搜索
生态毒理学第三章毒物吸收途经与动力学原理第一节毒物的吸收过程一、跨膜过程毒物要透过至少一层细胞膜才能进入生物体。1。被动转运：物理作用（简单扩散，滤过）2。特殊转运：生物作用（异化扩散，主动转运）膜（镶嵌）蛋白：载体蛋白（转运蛋白）、结合蛋白3。内吞作用（endocytosis）：生物膜变形（胞饮，吞噬）第一节毒物的吸收过程第一节毒物的吸收过程二、吸收污染物透过生物膜进入血液循环的过程，或指污染物透过细胞膜进入细胞的过程（相对于吸附）。三、分布环境污染物随血液或其它液体的流动，分散到全身个组织细胞的过程。屏障：细胞多层、密致四、排泄肾脏排泄为主，还有胆汁排泄（乳化作用）。第二节毒物的吸收方式一、皮肤吸收比其他上皮组织慢，却是一些外源化合物进入体内的重要途径。有机溶剂特别是一些既有水溶性又有脂溶性的小分子，如二甲基亚砜（DMSO）、氯仿、甲醇，通过与脂类物质相溶而穿过表皮。这种作用使其他化合物可以作为溶质被吸收，从而加剧了皮肤的通透性。第二节毒物的吸收方式二、肺吸收肺吸收的毒性物质一般是气体肺对气体的吸收很大程度上取决于气体的水溶性血/气分配系数：化学物质在血液中的浓度和在空气中浓度的比值。血/气分配系数小的气体如臭氧，很快与血液达到平衡，在此情况下血液中化学物质承载量受血流速度影响。肺中出现入侵化学物质和微粒，刺激各种特异免疫细胞，如巨噬细胞内产生趋化现象和噬菌细胞活性。第二节毒物的吸收方式三、腮吸收腮是水生生物的基本呼吸器官，特征是具有很薄的上皮组织，缩小外界有氧环境和内部体液之间的距离。腮具有离子和渗透调节等重要功能。海水鱼喝水，淡水鱼不喝水腮表面由一层到多层紧密联结的上皮细胞构成，并允许胞外溶剂和溶质通过。其细胞膜结构与肺上皮相似。许多生物的腮部还有一种分泌粘液主要起保护作用的细胞。对鱼来说，粘液富含糖蛋白，形成能阻挡一些微量金属的多阴离子保护层。第二节毒物的吸收方式四、消化道吸收通过消化吸收是多细胞动物吸收毒物的一个主要途径。因为分子吸收是肠胃系统的主要功能。化学物质吸收可以发生在消化系统从口腔到直肠的全程，但哺乳动物的吸收主要在小肠完成。胃肠区具有特殊的转运系统，运输氨基酸、脂肪酸、糖类、铁、钠、钙等营养，而大多数化学物质却是通过扩散吸收的。胃肠道吸收可以通过胞饮作用，吸收直径只有几纳米的小微粒，经淋巴系统进入循环系统。第二节毒物的吸收方式五、植物对毒物的吸收有毒化学物质通过叶或根的吸收进入植物或附着在叶表面的蜡质上。迁移速度和靶位置由毒物的物理化学性质和环境情况（包括温度，湿度，紫外线暴露，叶边界层厚度等因素）决定。陆生维管植物可以通过叶片气孔摄入气态的污染物，或摄入干湿沉降的污染物。毒物植物的吸收路径SO290％被气孔吸收。NH3/NH4在许多欧洲国家，干沉降和湿沉降各占50％，湿沉降的N被根系吸收，而NH3通过气孔进入植物并溶解在叶内形成NH4。CO通过气孔吸收，路径与SO2吸收相一致。F毒物以颗粒态或气态HF的形式存在，通过气孔进入到老的或风化的的叶片中，并溶解在包围叶肉细胞的水中，通过蒸腾作用流到叶的边缘而引起坏死。H2O2主要通过气孔以气态形式进入，毒物进入细胞壁的液态基质中的一个叫作apoplastic非原质体的区域半挥发性有机物质吸收的方式取决于亨利常数（与挥发性有关）和辛醇：水分配系数（与脂溶性有关），四氯联苯以气态形式迁移到生物体，吸附于颗粒和气溶胶上的多氯联苯，通过沉积过程和挥发为气态而被转移，从气孔进入和溶解在蜡质中是许多半挥发性物质和PCBs进入的重要途径。2,4-D（除草剂）高水溶性和低的亨利常数决定其通过根部吸收并通过蒸腾作用转移至叶片（Paterson等，1994）。毒物植物的吸收路径汞毒物以自由气态形式（也可以是粒子结合态）迁移同时被氧化，并且通过干解和湿解过程转化为离子和颗粒状态而除去。来自熔炼的痕量金属主要通过根部从土壤中吸收。也可以通过树皮进入树木（或通过叶片），经过韧皮部到木质部而被转运。放射性核素（例如134,137Cs、210Pb、210Po）没有表皮的地衣主动吸收，特别是多叶的和具有菌体的种类。地衣没有根系统，主要从大气中通过沉降和机械捕捉而吸收。第三节毒物动力学一、毒物化学动力学阶段：体内分布过程也称毒理宏观动力学（Toxico-kinetics）阶段，包括了毒物被吸收至生态系统生命组分或生物体、机体体液的运输、组织及器官内的分布及累积、毒物的生物学转化与代谢、毒物的排除以及有机体代谢物的排除。第三节毒物动力学1.一室模型吸收时：排出时：k1k2CBCMBMCkCkBdtdC21tkMBeCkkC2121tkBeCC20第三节毒物动力学2.二室模型通常在毒物快速进入的情况下（如注射），毒物在血浆中的浓度时间函数为一曲线而并非直线，原因是毒物被分配到多室中。最简单的情况是二室模型，在此模型中毒物很快地分配到血浆和组织中去，但是毒物的排出和代谢（统称为清除）过程更加缓慢。这种模型的微分方程如下：dCp/dt＝k21CT－k12CP－k2Cp积分得到：CP＝Ae－αt+Be－βt第三节毒物动力学二、毒物生物动力学阶段：体内效应过程也称毒理微观热力学（Toxico-dynamics）阶段，是指以包含了分子、离子或胶体形式存在的毒性物质与细胞上或细胞内部的特定作用部位（即受体）的交互作用，最后乃产生毒性效应。第三节毒物动力学毒性微观热力学（Toxico-dynamics）毒性宏观动力学（Toxico-kinetics）细胞毒性毒物分子暴露于污染物吸收再分布积累生物转化排泄第三节毒物动力学三、致死体内含量（临界体内残留量，CBR）大部分实际的毒性生物测试法均基于环境中的化学物暴露浓度而非剂量。这种生物测试法事实上并不能反映毒物环境暴露的路径（例如，从食物或微粒中吸收的毒物远比可溶性毒物的累积要重要）。在水生毒理学中，LBB（lethalbodyburden）被定义为生物体死亡时其体内毒物的摩尔浓度。LBB方法的重要性在于，它的目标是将毒性与被测生物体内实际组织中的毒物浓度等同起来。LBB能与一级毒物代谢动力学模型连用，通过暴露信息（浓度、时间）来确定LC50值。LC50值将随暴露时间的增加而减小，直到生物体内的化合物浓度与食物中浓度达到平衡，此时LC50达到最终值而不再变化。作业2用研究实例说明得到LC50的方法和过程；分析这种毒性评价方法的优、缺点。（10月30日以前交）