化學物質的生物效應第1頁/共25頁2污染物質機體積累與轉化污染物質在機體內的運動過程

---吸收、分布、排泄和生物轉化吸收、分布和排泄稱為轉運。排泄與生物轉化稱為消除。吸收---污染物質從機體外，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污染物質機體積累與轉化

呼吸道---吸收大氣污染物主要途徑（主要吸收部位---肺泡）吸收的氣態和液態氣溶膠污染物質，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。固態氣溶膠和粉塵污染物質吸進呼吸道，在氣管、支氣管及肺泡表面沉積。第3頁/共25頁4污染物質機體積累與轉化

皮膚吸收皮膚接觸的污染物質，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污染物質機體積累與轉化--分布污染物質被吸收或形成其代謝轉化物質，由血液轉送至機體組織，與組織成分結合，從組織返回血液以及再反復等過程。污染物質分布過程---污染物質的轉運以被動擴散為主。污染物質與血漿蛋白質結合--具有可逆性--動態平衡。污染物質與血液的紅細胞或血管外組織蛋白相結合。

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

腎排泄

----污染物質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，經血液到達肝臟，以原物或其代謝物和膽汁一起分泌至十二指腸，經小腸至大腸內，再排出體外的過程。第6頁/共25頁7污染物質機體積累與轉化蓄積

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

第8頁/共25頁9物質通過生物膜方式膜孔濾過---直徑小于膜孔的水溶性物質，借助膜兩側靜水壓及滲透壓經膜孔濾過。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---物質在高濃度側與膜上特異性蛋白質載體結合，通過生物膜，至低濃度側解離出原物質過程。主動轉運---（消耗代謝能量）物質在低濃度側與膜上高濃度特異性蛋白載體結合，通過生物膜，至高濃度側解離出原物質。

胞吞和胞飲

第9頁/共25頁10污染物質生物富集、放大和積累

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

BCF=Cb/Ce

式中：BCF：生物濃縮系數

Cb：某種元素或難降解物質在機體中的濃度

Ce：某種元素或難降解物質在機體周圍環境中的濃度。

第10頁/共25頁11污染物質的生物富集、放大和積累生物放大

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

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

第11頁/共25頁12污染物質生物轉化

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

生物轉化、化學轉化和光化學轉化構成污染物質在環境中的主要轉化類型。水環境微生物的類群

細菌、真菌和藻細菌的分類自養生物和異養生物好氧細菌及厭氧細菌第12頁/共25頁13污染物質生物轉化生物轉化酶酶是一類由細胞制造和分泌的、以蛋白質為主要成分的、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酶兩大類。（根據催化反應類型）酶---氧化還原酶、轉移酶、水解酶、裂解酶、異構酶、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污染物質毒性毒物---進入生物機體----使體液和組織發生生物化學的變化，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。按作用于機體的主要部位可分為作用于神經系統、造血系統、心血管系統、呼吸系統、肝、腎、眼、皮膚的毒物等。根據作用性質，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污染物質毒性--毒性影響因素（1）毒物的化學結構及理化性質（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）生物所處環境

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

---劑量－反(效)應關系根據劑量（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污染物質毒性

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

第17頁/共25頁18污染物質毒性第18頁/共25頁19污染物質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污染物質毒性--毒物聯合作用

（1）協同作用

---聯合作用的毒性，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污染物質毒性--毒作用過程（1）毒物－機體吸收－體液，分布、代謝轉化－排泄。（2）毒物或活性代謝產物與其受體進行原發反應

---使受體改性－－生物化學效應（3）病理生理的繼發反應

---在整體條件下可觀察到的毒作用的生理和(或)行為的反應（致毒癥狀）

第21頁/共25頁22污染物質毒性--毒作用的生物化學機制

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化；另一方面也可干擾酶的正常作用，包括酶的活性、數量等，從而有可能導致機體的損害。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合

第22頁/共25頁23污染物質毒性

致突變作用

生物細胞內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稱為致癌物。致癌物根據性質可分為化學(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