環(huán)境污染物毒性以及其影響因素

1、關(guān)于環(huán)境污染物的毒性及其影響因素第一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)境污染物的毒性作用及其影響因素Paracelsus(16世紀(jì)) What is there that is not poison? All things are poison and nothing (is) without poison. Solely the dose determines that a thing is not a poison.第二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1、基本概念 按一定條件接觸后，以較小的劑量作用機體就能引起生理、生化功能或正常組織結(jié)構(gòu)的器質(zhì)性病理改變，甚至引起死

2、亡的化學(xué)物質(zhì)。1. 毒物 (Toxicant)2. 毒性 (Toxicity）化學(xué)物質(zhì)能引起機體損害的性質(zhì)和能力。第三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 外源性化學(xué)物質(zhì)引起機體病理性功能改變或器質(zhì)性病變的現(xiàn)象。 根據(jù)污染物的暴露特點和中毒發(fā)生發(fā)展的快慢，分為急性中毒、亞慢(急)性中毒和慢性中毒。 根據(jù)毒作用強度和性質(zhì)判定環(huán)境污染物的毒性大小。3.中毒（toxication）4.1、基本概念第四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.2、毒理學(xué)常用的劑量概念 1致死劑量（Lethal dose，LD） 5急性毒作用帶(Zac)2半數(shù)效應(yīng)劑量（ED50） 3最小有作用劑量（MEL）

3、4最大無作用劑量（MNEL）第五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月絕對致死量（LD100）半數(shù)致死量（LD50）最小致死量（MLD）最大耐受量（MTD）1.半數(shù)致死劑量LD50或濃度LC50 半數(shù)致死量（LD50）又稱致死中量，指引起一群個體50%死亡所需劑量（mg/kg)或濃度（LC50）（mg/m3和mg/L）。第六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月急性毒作 用帶(Zac)半數(shù)效應(yīng)劑量(ED50)最小有作用劑量(MEL)最大無作用 劑量(MNEL ) 半數(shù)效應(yīng)劑量(ED50)指外源化學(xué)物在一定的時間內(nèi)按一定的方式與機體接觸，引起機體某項生物效應(yīng)發(fā)生50%改變所需的劑量。 致

4、死劑量 （LD）2.半數(shù)效應(yīng)劑量第七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月營養(yǎng)元素的劑量-反應(yīng)關(guān)系086420.012104.02.03.01.00.11.010.0斑釉齒指數(shù)齲齒數(shù)重度中度輕度極輕度飲水中氟濃度與齲齒數(shù)、斑釉齒指數(shù)的關(guān)系水中氟濃度(ppm)第八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3 毒性作用的機理 受體(receptor)是組織細胞的生物大分子，激素或金屬離子與配體(ligand)相結(jié)合，形成配體受體復(fù)合物，引起毒性效應(yīng)。 4.3.1 干擾正常受體-配體的相互作用 環(huán)境污染物尤其是神經(jīng)毒物和內(nèi)分泌干擾物，通過干擾正常受體配體相互作用，引起毒性。 第九張，PPT共

5、四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 肉毒毒素特異性地與膽堿能神經(jīng)末梢突觸前膜的表面受體相結(jié)合，經(jīng)吸附性胞飲而內(nèi)轉(zhuǎn)進入細胞內(nèi)(internalization)。阻止遞質(zhì)囊泡不能與突觸前膜融合，完全抑制膽堿能神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的釋放。 乙酰膽堿釋放被抑制，使膽堿能神經(jīng)失去信號傳導(dǎo)生理功能。尤其是神經(jīng)肌肉接頭部位，直接導(dǎo)致呼吸肌麻痹。肉毒桿菌毒素的毒作用機理Ca2+4.3.1 干擾正常受體-配體的相互作用第十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.2 細胞膜損傷引起膜組成成份改變細胞膜流動性改變引起細胞膜酶活性改變通過膜蛋白變性，引起細胞膜通透性變化第十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6

6、月心肌細胞膜通透性改變與其毒性心臟毒素毒性4.3.2 細胞膜損傷第十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3 干擾細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)細胞內(nèi) 10-710-8 mol/L外 10-3 mol/L Ca2+ 神經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo) 肌肉收縮細胞分化和增值 細胞分泌與CAM結(jié)合cAMP作用激活PKC離子通道開放第十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月硝基酚、醌、過氧化物、醛類、二惡英、鹵化鏈烷、鏈烯和Cd2+、Pb2+、Hg2+等重金屬離子均能干擾細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài), 從而引起細胞損傷或死亡。 4.3.3 干擾細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)第十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.4 干擾細胞能量代謝生殖與

7、發(fā)育代謝酶第十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.5 自由基與脂質(zhì)過氧化自由基性質(zhì)環(huán)境毒物環(huán)境毒物與多不飽和脂肪酸的作用產(chǎn)物毒物代謝物 蛋白變性細胞膜流動性酶活性細胞腫脹和溶解致突變，染色體斷裂致畸胎自由基第十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.6 與生物大分子結(jié)合環(huán)境毒物及代謝產(chǎn)物細胞毒性和死亡過敏反應(yīng)致癌作用抑制酶活性蛋白質(zhì)核酸細胞毒性影響DNA-蛋白質(zhì)相互作用致突變作用激活癌基因共價結(jié)合加合物第十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.7選擇性細胞致死和非致死性遺傳改變對組織器官的細胞有選擇性致死毒性體細胞生殖細胞DNA損傷和染色體異常致畸作用

8、遺傳性疾病細胞突變和癌變第十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 影響毒性作用的因素結(jié)構(gòu)與毒性 研究外源化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與毒性之間的關(guān)系，有助于通過比較來預(yù)測新化合物的生物活性、作用機理和安全限量范圍。 同系物的碳原子數(shù)、烴基 、分子飽和度、鹵素取代、羥基、酸基和酯基、胺基、構(gòu)型及有機磷化合物結(jié)構(gòu)與毒性密切相關(guān)。4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 碳氫化合物（烷、醇、酮等）： 當(dāng)碳原子數(shù)在27之間時： 隨C數(shù)的增加毒性增加 超過一定限度(7 9個)后： 隨C數(shù)的增加毒性下降 當(dāng)碳原子數(shù)相同時： 直鏈的支鏈的；成環(huán)的不成環(huán)的 同系物的碳原

9、子數(shù)4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在非烴類化合物分子中引入烴基，可使化合物脂溶性增高，易于透過生物膜，從而毒性增強 烴基結(jié)構(gòu)也可增加毒物分子的空間位阻，從而使毒性增加或減小 烴基4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 分子中不飽和鍵增多可使化學(xué)物活性增大，毒性增強 分子飽和度e.g.對眼角膜的刺激作用：丙烯醛丙醛 丁烯醛丁醛丙烯醛丙醛丁烯醛丁醛4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十二張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式中增加鹵素，可使分子極性增加，更易與酶系統(tǒng)結(jié)合，從而毒

10、性增強 鹵素取代e.g.肝臟毒性：CCl4CHCl3CH2Cl2CH3Cl 麻醉作用：CHCl3CH2Cl2CH3Cl CH44.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 芳香族化合物中引入羥基，分子極性增強，毒 性增加 羥基e.g.-OH毒性：苯酚 苯苯酚苯4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 酸基和酯基e.g.酸基一般指羧基（-COOH）和磺酸基（-SO3H）,引入分子脂溶性降低，難以吸收和轉(zhuǎn)運，毒性降低 酸基經(jīng)酯化后，脂溶性增高，使吸收速率在增加， 毒性增大毒性：苯 苯甲酸苯苯甲酸4.4.1 環(huán)境化學(xué)

11、物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十五張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 胺基e.g.胺類化合物的毒性大?。翰罚≧NH2） 仲胺（RNHR） 叔胺（RNRR） 胺具堿性，易于核酸、蛋白質(zhì)的酸性基團反應(yīng)，易與酶發(fā)生作用4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十六張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 構(gòu)型e.g.同分異構(gòu)體：一般 對位鄰位間位 旋光異構(gòu)：由于受體或酶一般只能與一種旋光 異構(gòu)體結(jié)合而產(chǎn)生生物效應(yīng)，故同一化合物的 不同旋光異構(gòu)體的毒性不同L-異構(gòu)體易與酶、受體結(jié)合，具有生物活性，D-異構(gòu)體則反之4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十七張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 有機磷化

12、合物的結(jié)構(gòu)與毒性R、R為烷基，烷基的碳原子數(shù)愈多，毒性愈強 Y為氧時較為硫時的毒性大 X為酸根時，毒性大小：強酸根弱酸根R(O)Y(O,S)XR(O)P4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月理化性質(zhì)與毒性 1.脂/水分配系數(shù) 化合物在脂（油）相和水相的溶解達到平衡時的平衡常數(shù)，稱為脂（油）/水分配系數(shù)。 2.電離度 3.揮發(fā)度和蒸氣壓 4.分散度 5.純度4.4.1 環(huán)境化學(xué)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月種屬和個體差異性別與激素年齡營養(yǎng)與健康狀況生物節(jié)律 影響機體對環(huán)境化學(xué)物的敏感性和耐受性4.4.2 影響毒性的生

13、物因素 水生生物測試表明，對于化學(xué)污染物，節(jié)肢動物一般比魚類更敏感，魚類比兩棲幼體類更敏感第三十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸與其體內(nèi)吸收、分布、首先到達的組織器官有關(guān)，并與代謝轉(zhuǎn)化、毒性反應(yīng)的性質(zhì)和程度也有影響。4.4.3 影響毒性的非生物因素吸收速度：呼吸道腹腔注射肌內(nèi)注射經(jīng)口經(jīng)皮第三十一張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 溶劑和助溶劑可改變受試物的理化性質(zhì) 和生物活性。 應(yīng)選用的溶劑和助溶劑應(yīng)是無毒的、與 受試毒物無反應(yīng)、且制成的溶液應(yīng)穩(wěn)定。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十二張，PPT共四十三

14、頁，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 一般在同等劑量情況下，濃溶液較稀溶 液毒作用強。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十三張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月接觸途徑溶劑毒物濃度與容積交叉接觸 毒物經(jīng)呼吸道接觸時，應(yīng)保護皮膚，防止氣態(tài)毒物經(jīng)皮膚吸收。對易揮發(fā)化合物經(jīng)皮涂布染毒時，應(yīng)將涂布處密封起來，防止經(jīng)呼吸道吸收或動物舔食涂布部位引起經(jīng)消化道吸收。 4.4.3 影響毒性的非生物因素第三十四張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月鹽度pH和堿度硬度酸性較強（pHM1+M2(一) 聯(lián)合毒性作用類型第三十八張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月增強作用： 一

15、種環(huán)境化學(xué)物本身對機體并無毒性 ，但能使同時進入機體的另一種環(huán)境污染物的毒性增強。 無毒化合物通過影響另一種化合物的代謝活化、吸收和排除有關(guān)。e.g.異丙醇、四氯化碳異丙醇對肝臟無毒，當(dāng)與四氯化碳同時進入機體時，可使四氯化碳毒性大于單獨作用時毒性(一) 聯(lián)合毒性作用類型第三十九張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月拮抗作用：兩種環(huán)境化學(xué)物同時作用于機體時，其中一種化學(xué)物可干擾另一種化學(xué)物的生物學(xué)作用，或兩種化學(xué)物相互干擾，使混合物的毒作用強度低于各自單獨作用的強度之和。e.g.胰島素、胰高血糖素MM1+M2硫代硫酸鈉、氰化物功能拮抗化學(xué)拮抗兩種物質(zhì)混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成毒性較小的硫氰酸鹽(一) 聯(lián)合毒性作用類型第四十張，PPT共四十三頁，創(chuàng)作于2022年6月獨立作用：兩種或兩種以上的環(huán)境化合物作用于機體，各自的作用方式、途徑、受體和靶器官不同，彼此互不影響，僅表現(xiàn)為各自的毒作用。e.g.乙醇、氯乙烯M=M1+M