毒理学 环境有害因素致突变作用
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毒理学基础名词解释:急性毒性(acute toxicity):是指机体(实验动物或人)一次或24小时内接触多次一定剂量外源化学物后在短期内所产生的毒作用及死亡。
蓄积:化学毒物的吸收速度超过代谢与排泄的速度,以相对较高的浓度富集于某些组织器官的现象。
致突变性(mutagenicity):指引起遗传物质发生突变的能力,在一个试验群体中突变率可以定量检测。
致突变作用(mutagenesis):广义概念是外来因素,特别是化学物引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力,而且此种改变可随细胞分裂过程而传递,突变是致突变作用的后果,包括基因突变和染色体畸变。
突变(mutation):遗传结构本身的变化即引起的变异称为突变。
突变实际上是遗传物质的一种可遗传的变异,可分为自发突变和诱发突变。
自发突变是在未知因素作用下、在自然条件下发生的突变,发生率低、发生过程长,与物种进化有关;诱发突变是指认为的造成突变。
遗传毒性(genetic toxicity):指对基因组的损害能力,包括对基因组的毒作用引起的致突变性及其他各种不同效应。
遗传毒理学(genetic toxicology)研究化学性和放射性物质的致突变作用以及人类接触致突变物可能引起的健康效应。
基因库(gene pool):指某一物种在特定时期中能够将遗传信息传至下一代的处于生育年龄的群体所含有的基因总和。
遗传负荷(genetic load):指一种物种的群体中每一个携带的可以传给下一代的有害基因的平均水平。
化学致癌作用(chemical carcinogensis):是指化学物质引起或诱导正常细胞发生恶性转化并发展成肿瘤的过程,具有这类作用的化学物质称为化学致癌物。
发育毒理学(developmental toxicology):研究出生前暴露于环境有害因子导致的异常发育结局及有关的作用机制、发病原理、影响因素和毒物动力学等。
胚胎毒性:分为胚体毒性和胎体毒性或胎儿毒性。
第二章1.外源化学物:是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
2.毒性:是指化学物引1起有害作用的固有的能力。
3.毒物:在一定的条件下,以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能,引起暂时或永久性的病理改变、甚至危及生命的化学物质。
4.靶器官:毒物被吸收后随血流到全身各组织器官,但起发挥毒作用的部位则只限于一个或几个组织器官,毒物直接发挥作用的器宫称为靶器官。
5.生物学标志:是指外源化学物通过生物学屏障进入组织或体液后,对该化学物或其代谢产物、以及它们所引起的生物学效应的测定指标。
6. 暴露生物学标志:是测定组织、体液或排泄物中的外源化学物、其代谢物或与内源性物质的反应产物,作为吸收剂量或靶剂量的指标,可提供有关化学物质暴露的信息。
7.效应生物学标志:指机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标。
8.易感生物学标志:是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标,反映机体先天具有或后天获得的对暴露外源性物质产生反应能力的指标。
9.量反应:此类效应的观察结果为计量资料,有强度和性质的差别,可用某种测量的数值表示。
用于表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化10.质反应:计数资料、没有强度差别,不能以具体数值表示,只能以“+,-:有、无”表示。
如:死、不死。
用于表示化学物引起的某种毒效应产生的个体在群体中的发生比例11.剂量-效应关系:表示化学物的剂量变化与个体中发生的量反应(效应)强度改变之间的关系。
12.剂量-反应关系:表示化学物的剂量变化与某一群体中质反应发生率高低之间的关系。
13.绝对致死剂量或浓度:化学物质引起受试对象全部死亡所需要的最低剂量或浓度。
14.最小致死剂量或浓度:化学物质引起受试对象中的个别成员出现死亡的剂量,其低一档的剂量即不再引起动物死亡。
15.最大耐受剂量或浓度:化学物质不引起受试对象出现死亡的最高剂量。
环境毒理学简答题第一章1、试述环境毒理学的研究对象、任务及内容。
(1)环境毒理学的研究对象主要是对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物。
环境污染物主要是人类的生产和生活活动所产生的化学性污染物。
(2)环境毒理学的主要任务是研究环境污染物对人体的损害作用及其机理,探索环境污染物对人体健康的损害的早期检测指标和生物标志物,从而为制定环境卫生标准和有效防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据;止匕外,根据环境污染物对其他生物(包括动物、植物、微生物等)个体、种群及生态系统的危害,甚至在特定环境中对整个生物社会的危害,研究其损害作用和机理、早期损害指标及防治理论和措施。
环境毒理学的最终任务是保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。
(3)环境毒理学的主要内容是研究环境污染物及其在环境中降解和转化产物对机体相互作用的一般规律,包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程,剂量与作用的关系,毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。
2、简述环境毒理学的主要研究方法及其发展进展。
环境毒理学的研究方法主要分体外试验和体内试验。
(1)体外试验:器官水平(包括器官灌流和组织培养,基本保持器官完整性,常用于毒物代谢研究);细胞水平(应用的细胞包括已建株的细胞系(株)和原代细胞(可用不同的器官进行制备),可用于外来化合物的毒性和致癌性的各种过筛试验,也可用来研究化合物的代谢和中毒机理的探讨);亚细胞水平:(研究中毒机理、毒物引起损伤的亚细胞定位以及化合物代谢);分子水平(如研究毒物对生物体内酶的影响)。
体外试验的优点:简单、快速、经济、条件易于控制,缺点:缺乏神经一体液调节因素等的控制,不能全面反映整体状况下的生物学效应。
(2)体内试验:急性毒性实验(指一次染毒或24h内重复染毒的毒性实验研究);亚急性毒性实验(或称为亚慢性毒性实验一般认为1〜3个月为宜,但具体实验期限随实验要求而异)慢性毒性实验(一般指六个月以上到终身染毒的毒性实验)。
环境毒理学1.环境毒理学的概念1.1环境毒理学简介1.1.1环境毒理学的定义环境毒理学是研究环境污染物,特别是化学污染物,对生物有机体,尤其是对人体的损害作用及其机理的科学,近年来有较快的发展。
1.1.2环境毒理学的研究对象环境毒理学的研究对象是:环境污染物,是人类生活活动和生产中所产生的化学性污染物,其种类非常繁多,有物理的、化学的、生物的等多种污染物。
1.1.3环境毒理学的主要任务(1)判明环境污染物及其他有害因素对人体的危害及其作用机理(2)探索环境污染物对人体健康损害的早期检测指标,急用灵敏的检测手段,找出环境污染物作用于机体后最初表现出来的生物学变化,以便于及早的发现并设法排除(3)定量评定环境污染物对集体的影响,确定剂量——反应(效应)关系。
1.1.4环境毒理学的研究内容(1)环境污染物及其在环境中的降解和转化产物对机体相互作用的一般规律(2)环境污染物毒性评定方法(3)各种重要的环境污染物及有害物理因素对机体的损害及其作用机理1.1.5环境毒理学的研究方法动物的一般毒性试验(急性、亚急性、慢性)繁殖试验代谢试验蓄积试验致突变试验致畸试验致癌试验1.2环境污染物的转运与转化1.2.1生物转运污染物进入人体后,经生物膜进入人体,其方式有:被动转运——简单扩散、滤过;特殊转运——易化扩散、主动转运、吞噬、胞饮。
进入人体后经消化道、呼吸道、皮肤吸收。
然后分布与贮存在人体的各器官和组织中,不同的物质有不同的位置进行积聚,主要的化学贮存库有:血浆蛋白、肝和肾、脂肪组织、骨骼组织。
环境污染物及其代谢物可经肾随尿排出和经肝随胆汁通过肠道随粪排出,以及其他的排泄途径。
1.2.2生物转化环境化学污染物在生物体内经过一系列的生物化学变化并形成其衍生物的过程称为生物转化,又称生物解毒、生物失活。
环境化学物的生物转化过程是酶促反应,需特定的酶类催化才能进行,其反应类型包括:氧化、还原、水解、结合反应。
影响生物转化的因素有: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。
毒理学:从生物学角度争论环境因素〔主要是化学物质〕对生无机体的损害作用及其机制的科学。
描述毒理学机理毒理学治理毒理学:依据描述毒理学和机理毒理学对外源化学物毒作用规律的争论成果,确定需要治理的外源化学物,制定法规及卫生标准,进展有效治理,保障接触人群安康。
外源化学物(xenobiotics):在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现肯定的生物学作用的一些化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
毒物(toxicant):以较小剂量进入机体后,能够使生物体发生有害反响、严峻功能破坏甚至危及生命的任何物质。
危急性(risk)指肯定时期内从事某种活动,如接触外源化学物,引起有害作用,如造成机体损伤、产生疾病或死亡的概率。
安全限值:对各种有害因素规定的接触限量要求,在低于此接触量时,依据现有的学问,不会观看到任何直接和/或间接的有害作用。
通常通过最大未观看到有害作用剂量〔NOAEL〕除以安全系数计算得出。
动物试验外推到人通常有三种根本的方法:利用不确定系数〔安全系数〕;利用药物动力学外推〔广泛用于药品安全性评价并考虑到受体敏感性的差异〕;利用数学模型。
安全系数(safety factor):是考虑到动物试验结果外推到人群时的不确定性及人群毒性资料本身所包含的不确定因素,确定的安全性界限范围。
安全系数一般承受100,为物种间差异〔10〕和个体间差异〔10〕两个安全系数的乘积治疗指数〔The Therapeutic Index,TI〕: LD50/ED50对于药物,常用治疗指数来计算其安全性,TI 越大安全性越高。
但治疗指数不够完善,没考虑药物最大有效量时的毒性和剂量-反响曲线斜率。
故用安全界限来评价药物的安全性比治疗指数更佳。
剂量(dose) :接触剂量(exposure dose)指外源化学物与机体的接触量。
吸取剂量(absorbed dose)指外源化学物穿过一种或多种生物屏障,吸取进入体内的剂量。
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。
1 环境毒理学:是研究环境污染物,特别是化学污染物对生物机体,尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。
2 外源化合物:指除了营养元素及维持正常生理功能和生命所需的物质以外,存在于环境中,可与机体接触并今天机体,引发机体发生生物学变化的物质。
3 环境毒理学研究方法:整体实验、调查研究、体外实验。
5 生物转运:是指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
6 生物膜的结构和功能:生物膜只要有液晶态的脂质双分子层(磷脂双分子层)和蛋白质构成。
其在物质转运、能量代谢、细胞识别、信息传递等过程中起着重要作用。
7环境化学物通过生物膜的方式及其机理:(1)被动转运:简单扩散(驱动力为浓度梯度,受生物膜两侧化学物的浓度梯度、脂水分配系数、化合物质的解离度和体液的PH值影响)和滤过作用(环境化学物透过生物膜上的亲水性孔道,驱动力为渗透压);(2)特殊转运:主动运输、异化扩散、吞噬和胞饮。
8 吸收途径及其影响因素:主要吸收途径有消化道、呼吸道、皮肤,其次还可以同过静脉注射染毒。
消化道吸收:消化道中的多种酶类和菌从可使某些化学我转化成新的物质而改变其毒性;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道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。
呼吸道吸收:分压差和血/气分配系数;溶解度和相对分子质量;肺的通气量和血流量;颗粒物的大小。
皮肤:化学物的相对分子质量、脂/水分配系数、角质层的厚度;动物的种属;温度及血流量;角质层损伤因子。
9 化学物在机体内的分布:在化学物分布的开始阶段,血液供应愈丰富的器官,分布的化学物愈多,其起始浓度愈高;但随着时间的延长,化学物在器官和组织的分布越来越受到化学物与组织器官亲和力的影响,形成再分布过程。
10、化学物的主要储存库:血浆蛋白、肝和肾、脂肪组织、骨骼组织。
11、生物转化:环境化学物在生物机体内经过一系列生物化学变化并形成其衍生物的过程。
环境毒理学名词解释1、毒物:在一定条件下,以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能,引起暂时或永久性病理改变,甚至危及生命的外源化学物称为毒物(toxicant)。
2、毒性(toxicity):是指外源化学物与机体接触或进入体内的易感部位后,能引起机体损害作用的相对能力。
3、毒作用(toxic effect):又称毒效应,是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变,故又可称不良效应、损伤作用或损害作用。
4、效应:接触一定剂量化学物质在机体个体引起的生物学变化。
5、剂量—反应关系:生物体接触一定剂量的化学物质与其所产生反应之间存在一定的关系。
6、最大耐受量(Maximal tolerance dose,LD0):能使一群动物虽然发生严重中毒,但全部存活无一死亡的最高剂量或浓度。
7、半数致死剂量(median lethal dose,LD50) 是指能引起一群动物50%死亡的最低剂量。
表示LD50的单位为mg/kg体重。
8、半数耐受限量(median tolerance limit,TLm) 是指在一定时间内一群水生生物中50%个体能够耐受的某种环境污染物在水中的浓度,单位为mg/L。
9、最小有作用剂量也称中毒阈剂量(threshold dose)指外源化学物按一定方式或途径与机体接触时,在一定时间内,使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或者开始出现损害作用所需的最低剂量。
10、最大无作用剂量:(NOAEL),是指某种外源化学物在与机体接触后,根据现有的认识水平,用最灵敏的试验方法和观察指标,未能观察到对机体造成任何损害作用或使机体出现异常反应的最高剂量。
11、每日容许摄入量(acceptable daily intake, ADI)人类终生每日摄入该外来化学物质对人体不致引起任何损害作用的剂量。
12、环境毒理学(environmental toxicology)是利用毒理学方法研究环境,特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物,对生物有机体,尤其是人体的有害影响及其作用规律的一门科学。
(5)毒理学:研究环境中有害因素对人体损害机制,可为制定卫生标准和预防措施提供基本依据。
如大气质量卫生标准,生活饮用水的卫生标准,药物的毒性作用等都依据毒理学的研究结果制定。
2、护理专业学生学习预防医学的用途:随着医学模式的转变和人类对健康的认识发生了变化,促使护理工作成为范围更广泛的独立专业。
护士的职责扩大为“促进健康,预防疾病,恢复健康,减轻痛苦”;护理工作的范围从个体扩大到社区人群,从对疾病护理扩大到全身心的整体护理,从临床治疗期扩大到预防、康复、保健。
护士是预防保健工作的一支重要力量,可以发挥以下作用:1)指导病人增强自我保健的能力,指导他们合理营养,进行心理康复治疗,促进病人早日康复。
2)在预防保健方面,树立预防疾病的意识,做好卫生宣传教育,宣传常见病的防治知识,当好防病知识的宣传者,保健知识参考答案第一章绪论一、选择题:1、C2、C3、B4、A5、B6、B7、B8、E9、C 10、A 11、B 12、D1、ABCD2、ABCDE3、ABCD4、ABCDE二、名词解释:1、预防医学的定义:以人群为主要对象,研究环境因素与人体健康的关系,疾病在人群中的分布规律,为制订环境卫生标准提供科学依据,提出改善和利用环境因素的对策,预防疾病,保障人群健康的科学。
三、论述题1、预防医学研究的内容有:(1)环境与健康:研究环境中的因素对健康的影响,并利用环境中有利因素促进健康,消除不利因素,保护健康,如清洁的大气、水、土壤等是有利于健康的,而受污染的空气如二氧化硫污染可刺激眼和呼吸道,可引起酸雨。
(2)食物和健康:研究食物中的营养素对机体健康的作用,如何达到平衡膳食满足机体健康的需要,防止营养性的疾病,如维生素缺乏症,营养过剩引起的肥胖等。
(3)流行病学研究: 从群体的角度研究健康与疾病的分布规律及影响因素,利用流行病学的方法如观察法、实验法等探索疾病发生的原因。
(4)卫生统计:是调查研究、实验研究和分析数据必不可少的手段,研究环境中的多种因素变化与人体健康状况的相互关系时,用统计学的方法才能根据样本的一些统计特征正确推断出总体的情况。
名词解释1、毒理学(Toxicology):研究外源性化学物质对生物机体的损害作用的学科(传统定义)。
2、现代毒理学(modern Toxicology ):研究所有外源因素(如化学、物理和生物因素)对生物系统的损害作用、生物学机制、安全性评价与危险性分析的科学。
1、外源化学物(Xenobiotics):是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
2、毒性(toxicity):化学物引起有害作用的固有能力,毒性是一种内在的、不变的性质,取决于物质的化学结构。
3、毒物(poison,toxicant):在较低的剂量下可导致机体损伤的物质称为毒物。
4、损害作用(adverse effect):(毒效应)指影响机体行为的生物化学改变,功能紊乱或病理损害,或者降低对外界环境应激的反应能力。
5、靶器官(target organ):外源化学物直接发挥毒作用的器官。
6、生物学标志(biomarker):外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液后,对该外源化学物或其生物学后果的测定指标。
通常把生物学标志分为暴露标志、效应标志和易感性标志。
7、毒物兴奋效应(Hormesis):指毒物在低剂量时有刺激作用,而在高剂量时有抑制作用。
其基本形式是U型,双相剂量- 反应曲线。
8、半数致死剂量/浓度(median lethal dose or concentration,LD50/LC50 ):引起半数动物死亡所需的剂量。
通过统计处理计算得到,常用以表示急性毒性的大小,最敏感。
化学物质的急性毒性越大,其LD50的数值越小。
9、阈值(threshold):一种物质使机体(人或实验动物)开始发生效应的剂量或浓度,即低于阈值时效应不发生,而达到阈值时效应将发生。
10、急性毒作用带(acute toxic effect zone,Zac):半数致死剂量与急性阈剂量的比值,表示为:Zac=LD50/Limac。
毒理学基础_名词解释和简答题名词解释绪论1、毒理学(toxicology):毒理学的传统定义是研究外源化学物对生物体损害作用的学科。
2、现代毒理学:它已发展为所有外源因素对生物系统的损害作用,生物学机制,安全性评价与危险性分析的学科。
2 3、替代法(alternatives):又称“3R”法,即优化试验方法和技术,减少受试动物数量痛苦,取代整体动物实验的方法。
一.毒理学基本概念1、易感生物学标志(biomarker of susceptibility):是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标,即反应机体先天具有或后天获得的对暴露外源物质产生反应能力的指标。
2、外源化学物(xenobiotic):是在人类生活的外界环境中存在可能与机体接触并进入机体在体内呈现一定生物学作用的化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
3、生物学标志(biomarker):是指外源化学物通过生物学屏障进入组织或体液后,对该外源化合物或其生物学后果的测定指标,可分为暴露标志、效应标志、易感性标志。
4、暴露生物学标志(biomarker of exposure):是测定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代谢物或与内源性物质的反应产物,作为吸收剂量或靶剂量的指标,提供关于暴露于外源化学物的信息。
5、效应生物学标志(biomarker of effect):机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标,包括反映早期的生物效应、结构和(或)功能改变、及疾病的三类标志物,提示与不同靶剂量的外源化学物或其代谢物有关联的对健康有害效应的信息。
6、阈值(threshold):为一种物质使机体开始发生效应的剂量或浓度,即低于阈值时效应不发生,而达到阈值时效应将发生。
7、致死剂量或浓度:指在急性毒性试验中外源化学物引起受实验动物死亡的剂量或浓度,通常按照引起动物不同死亡率所需剂量来表示。
8、生物有效剂量(biologically effictive dose)/ 靶剂量(target dose):是指送达剂量中到达毒作用部位的部分。
可编辑修改精选全文完整版一、填空题1.环境毒理学主要研究对象是环境化学物。
2.多环芳烃的致癌作用机理的主要理论是K区理论和湾区理论。
3.香肠、火腿类食品中可能含有的有害物质亚硝胺类化合物。
4.肺泡对于气态物质的吸收主要通过自由扩散方式。
5.化学物在体内的初次分布取决于血流量,二次分布取决于化学物与组织、器官的亲和力。
6.生物转化过程包括4种是氧化、还原、水解、结合。
二、名词解释共氧化作用:在机体内的花生四烯酸经氧化作用形成前列腺素,在此氧化过程中,某些外源化学物可同时被氧化,即共氧化作用。
LD50: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。
贮存库:进入血液的环境化学物大部分与血浆蛋白或体内各组织成分结合,积聚在特定部位,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。
光化学烟雾:大气中的烃类、NO X等污染物在强烈日光紫外线作用下,经一系列光化学反应生成的二次污染物,蓄积于大气中形成的一种浅蓝色烟雾。
电磁辐射:电磁辐射是电磁能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。
环境内分泌干扰物:改变健康生物及其子孙或者其群体的内分泌功能,对它们的健康产生不良影响的外源性物质或混合物。
三、简答题1.简述致突变作用的不良后果。
答:(1)致死性突变诱发物引起生殖细胞的突变可以是致死性的,这种突变不具有遗传性,而是造成配子死亡、死胎、自发流产等。
(2)可遗传的改变生殖细胞发生非致死突变会影响后代,表现为先天畸形等遗传性疾病、胚胎发育迟滞或导致遗传易感性改变等。
2.简述主动转运的特点。
答:(1)需有载体参加(2)化学物可逆浓度梯度而转运,故需消耗一定的代谢能量,因此,代谢抑制剂可阻止此转运过程。
(3)载体对转运的化学物有一定的选择性,化学物必须具有一定的适配的基本结构才能被转运;结构稍有改变,即可影响转运过程的进行。
(4)载体有一定容量,当化学物达到一定浓度时,载体可以饱和,转运即达到极限。
环境毒理学名词解释第一章1、环境毒理学:是研究环境污染物,特别是化学污物对人体和人群,以及相关生物的损害作用及其机理的科学。
2、外源化学物:是机体正常代谢以外的化合物,并非人体组成成分,也不是人体所需的营养素,而且也不是维持正常生理功能所必需的物质,但是它们可以由外界环境通过一定的环节和途径与机体接触并进入机体,在体内引起一定的生物学变化,使机体受到损害。
3、人群调查:人群调查也是环境毒理学广泛采用的研究方法。
即采用医学流行病的调查方法,根据动物试验的结果及对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。
4、体外试验:可采用器官灌流技术,将受试化学物经过血管流经特定的脏器,观察环境化学物在脏器内的代谢转化和毒性作用,也可以将某个脏器从体内取出再制成原代游离细胞,进行环境化学物对细胞毒性作用的研究。
5、三致试验:即致癌、致畸和致突变试验6、生物调查:生态调查是为了了解区域生态环境乃至生物圈内动植物现况(或包括其他微生物族群)与分布的一种科学方法。
7、环境基因组学:用高效测序技术,对选择的靶基因在不同人群中进行再测序,了解该基因的多态性及其频率,分析该基因多态性的形成与环境因素的关系,研究基因多态性与功能的关系,调查和研究基因多态性与人群疾病之间的关系,定量建立环境-基因-疾病之间的关系网络,达到预防控制公害病或环境病,更好地保护易感人群的目的。
第二章1、毒物动力学:是运用数学方法,定量地研究外来化学物吸收、分布、排泄和代谢转化随时间动态变化的规律和过程2、表观分布容积:指外来化学物在体内达到动态平衡时体内的毒物总量D与血中毒物浓度c的比值,表示毒物以血毒物浓度计算应占有的体液容积,用于推测毒物在体内分布范围的大小,单位:L,mL/Kg,公式:Vd=D/Co;或Vd=Do/ Co3、一级速率过程:指化学物在体内随时间变化的速率与其浓度成正比的过程,线性动力学模型符合一级速率过程。
4、生物半减期:指化学物在体内减少一半所需要的时间,单位一般为(min/h),t½=0.693/ke5、消除速率常数:表示单位时间内毒物从体内消除的量与体内的量之比,单位h-1公式:ke=(dD/dt)/D,Ke越大,毒物消除越快。
环境毒理学一,环境毒理学常用实验方法:1,急性毒性实验2,蓄积毒性实验3,亚慢性和慢性毒性实验4,致突变试验5,致畸试验6,致癌试验二,名称解释:1,环境毒理学:利用毒理学方法研究环境,特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物,对人体健康的有害影响及其作用规律的一门科学。
,2,生物性迁移:污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
3,毒物:在一定条件下,以较小剂量给予机体时,能与生物体相互作用,引发生物体功能或器官性损伤的化学物质,或剂量虽微,但积累到一定的量,就能干扰或破坏机体的正常生理功能,引起暂时或持久性的病理变化,甚至危及生命的化合物。
4,反应:有机体受到体内或体外的刺激而引起的相应的活动。
5,效应:在有限环境下,一些因素和一些结果而构成的一种因果现象。
6,最小作用剂量:指外源化学物按一定方式或途径与机体接触时,在一定时间内,使其灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体开始出现损害作用所需的最低剂量。
7,靶位点:当污染物在生物体内达到某一浓度,并足以引发一系列有害生物效应的部位。
8,金属硫蛋白:由微生物和植物产生的金属结合蛋白,富含半胱氨酸的短肽,对多种重金属有高度亲和性。
三,1,阐述环境毒理学的主要研究方法?答:以动物试验为主,包括体外试验和整体实验两种基本类型。
但动物学实验须与人群流行病学调查结果有机结合起来加以考虑。
一般选用哺乳动物体外试验,试验分四个水平:1,器官水平2,细胞水平3,亚细胞水平4,分子水平。
2,如何定量描述生物性迁移过程?答:生物性迁移过程的表现形式分为生物浓缩、生物积累和生物放大三种类型。
生物浓缩是指生物体从环境中蓄积某种污染物,出现生物体中浓度超过环境中浓度的现象,生物浓缩的程度用生物浓缩系数(BCF)表示BCF=生物体内污染物的浓度/环境中该污染物的浓度。
生物积累是指生物个体随其生长发育的不同阶段从环境中蓄积某种污染物,而使浓度系数不断增大的现象,生物积累的程度可用生物积累系数(BAF)表示BAF=某一生物个体生长发育较后阶段体内蓄积污染物的浓度(mg/kg)/同一生物个体生长发育较前阶段体内蓄积该污染物的浓度(mg/kg)。
毒理学:从生物学角度研究环境因素(主要是化学物质)对生无机体的损害作用及其机制的科学。
描述毒理学机理毒理学管理毒理学:依据描述毒理学和机理毒理学对外源化学物毒作用规律的研究成果,确定需要管理的外源化学物,制定法规及卫生标准,进行有效管理,保障接触人群健康。
外源化学物(xenobiotics):在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质,又称为“外源生物活性物质”。
毒物(toxicant):以较小剂量进入机体后,能够使生物体发生有害反应、严重功能破坏甚至危及生命的任何物质。
危险性(risk)指一定时期内从事某种活动,如接触外源化学物,引起有害作用,如造成机体损伤、产生疾病或死亡的概率。
安全限值:对各种有害因素规定的接触限量要求,在低于此接触量时,根据现有的知识,不会观察到任何直接和/或间接的有害作用。
通常通过最大未观察到有害作用剂量(NOAEL)除以安全系数计算得出。
动物试验外推到人通常有三种基本的方法:利用不确定系数(安全系数);利用药物动力学外推(广泛用于药品安全性评价并考虑到受体敏感性的差别);利用数学模型。
安全系数(safety factor):是考虑到动物试验结果外推到人群时的不确定性及人群毒性资料本身所包含的不确定因素,确定的安全性界限范围。
安全系数一般采用100,为物种间差异(10)和个体间差异(10)两个安全系数的乘积治疗指数(The Therapeutic Index,TI): LD50/ED50对于药物,常用治疗指数来计算其安全性,TI越大安全性越高。
但治疗指数不够完善,没考虑药物最大有效量时的毒性和剂量-反应曲线斜率。
故用安全界限来评价药物的安全性比治疗指数更佳。
剂量(dose) :接触剂量(exposure dose)指外源化学物与机体的接触量。
吸收剂量(absorbed dose)指外源化学物穿过一种或多种生物屏障,吸收进入体内的剂量。
第六章环境有害因素致突变作用第一节基本概念和类型一、基本概念生物的个体和各代之间存在着种种差异,我们通常称之为变异(variation )。
基于染色体和基因的变异才能够遗传,而遗传变异称为突变(mutation)。
突变的发生及其过程就是致突变作用(mutagenesis)。
突变可分为自发突变(natural或sporadic mutation)和诱发突变(induced mutation)。
各物种的自发突变频率较低, 而诱发突变比较常见, 诱发突变指由于物理、化学、生物等环境因素引起的突变。
至今, 已发现相当数量的外源化学物能损伤遗传物质,从而诱发突变,这些物质称为致突变物或诱变剂(mutagen),也称为遗传毒物(genotoxic agent)。
二、突变的类型按作用后果或遗传物质损伤的性质等可将诱发突变分类。
一般根据遗传物质的损伤能否在显微镜下直接观察到分为染色体畸变(chromosome aberration)和基因突变(gene mutation)两类:染色体损伤大于或等于0.2微米时,可在光学显微镜下观察到,称为染色体畸变;若小于这一下限,不能在镜下直接观察到,要依靠对其后代的生理、生化、结构等表型变化判断突变的发生,称为基因突变(gene mutation),亦称点突变(point mutation)。
(一)基因突变分子水平遗传物质的改变,包括碱基置换(base substitution)、移码突变(frame-shift mutations)和大段损伤。
1、碱基置换碱基置换是首先在DNA复制时由于互补链的相应配位点配上一个错误的碱基,而这一错误的碱基在下一次DNA复制时发生错误配对(mispairing),错误的碱基对置换了原来的碱基对,亦即产生最终的碱基对置换(base-pair substitution)或称碱基置换。
它包括转换和颠换两种情况:原来的嘌呤被另一嘌呤置换或原来的嘧啶被另一嘧啶置换,我们称之为转换(transition);若原来的嘌呤被嘧啶置换或原来的嘧啶被嘌呤置换,我们则称之为颠换(transversion)。
无论是转换还是颠换都只涉及一对碱基,其结果可造成一个三联体密码子的改变, 可能出现同义密码、错义密码和终止密码。
由于错义密码所编码的氨基酸不同,表达的蛋白质可能发生改变;如果错义密码为终止密码,可使所编码的蛋白质的肽链缩短。
2、移码突变移码突变是DNA中增加或减少不为3的倍数的碱基对所造成的突变。
碱基序列三联体密码子相互间并无标点符号。
移码突变能使密码子的框架改变,从原始损伤的密码子开始一直到信息末端的核酸序列完全改变,也可能使读码框架改变其中某一点形成无义密码,于是产生一个无功能的肽链片段。
如果增加或减少的碱基对为3的倍数,则使基因表达的蛋白质肽链增加或减少一些氨基酸。
由于移码可以产生无功能肽链,故其易成为致死性突变。
3、大段损伤大片段损伤是指DNA链大段缺失或插入。
这种损伤有时可跨越两个或数个基因,但所缺失的片段仍远小于光镜下所能观察到的染色体变化,故又可称为小缺失。
(二)染色体畸变染色体的畸变包括染色体的结构异常和数目改变。
其在丝裂期的中期才能观察到,对于精子细胞的某种特定畸变则须在减数分裂期的中期Ⅰ期进行观察。
1、染色体结构异常染色体结构异常是染色体或染色单体受损而发生断裂,且断段不发生重接或虽重接却不在原处;这种作用的发生及其过程称为断裂作用(clastogenesis)。
使其断裂的物质称为断裂剂(clastogen);可分为两种,大多数如紫外线,只能诱发DNA单链断裂,故称为拟紫外线断裂剂,这种断裂必须经过S期的复制,才能在中期相细胞出现染色单体型畸变,故又称为S期依赖断裂剂(S-dependent slastogen);少数像电离辐射一样,可诱发DNA双链断裂,我们称之为拟放射性断裂。
其可在G0期和G1期作用,经S期复制,在中期呈现染色体型畸变,故我们称之为S期不依赖断裂剂(S-independent clastogen)。
但是,任何情况下的染色单体型畸变都会在下一次细胞分裂时转变为染色体型畸变。
染色体型畸变(chromatid-type aberration)是染色体中两条染色单体同一位点受损后所产生的结构异常,有多种类型:(1)裂隙和断裂(gap and brake):都是指染色体上狭窄的非染色带,其所分割的两个节段保持线状连接为裂隙,否则为断裂。
(2)无着丝粒断片和缺失(acentric fragment and deletion):一个染色体发生一次或多次断裂而不重接,且这些断裂的节段远远分开会出现一个或多个无着丝粒断片和一个缺失了部分染色质并带有丝粒的异常染色体。
细胞再次分裂时会形成微核或微小体。
(3)环状染色体(ring chromosome):染色体两臂各发生一次断裂,其带有着丝粒的节段的两断端连接成一个环,称之为环状染色体。
(4)倒位(inversion):当染色体发生两次不同部位断裂时,中间节段倒转1800再重接,为倒位。
(5)插入和重复(insertion and duplication):当一个染色体发生三处断裂,带有两断段的断片插入到另一臂的断裂处或另一染色体的断裂处重接称为插入,若缺失的染色体和插入的染色体是同源染色体,且各有一处断裂发生于同一位点,则出现两段相同节段,称为重复。
(6)易位(translocation):从某个染色体断下的节段连接到另一个染色体上称为易位。
两染色体各发生一次断裂,只一个节段连到另一染色体上为单方易位,相互重接为相互易位,若发生3处以上的断裂,其交换重接称为复杂易位。
染色单体型畸变(chromosome-type aberration)指某一位点的损伤只涉及姐妹染色单体中的一条,它也有裂隙、断裂和缺失;此外,还有染色单体的交换(chromatid exchange),是两条或多条染色单体断裂后变位重接的结果,分为内换和互换。
而姐妹染色单体交换(sister chromatid exchange,SCE)则是指某一染色体在姐妹染色单体之间发生同源节段的互换,两条姐妹染色单体都会出现深浅相同的染色(而正常的则是一深一浅),但同源节段仍是一深一浅,这种现象就是SCE。
2、染色体数目异常以动物正常细胞染色体数目2n为标准,染色体数目异常可能表现为整倍性畸变(euploidy aberration)和非整倍性畸变(aeuploidy aberration)。
前者即出现单倍体或多倍体;而后者指比二倍体多或少一条或多条染色体,例如,缺体(nullisome)是指缺少一对同源染色体,而单体或三体则是某一对同源染色体相应地少或多一个。
染色体数目异常是由于染色体行态异常或复制异常,其原因有四方面:(1)不分离:(nondisjunction)指在细胞分裂的中期和后期,某一对同源染色体或姐妹染色单体同时进入一个子细胞核为不分离; (2)染色体遗失(chromosome loss): 在细胞分裂的中后期,如果一个染色体未能进入下一个子细胞核,使子细胞缺少一个染色体;(3)染色体桥(chromosome bridge)的影响:染色体畸变中出现的双着丝粒染色体在细胞分裂后期如不能被拉断,就会在两核之间形成染色体桥,它使细胞不能分裂,出现四倍体。
(4)核内再复制(endoreduplication):四倍体的细胞核进入下一个分裂周期,恢复正常复制与分离,出现四条染色单体排列的现象,称为核内再复制。
表6-1染色体畸变描述方式描述方式含义-1 丢失一个1号染色体+7 获得额外的一个7号染色体2q-或de/2q 2号染色体长臂部分缺失4p 4号染色体短臂增加遗传物质t(9;22) (q34;q11) 9号和22号染色体相互易位,断裂点在9号染色体长臂第3区第4带和11号染色体长臂第1区第1带iso(6p) 等臂染色体,其两臂来源为6号染色体的短臂inv(16) (p13q22) 16号染色体长臂第1区第3带至第2区第2带间倒位第二节致突变的分子机制无论化学或物理、生物因素都有致突变作用,我们以化学因素为例进行阐述。
一、DNA的损伤目前染色体畸变和基因突变的分子机理有两种:一是以DNA为靶,直接诱变,另一则是不以DNA为靶的间接诱变。
1、直接以DNA为靶的诱变(1) 碱基类似物的(base analogue)取代有些化学物的结构与碱基非常相似,它能在S期与天然碱基竞争并取代其位置。
取代后的碱基类似物出现异构互变(tautomerism),发生错误配对而造成碱基置换。
(2)烷化剂(alkylating agent)的影响烷化剂是对DNA和蛋白质都具有强烈烷化作用的物质,除连接戊糖的氮原子外,其对于多核苷酸链全部氧和氮原子,都能在中性环境中产生烷化作用。
目前认为,最常发生烷化作用的是鸟嘌呤的N-7位,其次是O-6位。
而腺嘌呤的N-1、N-3和N-7也易烷化。
在烷化作用时,烷化基团甚至整个烷化剂分子可与碱基发生共价结合,形成加合物。
鸟嘌呤发生烷化后可从DNA上脱落,出现空缺,导致移码突变;亦可随机在互补位置上配任一碱基,使碱基置换。
有的烷化剂可同时提供两个或三个烷基,称为双功能或多功能烷化剂。
这些多功能的烷化剂常使DNA链内、链间或DNA与蛋白质之间发生交联(cross linkage)也常发生染色体或染色单体断裂,并易发生致死性突变。
(3)致突变改变或破坏碱基的化学结构有些化学物可对碱基产生氧化作用,从而破坏碱基的结构,有时还可引起链断裂。
还有些物质可在体内形成有机氧化物或自由基,可间接使嘌呤的化学结构破坏,容易出现DNA链断裂。
(4)平面大分子嵌入DNA链有些大分子能以静电吸附形式嵌入DNA单链的碱基之间或DNA双螺旋结构的相邻多核苷酸链之间,称为嵌入剂(intercalating agent)。
它们多数是多环的平面结构,恰好是DNA单链相邻碱基距离的两倍。
如果嵌入到新合成的互补链上。
就会缺失一个碱基;如果嵌入到两模板链的碱基之间,就会使互补链插入一个碱基,造成移码突变。
2、不以DNA为靶的间接诱变化学物的间接诱变作用可能是通过对纺锤体作用或干扰与DNA合成和修复有关酶系统造成的。
表6-2 直接以DNA为靶的各种致突变物及其诱发的损伤和突变类型致突变物种类DNA损伤类型降低碱基结合力破坏碱基碱基错配交联嵌入烷化剂单功能 + + +双功能 + + +多功能 + +错配剂Brdu + +2-AP +亚硝酸根 + +羟胺 +有机过氧化物和自由基形成甲醛 +乌拉坦 +乙氧咖啡 +嵌入剂吖啶 +菲啶 +多环烃类+无鸟嘌呤裂隙链断裂突变类型单链式双链断裂点突变染色体畸变移码染色体畸变(1)纺锤体抑制一些化学物作用于纺锤体、中心粒或其它核内细胞器,从而干扰有丝分裂过程。