH-P450NADPH提供一個電子使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原P450（Fe3+）復合物b5Fe2+COOH（5）.Fe2+COOH復合物裂解，形成水和（FeO）3++（7）.ROHP450（Fe2+）P450（Fe3+）補：P450的機制還有些附加反應，若催化循環(huán)在不同的步驟中斷（解偶聯(lián)）則可分別產(chǎn)出盤、腎、。②肝臟作用最廣，其他位置對外來物質(zhì)氧化能力較差，成對體內(nèi)特定激素進行代謝，如腎P450②P450酶氨基酸序列相似性4%是屬于同一，如55%（脊柱動物）或46%（非脊柱動③P450斜體詞根CYP表示細胞色素P450的，詞根后的數(shù)字代表族，大寫英文字母代表亞族，字母后數(shù)字代表亞族中的一個，如CYP1A1表P450的A1P450的反應類型（均有加氧氧化過程）CYP-dependentmonooxygenasereactionAsubstratemayalsoundergomorethanonereaction（三）微粒體含單加氧酶（FMO）Theflavin-containing硫和磷原子，此酶以腺嘌呤二核苷酸（FAD）為輔酶，需要NADPH和O2FMOP450P450（四）非微粒體氧化存在于胞漿和微粒體氧化(Nonmicrosomaloxidations)RCH2OH+NAD+RCHO(醛，有時也可以為酮)+NADH+H+輔酶：NADorNADP（NADP，ALDHNAD+(BP,ALDH（五）素H合成酶（RHS）兩個催化活性：1）環(huán)加氧酶2）過氧化物對P450或FMO含量較低而PHS含量較高的組織更有意義，如骨髓質(zhì)和上皮（六）P450NDPH/ GSSG+NADPH+H+2GSH+NADPH+3NAHDP4、(的還原)無O條件（七）（一）VDP-葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶（VDPGT）催化對毒物的代謝（解毒和活化）具有重要作用VDPGT定位于肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核膜，可誘導酶。(二)葡萄糖結(jié)合（GA結(jié)合 Aryl合物經(jīng)一系列酶催化反應轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛎寻彼幔╩ercapturicacid）衍生物，由尿排泄。GSH主要存在于胞液中，在微粒體內(nèi)含量較低，GST（七）乙?；饔茫ㄋ苄越档?，但毒性也降低N-乙?；闹饕狽O-③氨基酸結(jié)合：有兩類毒物與氨基酸結(jié)合（羧酸—解毒反應，芳香羥胺—活化反應（ATPANAT催化與氨基酸結(jié)合形成酰胺鍵（硫酸結(jié)合（1）I涉及成引入一個功能團，水溶性少量↑，毒性可↑也可↓，大多數(shù)引入的基團在II相（2）II相反應(phase-two結(jié)合反應（aa結(jié)合）→素，與內(nèi)源性代謝物發(fā)生結(jié)合反應，內(nèi)源性化合物包括糖，aa,GSH,硫酸等。B.代謝活化：化學物（無毒）→中間產(chǎn)物（毒性）→產(chǎn)物（無毒性） P450作用機制底物 →產(chǎn)物氧化型細胞色素P- )首先與RH結(jié)合形成一種復合物（結(jié)合NADPH-P-450NADPH O2復合物再加上一個質(zhì)子 ）和由NADPH-細胞色素P-450還原酶或細胞色素b5提供第二個電子，轉(zhuǎn)變 OOH復合物（加電 OOH復合物裂解形成水和復合物（裂解釋放ROH產(chǎn)物，此時P-450（ ）變成P-450(

reactive代謝活化/生物活化/代謝性激活(metabolicactivationorThebiotransformationofrelativelyinertchemicalstohighlyreactiveintermediarymetabolitesiscommonlyreferredtoasmetabolicactivationorbioactivation,suchasbingingcovalentlytomacromoleculesand/orstimulatinglipidperoxidation.終毒物可為機體所的原化學物（母化合物，有些外源化合物（強酸與強堿、氨基糖苷、環(huán)氧乙烷、甲基異酸鹽、重金屬離子、HCN.CO）具有直接毒性作用；而另外一些or代謝活化。2類親核物（nuclephiles）分子含有負電荷（moleculescontainingnegativecenters）, Chemicalswithhighlyreactiveunpairedelectrons，suchassuperoxide ·))LO2（，LO·()，N（)，CCl3（活性氮（活性氮（reactivenitrogenspecies） 化的形式， 化合物22）代謝物（proximatetoxic 物（proximatecacinogen：活化，才能形成 物 carcinogen ↓與細胞大分子結(jié)合（酶、受體、膜、 細胞修復（DNA修復、蛋白質(zhì)合成等二、激活酶類（activationp450PGS、FMO、ST、GST。 pounds,severalreations,ofteninvolvingmultiplepathways,arenecessarytheoftheultimatereactive1、性質(zhì)2、穩(wěn)定性（StabilityofreactiveReactiveintermediatescanbedividedintoseveralcategoriesdependonhowfartheyaretransportedfromthesiteofactivation.(影響距離)①超短命代謝產(chǎn)物(ultrashort-livedmetabolites):性底物（suicidesubstrates）與酶活性位點反應后產(chǎn)生與該酶結(jié)合的中間產(chǎn)物的底物。 B(p450抑制劑)嚴格性底物——酶結(jié)合中間產(chǎn)物與酶活性位點反應 B,B很快與酶活性位點或鄰近的蛋白質(zhì)結(jié)合，從而改變蛋白質(zhì)功能 格性物質(zhì)四、活性代謝產(chǎn)四、活性代謝產(chǎn) 運/歸屬（fateofreactive與生物大分子結(jié)合（雙鍵結(jié)合獲和消除（trapandremoval:roleof 2乙酰氨基藥（2-AAF）3.素素.六、影響活性代謝產(chǎn)物毒性的因素(factorsaffectingtoxicityofreactive激活酶的水平(誘發(fā)):有些毒物可誘導自身的表達,如,毒物B可誘導P450的表達,B表達上升.種屬和特異結(jié)合酶的水平(解毒):如,種屬,藥物和環(huán)境都可影響輔因子及結(jié)合化學物質(zhì)的水平:如半胱氨酸的前身N-乙酰胱氨酸通過減少雙鍵結(jié)合,從而使動物抵抗乙酰氨基酚引起的肝壞死,GSH耗盡,就會發(fā)生雙鍵結(jié)合.補:GSH結(jié)合多沒有壞作用,GA結(jié)合,硫酸結(jié)合可產(chǎn)生壞作用,GA結(jié)合后,仍然會在產(chǎn)生毒作用,在某些情況下,三種結(jié)合可同時發(fā)生 活性氧ROS：含有化學性質(zhì)活潑的含氧功能，是一個集合名詞，包括氧中心自由活性代謝產(chǎn)物運（Fateofreactive多肽，RNA,DNA結(jié)合，使細胞發(fā)生突變、、壞死等。:激活酶水平：某些毒物可使某些毒物代謝酶合成增加并伴增強，即酶的誘導使代機體抗自由基機制了解由于可轉(zhuǎn)變?yōu)榉磻钚愿叩幕衔?故其排除是一種主要的解毒機制,這一轉(zhuǎn)變是通過超氧化物歧化酶(SOD)定位于胞漿(Cu:Zn-SOD)和線粒體(Mn-SOD)的高效力酶來實施的.這些酶將轉(zhuǎn)變?yōu)镠OOH,隨后,HOOH被胞漿中含硒半胱氨酸的谷胱甘肽對于唯一有效保護是通過排除其前體----H2O2(使其變成水)來它的形成原為ONO-,含有10個硒半胱氨基酸殘基并覆蓋在內(nèi)皮細胞表面的硒蛋白也還原ONOO-, eliminationof(excretion)：是外源化合物及其代謝產(chǎn)物向及體外轉(zhuǎn)運的過程，是生物轉(zhuǎn)運的最后一一、經(jīng)腎臟排泄(Renal極性外源化學物(polar脂溶性化學物經(jīng)代謝后轉(zhuǎn)變而來的親水化合物(hydrophilicmetabolitesoflipophilicMechanismsofrenalexcretion(glomerular腎小球的毛細管有較大膜孔(7-10μm,largeglomerularpores)，并有濾過壓(pressuregenerateAnyfactors→(affect)腎小球靜水壓→(affect)腎小球濾過率(tubular由于原尿中水被重吸收，脂溶性外源化學物的濃度增高，可經(jīng)擴散從腎小管回到血液75%有機酸等;(b)重吸收：源于滲透壓和電化學梯度，多為H20，CL-等;(c)毒物吸收，(tubular糖醛酸和硫酸結(jié)合物，第二種主要分泌強有機堿;(b)分泌：主要由于pH差異分泌弱酸（高濃度→低diffusiontrap與有(Hepatic途徑排泄，一種途徑排泄受阻可使另一種途徑排泄增加。Theapproximatemolecular-weightthresholdis500—700inhumans.腸肝循環(huán)enterohepatic毒理學意義：①增加肝臟負擔②延長毒物體內(nèi)半衰期③某些毒物可有代謝活化（增毒過程三．經(jīng)呼吸道排泄（respiratoryTherateofeliminationofvolatiletoxicantsdependssolubilityinrateofandbloodfloodtothe3部分（肺泡支氣管轉(zhuǎn)運機制②thelipoproteinsurfactantlayersecretedbycellsinthealveolar③materialingestedbymacrophages(巨噬細胞+themucociliarybronchotrachealescalator(粘膜纖毛氣管支氣管活動梯)粘膜90%的吸入顆粒運送至咽部（1）排泄：因乳（）極性弱極性毒物均可經(jīng)排泄Egg卵的排泄：極性毒物主要從蛋白(eggwhite)排泄，脂溶性（lipophilic)物質(zhì)則從蛋Fetus胎盤屏障：胎盤屏障多可極性毒物進入，但對脂溶性物質(zhì)作用不大obscureroutesMRPP-MRP（1）Rgp（1）300-500（2）帶有芳香成分化合物（3）親脂物質(zhì)（4）兩性分子ATP。（excretion 腎小球濾過:毛細管膜孔較大,有濾過壓,6000 分泌：弱酸,PH,PH影響下,非解離的成為解離的物PH毒物因素:1分子大小2脂溶性3極性4與血漿蛋白結(jié)合,與內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)合(氨基酸,葡腎臟因素:1影響靜水壓的因素2腎臟本身功能3PH4firstpasselimination首過消除：從胃腸道吸收靜脈系統(tǒng)的藥物在到達全身血循環(huán)前必 Modificationofxenobiotic一、營養(yǎng)的作用（nutritionaldecreasemonooxygenaseactivity（單氧化酶活性降低thereductionsinthelevelsofcytochromeP450andNADPH–cytochromeP450redu（P450NADPH-P450還原酶水平降低whichisdetoxifiedbymicrosomalmonooxygenaseaction,ismoretoxicwhichareactivatedbymonooxygenases,arelesstoxic碳水化合物高碳水化合物的作用同低蛋白飲食（p450單氧酶系統(tǒng)脂類脂類（orotherunsaturatedfats）缺乏→P450Lipidsalsonecessaryfortheeffectofinducers（誘導劑）,suchasphenobarbital比微量元素維生素缺乏，單氧化酶活性降低but核缺乏例外，可增加p450，又降低p450還P450饑餓與脫水（StarvationandNutritionalRequirementsinXenobioticPHASE-tworeaction：①vitamins；②minerals；③aminoacid；④發(fā)育：I相、II相反應中許多酶隨出生、發(fā)育逐漸增多，衰老時單氧化酶活性降低，葡糖差異：出現(xiàn)（underthecentrolof5、6P450susceptibility敏感性)of1、rariationsamongtaxonomicgroups(種間差異2acetyltransferase(乙酰轉(zhuǎn)移酶)，而快代型可致肝毒性和周圍神經(jīng)炎外源化合物可有三種：底物、抑制劑、誘導劑（一般先抑制后誘導（一）mechanismsof1可逆性抑制(reversibleinhibition):不涉及共價結(jié)合，反應速度快，可通過水解或稀(competitiveinhibition)：多由于抑制劑與酶的底物結(jié)構(gòu)相似，它們同（petitiveinhibition-E-S量E-S解離出游離酶和底③非競爭性抑制（petitiveinhibition）:抑制劑與酶活性中心以外的必需基團Vmax↓,Km不變。不可逆性抑制（irreversibleinhibition）:大多數(shù)情況，抑制作用涉及抑制劑與酶活inductionofdetoxitying1以妥類為代表的劑、麻醉劑等的誘導：滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)↑、P450↑→氧化活TCDD、苯并芘、多環(huán)芳烴的誘導：滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)無改變，P450↑→arelatively rangeofoxidativeactivities.Ethanol(乙醇andanumberofotherchemicalsInducepiperonylbutoxide,isosafrole,andothermethylenedioxyphenylcompounds（亞甲基化合peroxisomeproliferators（過氧化物酶體增殖）P450ofenzymealreadysynthesized,sinceinductionispreventedbyinhibitors(抑制劑)ofproteinDNAInhibitorsofRNAsynthesishasnoeffectinductiveeffect（誘導效應）isattheleveloftranscription(轉(zhuǎn)錄).調(diào)節(jié)hydroxylaseactivity的位點，Ah可被TCDD誘導，過程如下Ahreceptor-mediatedinduction:Ⅰ)細胞內(nèi)結(jié)合，TCCDAh受體蛋白（Ⅱ）受P450調(diào)節(jié)為點（AhP450）transcription↑,proteinsynthesis↑InductionCompoundsthatinducexenobiotic-metabolizingenzymesyaroleasdepressorsofcombingwithacytosolicreceptorfollowedbymovementintothenucleusandthendepressionoftheappropriategeneInthecaseofTCDDthecytosolicreceptorproteinhasbeenidentified（確Ahreceptor-mediatedinductionistheonlyreceptor-basedmechanismfortheinductionofxenobiotic-metabolizingenzymes.3、Theeffectofinducers （三）1、溫度（temperature）:requireintactpituitary-adrenalaxis(需要完整的垂體-腎上腺軸2、電離輻射（ionizingradiation：reducetherateofmetabolismofxenobiotics(減少外來物質(zhì)3、光（light）:lightcycleratherthanlightintensity(強度)P4504、濕度synergisticeffect協(xié)同作用：一種化學物對某或系統(tǒng)并無毒性或只有微毒性，但與另一種化學物質(zhì)同時或先后時其毒性增強（A，B無毒或毒性小，二者合用，A毒Potentiation增強作用：化學物對機體產(chǎn)生的總毒性效應大于各個化學物單獨對機體的毒效之和，稱增強作用。即A、B均，二者結(jié)合，毒性增強。Antagonism拮抗作用：化學物對機體所產(chǎn)生的聯(lián)合毒性效應低于各個化學物單獨效應的Inhibition慢性毒性:性致突變性致畸

Chapter7致突：定義們：突變類型們移碼突變畸變化學突變類DNADNA一、致突變性（）2-3個大題，5-6個名解（鳥嘌呤、腺嘌呤）（gene）:DNA分子中最小的完整功能單位，基本作用在于決定蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，（genome（chromatin（genetype（phenotype：分為G1期、S期(DNA)、G2期（準備）M期（有絲期。（mitosis：各具有與親代細胞完全相同。（meiosis：遺傳負荷（geneticload）theaggregateofdeleteriousgenesthatarecarriedmostlyhidden，inthegenomeofpopulation andmaybetransmittedtodescendants。二、MutationsarehereditarychangesproducedinthegeneticinformationstoredintheDNAinallMutagensarechemicalandphysicalagentsthatarecapableofproducingamutation（genotoxicagent遺傳毒物、誘變劑）自發(fā)突變（spontaneousmutations）aberrations體（aneuploidyandpolyploidy化合物致突變類型（typesof個的堿基的變化（交換/增加/減少）（whichinvolveachangeinasingicbasesuchasbase-pairexchangeoradditionordeletionofabaseandframe-shiftmutations堿基變化：替代（A-G轉(zhuǎn)換，A-C顛換移碼突變：發(fā)生一對或幾對（3對除外）②畸變（chromosomalaberration）指結(jié)構(gòu)的改變，指遺傳物質(zhì)大的改變，類abcd（includinggrosschromosomalrearrangementsuchasdeletions，duplications，inversions，andtranslocatons.）③非整倍體與多倍體（aneuploidyandpolyploidy）細胞數(shù)目是不同于正常的細胞染(involvethegainorlossofoneormorechromosomes)三、突變機制（mechanismsofmutations）1DNA①HNO2作用使C→U,A→DNA合成期能與正常的堿基競AP位點可引起突變。DNA鏈，插入鄰近的堿基對。使它們分開，引起插DNA產(chǎn)生環(huán)丁烷嘧啶二聚體，DNA DNA DNA （一）themechanismsofDNApointmutationorsinglebase--嘧啶顛換嘧啶-嘌呤轉(zhuǎn)換和顛換的結(jié)果取決于其在蛋白質(zhì)合成過程中的錯義和無義的多少（DNA某一堿基脫落或配對性能改變,經(jīng)DNA，互補鏈相應位與錯誤配對，DNA，正常配對，原堿基對被錯誤堿基對置換（basesubstitution）.②causedinatleast3（HA、烷化劑等化學物質(zhì)堿基類似物取代（byincorporationofabnormalbaseogsintoDNA）.在細胞S期中與（T（G，6- byalkylatingagentsalkylatingagents(烷化劑)=DNA上的物質(zhì)，它們可以產(chǎn)生陽離子如ＣＨ3ON6Oh7N,7-NDNA留basedontheconsequenceofsomemutations,havenoapparentphenotypisconsequences.thenewtripletmaycodeforthesameaminoacidastheoriginalcodon.無表型改變thedegeneracyof valin(纈氨酸 2）missencemutation3）nonsensemutation無義突變mRNAistranselatedincodons(3nucleotides)intoaminoacid,whentranslationofmＲＮＡbeginsatthestartscodon.UAA,UAG,UGA,nonsensemutationgeneratestopsingal(stopcodon)andrerultsinatruncatedprotein)生物學意義。Mutationofterminationcodon/mutationofinitiationcodon.導致內(nèi)含子和外顯子移碼突變（frameshift堿基序列完全改變，形成錯誤的，并轉(zhuǎn)譯成不正常的AA①Itcanbeinducedbydeletion(缺失)and(intercalation)Intercalation:DNA③導致結(jié)果AA鏈?？蓪е聡乐氐倪z傳病或?qū)е耾therDNA①Thyminedinerformation(胸腺嘧啶二聚體形成 DNAdamageproducedby胸腺二聚體形成----DNA鏈插 DNA不適合作為轉(zhuǎn)錄和翻譯的模板。紫外線可誘一定的皮膚癌（一定機率②DNAdamagebyradicals（自由基③DNAdamagedproducedbyGraysandX-DNADNAH2ODNAdirectlythroughionizationofDNAtoproduceDNAstrand（產(chǎn)生羥自由基→DNA鏈斷裂）orindirectlyviatheionizationofthemoleculesespeciallywatermolecules,thatsurroundtheDNA,theionizationofwatercanrendertheofdamagingreactiveradicals(水電離后產(chǎn)生活性氧)（二）畸變（chromosome游戲中期的來發(fā)現(xiàn)（thetermclastogeneosisusedtotheprocessresultinginadditions,deletionorrearrangementsofpartsofthechromosomesthataredetectablebylight許多理化因素可導致斷裂，如電離輻射，烷化劑，尤其是雙官能化學物質(zhì)makingwithDNA）→遺傳性疾病。Chromosomalmutationsrefertochangesinchromosomesthatarisefromincorrectreincorpirtation(錯誤結(jié)合、連接)ofbrokenparts.(斷裂部分，片段)。Themaintypesofchangeare(分類)Deletion(缺失)上丟失了一個片（achromosomebreaksandsomegeneticmeDuplication(重復)斷裂后過多，產(chǎn)生額外遺傳物質(zhì)（部分核算序列的A、臂間倒位（pencentricinversion）點到片段包括著絲點B、臂內(nèi)倒位（paracentricinversion）不包括著絲點Ringchromosome（環(huán)狀Dicentricchromosome(雙著絲粒

（三）數(shù)目改變（aneuploidyandpolyploioly）非整倍體多倍非整倍體：unequaldivisionofchromosome非平不分離（nodisjunction）有絲中著絲粒損傷，或減數(shù)中聯(lián)合復合體損傷Chromosomelost減數(shù)中聯(lián)合復合體形（遺傳病：e.g.Downsynchrome愚型nondisjunctionofthe21chromosomesKlinefetterssyndrome(XXY)Turner’s多倍體α-微管、β-（-SH）Pbconsense錯義突變，missensemutation：突變后的子編碼的氨基酸與突變前的不一樣，產(chǎn)無義突變，nonsensemutation：終止子突變，導致翻譯過程提前結(jié)束，翻譯的蛋移碼突變，frameshiftmutation：指發(fā)生了一對或幾對（33的倍數(shù)除外）的堿基增加DNA，、缺四、DNA修 endonuclease核酸內(nèi)切酶)→切掉受損位點→DNApolymerizate(DNA聚合酶)→填補空缺→DNAligase(DNA連接酶)DNA鏈Directreversalofdamage直接逆轉(zhuǎn)修復(photoreactivationrepair “O6O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基化以前的修復（prereplication①Baseexcisionrepair(堿基切除修復)——切除不正確的堿基（DNA、損傷堿基或AP位點【DNADNAor損傷堿基→AP位點→APAP3~4個核苷酸（AP位點）→由聚合酶及連接酶作②Nucleotideexcisionrepair核苷酸切除修復)——生物體內(nèi)最常見修復機制，基本可修復所有種類的DNA損傷，包括紫外線光產(chǎn)物<ov→胸腺嘧啶二聚體>其他幾只不能去除較大的DNADNA鏈間交聯(lián)如順鉑【DNA損傷辨認→內(nèi)切酶→打開DNA雙鏈（DNA解螺旋酶）→helicase作用下除去含有受損的寡核苷酸鏈→修復聚合DNA序列】切除酶系統(tǒng)突變→Yerodermapigmentosum（性干皮?。?MultipleskincancersduetounyUvdamagetoDNA.后修復（postreplicationrepair/repairsduringorafterS①重組修復 binationalReplicationstopsbeformutationandcontinuesafterit,gaprepairedbyDNAfragmentfromsistermolecule,mutationisnotrepairbutisnotreplication.不是真正的修復機制，只是填補損傷部位，使繼續(xù)進行下去，DNA損傷仍然存在，只②錯配修復（mismatchrepair）性質(zhì)不同的切除修復，可識別并除去錯配的堿基對MutS(amistakeisformed,whichisrecognizedbyMutS→MutSformsacomplexwithMutLandMutH,bondtoaGATC,andnickthenewlysynthesizedstrandunmethylatedGATC)→fromthereandexonucleaseexcisedafragmentsofDNAthatincludesthemismatch→thegaoisrepairedbyapolymerase(聚合酶)andligase,cothecorrectbasepairfromsupplementaryoldstrand.③SOS修復：TheSOSrepairsystemisacomplexcellularresponsemechanismactivatedbycertaintypesofDNAdamage.Becausetherepairing,isdoneintheabsenceofpropertemteinstructions,manyerrorsaremade,soitisreferredtoasanerror-pronemechanism(repair).：又稱易錯修復。DNAcell存活但突變率增加，危急情況下啟動，SOS修復沒cell存活及保存gene完整性，沒有按堿基配對原則。SOS修復特點：①誘導性修復②修復過程有明顯誤差，高頻率突變③多控制repairrepairDNADNA糖基酶作用下切除受AP位點。APDNA鏈切斷，由聚合酶及連接酶作用完成修復。repair重組修復（binationrepair是一種后修復，只是通過填補損傷部位，是得SOSSOS修復。這種修復對致突不能提供完全SOScell存活及保存gene完整性而沒有按堿基配對原則。五、Consquencesofmututions突變的突變的，取決于化學毒物所作用的靶cell是生殖cell還是體cell，如果是體cell，影響僅能在直接接觸該物質(zhì)的身體上表現(xiàn)出來，而不可能遺傳到下一代；如果是生殖cell，cell突變（soma）celldamagemakethecellcancerous(thecarcinogenicpotencyofacompoundcanoftenbecorrelatedwithitsmutagenicability)killthecellcell突變Agermcellorthezygote卵(thecomceptus)atthesinglecellstage(單cell時期)數(shù)量大，突變概率大于，生殖cell突變在遺傳病中起重要作用。分類 Lethalmutation（致死性突變）——ty(導致死胎，影響后代數(shù)量與死胎，合子著床前或著床后早起胚胎半合子出現(xiàn)，雜合子不出現(xiàn)。Nonlethalmutation（非致死性突變）——quality（主要影響后代質(zhì)量）——增加下一代庫遺傳負（cellcell有關(guān)）Consequencesofgeneticdamage突變的——DNA損傷&修復的效率（圖表cell突變（somaticcellmutation）somatic良性腫瘤（benign 動脈硬化惡性轉(zhuǎn)化（malignanttransformation）cancer：大量實驗表明，許多具有致癌能力的化合物也具有致突能力，而某些致突劑也是劑（因為DNA是它們共同的細胞衰老（caducity）老化（aging未分化的胚胎cell受損 death已分化的胚胎cell受損 birthdefectmalformation畸形ofstructureand未知疾?。╱nknowndisease）突變的consequencesof突變?nèi)Q于化學毒物作用的靶細胞是生殖細胞還是體細胞如果是體細胞其影響僅體現(xiàn)①顯性致死→不能或合子在著床前，或著床后早期胚胎②致死→需純合子或半合子才能出現(xiàn)。如果是雜合子，則不出現(xiàn)：①有腫瘤、衰老、動脈粥樣硬化及致畸等，其中最受關(guān)注的是腫瘤。當原癌突變②已分化的胚胎細胞受損→與死胎、③未分化的胚胎細胞受損→功能或結(jié)構(gòu)畸形，甚至引起或死胎六、Methodsofassessment(評價方法)Genotoxicitytesting遺傳毒性實驗:----ingenemutationsinbacteria(Amestest)原核生物突chromosomaberration(humanoranimalcells)or+/-metabolic inmicronucleus?(chromosomedamageinbonemarrow Amestest(p332)細菌回復突變實驗（e.g鼠傷寒沙門菌（至突變物PCB清液（s-9fraction）Amestest可以測定①堿基置換②移碼突變（SCE（p340）對于的細胞，如將5溴脫氧尿嘧啶核苷（s-Brdu）加入合成的DNA原料中，經(jīng)過另一GimsaBrdu的染色單體淺淡單股含Brdu深普通光學顯微鏡下可清晰分辨交換的染色單體計數(shù)數(shù) 微核與損傷有關(guān)是或染色單體的無著絲點斷片或紡錘絲受損傷而丟失的整子細胞的胞質(zhì)內(nèi)因為其核小故稱微核測定引起斷裂或干擾有絲的化學物質(zhì)一、

togenarexenobioticsandotherfactorsthatcausemalformationandthedeveloconceptus.Itmustincreasesignificantlytheoccurrenceofabnormalities,eitherstructuralorfunctional,intheoffspringafterbeingadministeredtoeitherparentbeforeconception,tothefemaleduringpregnancy,ordirectlytothedevelofetus,itmustproduceanadverseeffectatanexposurelevelthatdoesnotinduceseveretoxicityinthemother.3、發(fā)育毒性（developmentaltoxicity）生前經(jīng)父體（或）接觸外源性理化因素引起的在子代到達成體之前出現(xiàn)的有害作用，包括：結(jié)構(gòu)畸形，生長遲緩，功能及二、致畸的基本原則Generalprinciplesof1、遺傳因素影響（genetic致畸物③環(huán)境中有害因子的作用方式2、關(guān)鍵期（critical同一時間給同一物質(zhì)引起不同結(jié)構(gòu)畸形（關(guān)鍵期交叉（pre-embryonicor（著床前丟失胚胎期Weeks3-8期硬腭閉合-分娩3、發(fā)生機制（initiating↓↓Toofewcellsorcellproductsfornormalmorphogenesisordifferentiation(分化↓4、異常發(fā)育（abnormaldevelo5、進入胚胎或的途徑（accesstoembryoandfetus）另有些化學物質(zhì)通過血液進入胎盤，并被胎盤組織激6、劑量反應關(guān)系（dose-responserelationship）Threshold（閾值）or“no-effect”level致畸物，胚胎可修復，否則產(chǎn)生致畸作用（過多量會導致（or中劑量，破壞細胞在臨界值以下三、發(fā)生機制（initiatingmechanismof 2、異常（chromasonalabnormalities3、有絲干擾（mitotic4、對核酸功能的影響（interferoncewithnucleicacidfunction）致畸物質(zhì)干擾DNA、轉(zhuǎn)錄、翻譯。suchasDNA聚合酶；5-雜氮脫氧胞苷——影DNA甲基化；6-DNA上鳥嘌呤、腺嘌呤的結(jié)合。致畸物低劑量時，可致機體生長遲緩；高劑量時，可抑制蛋白質(zhì)合成，從而使胚胎5、營養(yǎng)缺乏（nutritionaldeficiencies）or底物的缺乏。輸（rodentandrabbits）6、能量代謝（deficientoralteredenergy葡糖糖供應↓（飲食缺乏，誘發(fā)低血糖by胰島素，，磺胺）抑制電子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)（組織缺O(jiān)2，化物，二脂基酚）7、滲透壓改變（changesin8、細胞膜改變（changesincellmembers）Agents（二甲基亞砜→DMSO，VitA過多）→cell9、酶抑制（enzyme抑制：生長發(fā)育的酶、與DNA修復有關(guān)的酶、紡錘體形成的聚合酶等。（突變）遺傳因素、異常、環(huán)境因素，多因素交互作用和其它未知因素葉酸拮抗劑（氨蝶呤）30%存活，其中大多結(jié)構(gòu)畸形（or缺損、腭雄：孕酮→女性胚胎Intrauterineexposuretoabnormalhormonclevelsmaycausedabnormal反應停（①符合可診斷為FAS（胎心綜合癥）orFAE（效應）mercuryCMV(巨細胞)和皰疹→CNS己烯雌酚（DES）→15—22歲年輕女性發(fā)生引導透明細胞癌（經(jīng)胎盤A酸（A過多）togenicitytoxicity（embryotoxicity毒性fetoxicity：指形成期結(jié)束后的因素的任何毒性表現(xiàn)包括、體重下①遺傳因素的影響：對致畸的易感性依賴于孕體的及其與有害環(huán)境因子相互作用的方②關(guān)鍵易感期criticalperiods:對致畸的易感性隨著對有害因素的發(fā)育時期的不同而變④異常發(fā)育：異常發(fā)育的四種表現(xiàn)：、畸形、生長遲緩、功能缺⑦隨著劑量的加大，異常發(fā)育表型的頻率和程度增大，以無作用到全部致 作用（carcinogenesis【Thecourseofcarcinogenesis作用的過程】物作用+促癌劑長期慢性作用→腫瘤細胞生長（數(shù)量↑間期↓）bindtoDNA版本二：化學過程：threestagesofc。（c（⑥D(zhuǎn)NA（promotion（促進形成腫瘤細胞生長的作用階段，由促進劑的參與（⑦促進劑是非親電子物質(zhì)，不與DNA結(jié)合、本身沒有作用）①物作用后，促癌物的作用是長期、慢性的，才能引起腫瘤②物單獨作用一般不會引起腫瘤，即僅有物是不夠的③只有促癌物的慢性作用而沒有物的作用也不會④物與促進劑的作用先后次序十分重要，必須在促生長之前⑤物產(chǎn)生的作用是不可逆的，促進在早期階段的改變是可逆的演變階段二、Initiation-promotionModel(八大特點tumor（Xtumor，但如長期重復給予，也可在缺乏促癌劑情況下引起（X→N）引起了tumor（X 啟動劑與促癌劑作用先后次序十分重要，啟動劑必須在促癌劑之前，否則不引起（PPPPP時間間隔，則很少引起tumor（X /啟動劑 \促癌階 可/\三、促癌劑例子（examplesofpromoters是膽汁酸，如高脂飲食與結(jié)腸癌有相關(guān)性，本質(zhì)有膽汁酸參與（Cocarcinogenesis（SomeproposedmechanismsofCacarcinogenCa物，如黃曲霉毒素、苯并（a）或及苯等.carcinogenesisCa物按作用機制分為兩大類{遺傳+非遺傳（carcinogens進入細胞后與DNA共價結(jié)合，引起機體遺傳物質(zhì)改變，導變的化學物質(zhì)。GenotoxicchemicalsarechemicalsthatarecapableofdamageingormodifyingCaCaCa，如各種烷化Cacarcinogens包括促進劑（CaCa物之后再給以促進劑可增強遺傳毒性Ca非遺傳毒性物epigeneticcarcinogens表觀遺傳不作用于機體遺傳物質(zhì)的化學epigeneticcarcinogensexerttheironcogeniceffectbymeansotherthangenotoxicaction.CaCaCaCa物（procarcinogen的代謝產(chǎn)物才具有致Ca作用.前致Ca物是指還代謝活化的形式，即化合物.Chemicalcarcinogensthatrequiremetabolismtoexerttheircarcinogenticeffectare procarcinogen.carcinogensCaCa物.MetabolitesbetweenprocarcinogenandultimatecarcinogensareproximatecarcinogenCa作用的代謝物的統(tǒng)稱.Theproductsthatinctwithcellularcomponentsandareresponsibleforcarcinogenticactivityareultimatecarcinogens.化學致Ga作用的分子機制（p143（oncogene DNAGaDNADNA鏈上的位置和加合物的性質(zhì)決定是否致tumor。①DNA加合物的形成②加合物所在的位置③加合物的性質(zhì)（①②③→DNA突變→Ga變）代謝活化產(chǎn)物or終致Ga物多為含親電子結(jié)構(gòu)的化合物，它能與cell靶分子—生物大DNA突變，部分可惡性轉(zhuǎn)化產(chǎn)生腫瘤。修復的目的是將受損部分去掉，再補上被去掉部分的空缺。DNA修復有兩種：一是正 DNAor修復未完成是DNA開始→堿基錯配、重排、DNA片段移位(修復↓→致cell分化速輻射致Ga（radiationcarcinogenesis） 自由基→DNA損傷→致突變、致Ga變Cell分子在吸收電離輻射能量后電離出e，變?yōu)閹д婋x子，而e可與周圍離子形成負電離癌1潛在2靶分子3表達促進細胞惡性表型的蛋①癌oncogene指一類在自然或?qū)嶒灄l件下具有誘發(fā)惡性轉(zhuǎn)化能力的潛在，它們化學導致Ga+物作用的主要靶分子，在cell過程中起關(guān)鍵作用。Oncogene實質(zhì)上是一類被激活的，所指導合成的蛋白能促進cell惡性表型的形成。具有重要生物學功能(調(diào)控細胞生長分化，醋精細胞、增殖等)。原Ga在進化過程cellcell發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的就是oncogene，只有物理和生物等致Ga因素作用于cell后引起proto-oncogeneoncogenecellGa變。瘤抑制（tumorsuppressorgene、腫瘤易感（tumorsusceptibilitygene這類對cell的生長、增殖和分化起負調(diào)節(jié)作用，即抑Ga作用，只有當它自身不表達或p53cellG1H2的進行。Ifonecopyofthetumorsuppressorgeneisinactivated,thecellisnormal,butifbothcopiesareinactivated,loseofgrowthcontrolcanoccur, yingacriticalroteinthecarcinogenicprocess.△正常cell轉(zhuǎn)化為腫瘤cell最少涉及兩類 的遺傳學改變，即Ga和抑Ga的改Ca作用的分子機制（問Pr的親核共價結(jié)合形成DNA加合物，導致DNAmutation，部分mutation可致tumor.DNArepairDNA損傷修復能力下降或發(fā)生錯誤修復（DNA部分扔可能在結(jié)構(gòu)和功能上有缺陷）tumor.radiationcarcinogenesis(輻射作用oncogene(癌)、proto-oncogene（原癌、anti-oncogene（抑癌形式普遍存在于機體組內(nèi)，所指導合成的Pr，能夠促進cell惡性表型的形成.②proto-oncogene:Ca的遺傳信息，在正常情況下它呈靜止proto-oncogene在進化過程中高度保守，只有在受到理化等因素作用后，發(fā)生突變并使又稱為tumorsuppressorgene（腫瘤抑制）Ifonecopyofthetumorsuppressorgeneisinactivated,thecellisnormal,butifbothcopiesareinactivated,lossofgrowthcontrolcanoccur,yingacriticalroleinthecarcinogenicprocess.testsch