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第二节 环境化学污染物在人体内的转归 环境中化学物质(或毒物)作用于人体后，是否能对健康产生危害， 首先取决于摄入量的多少，同时还与其在体内的代谢过程密切有关。
毒物进入机体后，不是干扰或破坏机体的正常生理功能，使机体中毒或产生潜在性危害，就是机体通过各种防御机制与代谢活动，使毒物降解而将其排出体外。
因此，了解毒物的代谢过程对研究毒物与机体相互作用的规律具有重要意义。
毒物代谢包括吸收、分布、生物转化和排泄等过程。
毒物通过各种途径和方式与机体接触后，首先被机体吸收进入血液，再由血液分布到全身各组织，它们被储存或在组织细胞内发生化学结构和性质的变化，称为生物转化(biotransformation) 或代谢转化(metabolic transformation)，转变成代谢产物，最后毒物本身及其代谢产物可通过各种途径排出体外。
由于吸收、分布和排泄过程的机理具有共通点， 故统称为生物转运(biotransport)。
一、毒物的吸收 毒物经各种途径通过机体生物膜进入血液的过程称为吸收(absorption)。
在生活环境中毒物主要通过呼吸道、消化道和皮肤吸收。
在毒理学实验研究中还采用特殊的染毒途径如腹膜内、静脉内和皮下注射等。
1.呼吸道吸收污染空气的环境毒物主要从呼吸道侵入机体，从鼻腔到肺泡整个呼吸道各部分由于结构不同，对毒物的吸收情况也不同，愈入深部，面积愈大，停留时间愈长， 吸收量愈大。
因此，呼吸道吸收是以经肺泡吸收为主。
由于人体肺泡数量多(约3亿个)，表面积大(50～100m2)，相当于皮肤吸收面积的50倍。
肺泡周围布满长约2000km的毛细血管网络，血液供应很丰富，毛细血管与肺泡上皮细胞膜很薄，仅1.5μm左右，有利于外来化学物的吸收。
因此，气体如CO、NO2、SO２,挥发性液体如苯、四氯化碳的蒸气及气溶胶硫酸雾等经肺吸收的速度很快，仅次于静脉注射。
气态物质到达肺泡后，主要经简单扩散透过呼吸膜而进入血液，其吸收速度受多种因素的影响，主要是肺泡和血液中物质的浓度(分压)差，按扩散规律，气体从高分压处向低分压处通透，分压差愈大，吸收愈快。
第三章外源化学物在体内的生物转运与生物转化机体对外源化学物的处置包括：吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excrection)四个过程（ADME）1.在这四个过程中，吸收、分布和排泄具有共性，即都是外源化学物穿越生物膜的过程，且其本身的结构和性质不发生变化，故统称为生物转运（biotransportation）2.外源化学物转化为新的衍生物的过程，形成的产物结构与性质均发生了改变，故称之为生物转化（biotransformation）或代谢转化（metabolic transformation）3.代谢过程与排泄过程合称为消除（elimination）第一节生物转运一生物膜的结构与功能质膜：包围在细胞外的膜称为细胞膜。
细胞核和各种细胞器外面也包围有膜。
质膜和各种细胞器的膜结构统称为生物膜。
二、外源化学物通过生物膜的方式1.被动运输（passive transport）(1)简单扩散（simple diffusion）定义：特点：1）此种转运的外源化合物的特点：具有脂溶性脂溶性的高低可用脂/水分配系数（lipid/water partition coefficient）表示，即当一种物质在脂相和水相之间的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比值。
一般情况下，分配系数越大，越易溶解与脂肪，经简单扩散转运的速率也越快。
但由于扩散需要生物膜的脂相，还要通过水相，故分配系数极高、只能全部溶解于脂肪的物质难以通过简单扩散方式跨膜转运。
2）外源化学物的解离状态对简单扩散可产生重要影响。
处于解离态的物质极性大，脂溶性差，不易通过生物膜的脂相进行扩散；而处于非解离态的物质情况与之相反。
弱有机酸和弱有机碱类物质在体液中处于解离态和非解离态的比例取决于其本身的解离常数pKa（该物质50%解离时的pH值）和体液的pH值。
有机酸：pKa-pH=log(非解离态HA)/(解离态A—)有机碱：pKa-pH=log(解离态BH+)/(非解离态B)弱有机酸在酸性环境中、弱有机碱在碱性环境中多处于非解离态，易透过生物膜转运。
生态毒理学中环境污染物的生物转化和分解机制环境污染是一个全球性问题，人类对现代化生活的追求大大增加了环境污染的风险。
许多污染物都被确认为人类健康和生态系统健康的威胁。
为了减少环境污染的危害，了解环境污染物的生物转化和分解机制，成为生态毒理学和环境科学领域的重要研究方向。
一、生物转化机制生物转化是指有机污染物在生物体内与生物组织接触后，被微生物、植物、动物或微生物群体转化成其它物质的过程。
生物转化过程中，有机污染物在生物体内形成多种有机化合物原料和最终产物，如无毒化物和低毒化物。
而有机污染物的生物转化机制主要可以分为化学转化和生化转化两个方面，有机污染物的化学和微生物转化主要通过两类反应进行：氧化还原反应和水解反应。
1.氧化还原反应有机化合物的氧化还原过程，可以使分子发生化学性质的变化及其它生化反应。
在环境中，生物有机污染物必须被氧化还原以使其更好地被生物体生物代谢，这可能是化学和微生物转化的第一个步骤。
在微生物和植物等生物体内，有机物被氧化还原可以通过一些特殊的酶系统和其它的微生物群体的作用进行，对生物转化的影响很大。
2.水解反应水解反应是指有机化合物分解为小分子化合物，使化合物使化合物发生化学性质的变化和其他可能的生化反应。
水解反应是有机化合物的最初分解步骤，对于环境中的有机污染物具有重要作用。
同时，水解反应在环境污染物的生物转化方面也具有重要意义。
二、分解机制污染物的分解通常由微生物和植物的生长可以拆分成有机物。
微生物在分解有机污染物方面起着非常重要的作用，它们能够寻找，接受和代谢这些有机化合物。
微生物通过重构其出现在环境中的化合物结构，使环境中的有机化合物保持平衡，这些化合物可能是有害的，对人类健康或环境造成损害。
1.微生物分解微生物的分解能力广泛，它们可以分解有机污染物和污染物的混合物，其中一些化合物涉及到有毒代谢物。
这些微生物包括绝大多数厌氧细菌、好氧细菌和放线菌等，这些微生物通过分解有机化合物的碳-碳和碳-氧化学键，可将其转换为有机酸、醇和少量的甲烷。
环境毒理学第一章绪论1、什么是环境毒理学？它是怎样产生的？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，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门学科。
是环境科学（environmental sciences）和生态毒理学（ecotoxicology）的重要组成部分。
环境毒理学的产生过程：早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识，并已有文献记载。
18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人。
毒理学在第二次世界大战后得到快速发展。
2、环境毒理学的研究对象、主要任务和内容是什么？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（environmental pollutant）。
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。
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；此外，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，研究其损害作用及其机理、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。
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。
3、阐述环境毒理学的主要研究方法。
体外试验（in vitro test）：器官水平（包括器官灌流和组织培养，基本保持器官完整性，常用于毒物代谢的研究）；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）。
