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06第5章 影响毒性作用的因素


麻醉作用增强,其后因水溶性过小,麻醉作用 反而减弱;甲醇、丁醇、戊醇的毒性较乙醇、 丙醇大;甲醛在体内可转化成甲醇和甲酸, 毒性较大;随后的高级脂肪醇毒性逐渐减小。 分子中不饱和键增多,活性增大而毒性增强。 如对眼结膜的刺激作用,丙烯醛大于丙醛, 丁烯醛大于丁醛。
1.1.2 烃基与卤素取代
对非烃类化合物分子中引入烃基,使脂溶性增高, 易于透过生物膜,毒性增强。但烃基结构可增加毒 物分子的空间位阻,从而使毒性增强或减弱。 卤素有强烈的吸电子效应,结构中增加卤素使分子 极性增加,更易与酶系统结合,使活性增强。如氯 化甲烷对肝脏的毒性强弱顺序为:CCl4>CHCl3> CH2Cl2 > CH3Cl> CH4 ,麻醉作用的强弱顺序为 CHCl3> CH2Cl2 > CH3Cl> CH4 。
1.6 溶剂
有的溶剂和助溶剂可改变化合物的理化性质
和生物活性。如DDT的油溶液的毒性比水溶液 要大得多,敌敌畏和二溴磷的丙二醇溶液比 吐温-80溶液的毒性要大,因丙二醇的烷氧基 可与该两种毒物的甲氧基发生臵换而生成毒 性更强的产物。 因此,在产品生产时一般应尽可能选用无毒、 与活性成分不发生反应的溶剂或助溶剂。
对毒物的反应,也可影响毒物的理化性质, 因而可影响毒物的毒性。主要环境因素有: 2.1 温度 2.2 湿度 2.3 气压和光线 2.4 其他化合物的同时存在
2.1 温度
气温升高可使机体的毛细血管扩张,血液循环加快、 呼吸加速,经皮和呼吸道吸收的化合物的吸收速度 加快。毒物的毒性增强。 气温升高也可使出汗增加,氯化钠经汗液排出增加, 胃液分泌减少,胃酸降低,影响化合物经胃肠的吸 收,急性毒性减弱。但同时尿液减少而使化合物的 排泄减慢,慢性或亚急性毒性增强。 温度过高,机体对毒物的耐受力降低,对毒物的清 除能力也降低,因而毒性增强。
1.1 化学结构
毒物的构-效关系有助于预测新化合物的毒性。
1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4
1.1.5
1.1.6
同系物的碳原子数与分子饱和度 烃基与卤素取代 羟基和氨基 酸基和酯基 构型 有机磷
1.1.1 同系物的碳原子数与分子饱和度
烷烃中从丙烷开始至庚烷,随碳原子数增加,

1.5 毒物的剂型
毒物进入机体,首先需与其吸收面接触。其
接触的速度和量与毒物的分散度及在吸收面 的体液中的溶解度密切相关。 不同剂型的毒物,因其分散度和固体毒物的 崩解、溶出及溶解度不同,而影响其毒物吸 收的量和速度,进一步影响其毒性。 一般气体型毒物吸收快,其次是真溶液型, 固体型吸收较慢。
3 机体因素
3.1
生理方面的因素 3.2 病理方面的因素
3.1 生理方面的因素
3.1.1
3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5
年龄 性别 身体比重与精神因素 生理周期变化 遗传差异
3.1.1 年龄
老年人:对毒物的耐受力差,毒物一般对其
表现较强的毒性;对毒物的生物转化和排泄 能力均差而影响毒性;体内脂肪含量较高, 亲脂性毒物易蓄积。 婴幼儿及儿童:对影响水盐代谢、神经、血 液及造血系统功能的毒物较敏感;生物转化 酶发育不完善而影响毒物的毒性;血脑屏障 功能发育不完善,对中枢神经毒物的毒性增 强。
3.2 病理方面的因素
机体在患病时对毒物的耐受力及毒物在机体
的过程存在较大差异,因而影响毒物的毒性。 其影响因素包括: 疾病的性质; 疾病的病理生理发展过程; 遗传病理:功能缺陷与过敏; 药物性病理。
思考题
1
毒物接触途径与吸收快慢的顺序是什么? 2 哪些主要环境因素可影响毒物的毒性? 3 哪些化学结构可影响毒物的毒性?
3.1.5 遗传差异
代谢酶的多态性:无论是Ⅰ相酶还是Ⅱ相酶
均存在多态性。因而影响毒物的代谢过程而 影响毒物的毒性。 种属差异:不同种属的动物,对毒物的耐受 力差异的原因很多,但主要原因是毒物代谢 酶的差异。如食草动物对氰化物的解毒能力 较强,使对其耐受力增强。又如黄种人中存 在快乙酰化和慢乙酰化的差异,而对酒精的 解毒能力存在差异。





其他外来化合物可来自食品(包括水)、药品和空气。 它们可能因与毒物发生理化反应而改变毒物的理化性质,会 影响毒物的吸收、分布、生物转化、排泄及生物活性,从而 影响毒物的毒性。 它们也可能通过影响机体的机能状态而影响毒物的毒性。 毒物与其它化合物同时存在相互影响的结果包括: 相加作用:同性质作用的相加(1+1=2); 协同作用:同性质的作用比单独存在时增加(1+1 > 1); 拮抗作用:同性质的作用减弱; 独立作用:各自独立的毒性作用同时存在。

1.1.3 羟基和氨基
芳香族化合物中引入羟基,分子极性增强,毒性增 强。如苯引入羟基成苯酚后具弱酸性,易与蛋白质 分子的碱性基团结合,与酶蛋白有较强的亲和力, 毒性增大。多羟基的芳香化合物毒性更强。 脂肪烃引入羟基成为醇类,麻醉作用增强,并可损 伤肝脏。 胺具有碱性,易与核酸和蛋白质的酸性基团反应, 易与酶发生作用。胺类化合物活性强弱依次为伯胺 (RNH2)> 仲胺(RNHR’)>叔胺(RNR’R’’)。

2.2 湿度
湿度增大,可使毒物经皮吸收速度加快。
湿度增大,汗液蒸发困难,皮肤表面的水合
作用加强,水溶性强的化合物可溶于皮肤表 面的水膜而被吸收;同时也延长了化合物与 皮肤的接触时间,是吸收量增加。 在高湿环境下,某些化合物可改变其形态, 如SO2可转化为SO3和硫酸,使毒性增大的物理性质可影响其毒性,其主要物
理性质包括: 1.2.1 油/水分配系数 1.2.2 电离度 1.2.3 挥发度和蒸汽压 1.2.4 分散度
1.2.1 油/水分配系数
油/水分配系数是物质在油相和水相溶解达到平衡 时的平衡常数。 前述其直接影响化合物的吸收、分布、转运、代谢 与排泄过程,故与毒性大小密切相关。一般脂溶性 高的易于吸收而不易排泄,在体内停留时间长而毒 性大。如有机汞化合物的脂溶性大小与其神经毒性 大小顺序为:甲基汞>苯基汞>醋酸汞 >氯化高 汞。 化合物一般在体液中的溶解度越大毒性越大。如砒 霜(As2O3 )的溶解度与毒性较雄黄(As2S2 )大。

1.4 毒物进入机体的途径
接触化学毒物的途径不同,则吸收、分布不同,其 生物转化、毒性的性质和程度也不同。 一般毒物接触途径与吸收快慢的顺序为: 静脉注 射>呼吸道吸入> 腹腔注射>肌肉注射> 口服> 皮肤接触。 值得注意的是口服时具有首过消除效应,它不仅可 影响毒性反应的快慢和程度,也可能影响其性质。
气压的高低可影响毒物的毒性。不同的毒物
可因气压的变化,可能使毒性增强,也可能 使毒性降低。如在高原低气压下,氨基丙苯 的毒性增强,而士的宁的毒性降低。 光线的照射,可使化合物发生化学反应,而 出现毒性变化。如某些氮氧化物和醛类,在 光照下可转化为毒性更强的光化学烟雾。
2.4 其他化合物的同时存在

1.3 不纯物含量
工业化学品种往往混有溶剂、剩余的原料、原料中 的杂质、合成副产物等;成品中往往含有赋形剂和 添加剂等。 这些杂质也可能影响化合物的毒性,包括影响其强 弱和毒性性质。 有些化学原料或成品中的杂质的毒性比有效成分的 毒性还要大。如除草剂2,4,5-T的致畸性主要是 其所含杂质四氯二噁英(TCDD)所致。
机体内的酶对化学物质的构型有高度特异性。当化 合物为不对称分子时,酶只能作用于一种构型。 同分异构体:毒性一般对位>邻位>间位。如二甲 苯、硝基酚、氯酚等。但也有例外,如邻硝基苯醛 的毒性大于对硝基苯醛。 旋光异构体:受体或酶多只与一种旋光异构体结合 产生生物效应。且多以左旋体(L-型)与受体或酶 结合产生效应,如L-吗啡。少数以右旋体(D-型) 与受体或酶结合产生效应,如D-尼古丁较L-尼古丁 的毒性大。
3.1.2 性别
性别对毒物的影响主要见于性成熟机体,主要原因 是性激素的不同和生殖器官的差异。 一般雌性机体比雄性对毒物更敏感,如苯、二硝基 酚、对硫磷等。但也有些毒物对雄性毒性大,如铅、 乙醇、马拉硫磷。 雌性激素可抑制毒物的生物转化。 雄性激素可促进毒物的生物转化。 女性月经期、孕期对影响水盐代谢的毒物敏感。
第5章 影响毒作用的因素
外源性化合物的毒性作用受许多因素的影响,
其对外源性化合物的安全性评价、毒理学研 究的设计及其资料的评估十分重要。 1 毒物因素 2 环境因素 3 机体因素
1 毒物因素
1.1
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
化学结构 理化性质 不纯物含量 毒物进入机体的途径 毒物的剂型 溶剂 毒物的浓度与容积
1.7 毒物的浓度与容积
一般在等同剂量下,溶液浓度较高的急性毒
性作用强,溶液浓度较低的慢性毒性强。 原因可能是,浓度高时吸收速度快,短时间 内毒物吸收的量大,血内浓度升高较快,峰 浓度高。而浓度低时吸收充分,即吸收率较 高,故慢性蓄积的可能性越大。
2
环境因素
环境因素可影响机体的机能状态而影响机体

1.1.6 有机磷



有机磷杀虫剂一般为五价磷化合物,其结构通式为: R’ (O) Y(O、S) P R’’(O) X R’、R’’为烷基,其碳原子数越多毒性越强,如异丙基>乙基 >甲基。 Y为氧时较为硫时的毒性大。 X为苯基时,其毒性与苯环上的取代基性质有关,毒性大小 顺序为: -NO2>-CN> -Cl>-H>-CH3 >-C4H9>-CH3O >NH2。若同为-NO2,则与取代位臵有关,一般对位>邻位> 间位。

3.1.3 身体比重与精神因素
身体比重轻者,表明其脂肪组织所占的比例
较高,亲脂性毒物易于蓄积而产生蓄积毒性。 作用于神经系统的毒物受精神因素的影响大。
3.1.4 生理周期变化
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