✓ 使一些非营养物质的生物学活性降低或消除 （灭活作用，如激素）
但生物转化作用 ≠ 解毒作用：
代谢活化：毒性增强，甚至具致畸/癌性
转化水溶性降低、毒性增加生物活化 (bio-acivation)。生成亲电子剂、自由基、亲 核剂、氧化还原剂。
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2
例
对硫磷
（俗称1605，一种硫代有机磷农药）
生 物 转 化
（2）N–氧化物还原
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(3)偶氮还原反应： R-N=N-R’ R-NH2+R’NH2
脂溶性偶氮化合物（磺胺类药物、偶氮色素 等）：易被肠道吸收，主要在肝微粒体和肠道中还 原；
非脂溶性偶氮化合物：不易吸收，主要在肠道 中被肠道菌丛还原。
某些偶氮色素还原后具有致癌作用。
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3、含硫基团还原反应
二硫化物、亚砜化合物被催化还原。如杀虫剂 三硫磷氧化产物三硫磷亚砜可还原为三硫磷：
(C2H5O)2>PS-S-CH2-SO-C6H4Cl (C2H5O)2>PSS-CH2-S-C6H4Cl
4、无机化合物的还原：AsO43- AsO33-+H2O 砒霜
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5、含卤基团的还原：
与碳原子结合的卤素被氢原子取代。
NH3 + H2O
.
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2） 脱氢酶系
醇脱氢酶：存在于胞液中，醛脱氢酶：存在于肝 细胞线粒体和胞液中，体内醛脱氢酶活性低酒 后乙醛积累酒精中毒。
甲醇:先被代谢成甲醛，进一步生成甲酸，然后转
变为CO2和水。人眼中缺乏醛脱氢酶，所以人接 触甲醇后，生成的甲醛不能被进一步代谢转化而
在眼部积聚，由于甲醛产生局部损伤，反复接触
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5
（一）氧化：最重要的1相反应
氧化反应
微粒体混合功能氧化酶 非微粒体混合功能氧化酶
脂 肪 族 羟 化
芳 香 族 羟 化
环 氧 化 反 应
N脱 烷 基 反 应
O脱 烷 基 反 应
S脱 烷 基 反 应
N羟 化 反 应
金 属 脱 烷 基 反 应
S氧 化 反 应
脱 硫 反 应
氧 化 脱 卤 反 应
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醇醛胺 脱脱氧 氢氢化 酶酶酶
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8
细胞色素P-450催化的总反应： RH＋O2＋NADPH＋H＋
MFOS ROH ＋ NADP＋＋ H2O
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9
2、非微粒体混合功能氧化酶催化的氧化反 应
肝组织胞液、血浆和线粒体中，有一些专一性 不太强的酶，可催化某些外源化合物。
1）单胺氧化酶系 存在：线粒体
反应： RCH2NH2 + H2O →[O→] RCHO +
Cyt P450 血红素蛋白类
Cyt b-5 具有传递电子功能
NADPH-cyt P-450还原酶 黄素蛋白类
NADH-cyt b-5还原酶
传递电子并供电子
黄素蛋白单加氧酶（FAD)
磷脂类
–对膜上各种酶起固定作用， 促进底物的羟 化反应或增强毒 物与cytp450的结合
–促进上述两类酶相互作用
经过Phase I反应，使外源物增加了极性基团， 易与具有极性基团的内源性化合物 （Endogenous)发生结合反应进一步增加 极性和水溶性排泄消除。
6
M FO S
（一）氧化反应 1、微粒体混合功能氧化酶 MFOS(microsomal mixed function oxidase system)： 主要存在于肝细胞内质网中；
–又称微粒体单加氧酶系或细胞色素P-450酶系 特异性低：可催化几乎所有环境化学物的氧化反 应；
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7
(1) 组成：由多种酶构成的酶系统。
可能导致失明。
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一个体重60kg的成年人喝一瓶（500ml） 酒精度为38%的白酒，约需多长时间才 能完全代谢所吸收的乙醇？
500 × 38% ×0.8 ÷( 60 kg × 0.1g/h·kg) = 25 h 500 × 38% ×0.8 ÷( 60 kg× 0.2g/h·kg) = 12.5h
原反应活跃。
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13
1.羰基还原反应
醛类和酮类可分别还原成伯醇和仲醇。
RCHO 醛
RCH2OH 伯醇
RC O R'
酮
RC HO HR'
仲醇
醇脱氢酶
C H3C H2O H
乙醇
C H3C HO
乙醛
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14
2、含氮基团还原反应
(1)硝基还原反应：硝基还原酶，以NADPH或 NADH作为还原剂。
R-NO2 R-NH2
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12
（二）还原反应
定位：微粒体 机体内细胞通常处于有氧状态，以MFOS催化
的氧化反应为主。
但存在局部性还原环境：还原性化学物或代谢 物在细胞内积累；
某些酶可在有氧条件下催化还原反应，如 NADPH-Cyt P450还原酶。
氧化反应的可逆反应：NAD(P)+ NAD(P)H
肠道处于还原环境，存在含还原酶的菌丛，还
粒体、胞液含有多种水解酶
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19
人体主要通过水解反应代谢许多有机磷杀虫剂
脂类水解反应：脂酶在体内广泛分布。
RCOOR’+H2ORCOOH+R’OH 许多有机磷杀虫剂在体内的主要代谢方式： 敌敌畏、对硫磷、马拉硫磷等；拟除虫菊脂类杀 虫剂的降解。
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三、第二相反应（结合反应，Conjugation)： 从极性到亲水性
第三节 有害物的生物转化
一、生物转化的概念
环境化学物质在机体组织或器官中，在 系列酶作用下转化为各种代谢产物的过程。
1、主要器官：
肝（主要）
肾、胃肠道、肺、皮肤、胎盘
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1
2.作用生物转化的意义（结果）
代谢解毒：毒性降低，易于排出体外
✓ 主要是使非营养物质的极性（水溶性）增高， 易于从胆汁或尿液中排除体外
对氧磷
（毒性加强300倍）
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3
生物转化的反应类型
氧化
生
还原
物
转
水解
化 结合
第一相反应 外源化学物
第二相反应
排出体外
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4
二、Ⅰ相反应：
Ⅰ相反应(phase Ⅰ biotransformation)
指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物 暴露或产生极性基团，如-OH、-NH2、-SH、 -COOH等，水溶性增高并成为适合于Ⅱ相反 应的底物。 意义：改变外源化学物的毒效学性质。多数情况 下，导致毒性降低，也可导致毒性增加。
例1：在NADPH-Cyt P450催化下：
CCl4+NADPH CCl3˙+ HCl CCl3˙自由基能破坏肝细胞膜脂质结构，引起肝
脂肪变形或坏死。
例2：F3CH-CH2Br F3CH-CH2˙ F3CH-CH3 破坏肝细胞膜结构。
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（三） 水解反应
酶：水解酶——酯酶、酰胺酶及糖苷酶等 定位：血浆、肝、肾、肠、肌肉和神经组织的微