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环境毒理学

第一章绪论1.环境毒理学:是研究环境污染物,特别是化学污染物对人体和人群,以及相关生物的损害作用及其机理的科学。

2.外源化学物:不是人体的组成成分,也非人体所需的营养物质,或维持正常生理功能所必需的物质,但它们可通过一定途径与人体接触并从环境中进入人体。

3.生态毒理学:是研究物理、化学和生物因素,特别是环境污染物对非人类生物个体和群体以及生态系统的损害作用及其规律的科学。

4.环境易答基因(环境易感基因):人类的某些基因对环境因子具有特定的反应,这些反应影响着人体对有害环境因子(特别是环境化学物)的易感性。

5.人群调查:是环境毒理学广泛采用的研究方法。

即采用医学流行病学的调查方法,根据动物试验的结果及对环境化学物毒理作用的预测或假设,选用适当的观察指标,对接触该环境化学物的人群进行调查,分析环境污染与人群健康损害的关系。

第二章环境化学物的生物转运和生物转化1.生物转运:环境化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理,均是反复通过生物膜的过程,统称为生物转运。

2.生物转化(代谢转化):环境化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程,称为生物转化或代谢转化。

3.ADME:吸收(absorption),分布(distribution),代谢(metabolism),排泄(excretion)4.许多化学物质在溶液中呈离子状态时脂溶性低,不易通过生物膜;反之容易。

解离度越大,越难通过。

体液的pH可影响弱酸和弱碱的解离度。

5.吸收(1)经消化管吸收①有机酸主要在胃内被吸收,有机碱主要在小肠内吸收②消化管对环境化学物的吸收过程,受很多因素的影响:消化管中的多种酶类和菌丛,可使某些化学物转化成新的化学物而改变其毒性;胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态都会影响消化管对环境化学物的吸收;环境化学物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。

(2)经呼吸道吸收颗粒物的吸收主要受颗粒大小的影响。

颗粒物直径大于10m者,因重力作用迅速沉降,被吸入后因惯性碰撞而大部分沉积在上呼吸道;直径5~10m者因沉降作用而大部分阻留在气管和支气管;直径为1~5m者可随气流到达呼吸道深部,并有部分到达肺泡;颗粒直径小于1m 者,可在肺泡内扩散而沉积下来。

(3)经皮肤吸收①环境化学物经皮肤吸收主要通过两条途径:一是表皮,二是毛囊、汗腺及皮脂腺②环境化学物通过表皮吸收需通过三层屏障:表皮角质层,连接角质层,基膜③表皮吸收的影响因素:化学物透过角质层的速率与化学物相对分子质量的大小、脂/水分配系数及角质层的厚度有关;不同种属的动物表皮通透性不同,可能与其角质层的厚度不同有关;高温促进皮肤血液和间质液流动,使化学物较易被皮肤吸收;角质层损伤因子。

6.同一种环境化学物在体内各组织器官的分布是不均匀的,不同的化学物在机体内分布情况也不一样7.浓集或蓄积的部位可能是其主要毒性作用部分即靶器官(有的化学物对其积聚的部位可直接发挥毒性作用,该部位称为靶部位,即靶组织或靶器官),也可能不呈现毒性作用而成为贮存库(有的部位化学物含量虽高,但未显示中毒效应,这些部位称为该化学物的贮存库)8.化学物在体内的组织器官起始分布取决于血流量,而最终分布取决于化学物与组织、器官的亲和力9.(问答题P13)导致环境化学物在体内分布不均匀的另一重要因素是在体内特定部位存在的,对外源化学物转运有阻碍作用的体内屏障10.有毒物质在体内贮存的毒理学意义:一方面对急性中毒有保护作用,贮存库使毒物在体液中的浓度迅速降低,减少了到达毒作用部位的毒物量;另一方面贮存库可能成为一种在体内提供毒物的来源,具有慢性致毒的潜在危害。

11.化学物的贮存库:血浆蛋白,肝和肾,脂肪组织,骨骼组织12.生物转化具有两重性13.生物转化过程有4种反应类型:氧化、还原、水解和结合14.氧化、还原和水解反应是外源化学物经历的第一阶段反应(第一相反应),化学物最后经过结合反应,即第二阶段反应(第二相反应)后,再排出体外15.水解反应是许多有机磷杀虫剂在体内的主要代谢方式16.外源化学物经第一相反应后已具有羟基、羧基、氨基、环氧基等极性基团,极易与具有极性基团的内源性化学物发生结合反应17.外源化学物可直接发生结合反应,也可经第一相反应后在发生结合反应(第二相反应)。

经过第一相反应,外源化学物分子中出现了极性基团,极性增强,水溶性增高,易于排出体外;同时原有生物活性或毒性也降低或消失。

经过第二相反应,外源化学物的理化性质和生物活性发生了进一步变化,特别表现在极性的增强和水溶性的增高上,从而易于从体内排泄,原有的生物活性或毒性也进一步减弱或消失。

18.结合反应分为:葡萄糖醛酸结合,硫酸结合,谷胱甘肽结合,乙酰结合,氨基酸结合,甲基结合19.影响生物转化的因素:物种差异和个体差异,饮食营养状况,年龄、性别等生理因素,代谢饱和状态,代谢酶的抑制和诱导第三章环境化合物的毒性作用及其影响因素1.毒物:是指在一定条件下,较小剂量就能引起生物机体功能性或器官性损伤的化学物质2.危险度:也称危险性或风险度,是指在一定暴露条件下化学物导致机体产生某种不良效应的概率,即指某种物质在具体的接触条件下,对机体造成损害可能性的定量估计3.剂量:既可指给予机体的或机体接触的外源化学物的量,又可指外来化学物吸收进入机体的量4.致死剂量:是指以机体死亡为观察指标而确定的外源化学物的剂量(1)绝对致死剂量:指能引起所观察个体全部死亡的最低剂量(2)半数致死剂量:又称致死中量,指引起一群个体50%死亡所需的剂量(3)最小致死剂量:指仅引起一群个体中个别个体死亡的最低剂量(4)最大耐受剂量:指在一群个体中不引起死亡的某化学物的最高剂量5.效应:是指一定剂量外源化学物与机体接触后所引起的机体的生物学变化反应:是指机体与一定剂量的外源化学物接触后,呈现某种效应并达到一定程度的比例6.(图表题P47)剂量-效应关系和剂量-反应关系:直线形,抛物线形,S形7.毒性作用的类型:局部和全身毒性作用,速发和迟发毒性作用,可逆和不可逆毒性作用,变态反应,特异体质反应8.(计算题P49)联合作用系数(K)=混合物预期LD50/混合物LD50。

K值在0.4-2.5之间为相加作用,K<0.4为拮抗作用,K>2.5为协同作用。

9.环境化学物的联合毒性作用类型:相加作用,协同作用,增强作用,拮抗作用,独立作用10.毒性作用的机理:干扰正常受体-配体的相互作用,细胞膜损伤,干扰细胞内钙稳态,干扰细胞能量的产生,自由基与脂质过氧化,与生物大分子结合,选择性细胞致死,非致死性遗传改变11.接触条件:接触途径(P62),溶剂,毒物浓度和容积,交叉接触第五章环境化学物的特殊毒性及其评价1.遗传物质发生的可改变生殖细胞或体细胞中的遗传信息,并产生新的表型效应的改变称为突变。

突变可在自然条件下发生,称为自发突变。

突变也可人为地或受各种因素诱发产生,称为诱发突变。

环境因素引起生物体发生的突变作用及过程称为环境致突变作用或环境诱变作用2.突变类型:基因突变(碱基替换,移码突变,整码突变,片段突变),染色体突变,基因组突变3.在畸变类型中,小缺失、重复、倒位、平衡易位等属稳定型畸变,可通过细胞分裂而传递下去,在细胞群中维持,而染色体断裂形成的无着丝点断片、无着丝点染色体环、双着丝点染色体及其他不平衡易位则是不稳定的,由于有遗传物质大的损失或对有丝分裂的妨碍,往往会造成细胞死亡4.致突变的作用机理:DNA损伤、突变;非整倍体及整倍体的诱发;DNA损伤的修复与突变5.生物体DNA损伤修复系统:(1)核苷酸切除修复:是所有生物体内最常见的修复机制。

它可修复几乎所有的DNA损伤类型,包括其他修复机制不能修复的加和物及DNA链间交联等(2)碱基切除修复:通常修补的是单个损伤的核苷酸(3)错配碱基修复:是一种特殊的切除修复形式,通过该机制可去除不正确的碱基配对6.致突变试验的基本类型:基因突变试验、染色体损伤试验、非整倍体试验、DNA损伤试验7.常用的致突变试验:细菌回复突变试验;哺乳动物细胞基因突变试验;染色体畸变试验;微核试验;显性致死试验;小鼠精子畸形试验;程序外DNA合成试验;单细胞凝胶电泳试验;转基因动物致突变试验8.鼠伤寒沙门氏菌回复试验(Ames试验)的实验原理:该试验以鼠伤寒沙门氏菌的组氨酸营养缺陷型菌株为指示生物。

这些菌株的组氨酸操纵子发生了基因点突变,丧失了合成组氨酸的能力。

突变型菌株的自发回变率都很低,但容易被各种诱发因素诱导,回复突变为野生型,即恢复了合成组氨酸的能力,在不含组氨酸的选择培养基上可以生长成可见的菌落。

如果选择培养基上回变菌落数显著地超过了自发回变数,即可判定受试物为鼠伤寒沙门氏的致突变物9.致突变试验成组应用试验组合的原则:①应包括多个遗传学终点②试验指示生物包括若干进化阶段的物种,如包括原核生物和真核生物③应包括体外试验和体内试验④在预测可遗传的危害时,应包括体细胞及生殖细胞的试验10.环境致癌因素包括物理因素(电离辐射等)、生物因素(致瘤病毒等)和化学因素11.化学致癌的遗传机制学说:化学致癌的多阶段学说;化学致癌的癌基因学说(看内容大概)12.■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■・13.非遗传毒性致癌物:促长剂,激素调控剂,细胞毒剂,过氧化物酶体增殖剂,免疫抑制剂,固态物质,助癌物14.P115四条判断标准,阳性结果判断需满足下列反应的一种或数种:①阴性对照组动物出现的一种或数种肿瘤,试验组动物均有发生,但肿瘤发生率高于对照组②试验组动物发生阴性对照组没有的肿瘤类型③试验组动物肿瘤发生早于阴性对照组④试验组每个动物的平均肿瘤数超过阴性对照组15.生殖试验主要有三代两窝生殖试验法和两代一窝生殖试验法16.生殖毒性作用评定的观察指标:在各种毒性生殖试验中,观察下列四个指标:受孕率,正常分娩率,幼仔出生存活率,幼仔哺育存活率17.胚胎毒性:指环境化学物对母体子宫内的胚胎或胎儿产生的毒性作用,轻者生长迟缓或功能发育不全,严重者可导致死亡18.母体毒性:指环境化学物在一定剂量下对受孕母体产生的损害作用19.致畸作用的机理:基因突变和染色体畸变(基因突变的细胞可以是生殖细胞也可以是体细胞,生殖细胞所致的畸形具有遗传性,可遗传给后代;发生突变的体细胞所致的畸变是非遗传性的,仅在子代表现畸形,不会遗传给后代),生物合成的原料和能量不足,细胞毒性作用(当接触剂量较低时,就可引起少量细胞死亡,但其速率及数量可被存活细胞的增殖所补偿,故在出生时并不表现畸形;当接触剂量较高时,在短期内造成大量细胞死亡,胚胎出现无法代偿的严重损伤,则表现出胚胎致死作用),酶的抑制,对细胞膜损伤,非特异性发育毒性作用,母体及胎盘的正常功能受到干扰第六章环境化学物的安全性和健康危险度评估1.安全:是指某种化学物在规定的使用方式和用量条件下,对机体不产生任何损害,包括急性中毒、慢性中毒以及致癌、致畸等远期或潜在危害2.安全性:是一种相对的概念,指在一定的暴露下无危险或危险度很低,其危险度可被社会所能接受3.实际安全剂量:与可接受危险度相对应的暴露剂量称为实际安全剂量4.安全性评价的程序:①第一阶段(急性毒性试验、眼刺激试验、皮肤刺激试验和皮肤致敏试验)②第二阶段(亚急性毒性试验和致突变试验)③第三阶段(亚慢性毒性试验、致畸试验、繁殖试验和迟发性神经毒性试验)④第四阶段(慢性毒性试验、致癌试验和代谢动力学试验)5.环境健康危险度评价的基本步骤:①危害鉴定②剂量-反应关系评定③暴露评价④危险特征分析6.非致癌物的剂量-反应关系评定,一般采用不确定系数法推导出可接受的安全水平(ASL)。

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