b毒理學(xué)原理與方法毒作用機(jī)理

決定因素：

1.供血量大小；

2.器官的位置與功能；

3.代謝轉(zhuǎn)化的性質(zhì)與能力；

4.特定的生化條件與過(guò)程；

5.機(jī)體的修復(fù)能力等。一、對(duì)靶器官的選擇毒作用

度冷丁藥物雜質(zhì)（1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶）其代謝酶單胺氧化酶在大腦中，該雜質(zhì)易通過(guò)血腦屏障攻擊多巴胺神經(jīng)元。器官的選擇性與器官特定生理生化特征有關(guān)：帕金森病實(shí)例：1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）

MPTP（度冷丁的雜質(zhì)）

MPTP

單胺氧化酶BMPDP+

線粒體

MPP+

中樞神經(jīng)系統(tǒng)星形細(xì)胞

三個(gè)層次：

1.初級(jí)事件

-生物分子水平損傷

2.次級(jí)事件

-細(xì)胞水平損傷

3.三級(jí)事件

-組織器官病理改變二、對(duì)細(xì)胞的損傷作用

1.生物分子氧化損傷

2.共價(jià)結(jié)合

3.巰基狀態(tài)的改變

4.酶抑制

5.供血不足（缺氧）？

(一)初級(jí)事件

自由基（freeradical）是指能夠獨(dú)立存在含有奇數(shù)電子的任何原子或原子團(tuán)。類型：不含氧自由基如H、CCI3·、R-S、L·、過(guò)度金屬離子等。含氧自由基（ROS）如O2ˉ·、·OH、H2O2、LO·、LOO·等。1.生物大分子氧化損傷自由基

是指帶電子含氧自由基和化學(xué)性質(zhì)活潑的含氧非自由基衍生物的一類物質(zhì)（含氧自由基）。帶電子含氧自由基如：O2ˉ·、·OH、LO·、LOO·等。不帶電子含氧衍生物如：H2O2、HOCI、對(duì)氧化物、氫過(guò)氧化物以及環(huán)氧化代謝物等?；钚匝踝澹╮eactiveoxygenspecies，ROS）①奇數(shù)電子在同一軌道里；②順磁性；③化學(xué)反應(yīng)性極高；④作用半徑短；⑤生物半衰期極短（以μs計(jì)算）；⑥具有親核性或親電子性。自由基的共同特點(diǎn)：1.籠蔽的自由基

--存在于線粒體內(nèi)

2.自由的自由基

--存在于胞漿中或細(xì)胞外液中

（具有細(xì)胞毒性損傷作用）自由基存在形式：1.細(xì)胞正常生理過(guò)程產(chǎn)生①酶催化反應(yīng)；②內(nèi)源性物質(zhì)的氧化反應(yīng)；③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體產(chǎn)生；

2.化學(xué)毒物在體內(nèi)的代謝①化學(xué)物分子共價(jià)鍵勻裂；②氧化還原循環(huán)中接受一個(gè)電子；如：甲萘醌自由基的來(lái)源：機(jī)體抗氧化系統(tǒng)

氧化應(yīng)激(Oxidationstress)

指由含氧自由基產(chǎn)生的細(xì)胞毒效應(yīng)如細(xì)胞內(nèi)生物大分子氧化損傷等。產(chǎn)生條件：

1.自由基產(chǎn)生量大于機(jī)體的清除能力；

2.機(jī)體抗氧化能力降低。

（如酶性抗氧化系統(tǒng)受損）

包括：脂質(zhì)分子氧化損傷蛋白質(zhì)氧化損傷核酸氧化損傷等生物大分子氧化損傷脂質(zhì)氧化損傷蛋白質(zhì)氧化損傷核酸氧化損傷

在毒理學(xué)上，是指外源化學(xué)物或其代謝產(chǎn)物與機(jī)體細(xì)胞生物分子的共價(jià)結(jié)合。包括：與蛋白質(zhì)結(jié)合與核酸結(jié)合與脂質(zhì)結(jié)合等2.共價(jià)結(jié)合作用共價(jià)結(jié)合羥基巰基ε-氨基胍基咪唑基等與蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合與核酸共價(jià)結(jié)合堿基核糖脫氧核糖磷酸脂

GSH還原酶

GSH↓GSSHGSSH+（氧化）

毒物

GSH轉(zhuǎn)移酶

結(jié)合物3.巰基狀態(tài)改變

膽堿能神經(jīng)持續(xù)興奮毒蕈堿、煙堿樣癥狀

乙酰膽堿↑乙酸+膽堿（水解）

膽堿脂酶

+

有機(jī)磷農(nóng)藥

結(jié)合物

4.酶抑制

缺氧原因：

1.紅細(xì)胞血紅蛋白攜帶O2的能力↓；如：

CO中毒亞硝酸鹽、苯胺、硝基苯中毒

2.缺血缺氧后果：

1.影響細(xì)胞內(nèi)呼吸；

2.細(xì)胞膜損壞，膜通透性改變；5.缺氧1.膜的結(jié)構(gòu)與通透性改變

2.細(xì)胞骨架損傷

3.線粒體損傷

4.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷

5.細(xì)胞的能量代謝障礙（ATP合成降低）

6.細(xì)胞Ca+穩(wěn)態(tài)紊亂

7.溶酶體不穩(wěn)定

8.激發(fā)細(xì)胞凋亡等(二)次級(jí)事件

次級(jí)事件的原因與后果次級(jí)事件產(chǎn)生原因后果膜結(jié)構(gòu)與通透性改變①毒物致膜脂質(zhì)氧化②毒物與膜蛋白質(zhì)結(jié)合

如：Hg-SH蛋白質(zhì)①轉(zhuǎn)運(yùn)能力↓②膜通透性改變③細(xì)胞器膜受損等細(xì)胞骨架損傷

毒物與肌動(dòng)蛋白微絲、中間絲、微管結(jié)合①膜不穩(wěn)定，Ca內(nèi)流，蛋白酶、磷脂酶與核酶被激活②細(xì)胞不能分裂線粒體損傷

釋放Ca，細(xì)胞內(nèi)Ca↑

鈣穩(wěn)態(tài)紊亂

ATP合成↓內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷

貯存Ca↓，細(xì)胞內(nèi)Ca↑

鈣穩(wěn)態(tài)紊亂

次級(jí)事件的原因與后果（續(xù)）次級(jí)事件產(chǎn)生原因后果ATP消耗

干擾線粒體氧化磷酸化①細(xì)胞主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)↓②氧化磷酸化↓③抑制電子傳遞④生物合成↓⑤主動(dòng)分泌與重吸收↓DNA斷裂

氧化損傷、烷基化

細(xì)胞死亡，細(xì)胞不能復(fù)制溶酶體受損

水解酶釋出

細(xì)胞自溶細(xì)胞凋亡

毒物激活凋亡誘導(dǎo)因子

細(xì)胞死亡Ca穩(wěn)態(tài)紊亂

細(xì)胞內(nèi)Ca↑

鈣穩(wěn)態(tài)紊亂現(xiàn)象

細(xì)胞凋亡（Apoptosis）

1972年，Kerr提出。

概念：

細(xì)胞凋亡（Apoptosis）---是指生物機(jī)體為了維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，通過(guò)自身的基因調(diào)控，使生理上一些不需要的細(xì)胞自動(dòng)有序消亡的過(guò)程，亦稱為“程序性細(xì)胞死亡（ProgrammedCellDeath）”。有人把它描述為“細(xì)胞自殺”。

細(xì)胞壞死（Necrosis）---是指一種細(xì)胞的病死過(guò)程，有人把它描述為“細(xì)胞他殺”。

毒物

ROS

DNA損傷線粒體損傷

p53CytCbaxAIFcaspase9

caspase3caspase3

細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡機(jī)制細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死的主要區(qū)別

區(qū)別描述細(xì)胞凋亡細(xì)胞壞死

細(xì)胞膜受損、溶解、壞死

（-）（+）

ATP、蛋白質(zhì)合成（+）（-）細(xì)胞第二信號(hào)系統(tǒng)（+）（-）

細(xì)胞DNA降解呈180～200bp隨機(jī)降解及其倍數(shù)片段局部炎癥反應(yīng)（-）（+）單細(xì)胞凝膠電泳（彗星試驗(yàn)）DNA電泳梯帶圖譜1.脂肪變性

2.水樣變性

3.細(xì)胞膜起泡

4.壞死與凋亡(三)三級(jí)事件（器官組織）原因：

①抑制細(xì)胞排泄脂質(zhì)（如四環(huán)素、嘌呤霉素抑制脂質(zhì)受體蛋白合成，低密度脂蛋白不能轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞）；

②增加脂質(zhì)合成（如肼、乙醇等）或攝入；

③降低脂質(zhì)代謝（如乙醇可降低線粒體脂肪酸的氧化）；1.脂肪變性

原因：

化學(xué)物抑制ATP酶或消耗ATP

K+-Na+ATP酶↓

細(xì)胞內(nèi)Ca+、Na+濃度↑

水份流入細(xì)胞

細(xì)胞水腫（水樣