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2-6 环境毒理学基础理论


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第一节 毒性作用
五、环境化学物的联合毒性作用
1、相加作用 2、协同作用 3、增强作用 4、拮抗作用 5、独立作用
多种环境化学物混合物毒性=A+B+C+… 多种环境化学物混合物毒性>
> A+B+C+…
A无毒,A能使与其同时进入机体的B毒性增强
A和B相互干扰,(A+B)混合物毒性<A毒 性+B毒性
剂量为横坐标,反 应为纵坐标的散点 图
生物体内少见,仅 体外试验存在
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第一节 毒性作用
三、剂量-效应(反应)关系
对称S型曲线 S型(对称、非对称)曲 线较常见
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第一节 毒性作用
四、毒性作用的类型
1、局部与全身毒性作用

局部毒性:环境化学物引起机体直接接触部位的损伤。 全身毒性:环境化学物被吸收后,随血液循环分布到 全身而呈现的毒性作用。如,剂量越大,靶器官、靶 组织增多。
三、排泄
1、经肾随尿液排出
1、肾小球被动滤过: 大部分外来化合物或 其代谢产物均可通过 肾小球滤过进入肾小 管
2、肾小管重吸收
3、肾小管排泄 :即为肾小管主动分泌,此种主动转运可分 为两种系统,一为供有机阴离子化学物质(有机酸)转运; 一为供有机阳离子化学物质(有机碱)转运。
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第一节 生物转运
三、排泄
能与锌、镉、汞、铅结合。如一次染毒铅后 30min,肝中铅的浓度比血浆中高50倍。
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第一节 生物转运
(二)化学物的贮存 3、脂肪组织
有机氯农药和有机汞农药等有机化合物,易被吸收并 贮存在体脂内; 贮存在脂肪中的化学物可降低其在靶器官中的浓度, 但当脂肪迅速消耗时,该化合物在血中的浓度突然增高 而引起中毒。
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第一节 生物转运
(二)化学物的贮存
1、血浆蛋白
进入血液的环境化学物可与血液中的蛋白质,特别 是白蛋白结合,使血浆蛋白成为化学物的贮存库。
与蛋白质结合的化学物不易透过细胞进入靶器官产 生毒性作用,但是也影响化学物的排泄、转化及再分布。
2、肝和肾
肝和肾的细胞中含有特殊的结合蛋白(配体蛋白、 金属巯蛋白),能将与血浆蛋白结合的环境化学物夺取 过来。
4、最大无作用剂量(未观察到有害作用剂量)
maximal no-effect level,MNEL
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第一节 毒性作用
二、常用的毒理学剂量参数:
1、致死剂量
实验中可引起实验动物全部死亡的 (1)绝对致死剂量(LD100) 最低剂量。
(2)半数致死剂量(LD50) 引起一群个体50%死亡所需的剂量。
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第一节 生物转运
一、吸收 3、经皮肤吸收
皮肤对化学物的通透 性较弱,存在脂质屏障。 四氯化碳(肝损害)、 有机磷农药等可经皮肤 吸收,引起中毒。 皮肤吸收的两条途径: (1)表皮(主要部分) (2)毛囊、汗腺、皮 脂腺
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第一节 生物转运
二、分布与贮存
(一)分布
1、定义:环境化学物被吸收进入血液和体液 (水和溶解在水里的物质)后,随血液和淋巴的流 动分散到全身各组织的过程称为分布。
在生物体内发生生物化学变化-氧 化、还原、水解和结合,并形成衍 生物的过程。
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代 谢
排 泄
第一节 生物转运
一、吸收
环境化学物经各种途径通过机体的生物膜进入血液的 过程,称为吸收。
消化管、呼吸道、 皮肤、注射。
①半渗透性薄膜,由细胞膜和 细胞器(线粒体、溶酶体等) 组成; ②主要由脂质双分子层和蛋白 质组成; ③选择性允许某些物质透过; ④生物膜上的酶起催化作用。
2、影响因素:化学物在体内的分布情况与组织 的血流量、亲和力及其他因素有关。



在分布的开始阶段,血液供应丰富的器官化学 物浓度最高,如肝; 随时间延长,分布取决于化学物与组织器官的 亲和力。 如,铅染毒2小时后,约50%剂量的铅分布在 肝内,然而一个月之后,体内残留的铅90%分 布在骨中,与骨盐晶格结合在一起。
A、B、C、…互不干扰,互不影响,各自表 现各自的毒性作用
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第一节 毒性作用
六、毒性作用的机理

靶位点学说 受体学说 共价结合学说 自由基作用学说 其他机理
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第一节 毒性作用
六、毒性作用的机理
1、靶位点学说
(1)靶位点:接触污染物的部位 SO2、NO2 呼吸道 百草枯 肺
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95%胆汁酸可被重吸收
第一节 生物转运
三、排泄
3、其他排泄途径

肺:许多气态外来化合物可经呼吸道排出体外,如CO、 醇类等。非可溶性颗粒物:肺泡细支气管支气管咽 部随痰咳出或进入消化道。 乳汁:有机氯杀虫剂、乙醚、多卤联苯类、咖啡碱和某 些金属都可随同乳汁排出。 头发、指甲:汞、铜、砷等重金属随头发、指甲排出。
你对此类“排毒”的看法。
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第三章
环境化学物的毒性作用及其影响因素 第一节 毒性作用 第二节 影响毒性作用的因素
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第一节 毒性作用
一、基本概念



毒物 毒性 中毒 危险度(risk):危险性或风险度,指某种物质在具
体的接触条件下,对机体造成损害可能性(概率)的 定量估计(概率论数理统计方法),比如剂量-反应关 系。



经口摄入未被胃肠道吸收的化学物经粪便排出。
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外源化学物的体内动态过程
外源 [接触] 化学物
皮肤
[吸收]
血液循环 白蛋白结合型
[分布]
靶器官 (损害) 器官组织

[代谢]
[接触]

消化道
[排泄]
游离型
(贮存)
肾 胆汁
[排泄]

呼气
分泌腺 乳汁、汗

尿
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目前市场上有许多 “排毒疗法”如洗肠、 断食、服用各种胶囊。结合本章内容谈谈
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第一节 生物转运
一、吸收 1、经消化管吸收
消化道是环境化学物的主要吸收途径。 口腔食道胃肠道,起主要吸收作用的是小肠。 胃肠道吸收面积比较:
组织
面积(M2)
口腔
0.02

0.1-0.2
小肠
100
大肠
0.5-1
直肠
0.040.07
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第一节 生物转运
一、吸收 1、经消化管吸收
小肠有极大的表面积, 绒毛和微绒毛可使其表面 积增加600倍左右。 有机酸主要在胃内 吸收,有机碱主要在小 肠内吸收,但小肠表面 积大,也可吸收相对数 量的有机酸。
观察到某种化合物能引起机体开始出现某种损害 作用/某项指标出现轻微效应所需的最低浓度。
4、最大无作用剂量(未观察到有害作用剂量)MNEL
采用目前最灵敏的方法和观察指标,未能观察到 任何对机体损害作用的化学物最高剂量。
一般,最小有作用剂量略高于最大无作用剂量。
通过慢性或亚慢性试验结果确定。制定每日容许摄入量 和最高容许浓度的主要依据
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第一节 生物转运
二、分布与贮存
(二)化学物的贮存
进入血液的环境化学物大部分与血浆蛋白或体内 各组织积聚在特定部位。 有的化学物对其积聚部位发生毒性作用——靶部 位、靶器官(target organ); 有的化学物对其积聚部位不发生毒性作用——贮 存库(storage depot),主要有血浆蛋白、肝和肾、脂 肪组织、骨骼组织。
4、骨骼组织
骨组织中的某些成分与化学物有特殊的亲和力,如 氟化物、铅、锶等能与骨基质结合而贮存其中。如,铅、 锶可取代骨质中的钙而贮存在骨中。体内90%的铅贮存 在骨中。
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第一节 生物转运
(二)化学物的贮存
一些化学物在体内的相对累积
血液 狄氏剂 Pb Hg(NO3)2 Hg(CH3)+ 1 1 1 1 肝 26.3 1.7 2850 1.5 脑 3.32 1.1 6.7 0.8 肌肉 37 0.7 骨 77 肾 6.6 3960 1.7 脂肪 158 -
2、速发与迟发毒性作用
3、可逆与不可逆毒性作用

可逆:停止接触化学物后,毒性逐渐消退。 不可逆:停止接触化学物后,毒性作用继续存在,甚 至损伤进一步发展。
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第一节 毒性作用
四、毒性作用的类型
4、变态反应、特异体质反应


变态反应:机体对环境化学物的过敏反应。表现: 皮肤瘙痒、过敏性鼻炎、哮喘、食物过敏、药物过 敏(青霉素)等。 特异体质反应:由遗传决定的特异体质(无免疫机 制、遗传性缺陷等)对某种化学物的异常反应。如, 对骨骼肌松弛药司可林特异质反应是由于先天性血 浆胆碱酯酶缺乏所致。
白鼠口服 皮肤接触
2-20
呼吸吸入
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职业性接触毒物危害程度分级 GBZ 230-2010
极度 危害 高度 危害 中毒 危害 轻度 危害 轻微 危害
指标 急性经口
LD50(mg/kg)
<5
[5-50)
[50-300)
[300-2000)
≥2000
急性经皮肤 LD50(mg/ kg)
<50 [50-200) [200-1000) [1000-2000)
≥2000
急性吸入气体 LC50 (cm3/m3)
急性吸入粉尘和烟 雾LC50 (mg/m3)
<100 [100-500) [500-2500) [2500-20000) ≥20000
<50 [50-500) [500-1000) [1000-5000)
≥5000
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第一节 毒性作用
三、剂量-效应(反应)关系
(2)靶位点:污染物转化、累积部位。
有机氟游离出的氟离子肾脏吸收蓄积 肾损伤。 溴苯 环氧溴苯 肝细胞的坏死、肾脏损害 (3)与某些酶在体内的分布差异有关。 人眼中缺少将甲醛变为甲酸的酶,因此眼睛对甲醛 的毒性敏感。
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