环境毒理学

第一章环境毒理学：利用毒理学的方法研究环境中已存在和即将存在的环境污染物，特别是有毒化学污染物在环境中的迁移、转化规律，及对生物有机体，尤其是对人体损害作用及其机理的科学第二章1.迁移：自然界，生物体内②机械迁移：水、大气、重力②物理－化学迁移：是最重要的无机污染物：溶解－沉淀、吸附－解析、氧化－还原、水解、配位等有机污染物：上述以及化学分解、光化学分解、生物化学分解等③生物迁移：是最有意义的通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程2.污染物在环境中的形态指污染物的外部形状、化学组成和内部结构在环境中的表现形式。

外部形状：固体、流体、射线；化学组成和内部结构：单质、化合态3.污染物在环境中通过物理的、化学的、生物学的作用改变形态，或者转变成另一种物质的过程—污染物的转化迁移、转化同时进行影响污染物转化的因素：①污染物本身的物理化学性质；②环境条件污染物转化形式：物理转化（只有形态的改变）化学转化（通过化学反应生成新的物质）大气：CH、NOX 、SO2—光化学氧化水体：氧化—还原、水解、配位反应等土壤：吸附催化、自由基、pH生物转化（吸收和代谢）微生物、植物、动物• 4.生物转运：化学污染物通过生物膜的过程•生物转化：化学物在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程• 5.被动转运：特点：①在转运过程中生物膜不具有主动性，是一种纯物理化学过程；②不需要消耗代谢能；③被转运的物质只能由高浓度向低浓度运输分为简单扩散：影响因素：①化学物浓度梯度（主要因素）②脂/水分配系数③外源化学物的离解或电离状态滤过：分子量大小6.载体转运：在载体或运载系统的参与下，由低浓度处向高浓度处转运特点：①需要有载体参加－－生物膜上的蛋白质；②逆浓度转运需要消耗一定的能量；③载体对转运的化学物具有选择性；④载体有容量限制；⑤竞争性抑制，如铅利用钙的载体；钴和锰利用铁的载运系统•7.膜动转运：细胞与环境进行的一些大分子物质(颗粒物)的交换过程，主要特点是在转运过程中生物膜的结构发生变化。

具有特异性，并要消耗一定的能量。

•胞吞作用：吞噬作用（固体）胞饮作用（液体）•胞吐作用：由内到外的过程•8.陆生动物的吸收：•1）消化道：最主要的吸收途径，主要通过简单扩散少数通过主动转运；胃、小肠 pH•影响因素：1.化学物的物理性状2.胃肠道的蠕动情况3.胃肠道的充盈程度4.•过程：食物消化－小肠绒毛上皮细胞－毛细血管－小静脉－肠系膜静脉－肝门静脉－肝脏（吸收或解毒）－右心房－右心室－肺循环－左心房－左心室－大动脉输送至全身•2）呼吸道：肺（表面积大、细胞膜薄－1.5μm）主要通过简单扩散•影响因素：①肺泡和血浆中的浓度差；②气体的溶解度；③肺的通气量和血流量通气/血流比；④颗粒物大小•过程：呼吸道：肺循环，即静脉血－右心房－右心室－肺动脉－肺部毛细血管（物质交换）－（物质交换后变成动脉血）－肺静脉－左心房－左心室•3) 皮肤接触：简单扩散•影响因素：环境化学物本身的分子结构；物种表皮屏障的完整性；环境条件•过程：体液－毛细血管－（物质交换后变成静脉血）－各级静脉－右心房－右心室－肺循环－左心房－左心室•9.影响环境化学物分布的因素•①血流量：肝脏、肾脏•②亲和力：铅染毒， 2h 50％分布在肝脏；1个月后，90％分布在骨中•TCDD 5min 15％肺，1％脂肪；24h，20％分布在脂肪组织•③体内屏障：血脑屏障、胎盘屏障、血眼屏障•10.动物体内的贮存库主要有：血浆蛋白；肝和肾；脂肪组织；骨骼组织•11.外源化学物生物转化的阶段：•第一相反应（phaseⅠreaction）：氧化、还原、水解；形成一些极性基团•第二相反应（ phaseⅡreaction ）：结合反应：第一相反应的代谢中间产物与某些内源化学物的中间代谢产物相互反应，生成极性较强的亲水化合物•12.排泄途径：经肾脏随同尿液排泄经肝脏随同胆汁排泄经肺随同呼出气排泄•其他排泄途径：经乳汁排泄经胃肠排泄随同汗液和唾液排泄随同毛发和指甲脱落排出卵细胞排泄•13.室的概念：将机体视作一个系统，按动力学特点（毒物转运速率是否近似）分成若干部分，每个部分称为室。

室不代表解剖学的部位或器官或生理学的功能单位，而是理论的机体容积。

•14.肠肝循环：肠肝循环(enterohepatic cycle)指经胆汁或部分经胆汁排入肠道的药物，在肠道中又重新被吸收，经门静脉又返回肝脏的现象第三章1.毒物：指在一定条件下，以较小剂量暴露就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质。

(了解)2.毒物低剂量兴奋效应，是指接触某一化学物时，低浓度对机体产生有利效应，而在高浓度时却产生不良效应的现象。

毒物低剂量兴奋效应对机体的具体作用体现在促进生长发育、增加体重、延长寿命、增强机体防御能力以及刺激损伤修复等方面。

3.最大无作用剂量(MNEL)：又称未观察到作用剂量。

是根据慢性或亚慢性毒性试验的结果确定的，是评定外源化学物对机体损害作用的主要依据。

4.最小有作用剂量(MEL)：中毒阈剂量或中毒阈值，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机体开始出现损害作用所需的最低剂量。

---LOEL/LOAEL半致死剂量(LD50)：指引起一半个体死亡所需的剂量；值越小，毒性越强5.效应：指一定剂量外源化学物与机体接触后所引起的生物学变化。

6.反应：指一定剂量的外源化学物与机体接触后，呈现某种效应的个体在群体中所占的比例/比率，如死亡率、发病率、反应率等。

7.剂量反应曲线8.联合作用的类型独立作用：互不影响相加作用：综合生物学效应＝单独生物学效应之和协同作用：综合生物学效应>单独生物学效应之和拮抗作用：综合生物学效应<单独生物学效应之和－解毒剂9.联合作用类型的评定目前一般都以急性毒性试验为基础，测定单个化合物和混合物的LD50，再采用一定的方法进行判断。

实验计算法图解法模型法10.毒物或活性代谢产物对机体的作用阶段：（1）原发过程：毒物或活性代谢产物与靶分子相互作用，造成靶分子结构和功能的损伤（2）继发过程：生物大分子结构功能的改变引发一系列的生物化学和生物物理过程，最后在效应器官出现效应。

一、与生物大分子的共价结合共价结合学说认为：许多外源化学物对细胞的损害作用与其亲电代谢物不可逆地结合于细胞大分子的亲核部位（如蛋白质的巯基）有密切关系。

可逆的：药物与受体、酶与底物不可逆的：共价结合形成加合物除少数直接烷化剂外，绝大多数外源化学物均需经混合功能氧化酶体系转化成亲电子的活性代谢物，然后与细胞内的生物大分子结合。

共价结合的类型及后果与核酸结合碱基置换、碱基丢失、链断裂、核酸交联等。

—细胞死亡和突变与蛋白质结合膜结构及通透性改变；影响酶的催化功能；导致遗传毒性；引起机体特殊的免疫反应。

组织细胞损伤，最终导致细胞死亡和组织坏死二、脂质过氧化对膜的损害主要是引起细胞膜结构改变和功能障碍蛋白质变性与酶失活对核酸分子的损害－细胞突变、癌变三、对受体的作用受体：一种能够识别和选择性结合某种物质（配体）的生物大分子。

受体的特点：特异性；高度亲和力；效应大小与受体被占领的数目成正比四、对酶作用的影响对数量、活性的影响－血清五、干扰细胞钙稳态质膜转位酶和细胞内钙隔室系统共同控制六、干扰细胞能量的产生与供给11.化学污染物的致癌机理突变致癌学说细胞癌变是由突变引起的启动——促进——演变基因外调节障碍学说基因的结构并没有发生改变，而是基因外的一些物质发生了改变癌基因学说细胞DNA分子中都存在癌基因1．电磁辐射电离辐射对机体产生的影响：大致看看吧~~~~~有点多~~~~~~电离辐射对生物体的影响：一、分子水平的毒性效应：1）对DNA的损伤碱基(HO.)、脱氧戊糖的破坏和分解DNA链的断裂、交联2）对蛋白质结构和代谢的影响分子结构破坏、合成激活或抑制代谢增强3）对脂类和糖类代谢的影响脂血症：甘油三酯、磷脂增加高血糖症：糖异生作用增强4）能量代谢障碍抑制线粒体、细胞核氧化磷酸化二、细胞与亚细胞水平的毒性效应：1、对细胞的损伤细胞膜：1）生物膜结构：脂质过氧化、维生素Ｅ2）蛋白质：二硫键还原断裂、巯基氧化细胞核：肿胀、溶解、破碎染色体畸变：断裂、多倍体2、对细胞周期的影响：细胞周期延长，变性、坏死、增殖能力下降三、个体水平的毒性效应：1）对动物躯体的损伤①致死效应造血系统和胃肠道黏膜紊乱机体状态、个体差异②急性放射病骨髓性急性放射病、肠型急性放射病、脑型急性放射病2）对植物的损伤耐受能力强，低等>高等形状异常、生长缓慢、产量降低、枯萎、死亡个体发育阶段、生长情况、种属差异3）低剂量电离辐射的刺激作用①打破休眠、促进萌发、加速生长和发育、增加产量、提高抗病性②有利于动物的生长发育、生殖、健康及寿命③假说：进化、修复酶四、生物辐射敏感性的影响因素：1）辐射本身剂量、能量2）受试生物：染色体数目及大小、有丝分裂周期长短、个体大小、年龄和发育阶段、健康与营养状况、种属3）自然环境因子：季节、温度、湿度、日光、生存竞争电磁辐射：1）机体吸收电磁能量机体形状大小电磁波的频率电磁波的功率机体吸收速率连续波或脉冲波2）电磁波在生物组织中的传播与吸收①生物体大小、形状、组织介电性质、电磁波的频率、极化方向有关②微波>短波>中长波2.紫外线及其生物吸收：•UV-A：320～400nm，增强UV-B危害UV-B：280～320nm，极端有害(臭氧层)吸收UV-C：200～280nm，被O3•特点：较高的光子能量，引起明显的生物学效应；穿透能力差3.紫外辐射对生物大分子的损伤：（1）对DNA的损伤①嘧啶二聚体的形成，是可逆的；长波(280nm)－形成；短波(240nm)－解聚②抑制DNA的合成和复制过程 10J/m2（2）对蛋白质的损伤①光化敏感性胱氨酸 254nm②酶的光化学钝化氨基酸残基的改变活性中心的氢键被破坏④光离解色氨酸3.红外辐射：•光子能量低，不引起光化学反应•加热效应（1）对眼睛的损伤角膜的感觉神经末梢长期接受诱发白内障（2）对皮肤的损伤（近红外）灼伤、色素沉积加深小动脉系统的血管舒张增加酶失活（3）其他伤害作用①呼吸道损伤慢性鼻炎②神经损伤③雄性生殖损伤④免疫损伤⑤遗传损伤第五章1、重金属与蛋白质当中的球基结合2、臭氧（1）机理：强氧化性直接氧化膜磷脂、蛋白质、不饱和/饱和脂肪酸（2）毒性作用：1）对肺功能的影响：水溶性差，深入肺泡短期暴露：○1破坏呼吸道上皮细胞组织，其下面的神○2经纤维敏感性增加，致死剂量降低；急○3性毒作用：咳嗽、胸部不适、哮喘长期慢性染毒：肺弹性下降2）生化改变：GSH过氧化物酶升高3）机体免疫：免疫功能下降，敏感性增加4）对土壤－植物系统影响：影响植物生长、产量；降低土壤肥力5）其他方面影响：○1循环系统染色体畸变和新生儿死亡率上升○2遗传改变、致癌，过早钙化○3降低血液输氧功能○4损害甲状腺功能，刺激眼睛3、CO与血红蛋白结合（1）机理：CO-Hb 结合力强-Hb解离○1解离速度慢，抑制O2○2机体缺氧（2）毒性作用：○1对神经系统的影响敏感；引起感觉障碍○2对心血管系统影响导致/加重危害○3对胎儿影响：致死、神经障碍、体重减轻、智力发育迟缓4、金属的毒性作用及机理（1）汞(Hg)：脂溶性高, 透过血脑屏障后氧化成Hg2+ 损伤脑；在其他组织经尿液排放；（2）铅(Pb)：多亲和性，全身性毒物；机理：与-SH-蛋白质结合（3）镉(Cd)：肾脏损伤；骨质疏松和软化合成；钙吸收和成骨作用；羟脯氨酸氧化成醛；骨痛病机理：影响肾脏维生物D3蓄积机理：与NH-、COOH-、SH-结合2贫血机理：阻碍铁吸收，增加尿铁含量（4）铬(Cr)：皮肤：刺激、腐蚀；三致效应机理： Cr(Ⅵ)氧化性 Cr(Ⅵ)>Cr3+（5）铜(Cu)：急性胃肠炎、呼吸、神经系统症状机理：－SH 、氧化作用破坏溶酶体（6）镍(Ni)：致敏作用：皮炎、气管炎、纤维肉瘤致癌作用：高价镍（＋3、＋4）发育和生殖毒性（7）铊(Tl)：剧毒高危重金属第六章1.有机污染物有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。