前三章环境毒理学考试整理重点

第一章

环境毒理学：是利用毒理学的方法研究环境，特别是空气、水体、土壤中已经存在或者即将进入的有害化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门科学。

环境毒理学的研究对象：主要是环境污染物，环境污染物主要是人类生产生活过程中所产生的化学性污染物。环境污

环境毒理学的主要任务：

1）研究环境污染物对人体健康的可能危害及其剂量—反应关系，进行毒性和安全性评价。2）阐明环境污染物毒作用机理及影响其毒作用的各种因素，探索环境污染物对生物体健康损害的早期检测指标。

3）——早预防、早发现、早治疗。

4）为制定环境标准、环境卫生标准，为预防、治疗环境污染物中毒提供科学依据。

环境毒理学的主要内容：研究环境污染物及其在环境中的转化产物与机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布、排泄等生物转运过程以及代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构与毒性大小以及影响毒作用的各种相关因素。

环境毒理学的研究方法：以动物实验为主，包括体外试验和整体内实验，结合人群流行病学调查。体外试验分为器官、细胞、亚细胞、分子四种水平；整体实验分为急性、亚急性、慢性三种毒性实验。

第二章

迁移的方式：机械性迁移、物理－化学性迁移、生物性迁移

气的机械性迁移作用：

包括污染物在大气中的自由扩散作用和被气流搬运的作用

受到气象条件、地形地貌、排放浓度和排放高度等因素的影响。（考主要影响因素）

一般规律是，污染物在大气中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均风速和垂直混合高度成反比。

水的机械性迁移作用：

包括污染物在水中的自由扩散作用和被水流搬运的作用。

受到水文条件、气候条件、水中悬浮物、排放浓度和距排放口距离等因素的影响和制约。（考主要影响因素）

一般规律是污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比，与平均流速和距污染源的距离成反比。

污染物在大气、水和土壤中转移的主要影响因素是什么，在什么条件下更易迁移？如在土壤中，酸性条件还是碱性条件下更易迁移？

酸碱作用：酸性比碱性条件更易迁移

酸性环境使大多数污染物形成易溶性化合物，促进了污染物的迁移。

在环境pH值比较高时，许多污染物就可能沉淀下来，在沉积物中相对富集。

氧化—还原作用：氧化条件比还原条件更易迁移

一些金属如Cr、V 、S 、Se等在氧化条件下形成易溶的化合物如铬酸盐、钒酸盐、硫酸盐、硒酸盐等，具有较强的迁移能力，而在还原环境中，这些元素则变成难溶的化合物而不能迁移。

污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。污染物在环境中的迁移方式有三种：机械性迁移、物理-化学性迁移、生物性迁移。

生物性迁移：污染物通过生物体的吸收、吸附、代谢、死亡等过程而发生的迁移。生物性迁移有三种形式：生物浓缩、生物积累、生物放大。

生物浓缩：生物体从环境中蓄积某种污染物，使这种污染物在生物体内的浓度超过在环境中的浓度的现象。（生物浓缩系数（BCF）=生物体内该种污染物的浓度/环境中该种污染的浓度）生物积累：生物个体随着其生长发育的各个阶段从环境中蓄积某种污染物，使其浓缩系数不断增大的现象。（生物积累系数（BAF）=生长发育前阶段污染物的浓度/生长发育后阶段污染的浓度）

生物放大：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级数的提高而逐步增大的现象。（生物放大系数（BMF）=高营养级生物体内污染物的浓度/低营养级生物体内污染物的浓度）

污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学、生物的作用而改变形态或者转变成另一种物质的过程。污染物在环境中的转化有三种形式：物理转化、化学转化、生物转化。

化学转化作用：氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应。污染物在大气中的转化以光化学氧化和催化氧化为主；在水体中的转化以氧化-还原反应和络合水解反应为主。土壤中，在pH较低时，金属溶于水而成离子状态易于迁移；在pH较高时，金属易与碱性物质化合，呈不溶态沉淀难迁移（游离金属离子和脂溶性金属络合物是金属产生毒作用的主要形态）。

污染物在大气中的转化：

以光化学氧化、催化氧化反应为主

例一：光化学烟雾（Photochemical Smog）

光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。

光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates , PAN)。例二：酸雨（Acid Rain）

污染物在土壤中的转化：土壤是环境中微生物最活跃的场所，故生物降解起重要作用。

土壤颗粒的吸附作用加快一些农药的水解反应。

土壤中的自由基在引发土壤污染物转化和降解方面具有重要意义

脂溶性污染物，以被动扩散吸收；水溶性污染物，以特殊转运吸收。

第三章：考生物转运：概念、包括哪些、过程如何？考生物转化：概念、包括哪些方面，过程？

生物转运：化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理，都是反复通过生物膜的过程，统称为生物转运

生物转化：化学物质在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，称为生物转化（biotransformation）。

污染物生物转化的结果：1.使大部分有机污染的毒性降低，形成更容易降解的分子结构；2.使部分有机污染物的毒性增强，形成更难降解的分子结构。

毒物通过生物膜的转运方式：

1被动扩散（高浓度—低浓度，不用载体，不消耗能量）

2 滤过（通过膜孔，以水为载体，不消耗能量）

3 特殊转运（主动转运：逆着浓度梯度，蛋白载体，消耗能量；易化扩散：顺着浓度梯度，蛋白载体，不消耗能量））

4 膜动转运（吞噬作用和胞吐作用—细胞膜的变形、移动和收缩）

吸收：（重点，看书要细，P22）考途径、具体某一种特殊污染物是通过哪些途径吸收的，如食品是通过哪途径吸收？

环境化学物经各种途径透过机体的生物膜而进入血液的过程称为吸收。主要通过消化道、呼吸道和皮肤吸收。

1、消化道吸收

是吸收环境化学物的主要途径。消化道的任何部位均有吸收作用，主要在小肠。

经胃肠道吸收的外源化合物主要通过下列转运方式：

（1）简单扩散是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。

（2）滤过小肠粘膜细胞膜上有直径0.4nm左右的亲水性孔道，分子量100左右，直径小于亲水性孔道的小分子，可随同水分子一起滤过而被吸收。

（3）主动转运机体需要的某些营养物质如糖类、氨基酸、核酸、无机盐可由肠道通过主动转运逆浓度梯度被吸收，少数外源化学物，由于其化学结构或性质与体内所需的营养物质非常相似，也能通过主动转运进入机体。

（4）胞吞作用偶氮色素及某些微生物毒素可通过胞吞作用进入肠粘膜上皮细胞。

影响吸收的因素：

（1）消化道中的酶类和菌丛，可改变某些化学物毒性

（2）胃肠道内容物的种类和数量、排空时间、蠕动状态。胃肠道的内容物减少、胃排空时间和肠蠕动减缓均有助于增加外源化学物的吸收

（3）环境化学物的溶解度和分散度。分散度大，易于吸收。

2、呼吸道吸收：主要在肺。吸收最快的是气体、小颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。吸收特点：吸收的外来化合物直接进入血液循环而分布全身，与胃肠道吸收不同。

主要方式：简单扩散

气态物质水溶性影响其吸收部位，易溶于水的气体在上呼吸道吸收，水溶液性较差的气体则可深入肺泡，并主要通过肺泡吸收

气态物质到达肺泡后，主要经简单扩散透过呼吸膜而进入血液，影响吸收速度的主要因素是肺泡和血液中物质的浓度(分压)差、溶解度、肺通气量和血流量。

颗粒物的吸收主要取决于大小：

>10μm，沉积在上呼吸道→痰

5~10μm，沉积在气管和支气管

1~5μm，可到达呼吸道深处，部分到达肺泡

<1μm，在肺泡内扩散而沉积

颗粒物：上呼吸道炎症、肺炎、肺肉芽肿、肺癌、肺尘埃沉着病、过敏性肺部疾患；

可溶性有毒颗粒物：吸收入血引起中毒；

影响因素：生理学的差异、暴露条件

3、皮肤吸收

皮肤对化学物的通透性较弱，存在脂质屏障。四氯化碳、有机磷农药等可经皮肤吸收

皮肤吸收的两条途径：

（1）表皮

（2）毛囊、汗腺、皮脂腺

影响皮肤吸收的因素：

（1）分子量大小、脂/水分配系数及角质层厚度

（2）种属不同：可能与角质层厚度不同有关。

（3）高温：易于吸收

（4）角质层损失因子：角质层被损坏，可使环境化学物通透性增加。

4 其他途径吸收：静脉注射：外源化学物直接进入血液，分布到全身；

腹腔注射：丰富的血流供应和相对广大的表面积，外源化学物的吸收迅速；

皮下或肌肉注射：吸收较慢，可直接进入体循环

同种化学物在体内不同器官分布不同，不同化学物分布也不同，这与组织的血流量、亲和力及其他因素有关。

影响分布的另一主要因素是体内屏障：主要的屏障有血-脑屏障和胎盘屏障等，但是这些屏障都不能有效地阻止亲脂性物质的转运。

什么样的物质更容易通过血脑屏障：

穿透性较差，只有脂溶性、未解离、未与蛋白质结合的非解离状态的化合物，才有可能穿过血脑屏障进入脑组织。但是并非是对毒物进入中枢神经系统的完全屏障，仅表现为较身体其他多数部位的通透性小。

胎盘屏障：胎盘是由母体血液循环和胚胎胎盘之间的几层细胞构成。大部分外来化合物透过胎盘的机理是简单扩散，而胚胎发育所必需的营养物质，则通过主动转运而进入胚胎。

贮存：进入血液的环境化学物大部分积聚在特定部位。

有的化学物对其积聚部位发生毒性作用——靶部位、靶器官（target organ）；

有的化学物对其积聚部位不发生毒性作用——贮存库（storage depot）。

几种主要的贮存库：

1、血浆蛋白

外来化合物进入血液之后往往与血浆蛋白，尤其是血浆白蛋白结合，使之不易透过膜进入靶器官，也影响化学物的排泄、转化及再分布。这种结合大多为可逆的非共价结合。

2、肝和肾

肝和肾具有与许多外源化学物结合的能力。这些组织细胞中含有一些特殊的结合蛋白：配体蛋白(ligandin)、金属硫蛋白

3、脂肪

脂溶性外来化合物如有机氯农药、有机汞农药、PCB等易于贮存于脂肪组织中，并不呈现生物学活性。只有在脂肪被动用、外来化合物重新成为游离状态时，才出现生物学作用。

外源化学物在脂肪中的贮存可降低其在靶器官中的浓度。对肥胖者的毒性要比消瘦者低。4、骨骼

由于骨骼组织中某些成分与某些外源化学物有特殊亲和力，这些物质在骨骼中的浓度很高。外源化学物在骨中的沉积和贮存是否有损害作用，取决于外源化学物的性质。Pb、Si、Ba 可取代骨质中的Ca而蓄积在骨质中。

有毒物质在体内贮存的生理意义：

1、保护作用；

2、可能成为慢性中毒的来源。

排泄：

排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外转运的过程。

主要途径：肾——尿液，肝——胆汁；其他：汗液、乳汁、唾液、泪液及胃肠道分泌物、呼吸道。肾脏是主要的排泄器官。

肝肠循环（了解则行）：由于肠液或细菌的酶催化，增加其脂溶性而被肠道重吸收，重新返回肝脏，形成肠肝循环，使其从肠道排泄的速度显著减慢，生物半减期延长，毒作用持续时间延长

毒物吸收的途径：消化道、呼吸道、皮肤。气溶胶和颗粒状物质以被动扩散方式通过细胞膜吸收，吸收情况与颗粒大小有关。颗粒直径>5um的粒子在鼻和支气管树中沉积；颗粒直径<5um的微粒，粒子愈小，到达支气管树的外周分支就愈深；直径≤1um的微粒，附在肺泡内；极小的微粒（0.01—0.03um），由于布朗运动速度快，附在较大的支气管内。

毒物由血液进入脑组织或由母体血进入胎儿血时，需分别经过血脑屏障和胎盘屏障。血脑屏

障穿透性较差，使非脂溶性物质难以进入脑组织。胎盘屏障作为母体和婴儿血液循环的间隔，一旦母体血液中含有一定浓度的毒物时，胎盘屏障可以阻挡毒物，保护婴儿。（屏障有血脑屏障和胎盘屏障）。胎盘屏障防止毒物进入胎儿血。

脂溶性、未解离、未与蛋白结合的非解离状态的化合物更易于进入血脑屏障。

贮存库：当毒物对蓄积地点相对无害时，此时蓄积地点就称为贮存库。贮存库对急性中毒有保护作用，减少了到达毒作用点（靶器官）的毒物量。贮存库中的毒物与血浆中的游离毒物保持动态平衡。体内的贮存库有四种：血浆蛋白、肝肾、脂肪组织、骨骼组织。P25

生物转化：外来化合物在体内经过一系列化学变化并形成其衍生物以及分解产物的过程称为生物转化，或称为代谢转化。所形成的衍生物即代谢物。生物转化具有两面性

生物转化有两种类型：Ⅰ相反应，包括氧化、还原和水解；Ⅱ相反应，包括毒物或其代谢产物与内源性代谢产物结合形成的结合物。（葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、乙酰化、氨基酸结合、谷胱甘肽结合、甲基化）生物转化的主要场所是肝脏，还有肺、胃、肠和皮肤等。

谷胱甘肽的作用：还原性谷胱甘肽是体内重要的解毒物质。一些亲水性化合物可与细胞成分反应，引起细胞死亡或诱发肿瘤，而谷胱甘肽可与这些亲水性化合物起反应，从而防止对细胞的有害作用。

微粒体混合功能氧化酶：考酶的作用。（暂时没找到资料）

MFOS催化的氧化反应

MFOS(microsomal mixed function oxidase system)：微粒体混合功能氧化酶系

主要存在于肝细胞内质网中；

特异性低：可催化几乎所有环境化学物的氧化反应；

还原酶：肝、肾和肺的微粒体和胞液以及肠道中。

生物转化的复杂性主要表现在以下几个方面：

(一) 生物转化的多样性

(二) 生物转化的连续性

(三) 代谢转化的两重性

(四) 代谢饱和状态

代谢饱和状态：当毒物的量达到一定浓度时，其代谢过程所需的基质可能被耗尽或者参与代谢的酶的催化作用不能满足其需求，单位时间内的代谢产物的量不再随之增加，正常的代谢途径也可能发生改变，这种代谢途径被饱和的现象称为代谢饱和。（举例：氯乙烯、溴苯）毒物代谢动力学：用数学方法研究毒物的吸收、分布、生物转化和排泄等随时间而发生的量变动态规律，即研究毒物代谢的量变的经时过程，目的在于了解毒物在体内消长的规律，从而对毒物安全性评价提出科学依据。

室：将机体视为一个系统，按动力学的特点分为若干部分，每个部分称为室。

当毒物在体内的运转速率高，体内分布迅速达到平衡时，可将其视为一室模型。而血流量少，穿透速度慢，不能立即与血液中的毒物达到平衡的器官认为是周边室。周边室可有一个或多个，故可将机体视为二室或多室模型。

几个主要参数（考概念）：

（１）表观分布容积：是体内毒物量D与血浆中毒物浓度C之比，即：Vd=D/C (L, ml,或L/kg, ml/kg)

式中：D—体内毒物总量；C—血浆中毒物浓度

（２）半减期（T1/2)：某种毒物在体内含量(浓度)减少一半所需要的时间。

（3）消除速率常数(K)：单位时间内毒物在体内的消除数量与体内数量的比例常数。

（４）消除率(Cl, clearance rate)：单位时间内毒物消除量与血浆中毒物浓度之比：

两室模型：大多数毒物在机体内的转运属于二室模型，但经过一段时间，体内毒物分布达到

平衡、消除速率恒定时，可认为二室已合并成一室。