环境毒理学PPT幻灯片

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第三节 环境毒理学实验
• 慢性毒性作用实验
• 以低剂量毒物长期给予实验动物接触，观察其对实验动物所产 生的毒性效应。
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第一节 环境毒理学概述
• 损害作用与非损害作用
• 损害作用。机体的正常形态、生长发育过程受到严重影响， 寿命亦将缩短；机体功能容量或额外应激状态代偿能力降低； 机体维持稳定能力下降；机体对其他某些因素不利影响的易
感性增高。
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第一节 环境毒理学概述
• 损害作用与非损害作用
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第三节 环境毒理学实验
• 急性毒性性作用实验
探明毒物与机体发生短时间接触后所引起的损害作用，找 出毒物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实 验提供设计依据。
• 亚急性毒性作用实验
研究环境毒物反复作用于机体引起的损害。通过实验可以 初步估计环境毒物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无 蓄积作用，确定作用的靶器官。
• 同时存在的食物和毒物。
（引自好好学习网， 2005) ppt课件 17
第一节 环境毒理学概述
• 经呼吸道吸收
• 经呼吸道吸收的毒物主要有各种气体、可挥发性固体或液体 的蒸气、各种气溶胶以及较为细微的颗粒物质。
• 影响呼吸道吸收的因素主要有：
• 气体的吸收动态平衡过程； • 颗粒物、气溶胶的吸收和沉积。
• 对正常值范围进行测定。
• 观测指标与对照组相比，具有统计学显著性差异 （P＜0.05），并且符合以下条件，则认为是损害作用。
数值不在正常值范围内 其数值在一般公认“正常值”范围内，但如在停 止接触后，此种差异仍然持续一段时间 其数值在一般公认的“正常值”范围内，但如机 体处于功能或生物化学应激状态下，此种差异更为明 显 损害作用 损害作用 损害作用

2.2.2.1 消化道吸收
消化道( Digestive tract ): 是主要吸收途径，任何部位均有吸收作用，
但主要是胃和小肠。 口腔食道胃肠道
组织
面积（M2)
消化道各组织的吸收面积
口腔
0.02
胃
0.1-0.2
小肠
100
大肠
0.5-1
直肠
0.04-0.07
胃：
人的胃液酸度：PH=1.5-2.5 吸收机理：主要通过简单扩散转运。
特殊生理状况： 如 妊娠期对铅和镉的吸收增强。胃酸分泌随
年纪增长而降低，从而影响化学物的吸收等等。
2.2.2.2 呼吸道吸收
可被吸收的物质： 各种气体、挥发性固体或液体的蒸气、各
种气溶胶、较为细微的颗粒物质。
吸收部位： 呼吸道的各个部分对环境化学物均有不同
程度的吸收，肺是主要吸收器官。
鼻腔气管支气管及其分支肺泡
2.气体的溶解度和分子量： 一般情况下，环境化学物的吸收速度与溶解度
成正比，溶解度越大，越容易被吸收。 非脂溶性物质被吸收时通过膜中的亲水性孔
道，其吸收速度主要受其分子量大小的影响，分 子量大的物质，吸收相对较慢。
脂溶性物质的吸收主要取决于其脂/水分配系 数，分配系数大者，其吸收速度相对较快。
3. 肺的通气量与血流量：肺的通气量和血流量增 加时，气体相对易于被吸收。
贮存库：
血浆蛋白： 环境化学物可与血液中的蛋白质，特别是白蛋白发生
结合。
肝和肾： 存在特殊的结合蛋白，对污染物亲和力高于血浆蛋白。
脂肪组织：脂溶性污染物可蓄积于脂肪组织中。 因脂肪消化而释放进入血浆，引起中毒。
骨骼组织： 骨骼组织中某些成分对环境化学物有特殊亲和力。 F-、Pb、Sr 等可与骨基质结合。

2.3.1 基本概念和一般机理
外源化学物在生物机体中发生的系列化学变 化过程称为生物转化（biotransformation）或代 谢转化，代谢转化所形成的衍生物或分解产物称 为代谢物（metabolite）。
主要代谢器官：肝脏 肝外代谢：肺、肾、肠道、脑、皮肤、睾丸、
卵巢、肾上腺以及胎盘等其它组织器官。
[O]
X R-CH-OH
R-CHO
+
HX
DDT DDE DDA
7）N—羟化反应
外源化学物氨基（-NH2）上的一个 氢与氧结合的反应。
C 6H 5N2H [O ] C 6H 5N2O H(N H 羟基 )
OH
不致癌 NH2
NH2 NHOH
致癌
8）脱硫反应
有机磷化合物可发生这一类反应，使 P=S基变为P=O基，如对硫磷转化为对氧磷， 毒性增大。
2）醛脱氢酶催化的反应 在辅酶I参与下，可催化醛类氧化生成相应 酸类。
RC N H A H 2 O O D 醛 脱 R 氢 C 酶 N OA O H D
3）胺氧化酶催化的反应 有单胺氧化酶、二胺氧化酶，将胺类氧
化成醛类，并释放出NH3
RC 2NH 2H [O ] RCH N3H O
另方面：原有生物活性/毒性有一定程度的降低/ 完全丧失。
第二相反应（phase II reaction） ： 特点：外源化学物理化性质和生物活性进一步变化。
大多数：极性增强，易于排泄； 少数：毒性反而增强，甚至参与体内的脂肪合成 过程，对机体造成损害。
2.3.2 反应类型
2.3.2.1 氧化反应
含 卤 素 基 团 还 原 反 应
无 机 化 合 物 还 原
1）羰基还原反应
醛类和酮类可分别还原成伯醇和仲醇。

1) 环境毒理学的基本概念、理论和方法；
2) 污染物的环境生态行为，包括环境污 染物在环境中的分布、迁移和储留，在生 命体内的吸收、分布、转化和排泄，及对 人体和其他生物的一般毒性作用与机理；
3) 环境污染物的化学结构和毒性作用之间的关
系，影响环境污染物毒性作用的各种有关因素；
4) 环境污染物及其转化产物对人体的 致突变、致癌变、致畸变等的特殊毒性 作用与机理；
品和下品三类，上品药是指无毒，可以久服的药物，中品 药是指防治一般疾病的药物，下品药指有毒的药物，不可 久服。
明朝《本草纲目》中： 有关于铅危害的描述：“铅生山穴之间，其气毒人，若
连月不出，则皮肤萎黄，腹胀不能食，多致病而死。”
第7章 大气污染毒理学 7.1 大气污染与大气自净作用 7.2 大气污染物的环境行为 7.3 大气污染的生态毒性学效应 7.4 典型大气污染物的毒性
第1章 绪论
1.1 环境毒理学的概念、研究对象及研究内容
毒理学(toxicology)： Toxic——拉丁语 toxious(1655)
古希腊词toxikon(毒物)
toxon(弓箭) logy ——古希腊词 logos(描写)
毒理学是描述毒物的学科，也有人译为毒物学
环境毒理学〔environmental toxicology〕：
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。
环境毒理学利用毒理学方法研究环境污 染物，特别是空气、水和土壤中已存在的或即 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，尤其是对人体的损害作用及 其机理的科学。
如：农用化学品，工业化学品，日用化学 品，药物等。
研究对象的扩展 ：

拮抗作用可以有不同的形式：如巴比妥可引起血压下降，如果同 时静脉注射血管增压剂正肾上腺素，则产生功能拮抗，使血压下降减 小；又如硫代硫酸钠与氰化物混合发生化学反应，生成毒性较小的硫 氰酸盐，这是一种化学拮抗；两种化学物同时竞争同一受体，被称为 受体拮抗，如氧气对CO中毒的拮抗作用。
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5．独立作用
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环境毒理学
1．致死剂量（Lethal dose，LD）
（3）最小致死量（MLD或LDmin或LD01）：指在一群 个体中仅引起个别死亡的最低剂量，低于此剂量即不能使 机体出现死亡。 （4）最大耐受量（MTD或LD0）：指在一群个体中不 引起死亡的最高剂量。
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2．半数效应剂量（median effective dose, ED50）
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4．最大无作用剂量（maximal no-effect level，MNEL）
一外源化学物不引起任何损害作用的剂量。
ADI是指人类终生每日随同食物、饮水和空气摄入的某 MAC是指环境中某种外源化学物对人体不造成任何损
害作用的浓度。由于人类生活与生产活动的情况不同，同一 外源化学物在生活环境和生产环境中的MAC也不相同。
正常情况下细胞内的钙浓度较低（10-7~10-8 mol/L）， 细胞外浓度较高（10-3mol/L），内外浓度相差103104倍。 钙作为细胞的第二信使，在调节细胞内功能方面起着关键 性作用。 环境化学物可以通过干扰细胞内钙稳态引起细胞损伤 和死亡。
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（三）干扰细胞内钙稳态
各种细胞毒物如硝基酚、醌、过氧化物、醛类、二噁英类、卤化 链烷、链烯和Cd3+，Pb2+，Hg2+等重金属离子均能干扰细胞内钙稳态。 例如，非生理性地增加细胞内钙浓度可激活磷脂酶而促进膜磷脂 分解，引起细胞损伤和死 亡。增加细胞内的Ca2+，还可激活非溶酶体 蛋白酶而作用于细胞骨架蛋白，引起细胞损伤。使用Ca2+激活蛋白酶 的抑制剂可延缓或消除细胞毒作用。Ca2+也能激活某些可引起DNA链断 裂和染色质浓缩的核酸内切酶，某些环境化学物可能通过这一途径引 起细胞损伤甚至死亡。

海豹儿
母体毒性
（maternal toxicity）：
是指外源化学物在一 定剂量下对受孕母体产 生的损害作用，具体表 现包括体重减轻、出现 某些临床症状，直至死 亡。
海豹儿
母体毒性作用与胚胎毒性作用的关系
①具有胚胎毒性作用，但无母体毒性出现。 ②出现胚胎毒性作用的同时也表现母体毒性作用。 ③不具有特定致畸机理，但可破坏母体正常生理稳
3.2.1 个体水平的毒性效应
3.2.1.1 直接毒性效应
依据生物机体的功能层次，可将外 源化学物对机体的直接毒性效应大致区 分为致死效应、生长效应、生殖效应、 形态结构效应、行为效应和致突变效应。
致死效应： 是指受到影响的生物机体在短时间内死亡，
是外源化学物对生物体最强烈的损伤效应。该 效应通常被用来评价外源化学物的毒性。
异常现象。许多研究表明，神经系统是机体中对 外源化学物的损伤作用最为敏感的系统。
3.2.1.3 发育毒性效应
发育毒理学（developmental toxicology）主要研 究从受精卵到性成熟这一发育期间对发育体的毒作 用。发育毒性的表现主要包括形态异常、生长发育 改变、发育生物体死亡、行为功能缺物 的致癌物。 如四氯化碳、氯仿。
3.2.2 种群水平的毒性效应
种群是群落结构与功能的最基本单位，是指 在一定空间中同种个体的组合。
种群生态学研究种群的数量、分布以及种群 与栖息环境中的非生物因素和其他生物种群（如 捕食者与猎物、寄生物和宿主等）的相互关系。
体细胞突变：肿瘤、衰老、动脉粥状硬化 生殖细胞突变：致死效应、遗传性疾病
3.2.1.5 致癌作用
致癌作用（carcinogenesis）： 是指在致癌物作用下发生和形成癌的过程。

污染物进入生物体的途径
吸入
通过空气吸入污染物颗 粒。
食入
通过食物或饮用水摄入 污染物。
皮肤接触
通过皮肤接触污染物。
生物富集
通过食物链的传递，使 低级生物体内富集高浓
度的污染物。
污染物对生物体的影响
致癌作用
某些污染物可增加生物体患癌症的风险。
免疫毒性
某些污染物可影响生物体的免疫系统，降低 抵抗力，易感染疾病。
确保实验动物处于健康状态，建立适 当的动物模型以模拟人类暴露条件。
暴露途径与实验方法
暴露途径的选择
01
根据研究目的，选择合适的暴露途径，如吸入、食入、皮肤接
触等。
实验方法的设计
02
确定暴露时间和剂量，设计合理的实验方法，确保实验数据的
准确性和可靠性。
实验操作规范
03
遵循实验操作规范，确保实验过程的安全性和有效性。
02
CATALOGUE
环境污染物及其对生物体的影响
常见的环境污染物
重金属
如铅、汞、镉等，主要来自工 业排放和采矿活动。
有机污染物
如多环芳烃、苯并芘等，主要 来自化石燃料的燃烧和化工生 产。
农药
如滴滴涕、六六六等，主要来 自农业生产和杀虫剂使用。
放射性物质
如铀、铯等，主要来自核工业 和核废料处理。
环境毒理学的研究成果可以应用于新型环保技术和产品的开发，如低毒或无毒的化学品替 代品、环境友好的生产工艺等。
环境污染事故的应急处理
快速响应和评估
在发生环境污染事故时，环境毒 理学专家需要对事故进行快速响 应和评估，确定污染物的种类、 浓度、扩散范围以及评估结果，制定应急处理方 案，包括污染物控制、人员疏散 、医疗救治等措施，以最大程度 地减少环境污染对环境和人群的

6.2 小结
如何预防人体铬中毒？ 对铬中毒的治疗目前尚无特效疗法，一般是对症处理。饮
食营养要加强，增加富含维生素C（抗坏血酸）的新鲜蔬 菜和水果；也有人认为大量吃糖可增加尿中铬的排出。用 维生素B12治疗恶性贫血时，一定要同时给予叶酸（也是 维生素），可进一步提高疗效。 对于急慢性铬中毒目前尚无特效疗法，常按金属中毒对症 处置，如及时洗胃、口服豆浆、牛奶或蛋清等，服用含巯 基的半胱氨酸，调节水电解质平衡以纠正酸中毒，膳食中 增加蛋白质和维生素C的摄入量。
3.2 铬对植物的生长效应
低浓度铬对植物生长有刺激作用。六价铬的植物毒性要远 比三价铬强。
六价铬在中性—碱性土壤中的可给性和毒性要比酸性土壤 中强，随土壤pH的提高而增大。三价铬则相反，它在酸性 土壤中的可给性和毒性较强，随pH的提高而减小。
3.3 有关铬的标准
我国环境标准规定生活饮用水中六价铬的浓度应低于0.05mg／L; 地面水中铬的最高容许浓度为0.5mg／L（三价铬）和0.05mg／ L(六价铬)。
3.2 铬对不同生物的毒性
（1）对水生生物的毒性 海洋水生生物对铬有强的富集能力，其浓缩系数为：海藻60～
120000；无脊椎动物2～900；鱼类2000。 Feller指出，铬浓度5mg/L时，鱼类出现中毒。Katz认为，铬浓度
20mg/L可使鱼类死亡。具报道，Cr（Ⅵ）0.05mg/L可使水蚤致死， 无论是三价或六价铬，对水生生物都能产生毒害作用。 （2）对植物的毒性 土壤中过量的铬将抑制水稻、玉米、棉花、油菜、萝卜等作物的生长， 这些作物由于铬的毒害而发生不同程度的减产。 其具体表现为：降低作物的发芽率；引起作物叶片失绿；阻碍作物根 的延伸，减少作物根的数量。六价铬比三价铬毒性更强。Scharrer指 出，铬酸钠浓度达0.1mg/L时，对小麦、玉米等有毒害作用。由于作 物吸收的铬大部分累积在根里，根细胞体积小，数量少，因此作物根 部受害最严重。

环境毒理学实验在化学品安全性评价中的作用
毒性测试
对化学物质进行急性、亚慢性及慢性毒性测试，评估其对生物体 的危害程度。
致癌性研究
通过环境毒理学实验研究化学物质的致癌性，为化学品的风险评估 提供依据。
生殖与发育毒性研究
探究化学物质对生殖和发育过程的影响，保障人类后代的健康。
环境毒理学实验的发展趋势与展望
跨学科融合
环境毒理学实验将与生物学、化学、 医学等学科深度融合，拓展研究领域 和应用范围。
新型实验技术应用
借助基因组学、蛋白质组学、代谢组 学等新型实验技术，提高环境毒理学 实验的精准度和可靠性。
绿色化学与可持续发展
环境毒理学实验将更加关注绿色化学 和可持续发展，推动化学品的安全生 产和合理应用。
国际合作与交流
《环境毒理学实验》ppt 课件
目 录
• 环境毒理学概述 • 环境毒理学实验方法 • 环境毒理学实验设计 • 环境毒理学实验结果分析 • 环境毒理学实验的应用与展望
01
环境毒理学概述
环境毒理学的定义与特点
总结词
环境毒理学是一门研究环境污染物对生物体，特别是人类和动物的毒性作用的学科。它具有跨学科性、预防性和 实验性的特点。
Байду номын сангаас
致癌性实验
总结词
确定化学物质是否具有致癌作用
详细描述
致癌性实验是通过长期给予实验动物一定剂量的化学物质， 观察其是否引发肿瘤的发生和发展，以评估化学物质的致癌 风险。
03
环境毒理学实验设计
实验动物选择
实验动物种类
01
选择与人类生理、代谢和疾病特征相似的动物种类，如小鼠、
大鼠、豚鼠、仓鼠等。
实验动物品系