3-2毒作用分子机理
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有机氮-卤代胺抗菌剂
有机氮-卤代胺抗菌剂张新航;耿志刚;常建国;邵晶;陈兆彬【摘要】微生物引起的各种污染给人类生命健康带来了严重威胁.防止微生物,特别是病原性微生物引起的污染及交叉感染成为当今研究的热点.氮-卤代胺类化合物是一种抗菌性能很强的有机抗菌剂,具有高效持久、稳定性好、毒性低、可再生等优点.自氮-卤代胺类化合物被发现以来,研究者们对其设计与合成、抗菌机理、抗菌性能、应用等方面进行了大量研究.系统描述了此类抗菌剂结构及性质,探讨了该类抗菌剂的抗菌机理和毒副作用,详尽介绍了该类物质表征的技术手段,以及该类物质的应用及前景.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)003【总页数】6页(P68-72,79)【关键词】氮-卤代胺;可再生;抗菌高分子材料【作者】张新航;耿志刚;常建国;邵晶;陈兆彬【作者单位】西安长峰机电研究所,西安 710065;西安长峰机电研究所,西安710065;长春理工大学化学与环境工程学院,长春 130022;长春理工大学化学与环境工程学院,长春 130022;中科院长春应用化学研究所高分子复合材料工程实验室,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】O621.2目前，微生物引起的各种污染给人类生命健康带来了严重威胁。
如何防止微生物，特别是病原微生物引起的污染及交叉感染成为当今微生物研究的话题。
大家使用的物理方法有温度、粒子射线、电磁波等方法，化学方法为利用化学药品、调节溶液的酸碱度进行了相关抑菌研究。
通过抗菌剂赋予材料抗菌性能是应用较多的有效方法之一。
常用的抗菌剂可分为无机抗菌剂、天然抗菌剂及有机抗菌剂三大类，常用无机抗菌剂，如银等添加量大，易变色［1］；天然抗菌剂加工复杂，溶解性不好，耐热性较差［2］；而有机抗菌剂因其抗菌速度快，易操作等，愈来愈受到人们的重视［3］。
氮-卤代胺作为一类含有一个或多个氮-卤键（N-X）的有机抗菌剂，其稳定性好，低毒，低环境污染，具有广谱高效的抗菌性能，且具有可再生性［4］（式1），近来颇受关注。
毒作用分子机理课件
终毒物在靶位点达到某种浓度，并与靶位点结合，导 致靶位点分子结构和功能的改变，是产生有害生物学 效应的基础。
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
2
靶位点学说
靶位点的位置和结构 – 污染物及其代谢产物与生物体接触的部位 • 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 多发生在与生物体直接接触的部位； – 生物转运和生物转化过程所发生的部位 • 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基，造 成肺部损伤
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
10
共价结合学说
在生物体内，污染物或其代谢产物可以与生物大分子 发生共价结合，从而改变生物大分子的结构与功能， 引起一些列的有害生物效应。
该学说认为，机体重要的生物大分子，如DNA、RNA、 酶和其他多种生物活性物质，都可与污染物或其代谢 产物发生不可逆的共价结合。
自然界中存在的自由基消除剂 – 维生素A、E、C、胡萝卜素，食品中的丁化羟基甲 苯、没食子丙酸或乙氧基喹等等
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
27
自由基作用学说
生命体内的自由基是与生俱来的，生命本身具有平衡 自由基或者说清除多余自由基的能力。
人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多 的自由基 –化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的 增加、还有核爆炸……。 –骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正 常保持平衡的标准。
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
32
自由基作用学说
自由基与脂质过氧化 细胞的90%以上为膜性结构，细胞膜上含有大量多不
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
6
受体学说
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
2
靶位点学说
靶位点的位置和结构 – 污染物及其代谢产物与生物体接触的部位 • 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 多发生在与生物体直接接触的部位； – 生物转运和生物转化过程所发生的部位 • 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基，造 成肺部损伤
2024/6/4
《毒作用分子机理》PPT课件
10
共价结合学说
在生物体内，污染物或其代谢产物可以与生物大分子 发生共价结合，从而改变生物大分子的结构与功能， 引起一些列的有害生物效应。
该学说认为，机体重要的生物大分子，如DNA、RNA、 酶和其他多种生物活性物质，都可与污染物或其代谢 产物发生不可逆的共价结合。
自然界中存在的自由基消除剂 – 维生素A、E、C、胡萝卜素，食品中的丁化羟基甲 苯、没食子丙酸或乙氧基喹等等
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《毒作用分子机理》PPT课件
27
自由基作用学说
生命体内的自由基是与生俱来的，生命本身具有平衡 自由基或者说清除多余自由基的能力。
人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多 的自由基 –化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的 增加、还有核爆炸……。 –骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正 常保持平衡的标准。
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自由基作用学说
自由基与脂质过氧化 细胞的90%以上为膜性结构，细胞膜上含有大量多不
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《毒作用分子机理》PPT课件
6
受体学说
第二节外源化学物毒作用的分子机理
1.生殖细胞突变
致死性突变（显性与隐性致死）
（妊娠最初3个月自然流产中有60%有染色体畸变 ）
非致死性突变（显性与隐性遗传）
遗传病发病率 增加、新病种
增加基因库的 遗传负荷
2.体细胞突变
其它：
衰老 心脑血管疾病 ……
肿瘤
癌基因的活 化与抑癌基
因失活
机体对致突变作用的影响
DNA损伤的修复 遗传因素
机理 以DNA为靶的损伤：
基因突变 染色体畸变 不以DNA为靶的损伤 染色体数目改变
1.基因突变
mutated type wild type
碱基置换（base substitution）
错误配对的碱基在下一次DNA复制时 按正常规律配对，于是原来的碱基 对被错误碱基对所置换。
突变的后果
Down（唐氏）综合征患者
化学毒物致突变作用的机 制及后果
1. 突变的DNA变化
碱 基 损 伤
碱基错配 平面大分子嵌入DNA链 碱基类似物取代 碱基的化学结构改变或破坏
DNA链受损
二聚体形成 DNA加合物形成 DNA蛋白交联物形成
2. 突变细胞分裂过程改变 3. 其它：损伤DNA合成和修复有关的酶系统
例1：碱基错配--烷化剂
1、烷化剂是目前应用最广泛而有效的诱变剂。 2、最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)、甲基磺酸甲酯(MMS)、 亚硝酸胍等。 3、机制：带有一个或多个活泼的烷基，这些烷基能够移到 其他电子密度较高的分子中去，使碱基许多位置上增加 烷基，多方面改变氢键的结合能力。
（烷化作用可使DNA的碱基容易受到水解而从DNA上裂解下来， 造成碱基的缺失，从而引起碱基的转换与颠换及移码突变。）
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![浅谈城市生活垃圾焚烧中二恶英的产生及控制毕业设计论文[管理资料]](https://uimg.taocdn.com/8877f5369ec3d5bbfc0a7467.webp)
浅谈城市生活垃圾焚烧中二恶英的产生及控制毕业设计论文[管理资料]
毕业论文（设计）报告题目：浅谈城市生活垃圾焚烧中二噁英的产生及控制学生：指导教师：专业：环境监测与治理技术班级：环测1003班2013年01月21日学生毕业设计指导教师意见摘要随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，城市生活垃圾量大幅增加。
对其处理的方法的主要是焚烧，然而垃圾焚烧是城市中二噁英的主要来源。
已经被誉为“世界杀手”、“隐形杀手”、“重复杀手”、“世纪之毒”、“世纪毒王”的二噁英引起人类越来越关注。
本文主要介绍了二噁英的结构和物化性质，分析了在环境中二噁英的来源、毒性及危害，并指出了生活垃圾焚烧中产生二噁英的重要来源。
还分析了二噁英的检测方法以及在生活垃圾焚烧中产生机理，并根据该过程提出了一系列较为有效的措施来抑制和控制二噁英的产生。
关键词：生活垃圾焚烧二噁英产生机理有效控制目录1 引言 (5)2 二噁英的概述 (5)环境中二噁英的来源 (5) (7)二噁英的毒性以及影响 (8)二噁英的危害 (10)3 城市生活垃圾焚烧中二噁英的产生 (11)焚烧产生二噁英的条件 (11)垃圾焚烧过程中二噁英的生成机理 (12)4 二噁英检验分析的方法及控制标准 (13)二噁英的监测手段 (13)二噁英的检测技术 (13)二噁英采取的控制标准及政策 (15)5 二噁英的抑制及有效控制方法 (17)二噁英的抑制 (17)二噁英的有效控制方法 (20)6 结论 (23)符号表：............................................ 错误!未定义书签。
致谢. (25)参考文献 (26)1 引言随着人类的进步和发展，生活垃圾的产生也越来越多。
目前我国城市人均生活垃圾年产量为440公斤，，且每年以8%~10%的速度增长。
城市历年的垃圾堆存量高达66亿吨，侵占35亿多平方米的土地，全国660多个城市中，已有2/3的大中城市被垃圾包围，有1/4的城市不得不把解决垃圾危机的途径延伸到乡村，城市生活垃圾的二次污染，导致城乡结合区域的生态环境迅速恶化。
毒性作用机制课件
5.特异体质反应：(idiosyncratic reaction) 通常是指机体对外源化学物的一种遗传
性异常反应。
《毒性作用机制》PPT课件
四、损害作用与非损害作用
损害作用的特点：
▪ 影响正常形态学、生理学、生长发育过程， 缩短寿命。
▪ 功能容量降低。 ▪ 外加应激代偿能力降低。 ▪ 某些不利环境影响因素的易感性增高。
不可逆作用(irreversible effect)： 是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存
在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。
《毒性作用机制》PPT课件
4.过敏性反应(hypersensitivity)： 也称变态反应(a11ergic reaction)，
是机体对外源化学物产生的一种病理性免 疫反应。
特点：1.涉及群体，如一组动物或一群人； 2.一般以百分率或比值来表示。
《毒性作用机制》PPT课件
效应，又称为量反应(graded response)
通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。 属于计量资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值 表示。这类效应称为量反应。
反应，质反应 (quantal response)
② 意义不明的生理和生化改变； ③ 亚临床改变； ④ 临床中毒； ⑤ 甚至死亡。
《毒性作用机制》PPT课件
适应(adaptation)：是机体对一种通常能引起 有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性(resistance)：用于一个群体对于应激原 化学物反应的遗传机构改变，以至与未暴露的 群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
是评价外源化学物毒性作用与制订安全限 值的重要依据
《毒性作用机制》PPT课件
3.最小有作用剂量（minimal effect level,MEL） 指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最 轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为阈剂量 （threshold dose）称观察到损害作用的剂量 （LOAEL，lowest observed adverse effect level)
性异常反应。
《毒性作用机制》PPT课件
四、损害作用与非损害作用
损害作用的特点：
▪ 影响正常形态学、生理学、生长发育过程， 缩短寿命。
▪ 功能容量降低。 ▪ 外加应激代偿能力降低。 ▪ 某些不利环境影响因素的易感性增高。
不可逆作用(irreversible effect)： 是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存
在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。
《毒性作用机制》PPT课件
4.过敏性反应(hypersensitivity)： 也称变态反应(a11ergic reaction)，
是机体对外源化学物产生的一种病理性免 疫反应。
特点：1.涉及群体，如一组动物或一群人； 2.一般以百分率或比值来表示。
《毒性作用机制》PPT课件
效应，又称为量反应(graded response)
通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。 属于计量资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值 表示。这类效应称为量反应。
反应，质反应 (quantal response)
② 意义不明的生理和生化改变； ③ 亚临床改变； ④ 临床中毒； ⑤ 甚至死亡。
《毒性作用机制》PPT课件
适应(adaptation)：是机体对一种通常能引起 有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性(resistance)：用于一个群体对于应激原 化学物反应的遗传机构改变，以至与未暴露的 群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
是评价外源化学物毒性作用与制订安全限 值的重要依据
《毒性作用机制》PPT课件
3.最小有作用剂量（minimal effect level,MEL） 指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最 轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为阈剂量 （threshold dose）称观察到损害作用的剂量 （LOAEL，lowest observed adverse effect level)
第三章-设计安全无毒化学品的基本原理和方法
有良好的水溶性和脂溶性。
22
表3-3 影响吸收和膜渗透的物理化学及生物化学因素
物理化学因素
分子大小，相对分子质量，水溶性， 油溶性，状态（气、液还是固体）， 分解常数，粒子大小等等。
23
表3-3 影响吸收和膜渗透的物理化学及生物化学因素
生物化学因素
接触途径
表面积/m2 1.8 200 140
25
①肠胃系统吸收
C.影响物质在肠胃系统中吸收程度的物 理化学性质有： 物质的状态、固体物质粒子的大小、 物质的水溶性和油溶性、分解常数、 相对分子质量、分子大小等。
具体影响
26
①肠胃系统吸收 胃肠吸收特点？ 1. 物质必须有相当大的水溶性，才能溶解 成为其自由分子的形式。 2. 液态物质、被溶解了的物质比固态物质 更容易被吸收。 3. 盐类物质均有很大的水溶性，因此比中 性物质更容易被吸收。
2.利用构效关系消除毒性；
3.利用后代谢原理消除毒性；
4.用等效的无毒物代替有毒物质和
不使用有毒物质。
17
一、毒理学分析及相关分子设计
1.化学品 的毒性
2.通过分子修饰 减少吸收
3.了解毒性机 理后设计更安 全的化学品
4.利用毒性机理 知识设计更加安 全化学品的例子
18
（一）化学品的毒性
有毒化学品对人的致毒途径：
传统的工业化学 人才培养模式
工业合成 化学人才
药理学、 生物化学、 毒理学（SAR）
医药和杀虫剂 化学人才 杀虫剂化学人才 培养模式
复合型绿色 化学人才
14
传统的医药和
第二节 设计安全有效化学品的方法
15
环境化学第五章 污染物的毒性
• 其中，关键因素是毒物的结构与性质和毒物的剂量（浓度）。
• 毒理学中把毒物剂量（浓度）与引起个体生物学的变化，如脑电、心电、 血相、免疫功能、酶活性等的变化称为效应。把引起群体的变化，如肿 瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。研究表明，毒物的剂 量（浓度）与反（效）应变化之间存在着一定的关系，称为剂量 - 反 （效）应关系。大多数毒物的剂量-反（效）应关系呈S形。
SH Hg + E SH
2+
S + E Hg + 2H S
• 这些重金属离子也能抑制巯基在酶活性中心之内的酶，可能也是 通过重金属离子与巯基结合来实现的。
• 第三是某些金属取代金属酶中的不同金属。金属酶是金属离子为 辅酶或是辅酶一个成分的酶类。一个有关的例子是Cd(II)可以取代 锌酶中的Zn(II)，因为两者性质和离子半径都很近似的缘故。碱性 磷酸酶、醇脱氢酶和碳酸酐酶等一些锌酶被Cd2+取代后便失活。
– 其间，毒物或被解毒，转化为无毒或低毒代谢物（非活性代谢物）而陆续排 出体外；或被增毒转化为毒性更大的代谢物（活性代谢物）而到达靶器官中 的受体；或不被转化直接以原形毒物到达靶器官中的受体。 – 靶器官是毒物首先在机体中达到毒作用临界浓度的器官。 – 受体是靶器官中相应毒物分子的专一性作用部位。受体成分几乎都是蛋白质 分子，通常是酶，非酶的受体有鸦片类型受体（神经受体）等。
– 2,3,7,8-四氯二苯并二恶英（TCDD）是目前已知的有机毒物中毒性最强的 化合物，其毒性是DDT的10000倍，只要摄入0.000001g就会严重损害人体 健康。
<返回>
• 不同毒物或同一毒物在不同条件下的毒性，常有显著的差异。影响毒物 的毒性的因素很多，也很复杂。概括来说包括：
4章-污染暴露途径与作用方式
11
（1）大气生态系统毒害过程
对动物的毒害过程---间接毒害实例：
美国阿那空铜矿冶炼厂排出的大量含砷 废气，污染了周围牧草，牧草含砷量高达 400mg/A，致使24km2内的马、牛、羊等家 畜大量中毒死亡，3000只羊中毒，600只羊 死亡，死畜的肝脏中含有大量的砷。
12
（1）大气生态系统毒害过程
统的各个组分中。生物体吸收积累到一定量
时出现毒害特征，进而对水体系统产生毒害。
对水生生物的毒害：影响动植物生长发
育和生理过程。举例
16
（2）水生生态系统毒害过程
重 金 属 对 水 生 生 物 的 毒 害
植物
重金属对植物细胞膜具有严重的 破坏作用，抑制呼吸作用以及阻 碍叶绿素合成，从而抑制光合作 用等方面。 重金属能黏结在鱼鳃表面，造成 鳃的上皮和黏液细胞贫血和营养 失调，从而影响对氧气的吸收和 降低血液输送氧气的能力。
组织坏死。
29
三、毒作用机理
4、影响酶活性
（1）干扰正常受体-配体的相互作用
(受体) 细胞大分子 化学物质 （配体）
毒物干扰
配体-受体复合物
30
4、影响酶活性
（2) 干扰细胞内钙稳态
正常情况下，细胞内的钙浓度较低（10-7
～10-8mol/L），内外浓度相差103～104倍。化
学物质可以通过干扰细胞内钙稳态引起细胞损
小结
一般情况下，大气环境毒物浓度较低，
由于动物呼吸道长期持续地暴露于污染的大
气中，使大气环境毒物对动物的毒理作用过
程是长期的、反复的，能引起机体的慢性中
毒或降低机体的抵抗力，诱发感染，引起各
种呼吸道炎症，导致其慢性呼吸系统疾病的
发病率和死亡率增高。
（1）大气生态系统毒害过程
对动物的毒害过程---间接毒害实例：
美国阿那空铜矿冶炼厂排出的大量含砷 废气，污染了周围牧草，牧草含砷量高达 400mg/A，致使24km2内的马、牛、羊等家 畜大量中毒死亡，3000只羊中毒，600只羊 死亡，死畜的肝脏中含有大量的砷。
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（1）大气生态系统毒害过程
统的各个组分中。生物体吸收积累到一定量
时出现毒害特征，进而对水体系统产生毒害。
对水生生物的毒害：影响动植物生长发
育和生理过程。举例
16
（2）水生生态系统毒害过程
重 金 属 对 水 生 生 物 的 毒 害
植物
重金属对植物细胞膜具有严重的 破坏作用，抑制呼吸作用以及阻 碍叶绿素合成，从而抑制光合作 用等方面。 重金属能黏结在鱼鳃表面，造成 鳃的上皮和黏液细胞贫血和营养 失调，从而影响对氧气的吸收和 降低血液输送氧气的能力。
组织坏死。
29
三、毒作用机理
4、影响酶活性
（1）干扰正常受体-配体的相互作用
(受体) 细胞大分子 化学物质 （配体）
毒物干扰
配体-受体复合物
30
4、影响酶活性
（2) 干扰细胞内钙稳态
正常情况下，细胞内的钙浓度较低（10-7
～10-8mol/L），内外浓度相差103～104倍。化
学物质可以通过干扰细胞内钙稳态引起细胞损
小结
一般情况下，大气环境毒物浓度较低，
由于动物呼吸道长期持续地暴露于污染的大
气中，使大气环境毒物对动物的毒理作用过
程是长期的、反复的，能引起机体的慢性中
毒或降低机体的抵抗力，诱发感染，引起各
种呼吸道炎症，导致其慢性呼吸系统疾病的
发病率和死亡率增高。
三氧化二砷抗实体瘤作用及其机理的研究现状
三氧化二砷抗实体瘤作用及其机理的研究现状【摘要】用三氧化二砷治疗急性早幼粒细胞白血病效果显着，近年来国内外多项研究表明三氧化二砷对多种恶性实体瘤也有强大的抗癌作用，其作用机制十分复杂，主要有：诱导肿瘤细胞凋亡、分化；抑制肿瘤细胞增殖；直接损伤DNA；抑制肿瘤血管生成；抑制肿瘤转移；影响机体免疫等。
通过综述三氧化二砷的临床抗实体瘤的应用现状及可能的作用机理，有助于指导其临床的应用及进一步探讨其作用机理。
【关键词】三氧化二砷；实体瘤；机理三氧化二砷（Arsenic trioxide, As2O3，ATO）是中药砒霜的主要成分，但它又是一种剧毒物质。
20 世纪 70 年代我国学者首先使用三氧化二砷治疗复发性和难治性急性早幼粒细胞性白血病（APL），并取得了 52%~92% 的完全缓解[1]。
由此受到国内外学者的广泛关注，近年来研究表明 ATO 除了能治疗血液系统疾病，对多种恶性实体瘤如胃癌、食管癌、肝癌等也有强大的抗癌作用，中国食品药品监督管理局已经批准 ATO 用于 APL 和肝脏肿瘤的治疗，这些进展极大促进了其应用于治疗各种恶性肿瘤的基础研究和临床实践。
本文作者将该药在实体瘤方面的应用及机理的的研究进展综述如下。
1 ATO 对实体瘤的治疗作用1.1 消化系统肿瘤项颖等报道，ATO 治疗16 例中晚期肝癌患者，有效率 18.6%。
朱安龙等尝试以动脉和静脉途径给予 ATO，在累计观察的67 例不能手术切除的原发性肝癌患者中，完全缓解率 4.5%，部分缓解率35.8%，绝大多数患者自觉症状改善。
2004 年 9 月，我国食品药品监督局已经正式批准 ATO 注射液可用于晚期原发性肝癌的治疗。
涂水平等在三氧化二砷诱导胃癌细胞凋亡的实验研究中发现 ATO 诱导胃癌细胞凋亡的作用与 ATO 的浓度和时间存在相关性。
邓志华等发现 ATO 对胃癌、结肠癌、胰腺癌细胞均具有明显的抑制肿瘤细胞生长和诱导凋亡的作用。
沈忠英等通过研究发现 ATO 可作为治疗食管癌的辅助药物。
生物毒素的化学成分及其毒性机理
生物毒素的化学成分及其毒性机理生物毒素是指由生物合成的毒性物质，具有很高的毒性和生物活性，可以对人类、动物和植物造成严重的损害。
生物毒素广泛存在于自然界中，包括细菌、真菌、植物和动物等生物体内，是人类健康和生态环境的重要威胁。
本文将从化学成分和毒性机理两方面综述生物毒素的研究进展和相关应用。
一、化学成分生物毒素的化学成分十分复杂，其结构和组成成分对其毒性起到重要作用。
根据其来源不同，可分为细菌毒素、真菌毒素、植物毒素和动物毒素四类。
1.细菌毒素细菌毒素是由细菌产生的一种具有强烈毒性的分泌物质，主要包括内毒素和外毒素两种。
内毒素主要由细菌细胞壁成分中的脂多糖组成，可引起轻重不一的发热、心血管系统损伤等症状；外毒素则是由细菌细胞质所分泌的毒素，主要包括A、B、C、D四类，具有强烈的毒性和致病力。
2.真菌毒素真菌毒素是由真菌产生的一种有机化合物，其毒性相对较高，可对人类和动物的健康造成严重损害。
根据结构和毒性不同，可分为蘑菇毒素、麦角毒素、黄曲霉毒素和赭曲霉毒素等多种类型。
3.植物毒素植物毒素是由植物自身产生的具有毒性的天然化合物，主要分布在植物的根、茎、叶、花、果实、种子等部位。
根据其结构和毒性，可分为生物鹼、硫氰酸盐、甙类等多种类型。
4.动物毒素动物毒素包括毒蛇毒素、蜘蛛毒素、蝎毒素等多种类型，其化学成分由多种复杂有机分子组成，具有很高的毒性和生物活性。
其中毒蛇毒素主要包括神经毒素、血液毒素和细胞毒素等三类，其作用机理主要是通过直接或间接作用于神经、血液或细胞等系统，引起毒性反应和致病性疾病。
二、毒性机理生物毒素的毒性机理主要包括两个方面，一是它们的生物学作用机制，即作用于生物体内部的各种系统和生物过程，引起正常生理功能紊乱和病变；二是它们的化学作用机理，即你与细胞、分子、代谢物等之间的物理和化学反应过程，从而破坏细胞结构和功能。
1.细菌毒素的毒性机理细菌毒素的毒性作用主要与其化学成分和分泌方式有关。
外源化学物的毒性作用机理毒性作用是化学物与生物人或动物机体
外源化学物的毒性作用机理毒性作用：是化学物与生物(人或动物)机体相互作用的结果。
毒性作用出现的性质和强度主要受三个方面的影响：（1）化学物因；（2）机体因素；（3）化学物与机体所处的环境条件；（4）化学物的联合作用化学物因素化学物的生物学活性与其化学结构及理化特性有关系，同时又受化学物的剂型、不纯物含量等因素影响。
一、化学结构毒物的化学结构决定毒物的理化性质和毒物的化学活性，后两者又决定毒物的毒性，因此化学结构的改变可引起毒性作用的变化。
有机毒物在这方面表现比较有规律。
例如：1．苯具有麻醉作用和抑制造血机能的作用，当苯环中的氢被甲基取代后(成为甲苯或二甲苯)抑制造血机能的作用即不明显。
苯环中的氢被甲基取代后，其作用性质有很大改变，具有形成高铁血红蛋白的作用。
2．烷、醇、酮等碳氢化合物，碳原子愈多，则毒性愈大(甲醇与甲醛除外)。
但碳原子数超过一定限度时(一般为7～9个碳原子)，毒性反而下降(如戊烷毒性作用＜己烷＜庚烷，但辛烷毒性迅速减低＝。
3. 烷烃类的氢若为卤族元素取代时，其毒性增强，对肝的毒作用增加；且取代愈多，毒性愈大，如CCl4＞CHCl3＞CH2Cl2＞CH3Cl。
二、理化性质化学物质的理化特性对于它在外环境中的稳定性，进入机体的机会与体内代谢转化过程均有重要影响。
例如：溶解度①毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小，水中溶解度越大，毒性愈大。
如As2S3溶解度较As2O3小3万倍，其毒性亦小。
②影响毒性作用部位：如刺激性气体中在水中易溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道，而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡，引起肺水肿。
③脂溶性物质易在脂肪蓄积，易侵犯神经系统。
2．分散度毒物颗粒的大小可影响其进入呼吸道的深度和溶解度，从而可影响毒性。
3．挥发性吸人毒物的毒性除与其半数致死浓度大小有关外，与其挥发性的大小亦有关。
例如：苯与苯乙烯的LC50均为45mg/L左右，但苯的挥发性较苯乙烯大ll倍，故其危害性远较苯乙烯为大。
毒理学第四章毒作用机制(2)
为什么要研究化学物毒作用的机制？ （研究外源化学物毒作用机制的意义）
为更清楚地解释描述毒理学资料、评价特定外 援化学物引起有害效应的概率、制定预防策略、 设计危害程度较小的药物和工业化学物以及开发 对靶生物具有良好选择毒性的杀虫剂提供刘宁依 据； 毒理学作为工具学科，通过对外源化学物机制 的研究，有利于人们对机体基本生理和生化过程 以及人类某些重要疾病病理过程的进一步认识。
(三氯甲基过氧自由基） 接受和供给电子的能力使它们成为自由 基反应的重要催化剂
注：O2 本身是自由基，双原子氧分子有 2 个不同配对电子，所以氧经单电子还原为 O2•（一个不配对电子）和 双电子还原为 H2O2（没有不配对电子），故 H2O2 不是合格的自由基，虽然它能形成 •OH 而成为重要的氧化剂。
环氧化物水化酶催化 金属离子由金属硫蛋白形成复合物 4．自由基的解毒（仅举此例子，下页） 5. 蛋白质毒素的解毒
超氧化物歧化酶（SOD），谷胱甘肽氧化酶（GPO）和过氧化氢酶 （CAT）对超氧阴离子自由基（O2·－）的解毒作用
解毒过程失效 1.解毒能力耗竭（解毒酶、共底物、抗氧化剂） 2.解毒酶失活 3.某些结合反应被逆转 4.解毒过程产生潜在的有害副产物
的内源性分子反应。
亲电物的形成
亲电物
是指含有一个缺电子原子(带部分或全部正电荷)的分 子，它能通过与亲核物中的富电子原子共享电子对而 发生反应。
亲电物的形成 ✓ 通过插入一个氧原子而产生 ✓ 共轭双键形成 ✓ 键异裂 ✓ 金属的氧化还原
表 2 亲电代谢物产生的毒性
亲电子代谢物
源毒物
催化增毒酶
(3)锍离子 表锍离子
(4)金属离子 二价汞离子 二水合二氨基铂离子（Ⅱ）
7，12－DMBA DENA
毒理学
一、名词解释：1毒物：指对活的有机体产生有毒作用的物质。
2毒性：指某种化学物引起机体损害的能力。
3毒素：指由活的有机体产生的特殊毒物称为毒素。
4.毒液：凡是通过叮咬或蛰刺传播的动物毒素为毒液。
3突变：指可遗传的DNA结构的任何永久性改变。
4畸变：指动物在胚胎发育时期发生的形态与功能的改变。
6中毒：是生物体受到毒物作用而出现的疾病状态，是各种毒作用的综合表现。
5染毒：6解毒：大多数化学毒物经过生物转化后毒性减弱或消失。
7MRL:食品中允许残留量,指食品动物用药后产生的允许存在于食物表面或内部的该兽药残留的最高含量或浓度。
8MLD：最小致死剂量，表示在一群个体中引起个别死亡的最低剂量或浓度。
9危险性：也称危险度，是指化学物在特定条下，对机体产生损害作用的可能性。
10安全性：是指机体在建议使用剂量和接触方式的情况下，该化学物不至于引起损害作用的“实际可靠性”。
12危害性：指化学物对机体产生损害作用的可能性。
这一概念较笼统缺乏定量的概念及其接触条件。
13简单扩散：是一种顺流转运，即从高浓度一侧向低浓度的对侧扩散，在扩散过程中不消耗能量，不与膜上的物质起作用，最终达到内外平衡。
14易化扩散：是一些水溶性化学物由高浓度一侧经细胞膜向低浓度对侧扩散的过程，这一过程需借助膜上一些特殊的蛋白或载体的帮助，不消耗能量。
15主动转运：是化学物通过生物膜的逆浓度梯度转运。
此过程需借助载体的帮助,同时要消耗一定的能量。
16.毒作用：是指化学物对生物体引起的功能性和实质性损害。
17绝对致死量（LD100）:外源化学物引起受试动物全部死亡的最低剂量。
最小致死量（LD01或MLD）：外源化学物使受试动物群体中个别动物出现死亡的剂量。
最大耐受量（LD0）：外源化学物不引起受试动物死亡的最高剂量。
半数致死量（LD50）：给实验动物一次或24小时内多次染毒引起半数死亡的剂量，也称致死中量。
半数耐受量(TLM)：水中试验化学物在规定时间内有半数水生生物存活的浓度。
艰难梭菌毒素致病机理的研究进展
艰难梭菌毒素致病机理的研究进展倪孟颖;吴长德;杨晶雪【摘要】艰难梭菌是一种革兰氏阳性厌氧芽胞梭菌,是人类肠道感染的主要致病菌,其主要致病因素为毒素A(肠毒素)和毒素B(细胞毒素).毒素A引发细胞损伤后,毒素B即可侵入肠黏膜,引起细胞病变,导致一系列与感染相关的临床表现.同时,艰难梭菌毒素也是引起猪、鸡等畜禽发生腹泻的重要因素,因此探讨艰难梭菌毒素对机体的损伤作用,有利于揭示艰难梭菌的致病机理,为其防控提供理论依据.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2014(041)012【总页数】5页(P263-267)【关键词】艰难梭菌;毒素;损伤;致病机理【作者】倪孟颖;吴长德;杨晶雪【作者单位】沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866;沈阳农业大学畜牧兽医学院,辽宁沈阳 110866【正文语种】中文【中图分类】S852.61+6.3难辨梭状芽孢杆菌又名艰难梭菌，是梭菌属的一个成员。
艰难梭菌是厌氧性细菌，因其对氧气十分敏感，所以很难分离培养，也因此得名。
艰难梭菌一般寄生在人的肠道内，1935年被发现，但直到1977年才发现艰难梭菌与临床长期使用某些抗生素而引起的伪膜性肠炎有关，从此艰难梭菌才得到人们的关注。
毒素是艰难梭菌主要的致病因素，不同的临床分离菌株所产生的毒素不同，因而对机体的致病力也不同，尤其是高致病力毒株027的出现（杨雪妹等，2013a），给人的生命安全造成了巨大的威胁，027毒株不仅能产生毒素A和毒素B，同时还能产生二元毒素，这与其高致病力密切相关。
因此，研究艰难梭菌毒素是揭示其致病机理的关键。
1 艰难梭菌毒素分类艰难梭菌毒力主要涉及因素有黏附素胞外酶、菌毛、鞭毛、荚膜和细胞表面层（surface layer）。
细胞表面层是一个亚晶状的结构，又称S-层（S-layer），是由蛋白质或糖蛋白构成的单分子晶格状聚合物（董妍玲等，2010）。
病毒的毒力及其分子机理
病毒的毒力及其分子机理作为一种致命的微生物，病毒在我们的生活中扮演着至关重要的角色。
它们可以感染人类、动物和其他微生物，引起各种疾病，并导致全球公共卫生危机。
但你知道吗，病毒的毒力来源于什么？它们是如何将其致病机理转化为生物学过程的？在本文中，我们将探讨病毒的毒力及其分子机理，以期更好地理解和应对各种病毒的入侵和侵害。
一、病毒的毒力及其特性病毒的毒力是指病毒入侵宿主后所引起的致病机理。
与大多数细菌不同，病毒并不是活体细胞，而是由DNA或RNA等核酸包裹在蛋白质包裹物中的一种寄生体。
病毒的进化速度极快，因为它们具有高度变异性和适应性，能够在宿主细胞中繁殖和复制，产生大量复制体。
在复制过程中，病毒可以具有高度毒性，也可以变得温和或不致病。
具有高毒性的病毒通常会在宿主体内引起严重的疾病和健康问题，如流感、艾滋病、乙型肝炎、SARS和COVID-19等。
病毒的毒性特征主要包括以下三个方面：1. 直接细胞毒性（Cytopathic effect，CPE）：病毒会侵犯细胞，使细胞产生变化，包括细胞聚合、细胞松弛、细胞死亡等。
2. 免疫反应毒性（Immune response toxicity，IRT）：病毒会诱导宿主细胞产生细胞因子、炎症介质等，调节免疫系统的活性，并产生一系列的炎症反应和免疫损伤。
3. 遗传毒性（Genetic toxicity）：病毒会破坏宿主细胞DNA或RNA，或将其自己的DNA或RNA融入宿主细胞DNA或RNA中，导致基因突变或染色体不稳定等遗传异常。
二、病毒的分子机理病毒的毒力机制是十分复杂的，与病毒本身的结构和功能密切相关。
病毒的结构可以分为三个部分：核酸、蛋白质包裹物和外壳（envelope）。
核酸和蛋白质包裹物主要负责病毒的复制和生存，外壳则是病毒入侵宿主细胞的关键。
下面我们将围绕病毒与宿主细胞相互作用的过程，探讨病毒的分子机理。
1. 病毒的入侵和侵染机理病毒的入侵是指病毒进入宿主细胞的过程。
各系统的毒作用机制
各系统的毒作用机制是一个复杂的过程，包括以下几个方面：
直接损伤作用：如强酸或强碱可直接造成细胞和皮肤粘膜的结构破坏，产生损伤作用。
受体配体的相互作用与立体选择性作用：产生特征性生物学效应。
干扰易兴奋细胞膜的功能：毒物可以多种方式干扰易兴奋细胞膜的功能，例如，有些海产品毒素和蛤蚌毒素均可通过阻断易兴奋细胞膜上钠通道而产生麻痹效应。
干扰细胞能量的产生：通过干扰碳水化合物的氧化作用以影响三磷酸腺苷(ATP)的合成。
例如，铁在血红蛋白中的化学性氧化作用，由于亚硝酸盐形成了高铁血红蛋白而不能有效地与氧结合。
毒物ADME过程：包括从接触部位进入血液循环、从血液循环进入靶器官、增毒与解毒等步骤。
这个过程中，毒物可能经过肠上皮细胞、肝细胞的毒物转运蛋白转出细胞（肝胆排泄），或者在接触部位（如皮肤）被细胞代谢。
干扰细胞调节功能和细胞修复功能：毒物可能通过影响细胞的调节功能和修复功能，导致细胞功能障碍或细胞死亡。
请注意，具体的毒作用机制可能因毒物的种类和靶器官的不同而有所差异。
不同类型杀虫剂的作用机理
除虫菊分为红花除虫菊和白花除虫菊两个品种， 红花除虫菊仅具有观赏价值， 白花除虫菊中含有 杀虫活性物质。白花除虫菊的地面以上部分均含 有天然除虫菊酯，花中含量最高，是种植、加工 业注意的焦点。从1995～2000年的统计数据来看， 天然除虫菊的产量分布为：肯尼亚约10000kg， 坦桑尼亚约2552kg，我国云南红河森菊公司约 5000kg。
§5 灭幼脲的作用机理
整理ppt
§1 有机氯类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
属剧毒和高毒，主要品种有滴滴涕(DDT)、林丹和
六六六(已于1983年4月1日停止生产，禁止在果蔬及农 作物使用)等，目前准予使用并在生产上流行的是硫丹 (赛丹、硕丹、安杀丹)。对果品相对安全，年可间隔 使用1～2次。
（3）GABA受体
GABA受体与昆虫毒理学关系最 密切。所有亲离子GABA受体都属 于一个含半胱氨酸环的神经传送体 受体超家族。这些受体包括nAChR， 马钱子碱敏感的甘氨酸受体和5-羟 色胺3型受体(5-HT3受体)。这些 受体都由5个亚单位低聚而成，环 绕一个中央传送门控性离子通道。 占领或破坏GABA受体之后神经冲 动的正常传导受阻 。
因此是高效、高毒、高残留的农药，尤其是DDT具明显
的致癌性能和遗传毒性。
整理ppt
§2 有机磷类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
剧毒和高毒：甲拌磷(3911)、对硫磷 (1605)、甲基对硫磷(甲基1605)、久效磷、磷 胺、甲胺磷、杀扑磷(速扑杀、速蚧克)、水胺 硫磷、氧乐果等。
中低毒：敌百虫、敌敌畏、辛硫磷、乐果、 马拉硫磷(马拉松)、乙酰甲胺磷、三唑磷、毒 死蜱(乐斯本、氯吡硫磷)、丙嗅磷、倍硫磷、 杀螟硫磷(杀螟松)、喹硫磷(爱卡士)、哒嗪硫 磷、氯唑磷(米乐尔)等。
§5 灭幼脲的作用机理
整理ppt
§1 有机氯类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
属剧毒和高毒，主要品种有滴滴涕(DDT)、林丹和
六六六(已于1983年4月1日停止生产，禁止在果蔬及农 作物使用)等，目前准予使用并在生产上流行的是硫丹 (赛丹、硕丹、安杀丹)。对果品相对安全，年可间隔 使用1～2次。
（3）GABA受体
GABA受体与昆虫毒理学关系最 密切。所有亲离子GABA受体都属 于一个含半胱氨酸环的神经传送体 受体超家族。这些受体包括nAChR， 马钱子碱敏感的甘氨酸受体和5-羟 色胺3型受体(5-HT3受体)。这些 受体都由5个亚单位低聚而成，环 绕一个中央传送门控性离子通道。 占领或破坏GABA受体之后神经冲 动的正常传导受阻 。
因此是高效、高毒、高残留的农药，尤其是DDT具明显
的致癌性能和遗传毒性。
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§2 有机磷类杀虫剂的作用机理
1、农药毒性与品种
剧毒和高毒：甲拌磷(3911)、对硫磷 (1605)、甲基对硫磷(甲基1605)、久效磷、磷 胺、甲胺磷、杀扑磷(速扑杀、速蚧克)、水胺 硫磷、氧乐果等。
中低毒：敌百虫、敌敌畏、辛硫磷、乐果、 马拉硫磷(马拉松)、乙酰甲胺磷、三唑磷、毒 死蜱(乐斯本、氯吡硫磷)、丙嗅磷、倍硫磷、 杀螟硫磷(杀螟松)、喹硫磷(爱卡士)、哒嗪硫 磷、氯唑磷(米乐尔)等。
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2011-3-17 11
共价结合学说
在生物体内，污染物或其代谢产物可以与生物大分子 发生共价结合，从而改变生物大分子的结构与功能， 引起一些列的有害生物效应。 该学说认为，机体重要的生物大分子，如DNA、RNA、 酶和其他多种生物活性物质，都可与污染物或其代谢 产物发生不可逆的共价结合。
2011-3-17
2011-3-17 14
共价结合学说
与结构蛋白结合 – 污染物或其代谢产物还可与胞浆蛋白发生共价结 合，使胞浆蛋白变性——可作用于细胞核内的 DNA、RNA等遗传物质，引起畸变、癌变和突变。 – 某些具有抗原或半抗原作用的污染物与机体组织 蛋白（如载体、抗体、补体等）可形成共价结合， 所形成的复合物可以引起特殊的变态反应。
2011-3-17 16
共价结合学说
与酶结合 与酶的活性中心共价结合 – 有机磷农药与乙酰胆碱酯酶竞争性地共价结合— —乙酰胆碱酯酶的磷酰化—胆碱酯酶活性受抑制 (不能起分解乙酰胆碱的作用) —组织中乙酰胆碱过量 蓄积—使胆碱能神经过度兴奋—中枢神经系统症 状等 – 神经递质乙酰胆碱的主要职能是从神经细胞携带 信号到肌肉细胞。
• 有机氟—代谢为氟离子—肾脏损伤
2011-3-17 5
靶位点学说
靶位点的功能 –靶位点的生理学功能不同，对污染物及其代谢产物 的敏感性或耐受性也不同。
• 不同部位酶不同—对污染物代谢转化能力不同
–机体各部位对稳定性较强的中间代谢产物的进一步 代谢灭活所需酶也存在分布上的差异，当缺乏代谢 灭活所需要的酶时，这一部位就会出现损伤现象。
自由基作用学说
自由基的产生和特点 自由基(自由激进分子) – 是具有不成对电子的原子或分子 产生 – 主要是由于共价键耗能均裂形成 CH3:H→CH3·+H· – 也可通过俘获电子形成CCl4+e→CCl3·+Cl2011-3-17 23
自由基作用学说
自由基的产生方法主要有3种 光照法 –具有一定能量的光辐照某些化合物时，使化学键断 裂，生成自由基。 热均裂法 –很多过氧化物和偶氮化合物受热时均裂，生成自由 基。 氧化还原法 –通过电子转移生成自由基。
12
共价结合学说
与蛋白质(酶 的共价结合 与蛋白质 酶)的共价结合 与核酸的共价结合 与脂质的共价结合
2011-3-17
13
共价结合学说
各种污染物或其代谢产物通常可与结构蛋白质或酶的活性 中心的配位体巯基、羟基、胍基、氨基等部位发生共价结合， 最终抑制这些蛋白质的功能。 与结构蛋白结合 – 蛋白质的一个重要生理功能是构建生物体，这类蛋白质被称 为结构蛋白。 – 细胞膜、线粒体、内质网等都是由蛋白质和脂类组成的，具 有各种重要的生物学功能(除了结构作用外)，易受到污染物 的毒作用。 – 醌类、醛类，羟胺化合物和环氧化物等污染物，可与脂蛋白、 糖蛋白发生共价结合，引起细胞膜通透性改变和细胞内营养 物质合成障碍，最终导致细胞或组织坏死。
2011-3-17
17
共价结合学说
与酶结合 与酶的活性中心共价结合 – 与细胞色素氧化酶中的Fe和许多金属辅酶中的Cu、 Zn等元素结合：CO、CN-、叠氮化物、亚硝酸盐、硫化物等， 阻断电子传递过程，引起细胞窒息。 – 含有-SH基酶在巯基部位结合 • 多种重金属(Cd, Hg, Pb, As等)，导致酶活性抑制。
2011-3-17
3
靶位点学说
靶位点的位置和结构 – 污染物及其代谢产物与生物体接触的部位 • 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 多发生在与生物体直接接触的部位； 多发生在与生物体直接接触的部位； – 生物转运和生物转化过程所发生的部位 • 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基，造 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基， 成肺部损伤
2011-3-17 31
2011-3-17
32
自由基作用学说
自由基对机体的损伤主要有 – 使脂质过氧化而破坏生物膜，导致膜的通透性和流 动性改变而引起细胞损伤和死亡； – 与蛋白质氨基酸残基或巯基反应，导致蛋白质功能 或酶活性丧失，引起蛋白质分子聚合和交联； – 破坏核酸的结构、攻击嘌呤与嘧啶基，导致变异的 出现与蓄积。
2011-3-17
30
自由基作用学说
自由基的种类 – 羟基自由基 – 超氧化阴离子自由基 – 氢过氧自由基 – 单线态氧 – 过氧化氢 这些活性氧产物均有氧分子衍生而来，称为活性氧中间 体(reactive oxygen intermediates ROIs)，也称氧自由基 (oxygen free radical, OFR)。
2011-3-17
33
自由基作用学说
自由基与脂质过氧化 细胞的90%以上为膜性结构，细胞膜上含有大量多不 饱和脂肪酸(PUFA)，是最易受到活性氧攻击的生物大 分子，使其发生脂质过氧化作用。 脂质过氧化作用 – 主要是指在PUFA中发生的一种自由基链式反应， 它主要是由活性氧引发产生。
2011-3-17 7
受体学说
生物膜
反 应 体
识别
离子或分子传输 酶的灭活或激活 神经递质或激素释放
放大
体
换能
体
应
配体 –对受体具有选择性结合能力的生物活性物质。 反应体 –受体与配体结合后进而引发机体中某一特定结构产生初 始生物效应，这种受体-配体结构称为反应体。
2011-3-17 8
受体学说
2011-3-17
4
靶位点学说
靶位点的功能 – 肝脏(代谢转化的重要部位)——混合功能氧化酶的代谢 活化作用，可以使外源化合物的毒性大大增加，造成肝 细胞的损伤。
• CCl4、氯仿、氯乙烯等—肝细胞代谢活化—脂肪变性、坏死、 突变和肿瘤细胞形成和发展
– 肾脏(排泄污染物及其代谢产物的重要脏器)——对体内 生物活性物质也具有高度的重吸收功能，许多污染物因 而也可选择性地贮存或作用于肾脏组织。
2011-3-17 28
自由基作用学说
生命体内的自由基是与生俱来的，生命本身具有平衡 自由基或者说清除多余自由基的能力。 人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多 的自由基 –化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的 增加、还有核爆炸……。 –骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正 常保持平衡的标准。
2011-3-17
15
共价结合学说
与酶结合 – 单纯蛋白酶 – 结合蛋白酶 • 酶蛋白 • 辅因子(金属离子、金属有机化合物、小分子有机化合物) – 辅酶(非蛋白质部分与酶蛋白以非共价键相连) – 辅基(非蛋白质部分与酶蛋白以共价键相连) 污染物或其代谢产物可与酶的活性中心、辅酶、 辅基或底物发生共价结合，导致酶活性的抑制，从而 引起一些列的有害生物效应。
2011-3-17 25
自由基作用学说
自由基的产生和特点 连锁反应 – 通过自由基生成和不断再生而使反应像链锁一样持续进 行的反应。 包含三个阶段 – 引发阶段：反应物分子在一定条件作用下断裂产生自由基 – 增长阶段：自由基与反应物分子起反应，生成新自由基和产物，
但自由基总数不变
– 终止阶段：反应进行到一定阶段后，反应体系中的反应物浓度逐
2011-3-17 9
受体学说
作用机制（引发生物效应的过程） – 腺苷环化酶（C-AMPase）： – 毒物→C-AMPase活化→催化ATP →C-AMP（环腺 苷酸，第二信使） → →催化蛋白质磷酸化→膜透性等 → 改变→有关的生物效应
2011-3-17
10
受体学说
作用机制 – Ca2+与钙调蛋白复合物的形成： – 正常细胞保持严格的钙稳态：胞外10-3 mol/L，胞内 10-7 ~ 10-6 mol/L。 – M + Acceptor → 激活磷脂酶→磷脂酸肌醇水解→ Ca2+增加（ 10-7~ 10-5 mol/L）→钙调蛋白复合物→ 系列酶非生理性激活：环核苷磷酯酶；脑腺苷酶；蛋白 激酶、磷酸化激酶等→在不同的组织产生不同的生物 效应(肌肉收缩、腺体分泌、K+外流等，甚至细胞或组织坏 死)。
与酶结合 致死性合成 – 许多与酶的底物结构类似的污染物或其代谢产物， 在酶的催化作用下参与生物合成或其他代谢途径， 形成无功能的中间代谢产物，扰乱正常的代谢过 程。
2011-3-17
20
共价结合学说
与核酸的共价结合 – 核酸是生物信息遗传的物质基础，可分为RNA, DNA两类。 – 污染物不仅可与这些核酸物质发生共价结合，还 可与核酸的氢键进行氢键结合，或者嵌入碱基对 之间，造成遗传信息的错误表达。 与脂质的共价结合 – 能直接与脂质共价结合的化合物不多，部分有机 卤化物。
2011-3-17
18
共 价 结 合 学 说
机体获取能量的主要方式 糖、脂肪和蛋白质在体内 氧化的共同代谢途径…… 氧化的共同代谢途径
与酶结合 与辅基共价结合
– 砷类化合物、有机锡化合物可与丙酮酸脱氢酶的辅酶硫辛 酸结合，使丙酮酸形成乙酰辅酶A进入TCA环中断。
2011-3-17 19
共价结合学说
2011-3-17
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自由基作用学说
自由基的产生和特点 外源性自由基的形成 – 环境中污染物：燃烧热解、光解、氧化-还原反应等 环境中污染物：燃烧热解、光解、氧化 还原反应等 过程 – 进入生物体内的污染物：生物转化过程 进入生物体内的污染物： • 硝基胺基化合物、芳香族化合物，喹啉、CCl4 硝基胺基化合物、芳香族化合物，喹啉、 等。
2011-3-17 24
自由基作用学说
自由基的产生和特点 特点 –大多数自由基都很活泼，反应性极强，容易反应生 成稳定分子——氧化(在所有分子成键过程中，电 子都是倾向配对的，自由基中的未成对电子也有配 对的倾向) –多数自由基反应性很强，寿命很短，如羟基自由基 的寿命只有10-6秒；但也有少数自由基反应性不强， 寿命较长，并相当稳定，如多环芳烃自由基和醌类 自由基等。
共价结合学说
在生物体内，污染物或其代谢产物可以与生物大分子 发生共价结合，从而改变生物大分子的结构与功能， 引起一些列的有害生物效应。 该学说认为，机体重要的生物大分子，如DNA、RNA、 酶和其他多种生物活性物质，都可与污染物或其代谢 产物发生不可逆的共价结合。
2011-3-17
2011-3-17 14
共价结合学说
与结构蛋白结合 – 污染物或其代谢产物还可与胞浆蛋白发生共价结 合，使胞浆蛋白变性——可作用于细胞核内的 DNA、RNA等遗传物质，引起畸变、癌变和突变。 – 某些具有抗原或半抗原作用的污染物与机体组织 蛋白（如载体、抗体、补体等）可形成共价结合， 所形成的复合物可以引起特殊的变态反应。
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共价结合学说
与酶结合 与酶的活性中心共价结合 – 有机磷农药与乙酰胆碱酯酶竞争性地共价结合— —乙酰胆碱酯酶的磷酰化—胆碱酯酶活性受抑制 (不能起分解乙酰胆碱的作用) —组织中乙酰胆碱过量 蓄积—使胆碱能神经过度兴奋—中枢神经系统症 状等 – 神经递质乙酰胆碱的主要职能是从神经细胞携带 信号到肌肉细胞。
• 有机氟—代谢为氟离子—肾脏损伤
2011-3-17 5
靶位点学说
靶位点的功能 –靶位点的生理学功能不同，对污染物及其代谢产物 的敏感性或耐受性也不同。
• 不同部位酶不同—对污染物代谢转化能力不同
–机体各部位对稳定性较强的中间代谢产物的进一步 代谢灭活所需酶也存在分布上的差异，当缺乏代谢 灭活所需要的酶时，这一部位就会出现损伤现象。
自由基作用学说
自由基的产生和特点 自由基(自由激进分子) – 是具有不成对电子的原子或分子 产生 – 主要是由于共价键耗能均裂形成 CH3:H→CH3·+H· – 也可通过俘获电子形成CCl4+e→CCl3·+Cl2011-3-17 23
自由基作用学说
自由基的产生方法主要有3种 光照法 –具有一定能量的光辐照某些化合物时，使化学键断 裂，生成自由基。 热均裂法 –很多过氧化物和偶氮化合物受热时均裂，生成自由 基。 氧化还原法 –通过电子转移生成自由基。
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共价结合学说
与蛋白质(酶 的共价结合 与蛋白质 酶)的共价结合 与核酸的共价结合 与脂质的共价结合
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共价结合学说
各种污染物或其代谢产物通常可与结构蛋白质或酶的活性 中心的配位体巯基、羟基、胍基、氨基等部位发生共价结合， 最终抑制这些蛋白质的功能。 与结构蛋白结合 – 蛋白质的一个重要生理功能是构建生物体，这类蛋白质被称 为结构蛋白。 – 细胞膜、线粒体、内质网等都是由蛋白质和脂类组成的，具 有各种重要的生物学功能(除了结构作用外)，易受到污染物 的毒作用。 – 醌类、醛类，羟胺化合物和环氧化物等污染物，可与脂蛋白、 糖蛋白发生共价结合，引起细胞膜通透性改变和细胞内营养 物质合成障碍，最终导致细胞或组织坏死。
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共价结合学说
与酶结合 与酶的活性中心共价结合 – 与细胞色素氧化酶中的Fe和许多金属辅酶中的Cu、 Zn等元素结合：CO、CN-、叠氮化物、亚硝酸盐、硫化物等， 阻断电子传递过程，引起细胞窒息。 – 含有-SH基酶在巯基部位结合 • 多种重金属(Cd, Hg, Pb, As等)，导致酶活性抑制。
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靶位点学说
靶位点的位置和结构 – 污染物及其代谢产物与生物体接触的部位 • 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 许多污染物对皮肤粘膜和呼吸系统的损伤作用， 多发生在与生物体直接接触的部位； 多发生在与生物体直接接触的部位； – 生物转运和生物转化过程所发生的部位 • 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基，造 百草枯在肺部代谢活化，诱发活性氧自由基， 成肺部损伤
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自由基作用学说
自由基对机体的损伤主要有 – 使脂质过氧化而破坏生物膜，导致膜的通透性和流 动性改变而引起细胞损伤和死亡； – 与蛋白质氨基酸残基或巯基反应，导致蛋白质功能 或酶活性丧失，引起蛋白质分子聚合和交联； – 破坏核酸的结构、攻击嘌呤与嘧啶基，导致变异的 出现与蓄积。
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自由基作用学说
自由基的种类 – 羟基自由基 – 超氧化阴离子自由基 – 氢过氧自由基 – 单线态氧 – 过氧化氢 这些活性氧产物均有氧分子衍生而来，称为活性氧中间 体(reactive oxygen intermediates ROIs)，也称氧自由基 (oxygen free radical, OFR)。
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自由基作用学说
自由基与脂质过氧化 细胞的90%以上为膜性结构，细胞膜上含有大量多不 饱和脂肪酸(PUFA)，是最易受到活性氧攻击的生物大 分子，使其发生脂质过氧化作用。 脂质过氧化作用 – 主要是指在PUFA中发生的一种自由基链式反应， 它主要是由活性氧引发产生。
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受体学说
生物膜
反 应 体
识别
离子或分子传输 酶的灭活或激活 神经递质或激素释放
放大
体
换能
体
应
配体 –对受体具有选择性结合能力的生物活性物质。 反应体 –受体与配体结合后进而引发机体中某一特定结构产生初 始生物效应，这种受体-配体结构称为反应体。
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受体学说
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靶位点学说
靶位点的功能 – 肝脏(代谢转化的重要部位)——混合功能氧化酶的代谢 活化作用，可以使外源化合物的毒性大大增加，造成肝 细胞的损伤。
• CCl4、氯仿、氯乙烯等—肝细胞代谢活化—脂肪变性、坏死、 突变和肿瘤细胞形成和发展
– 肾脏(排泄污染物及其代谢产物的重要脏器)——对体内 生物活性物质也具有高度的重吸收功能，许多污染物因 而也可选择性地贮存或作用于肾脏组织。
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自由基作用学说
生命体内的自由基是与生俱来的，生命本身具有平衡 自由基或者说清除多余自由基的能力。 人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多 的自由基 –化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的 增加、还有核爆炸……。 –骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正 常保持平衡的标准。
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共价结合学说
与酶结合 – 单纯蛋白酶 – 结合蛋白酶 • 酶蛋白 • 辅因子(金属离子、金属有机化合物、小分子有机化合物) – 辅酶(非蛋白质部分与酶蛋白以非共价键相连) – 辅基(非蛋白质部分与酶蛋白以共价键相连) 污染物或其代谢产物可与酶的活性中心、辅酶、 辅基或底物发生共价结合，导致酶活性的抑制，从而 引起一些列的有害生物效应。
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自由基作用学说
自由基的产生和特点 连锁反应 – 通过自由基生成和不断再生而使反应像链锁一样持续进 行的反应。 包含三个阶段 – 引发阶段：反应物分子在一定条件作用下断裂产生自由基 – 增长阶段：自由基与反应物分子起反应，生成新自由基和产物，
但自由基总数不变
– 终止阶段：反应进行到一定阶段后，反应体系中的反应物浓度逐
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受体学说
作用机制（引发生物效应的过程） – 腺苷环化酶（C-AMPase）： – 毒物→C-AMPase活化→催化ATP →C-AMP（环腺 苷酸，第二信使） → →催化蛋白质磷酸化→膜透性等 → 改变→有关的生物效应
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受体学说
作用机制 – Ca2+与钙调蛋白复合物的形成： – 正常细胞保持严格的钙稳态：胞外10-3 mol/L，胞内 10-7 ~ 10-6 mol/L。 – M + Acceptor → 激活磷脂酶→磷脂酸肌醇水解→ Ca2+增加（ 10-7~ 10-5 mol/L）→钙调蛋白复合物→ 系列酶非生理性激活：环核苷磷酯酶；脑腺苷酶；蛋白 激酶、磷酸化激酶等→在不同的组织产生不同的生物 效应(肌肉收缩、腺体分泌、K+外流等，甚至细胞或组织坏 死)。
与酶结合 致死性合成 – 许多与酶的底物结构类似的污染物或其代谢产物， 在酶的催化作用下参与生物合成或其他代谢途径， 形成无功能的中间代谢产物，扰乱正常的代谢过 程。
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共价结合学说
与核酸的共价结合 – 核酸是生物信息遗传的物质基础，可分为RNA, DNA两类。 – 污染物不仅可与这些核酸物质发生共价结合，还 可与核酸的氢键进行氢键结合，或者嵌入碱基对 之间，造成遗传信息的错误表达。 与脂质的共价结合 – 能直接与脂质共价结合的化合物不多，部分有机 卤化物。
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共 价 结 合 学 说
机体获取能量的主要方式 糖、脂肪和蛋白质在体内 氧化的共同代谢途径…… 氧化的共同代谢途径
与酶结合 与辅基共价结合
– 砷类化合物、有机锡化合物可与丙酮酸脱氢酶的辅酶硫辛 酸结合，使丙酮酸形成乙酰辅酶A进入TCA环中断。
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共价结合学说
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自由基作用学说
自由基的产生和特点 外源性自由基的形成 – 环境中污染物：燃烧热解、光解、氧化-还原反应等 环境中污染物：燃烧热解、光解、氧化 还原反应等 过程 – 进入生物体内的污染物：生物转化过程 进入生物体内的污染物： • 硝基胺基化合物、芳香族化合物，喹啉、CCl4 硝基胺基化合物、芳香族化合物，喹啉、 等。
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自由基作用学说
自由基的产生和特点 特点 –大多数自由基都很活泼，反应性极强，容易反应生 成稳定分子——氧化(在所有分子成键过程中，电 子都是倾向配对的，自由基中的未成对电子也有配 对的倾向) –多数自由基反应性很强，寿命很短，如羟基自由基 的寿命只有10-6秒；但也有少数自由基反应性不强， 寿命较长，并相当稳定，如多环芳烃自由基和醌类 自由基等。