化學(xué)物質(zhì)的生物效應(yīng)第1頁/共25頁2污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)在機體內(nèi)的運動過程

---吸收、分布、排泄和生物轉(zhuǎn)化吸收、分布和排泄稱為轉(zhuǎn)運。排泄與生物轉(zhuǎn)化稱為消除。吸收---污染物質(zhì)從機體外，通透體膜進入血液的過程。

吸收途徑----機體的消化管、呼吸道和皮膚。

消化道是吸收污染物質(zhì)最主要的途徑。消化管的主要吸收部位在小腸，其次是胃。

第2頁/共25頁3污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化

呼吸道---吸收大氣污染物主要途徑（主要吸收部位---肺泡）吸收的氣態(tài)和液態(tài)氣溶膠污染物質(zhì)，以被動擴散和濾過方式，分別迅速通過肺泡和毛細血管膜進入血液。固態(tài)氣溶膠和粉塵污染物質(zhì)吸進呼吸道，在氣管、支氣管及肺泡表面沉積。第3頁/共25頁4污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化

皮膚吸收皮膚接觸的污染物質(zhì)，以被動擴散相繼通過皮膚的表皮及真皮，再濾過真皮中毛細血管的壁膜進入血液。第4頁/共25頁5污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化--分布污染物質(zhì)被吸收或形成其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)，由血液轉(zhuǎn)送至機體組織，與組織成分結(jié)合，從組織返回血液以及再反復(fù)等過程。污染物質(zhì)分布過程---污染物質(zhì)的轉(zhuǎn)運以被動擴散為主。污染物質(zhì)與血漿蛋白質(zhì)結(jié)合--具有可逆性--動態(tài)平衡。污染物質(zhì)與血液的紅細胞或血管外組織蛋白相結(jié)合。

第5頁/共25頁6污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化排泄（污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機體外的轉(zhuǎn)運過程）排泄器官：腎、肝膽、腸、肺、外分泌腺等。

腎排泄

----污染物質(zhì)通過腎隨尿而排出的過程。

膽汁排泄

----主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達肝臟，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二指腸，經(jīng)小腸至大腸內(nèi)，再排出體外的過程。第6頁/共25頁7污染物質(zhì)機體積累與轉(zhuǎn)化蓄積

機體接觸污染物質(zhì)（若吸收超過排泄及其代謝轉(zhuǎn)化），污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象。蓄積量是吸收、分布、代謝轉(zhuǎn)化和排泄各量的代數(shù)和。機體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨酪。污染物質(zhì)常與血漿蛋白結(jié)合而蓄積。蓄積部位中的污染物質(zhì)，常同血漿中游離型污染物質(zhì)保持相對穩(wěn)定的平衡。第7頁/共25頁8物質(zhì)通過生物膜方式--生物膜結(jié)構(gòu)

第8頁/共25頁9物質(zhì)通過生物膜方式膜孔濾過---直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，借助膜兩側(cè)靜水壓及滲透壓經(jīng)膜孔濾過。被動擴散---順濃度梯度擴散通過有類脂層屏障的生物膜。被動易化擴散---物質(zhì)在高濃度側(cè)與膜上特異性蛋白質(zhì)載體結(jié)合，通過生物膜，至低濃度側(cè)解離出原物質(zhì)過程。主動轉(zhuǎn)運---（消耗代謝能量）物質(zhì)在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)。

胞吞和胞飲

第9頁/共25頁10污染物質(zhì)生物富集、放大和積累

生物富集生物通過非吞食方式，從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物富集用生物濃縮系數(shù)表示，即：

BCF=Cb/Ce

式中：BCF：生物濃縮系數(shù)

Cb：某種元素或難降解物質(zhì)在機體中的濃度

Ce：某種元素或難降解物質(zhì)在機體周圍環(huán)境中的濃度。

第10頁/共25頁11污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累生物放大

同一食物鏈的高營養(yǎng)級生物，通過吞食低營養(yǎng)級生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其機體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。生物放大的程度用生物濃縮系數(shù)表示。生物積累

生物從周圍環(huán)境(水、土壤、大氣)和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物積累也用生物濃縮系數(shù)表示。

第11頁/共25頁12污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化

物質(zhì)在生物作用下的化學(xué)變化稱為生物轉(zhuǎn)化或代謝(轉(zhuǎn)化)。微生物可以催化轉(zhuǎn)化或降解有機污染物。

生物轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化構(gòu)成污染物質(zhì)在環(huán)境中的主要轉(zhuǎn)化類型。水環(huán)境微生物的類群

細菌、真菌和藻細菌的分類自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物好氧細菌及厭氧細菌第12頁/共25頁13污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化酶酶是一類由細胞制造和分泌的、以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。酶的種類有2103多種。酶分為胞外酶和胞內(nèi)酶兩大類。（根據(jù)催化反應(yīng)類型）酶---氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶。（按照成分）酶---單成分酶和雙成分酶兩大類第13頁/共25頁14污染物質(zhì)毒性毒物---進入生物機體----使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機體的正常生理功能，引起暫時性或持久性的病理損害，甚至危及生命的物質(zhì)。按作用于機體的主要部位可分為作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肝、腎、眼、皮膚的毒物等。根據(jù)作用性質(zhì)，毒物可分為刺激性、腐蝕性、窒息性、致突變、致癌、致畸、致敏的毒物等。第14頁/共25頁15污染物質(zhì)毒性--毒性影響因素（1）毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)（2）毒物所處的基體因素（3）機體暴露于毒物狀況（4）生物因素（5）生物所處環(huán)境

第15頁/共25頁16污染物質(zhì)毒性毒物劑量（濃度）與引起個體生物學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應(yīng)；引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)。毒物劑量（濃度）與反（效）應(yīng)變化之間的關(guān)系

---劑量－反(效)應(yīng)關(guān)系根據(jù)劑量（濃度）大小所引起毒作用快慢的不同，將毒作用分為急性、慢性和亞急(或亞慢)性三種。

第16頁/共25頁17污染物質(zhì)毒性

急性毒作用以半數(shù)有效劑量(ED50)或半數(shù)有效濃度(EC50)表示。ED50和EC50分別是毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需的毒物劑量或毒物濃度。ED50或EC50數(shù)值越小，受試物質(zhì)的毒性越高，反之，則毒性越低。半數(shù)有效劑量或半數(shù)有效濃度，若以死亡率作為毒作用的觀察指標，則稱為半數(shù)致死劑量(LD50)或半數(shù)致死濃度(LC50)。

第17頁/共25頁18污染物質(zhì)毒性第18頁/共25頁19污染物質(zhì)毒性慢性毒作用以閾劑量（濃度）或最高允許劑量（濃度）來表示。

閾劑量（濃度）是指在長期暴露毒物下，會引起機體受損害的最低劑量（濃度）。

最高允許劑量（濃度）是指長期暴露在毒物下，不引起機體受損害的最高劑量（濃度）。第19頁/共25頁20污染物質(zhì)毒性--毒物聯(lián)合作用

（1）協(xié)同作用

---聯(lián)合作用的毒性，大于其中各個毒物成分單獨作用毒性的總和（2）相加作用

---聯(lián)合作用的毒性，等于其中各毒物成分單獨作用毒性的總和（3）獨立作用---獨立作用的毒性低于相加作用

（4）拮抗作用

---聯(lián)合作用的毒性，小于其中各毒物成分單獨作用毒性的總和

第20頁/共25頁21污染物質(zhì)毒性--毒作用過程（1）毒物－機體吸收－體液，分布、代謝轉(zhuǎn)化－排泄。（2）毒物或活性代謝產(chǎn)物與其受體進行原發(fā)反應(yīng)

---使受體改性－－生物化學(xué)效應(yīng)（3）病理生理的繼發(fā)反應(yīng)

---在整體條件下可觀察到的毒作用的生理和(或)行為的反應(yīng)（致毒癥狀）

第21頁/共25頁22污染物質(zhì)毒性--毒作用的生物化學(xué)機制

酶活性的抑制毒物進入機體，一方面在酶催化下進行代謝轉(zhuǎn)化；另一方面也可干擾酶的正常作用，包括酶的活性、數(shù)量等，從而有可能導(dǎo)致機體的損害。干擾酶的作用（1）對酶活性的抑制（2）重金屬離子與含巰基的酶結(jié)合

第22頁/共25頁23污染物質(zhì)毒性

致突變作用

生物細胞內(nèi)DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。具有致突變作用的污染物質(zhì)稱為致突變物。致突變作用分為基因突變和染色體突變兩類。致癌作用

致癌是體細胞不受控制的生長。能在動物和人體中引起致癌的物質(zhì)稱為致癌物。致癌物根據(jù)性質(zhì)可分為化學(xué)(性)致癌物、物理性致癌物(如x-射線、放射性核素氨)和生物性致癌