環(huán)境毒理學(xué)3課件

1、2.2.2 環(huán)境化學(xué)物的吸收 吸收（absorption）： 環(huán)境化學(xué)物通過各種途徑透過生物膜進入體液的過程。 對大多數(shù)動物而言，外源化學(xué)物的吸收途徑主要有：消化道、呼吸道和皮膚。消化道皮膚呼吸道環(huán)境化學(xué)物注射毒理學(xué)試驗2.2.2.1 消化道吸收 消化道各組織的吸收面積組織口腔胃小腸大腸直腸面積（M2)0.020.1-0.21000.5-10.04-0.07消化道( Digestive tract ): 是主要吸收途徑，任何部位均有吸收作用，但主要是胃和小腸。 口腔食道胃腸道胃：人的胃液酸度：PH=1.5-2.5吸收機理：主要通過簡單擴散轉(zhuǎn)運。 堿性物質(zhì)： 在酸性環(huán)境中，呈離子狀態(tài)，脂溶性低，

2、不易通過生物膜。 酸性物質(zhì)： 離解度下降，呈非離解狀態(tài)/中性分子狀態(tài)，脂溶性高，易通過生物膜而被吸收；小腸：小腸內(nèi)酸度：PH=6.6-7.6簡單擴散： 是小腸吸收污染物的主要方式，分子量小的、脂溶性大的化學(xué)物易通過生物膜而被吸收。濾過： 小腸粘膜細胞膜上有直徑0.4nm左右的親水性通道，相對分子質(zhì)量在100左右，直徑小于親水性通道的小分子可隨同水分子一起濾過。轉(zhuǎn)運方式：有四種。主動轉(zhuǎn)運： 借助吸收營養(yǎng)元素的專用運載系統(tǒng)，如鉈利用鐵的運載系統(tǒng)，鉛利用鈣的運載系統(tǒng)。胞吞作用： 胃腸道上皮細胞還可通過胞吞作用吸收一些顆粒狀物質(zhì)，如偶氮染料顆粒。2機體方面的影響：胃腸道蠕動情況： 蠕動較強，污染物停留

3、時間短，吸收較少。胃腸道充盈程度： 內(nèi)容物較多時，吸收較慢；空腹狀態(tài)下容易吸收。食物： 胃腸道中的食物可以與外源化學(xué)物形成不易被吸收的復(fù)合物，影響外源化學(xué)物的吸收。 特殊生理狀況： 如 妊娠期對鉛和鎘的吸收增強。胃酸分泌隨年紀增長而降低，從而影響化學(xué)物的吸收等等?？杀晃盏奈镔|(zhì)： 各種氣體、揮發(fā)性固體或液體的蒸氣、各種氣溶膠、較為細微的顆粒物質(zhì)。吸收部位： 呼吸道的各個部分對環(huán)境化學(xué)物均有不同程度的吸收，肺是主要吸收器官。 鼻腔氣管支氣管及其分支肺泡2.2.2.2 呼吸道吸收 吸收速率的影響因素：1. 氣體在肺泡氣與血漿中的濃度差： 按擴散規(guī)律，此濃度差越大，吸收越快。 氣體的血/氣分配系數(shù)（

4、blood-to-gas partition coefficient）： 平衡狀態(tài)下，氣體在血液中的濃度與其在肺泡氣中的濃度之比，稱為該氣體的血/氣分配系數(shù)。血/氣分配系數(shù)越大，在血液中溶解度越高，越易被吸收。轉(zhuǎn)運方式：主要通過簡單擴散方式。2.氣體的溶解度和分子量： 一般情況下，環(huán)境化學(xué)物的吸收速度與溶解度成正比，溶解度越大，越容易被吸收。 非脂溶性物質(zhì)被吸收時通過膜中的親水性孔道，其吸收速度主要受其分子量大小的影響，分子量大的物質(zhì)，吸收相對較慢。 脂溶性物質(zhì)的吸收主要取決于其脂/水分配系數(shù)，分配系數(shù)大者，其吸收速度相對較快。 3. 肺的通氣量與血流量：肺的通氣量和血流量增加時，氣體相對易于

5、被吸收。對顆粒物的吸收主要受粒徑大小的影響。進入呼吸道的顆粒物：10m，大部分沉積在上呼吸道；5-10m，大部分阻留在氣管和支氣管；1-5m，可隨氣流到達呼吸道深部，部分到達肺泡；1m，可在肺泡內(nèi)擴散并沉積下來。2.2.2.3 皮膚吸收 吸收途徑：表皮、皮膚附屬器。轉(zhuǎn)運方式：主要通過簡單擴散?？晌盏奈镔|(zhì)：相對分子質(zhì)量低于300的化合物，處于液態(tài)或溶解態(tài)的脂溶性污染物質(zhì)易于被皮膚吸收。親脂性高的化合物皮膚吸收全身性中毒。2.2.3 環(huán)境化學(xué)物在生物體內(nèi)的分布 環(huán)境化學(xué)物被吸收進入血液和體液后，隨血液和淋巴液的流動分散到全身各組織器官的過程稱為分布（distribution）。 隨著時間的延長，

6、化學(xué)物在器官和組織的分布愈來愈受到化學(xué)物與組織器官親和力的影響，形成化學(xué)物的再分布過程。 2.2.3.1 分布與再分布 影響因素： 1. 組織的血流量：吸收進入血液的化學(xué)物大部分與血漿蛋白結(jié)合，隨血液流動到達全身各器官和組織。組織的血流量決定了化學(xué)物在機體內(nèi)的起始分布。2. 親和力：環(huán)境化學(xué)物與某種組織的親和力強，就在該組織濃集或蓄積。親和力決定了化學(xué)物在機體內(nèi)的最終分布。3.體內(nèi)屏障（barrier）： 在機體內(nèi)特定部位存在的對外源化學(xué)物轉(zhuǎn)運起阻礙作用的器官或組織。 如血腦屏障、胎盤屏障、血眼屏障、血睪屏障。胎盤屏障 （Placental barrier）: 胎盤：營養(yǎng)物質(zhì)主動轉(zhuǎn)運 外源化學(xué)

7、物 擴散血腦屏障（blood-brain barrier）： 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毛細血管內(nèi)皮細胞間相互連接很緊密，幾乎無空隙； 中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毛細血管周圍被星狀膠質(zhì)細胞緊密包圍； 中樞神經(jīng)系統(tǒng)間液中蛋白質(zhì)濃度很低，故在化學(xué)物入腦的過程中，蛋白質(zhì)結(jié)合這一轉(zhuǎn)運機制就不能發(fā)揮作用。 血腦屏障對外源化學(xué)物質(zhì)的滲透性較小，對毒物進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)有阻止作用，使許多物質(zhì)在血液中相當高的濃度時仍不能進入大腦。 進入血液的環(huán)境化學(xué)物大部分與血漿蛋白或體內(nèi)不同組織成分結(jié)合，積聚在特定部位。2.2.3.2 貯存 靶部位（target organ）：化學(xué)物對其積聚的部位可直接產(chǎn)生毒性作用。 如甲基汞積聚于腦，引起腦組織的

8、病變。貯存庫（storage depot）：有些組織器官，雖然積聚了高濃度的某種化學(xué)物，但并不顯示毒性。 貯存庫：血漿蛋白： 環(huán)境化學(xué)物可與血液中的蛋白質(zhì)，特別是白蛋白發(fā)生結(jié)合。肝和腎： 存在特殊的結(jié)合蛋白，對污染物親和力高于血漿蛋白。脂肪組織：脂溶性污染物可蓄積于脂肪組織中。 因脂肪消化而釋放進入血漿，引起中毒。骨骼組織： 骨骼組織中某些成分對環(huán)境化學(xué)物有特殊親和力。 F-、Pb、Sr 等可與骨基質(zhì)結(jié)合。血液肝腦肌肉骨腎脂肪狄氏劑126.33.32-158Pb11.71.1-776.6-Hg(NO3)2128506.737-3960-Hg(CH3)+11.50.80.7-1.7-Hg(C6H

9、5)136004.783-2400-部分外源化學(xué)物在機體內(nèi)的相對累積貯存的毒理學(xué)意義： 1.對急性中毒有保護作用，減少了到達靶部位的毒物量； 2.成為一種體內(nèi)毒物來源，具有慢性中毒的潛在危害。2.2.3 排泄 排泄（excretion）是外源化學(xué)物及其代謝產(chǎn)物由機體向外轉(zhuǎn)運的過程。 主要途徑：經(jīng)腎臟隨同尿液排泄經(jīng)肝臟隨同膽汁排泄經(jīng)肺隨同呼出氣排泄其他排泄途徑 腎小球濾過： 被動轉(zhuǎn)運過程。 腎小球具有直徑7-10nm的微孔，幾乎所有相對分子質(zhì)量小于60000的化學(xué)物分子都能通過腎小球濾過進入腎小管。 進入腎小管的物質(zhì)，一部分被腎小管重吸收，一部分隨尿液排出。 腎小管重吸收： 外源化學(xué)物的重吸收主

10、要是通過被動轉(zhuǎn)運進行。脂溶性的未解離的化合物比水溶性的解離的極性化學(xué)物更易被重吸收。 對毒物的重吸收會對腎臟產(chǎn)生損害。 尿液的酸堿度對外源化學(xué)物的重吸收有影響: pH值較低時，堿性化合物易于排出，不被重吸收。 pH值較高時，酸性化合物易于排出。 腎小管排泌： 來自血漿的某些代謝物，經(jīng)腎小管細胞的轉(zhuǎn)運進入腎小管管腔，同時通過腎小管細胞本身的代謝過程也可形成一些代謝產(chǎn)物，這兩類物質(zhì)將隨同尿液由腎小管排出體外。 前一類物質(zhì)的排出屬于排泄性質(zhì)，后一類物質(zhì)具有分泌性質(zhì)，所以一般將兩類物質(zhì)排出體外的過程統(tǒng)稱為腎小管排泌作用。 兩種主動轉(zhuǎn)運系統(tǒng)： 有機陰離子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)：負責(zé)有機酸類的轉(zhuǎn)運 有機陽離子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)：

11、轉(zhuǎn)運有正電荷的疏水化合物 2.經(jīng)肝臟隨同膽汁排泄 機理：主要通過主動轉(zhuǎn)運。 環(huán)境化學(xué)物在肝臟經(jīng)生物轉(zhuǎn)化所形成的部分代謝產(chǎn)物可被肝細胞直接排入膽汁，隨同膽汁進入小腸，進入小腸后的環(huán)境化學(xué)物有兩種去向。隨糞便直接排出體外在腸道中重新被吸收，進行腸肝循環(huán) 腸肝循環(huán) （enterohepatic circulation）： 有些脂溶性的、易被吸收的環(huán)境化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物可在小腸中重新被吸收，再經(jīng)門靜脈系統(tǒng)返回肝臟，并隨同膽汁排泄，即進行腸肝循環(huán)。 腸肝循環(huán)的毒理學(xué)意義： 將延長外源化學(xué)物在體內(nèi)的停留時間，使其毒性作用增強。3.經(jīng)肺隨同呼出氣排泄：機理：主要通過單純擴散。 排泄速率取決于氣體的血/氣分配系數(shù)，