PM+2.5毒性机理与健康效应研究进展

PM+2.5毒性机理与健康效应研究进展
PM+2.5毒性机理与健康效应研究进展

PM2.5毒性机理与健康效应研究进展

毛旭,史纯珍

(北京工商大学食品学院,北京100048)

摘要:指出了PM2.5对人体健康具有显著危害,当前我国多个城市PM2.5严重超标,已成为需重点控制的大气污染物。综述了PM2.5对健康影响的研究方法及毒性机理研究现状,以期为PM2.5的健康效应研究提供参考。

关键词:

中图分类号:X131.1 文献标识码:A 文章编号:1674‐9944(2015)07‐0205‐03

1 PM2.5的组成与危害

随着我国社会城市化进程的加快,经济社会地快速发展,人们的生活环境发生了巨大改变的同时,环境污染问题也变得日益严峻起来。环境污染,特别是PM2.5污染,已成为影响人类健康的重大环境问题,引起了广泛关注。世界卫生组织(WHO)发表了枟全球癌症报告2014枠,研究显示2012年全球新增癌症病例近一半发生在亚洲,而其中大部分在中国。因此,中国的新增癌症病例人数高居第一位。

PM2.5是指粒径小于2.5μm的固态或液态颗粒,又称为细颗粒物(fineparticles)。吸入体内的颗粒物对人体的危害程度主要取决于其化学成分、粒径大小和质量浓度。研究表明[1,2]:PM2.5浓度每上升10μg/m3,因呼吸系统及心血管疾病入院的人数可上升3.3%。PM2.5与呼吸及心血管系统疾病、生殖系统疾病、胚胎毒性,以及肺癌发生率的增加[3]有关。PM2.5颗粒物粒径越小,其比表面积越大,对空气中的重金属、多环芳烃等污染物的吸附能力越强,而这些污染物是引起呼吸循环系统氧化损伤的主要成分。如PM2.5中的多环芳烃(PAHs),可在人体细胞内形成多环芳烃邻位醌,进而诱导细胞毒性反应,引起早老性痴呆病(Alzheimer'dis‐ease,AD)、帕金森病(ParkinsonDisease,PD)等[4]。Aust等[5]研究发现,PM2.5中的过渡金属成分是引起肺上皮细胞(A549)炎症介质释放和氧化应激的主要毒性组分。Hirano等[6]认为PM2.5中的有机组分可诱导内皮细胞氧化应激,引起抗氧化酶如NADPH脱氢酶、谷胱甘肽硫转移酶等的mRNA水平的升高,增加心血管疾病发生率。美国环保局于2003年通过了PM2.5国家环境空气质量标准(nationalambientairqualitystand‐ards),该标准规定PM2.5的年均浓度和日均浓度限值分别为15μg/m3和65μg/m3;WHO在2005年规定的PM2.5限值为15μg/m3。因此,随着PM2.5颗粒物对环境污染的日益严重,PM2.5颗粒物对健康的影响研究迫在眉睫。

2 PM2.5对健康影响的研究方法

环境流行病学与毒理学是研究PM2.5毒性效应的传统方法。流行病学研究是从人群实际暴露到受控的临床研究,以急性效应为依据,表现在呼吸及心血管系统疾病患病及死亡率等指标。毒理学研究是鉴于流行病学证据,从动物体内试验到细胞的体外试验来证明统计联系的真实可靠性,揭示这种污染暴露下产生可能的致病机制,分析与毒性效应相关的颗粒物主要组分行为机制和剂量-效应关系。

收稿日期:2015‐05‐23

基金项目:国家自然科学基金(编号:21407006)资助

作者简介:毛 旭(1992—),男,内蒙古鄂尔多斯人,北京工商大学食品学院环境科学与工程系硕士研究生。

通讯作者:史纯珍(1985—),女,江苏常熟人,博士,实验师,主要从事PM2.5组分分析及毒性机理研究。

TheCooperationbetweenEnvironmentalProtectionDepartmentand

MeteorologyDepartmentforImprovingForecastAccuracyofUrban

AirQuality

ZengYu,HuangZhongting

(HunanEnvironmentMonitoringCenter,Changsha410014,China)

Abstract:Astheurbanairpollutionisworsening,theairqualityforecastiscloselyrelatedtotheurbaneco‐nomicdevelopmentandpeople'slife.Thecooperationbetweenofenvironmentalprotectiondepartmentandmeteorologicaldepartmentcaneffectivelyimprovetheforecastcapacityofurbanairquality.

Keywords:urbanairqualityforecast;environmentalprotectiondepartment;meteorologydepartment

5022015年7月 JournalofGreenScienceandTechnology 第7期

毒理学的体内试验是以动物为模型进行气管灌注或烟雾箱暴露。如将采集到的颗粒物配成一定的浓度,通过支气管滴注至实验动物(如大鼠)体内,并进行冲洗,从灌洗液中将靶细胞分离,观察靶细胞的变化。体外试验是将提取的靶细胞,如人体的上皮细胞、肺细胞等进行培养,与一定浓度的PM2.5样品进行不同时间的作用,观察终端细胞的反应,进行时间-效应和剂量-反应的关系研究,探究PM2.5对整体器官和细胞不同水平毒性作用的生物学过程。Abbas[7]等研究了敦克尔克市的PM2.5对肺脏上皮细胞L132的毒性作用,分别暴露了24、48、72h后分析蛋白浓度、细胞数、基因表达的变化。Manteccaa[8]等使用气管滴注方法,研究了颗粒物引起的肺脏的炎症反应。Huang[9]等研究了循环单核细胞暴露于超细颗粒物后基因表达的结果。志愿者在暴露室中进行暴露,并同时监测气溶胶的浓度。暴露后采集人员血样,提取RNA再反转录,使用基因芯片进行基因表达。由于毒理学实验的动物活动受限,且与外界隔离,因此并不能模拟真实环境和进行长期暴露实验。

随着组学技术、分子生物学等学科的快速发展,暴露组学、代谢组学、分子毒理学、表观遗传学等学科正成为环境毒理学及健康效应研究的主要研究手段,见表1。

表1 研究PM2.5毒性效应的研究方法

项目研究方法特点引用文献

系统流行病学以急性效应为依据,表现在呼吸及心血

管系统疾病患病/死亡率等指标

观察急性效应

庄丽颖,李丽萍.空气细颗粒物污染对健康影响的流行病学研究进展

[J].汕头大学医学院学报,2012,25(4):233~235.

传统毒理学从动物体内试验到细胞的体外试验来证

明统计联系的真实可靠性,揭示这种污

染暴露下产生可能的致病机制

动物实验不能真正模拟真实环境

及人的致病机制

李君灵,孟紫强.我国大气环境毒理学研究新进展[J].生态毒理学报,

2012,7(2):133~139.

游燕,白志鹏.大气颗粒物暴露与健康效应研究进展[J].生态毒理学

报,2012,7(2):123~132.

KouakouS.Kouassi,SylvainBillet

暴露组学考察污染物进入人体的浓度、方式、产生

的影响和效应

强调人在胎儿到生长发育整个生命

过程中受到环境因素暴露的影响

吴永宁,食品中化学危害暴露组与毒理学测试新技术中国技术路线

图[J].科学通报,2013,58(26):2651~2656

代谢组学关注生物体内小分子代谢物对病理生理

刺激或基因修饰的反应

采用非靶向方法检测体液、组织、

细胞中的代谢物,并从复杂代谢

物信息中获取与疾病相关的重要

代谢信息

PeiyuanYin,Andreas,HolgerFranken,etc.Preanalyticalaspectsand

samplequalityassessmentinMetabolomicsstudiesofhumanblood

[J].ClinicalChemistry,2013,59(5):833~845.

表观遗传学基因表达发生改变而不改变DNA序列涉及多层次、多种修饰董玉玮,侯进慧,朱必才等.表观遗传学的相关概念和研究进展[J].生物学杂志,2005,22(1):1~3

付艳云,梁戈玉.环境颗粒物的表观遗传学研究进展[J].2014,33(1):90~94.

3 PM2.5的毒性机理研究现状

国内外科研工作者已对PM2.5进行了大量健康效应研究,但到目前为止,PM2.5颗粒物对健康影响的生物

学效应机制尚不清楚,因此仍然是大气环境对健康影响的研究热点。现有研究表明,颗粒物对人体的毒性主要

表现在致突变、DNA损伤及氧化损伤等。而引起这些毒性反应的大气颗粒物可分为全颗粒物、颗粒物的有机

提取物和颗粒物的金属元素提取物。其中,PM2.5的有机提取成分具有遗传毒性作用[10]。但是,颗粒物成分

复杂,哪种或哪几种有机组分在毒性作用中占主导地

位,是如今所关注的重点,目前研究主要集中在芳烃和极性化合物上。但用不同的生物学检测终点试验得出

的结论不同。徐海娟[11]对灰霾和非灰霾期间,广州市

的PM10和PM2.5中的烷烃、芳烃和非烃组分进行彗星

试验,结果显示芳烃组分是有机提取物各组分里毒性最

大组分。这个结论与其他文献用不同的生物监测方法

得到的研究结果相一致。Topinka等[12]研究表明:PAHs和nitro-PAHs导致的DNA加和量为其他可溶性有机提取物3~9倍。Kawanaka[13]利用Ames试

验,也认为PAHs是主要致突变化合物。徐海娟等[11]

研究了广州市PM10中的有机提取物的遗传毒性,发现有机提取物的遗传毒性作用不只由PAHs作用所致,其它极性组分也占较大比例。非烃组分包括nitro-PAHs在内的许多物质的混合物。这也许是非烃组分显示出相对较高遗传毒性的一个原因。Massolo[14]等同样发现,nitro-PAHs等弱极性组分具有最强的致癌致突变作用,是主要的遗传毒性作用物。另外,某些不致癌的PAHs可以改变其他具有致癌性的PAHs或nitro-PAHs的致突变性[15]。因此,颗粒物中有机混合物的毒性作用并不是简单的单种物质作用的加和,在研究颗粒物有机组分的毒性作用时,要注意考察其中一种物质对整个有机混合物的毒性协同或拮抗效应。

此外,PM2.5颗粒物还具有氧化性损伤作用。PM2.5颗粒物能够刺激肺泡巨噬细胞产生自由基,并对组织细胞造成进一步损伤,如膜上受体与酶类灭活、脂质过氧化、DNA损伤、蛋白质损伤和诱导细胞凋亡等。Chung[16]等研究结果表明,颗粒物中有机提取成分可导致人支气管上皮细胞的脂质过氧化损伤。Kan[17]等认为颗粒物中的黑碳是导致细胞氧化损伤的主要毒性成分,可导致心血管疾病的死亡率明显升高。张全喜[18]将沙尘暴和正常天气PM2.5悬浮液作用于大鼠后,通过检测大鼠的SOD、TBARS、GSH浓度,发现大鼠的肺、心、肝脏均有不同程度的氧化损伤,因此推论沙尘暴毒性机理之一可能是氧化应激引起的氧性损伤。PM2.5悬浮液对生殖细胞也能产生氧化损伤作用[19]。耿红[20]等

602

毛 旭,等:PM2.5毒性机理与健康效应研究进展 环境及保护

选用正常天气和沙尘暴天气的PM2.5样品,以PM2.5悬液体外处理大鼠肺泡巨噬细胞,发现胞内的丙二醛及游离Ca2+浓度升高,而谷胱甘肽(GSH)的浓度下降。并当颗粒物处理浓度增大、染毒时间延长时,细胞存活率降低,且存在一定的剂量-效应、时间-效应关系,表明氧化损伤可能是细胞毒性的机制之一。但对于PM2.5颗粒物引起细胞脂质过氧化及氧化应激等生物反应的作用机制并未研究透彻。

4 结论与展望

PM2.5颗粒物中的有机提取物(PAHs,极性有机物等)、黑炭、重金属具有致突变、DNA损伤及氧化损伤等毒性作用,但对于颗粒物不同组分的毒性作用及其效应机制目前还未研究透彻。在今后的研究工作中,PM2.5毒性机理研究应重点关注以下方面:PM2.5粒径大小和表面结构对其毒性机制的影响差异;婴幼儿、儿童等易感人群的PM2.5暴露;典型污染区的PM2.5暴露及PM2.5剂量-效应反应关系、染毒技术改进等。

参考文献:

[1]ZhuangGuoshun,HuangRonghui,WangMingxing,etal.Greatprogressinstudyonaerosolanditsimpactontheglobalenviron‐ment[J].ProgressinNatureScience,2002,12(6):407~413.[2]胡 颖,邵龙义,沈蓉蓉,ScharferK,王静,SuppanP,王建英.北京市PM2.5对DNA的氧化性损伤规律分析[J].中国环境科学,2013,33(10):1863~1868.

[3]郭新彪,魏红英.大气PM2.5对健康影响的研究进展[J].科学通报,2013,58(13):1171~1177.

[4]WeiWang,Min-juanHuang,Chuen-YuChan,Kwai-ChuangCheung,Ming-HuangWong.Riskassessmentofnon-dietaryexposuretopolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)viahousePM2.5,TSPanddustandtheimplicationsfromhumanhair[J].AtmosphericEnvironment,2013(27):204~213.

[5]JoanMHevel,LauraCOlson-Buelow,BalasubramanianGane‐san,etal.Novelfunctionalviewofthecrocidoliteasbestos-trea‐tedA549humanlungepithelialtranscriptomerevealsanintricatenetworkofpathwayswithopposingfunctions[J].BMCGenom‐ics,2007(9):376.

[6]SeishiroHirano,AkikoFuruyama,EikoKoike,etal.Oxidative-stresspotencyoforganicextractsofdiselexhaustandurbanfineparticlesinratheartmicrovesselendothelialcells[J].Toxicolo‐gy,2003(187):161~170.

[7]ImaneAbbas,GuillaumeGarcon,SylvainBillet,etal.Metabolicacticationoftheorganicfractioncoated-ontoairpollutionPM2.5anditsgenotoxicityinacoculturemodelofhumanlungcells[J].AdvancedMaterialsResearch,2011(324):473~476.

[8]ParideManteccaa,FrancescaFarinab,ElisaMoschinia,etal.Com‐

parativeacutelunginflammationinducedbyatmosphericPMandsized-fractionatedtireparticles[J].ToxicologyLetters,2010(198):244~254.

[9]Yuh-Chin.Huang.Theroleofinvitrogeneexpressionprofilinginparticulatematterhealthresearch[J].JournalofToxicologyandEnvironmentalHealth,PartB:CriticalReviews.2013,16(6):381~394.

[10]张 旻,付娟玲,何凌燕,等.北京市大气细颗粒物的遗传和非遗传毒性研究[J].中国环境科学,2003(23):337~340.

[11]HaijuanXu,XinmingWang,UlrichPoschl,etal.Genotoxicityoftotalandfractionatedextractableorganicmatterinfineairpar‐ticulatematterfromurbanGuangzhou:Comparisonbetweenhazeandnonhazeepisodes[J].EnvironmentalToxicologyandChemistry,2008,27(1):206~212.

[12]JTopinka,LRSchwarz,FJWiebel,etal.Wolff.GenotoxicityofurbanairpollutantsintheCzechRepublicPartⅡ.DNAadductformationinmammaliancellsbyextractableorganicmatter[J].MutationResearch,2000(469):83~93.

[13]YouheiKawanaka,EmikoMatsumoto,KazuhikoSakamoto,etal.Sizedistributionsofmutageniccompoundsandmutagenicityinatomosphericparticulatemattercollectedwithalow-pres‐surecascadeimpactor[J].AtmosphericEnvironment,2004(38):2125~2132.

[14]LMassolo,AMuller,MTueros,etal.Assessmentofmutagenic‐ityofdifferentsizefractionofairparticulatesfromLaPlata,Ar‐gentina,andLeipzig,Germany[J].EnvironmenalToxicology,2002,17(3):219~231.

[15]BruceSHass,EmilyEBrooks,KarenESchumann,etal.Syner‐gistic,aditiveandantagonisticmutagenicresponsestobinarymixturesofbenzo(a)pyreneandbenz(e)pyreneasdetectedbystrainsTA98andTA100inthesalmonella/microsomeassay[J].EnvironmentalandMolecularMutagenesis,1981,3(2):159~166.

[16]SeungMinOh,HaRyongKim,YongJooPark,etal.Organicex‐tractsofurbanairpollutionparticulatematter(PM2.5)-in‐ducedgenotoxicityandoxidativestressinhumanlungbronchialepithelialcells(BEAS-2Bcells)[J].MutationRearch,2011(723):142~151.

[17]FuhaiGeng,JingHua,ZheMu,etal.Differentiatingtheassocia‐tionsofblackcarbonandfineparticlewithdailymortalityinaChinesecity[J].EnvironmentalResearch,2013(120):27~32.[18]ZiqiangMeng,QuanxiZhang.Oxidativedamageofduststormfineparticlesinstillationonlungs,heartsandliversofrats[J].EnvironmentalToxicologyandPharmacology,2006(22):277~282.

[19]刘晓莉,李 红,孟紫强.PM2.5对大鼠心、肺、睾丸的氧化损伤作用[J].中国环境科学,2005,25(2):160~164.

[20]耿 红,孟紫强,张全喜.沙尘暴细颗粒物对大鼠肺泡巨噬细胞钙水平和脂质过氧化的影响[J].环境科学学报,2005,25(6):845~850.

702

2015年7月 绿 色 科 技 第7期

PM 2.5毒性机理与健康效应研究进展

作者:毛旭, 史纯珍

作者单位:北京工商大学食品学院,北京,100048

刊名:

绿色科技

英文刊名:Journal of Green Science and Technology

年,卷(期):2015(7)

引用本文格式:毛旭.史纯珍PM 2.5毒性机理与健康效应研究进展[期刊论文]-绿色科技 2015(7)

2013M54CL05950 典型抗生素多世代毒性效应及其表观遗传学机理研究(1)

投送学科 一级学科:环境科学与工程 二级学科:环境科学 如是学科交叉研究,所涉及的 一级学科: 二级学科:是否涉密: 是 否√ 中国博士后科学基金面上资助申请书 (第 54 批) 申请者:---- 博士后全国统一编号:---- 申报单位:---- 项目名称:典型抗生素多世代毒性效应及其表观遗传学机理研究 研究方向:污染物的生态毒性与毒理分析 通讯地址:---- 邮政编码:---- E-mail:---- 固定电话:---- 移动电话:---- 申请日期:2013年5月7日 中国博士后科学基金会制 第 1 页共 21 页

须 知 1. 申请者应认真阅读《中国博士后科学基金资助规定》和《中国博士 后科学基金面上资助实施办法》,按有关要求逐项填写申请材料。 2. 如申请项目涉密,不得在网上提交申请材料。申请者需下载申报软件,填写后打印3份申请材料,刻录光盘一张,一并报送设站单位进行审核。 3.“投送学科”系指申请者所报项目的所属学科。若申报项目是学科交 叉研究项目,应填写所涉及的学科名称。 4.“项目名称”不得超过25个字。 5.“研究方向”系指申请者所报项目的研究方向,不得超过15个字。 6. 填表必须实事求是,认真翔实,不得弄虚作假。 第 2 页共 21 页

一、个 人 信 息 姓 名 ---- 性 别男 出 生 日 期1984年3月2日身份证号 ---- 国 籍中国 民 族 汉族 进站时间 2012年6月14日 预计出站时间2014年6月14日 进站单位 流动站√ 0 同济大学 导师:---- 工作站0 导师:---- 学 位 情 况 学位 授予年月 授予单位 一级学科 导师 学士 2007年6月 南京大学 环境科学与工 程 尹大强 硕士 博士 2012年11月 同济大学 环境科学与工 程 尹大强 主 要研究工作经历 起止年月单 位 研究内容 项目分工 2013年1月~至 今 同济大学 抗生素抗性基因在饮用水处理系 统的分布特征、形成机制与控制 方法 参与 2010年1月~ 2013年1月 同济大学 三峡库区污染物-水-沉积物互 相作用关系及饮用水安全保障技 术 参与 2008年1月~ 2010年10月 同济大学 环境暴露水平典型四环素类抗生 素胚胎致畸效应与化学机制 参与 第 3 页共 21 页

重金属镉毒性作用机制研究报告进展

重金属镉的毒性作用机制研究进展 环境科学11级龙家寰 2018021256 摘要:近年来,随着工业三废排放和污水污泥农用的增多,土壤镉污染问题日益严重,而土壤中过量的镉会对作物产生毒害,尤其是在可食部分的残留将会通过食物链危害人类的健康。本文综述了镉的危害,归纳了影响镉在土壤中的生物毒性的主要因素, 如土壤性质、复合污染及植物种类等。 关键词:镉,生物毒性机制,土壤镉污染 Abstract:In recent years,cadmium pollution of soil is increasingly serious with the growing of three industrial wastes and sewage sludge agricultural use.However,excessive cadmium pollution of soil can poison the crops,especially residual in the edible parts.And humans may be endangered by the poisoned crops through food chain.The review has summarized the harm of cadmium and conclude the main factors of the biotoxicity of the cadmium in soil,e.g.soil property,soil combined pollution of other heavy metal and floristics. Keywords:Cadmium,biotoxicity,Cadmium pollution of soil 随着现代工业的迅猛发展,环境污染对人体健康的影响日益严重,有关环境有毒物质对机体的毒性作用及其机制的研究受到普遍关注。镉作为一种重要的工业、环境污染物,因其对环境水、空气和土壤的污染而在动植物体内蓄,最终导致对人类健康的危害。镉的环境污染问题自20世纪20年代就已伴随锌的生产开始出现,但直到1968年在日本的富山县神通川流域出现了痛痛病之后,有关镉污染及其生物毒性问题才真正引起全世界的关注。镉污染问题已受到世界各国高度重视,美国毒性管理委员会(ATSRD>已把镉列为第六位危害人体健康的有毒物质<杨劲松,2006),联合国环境规划署(DNFP>也把镉列入重点研究的环境污染物,世界卫生组织(WTO>则将其作为优先研究的食品污染物。 1.重金属镉 镉位于周期系第II B族,是一种灰色而有光泽的金属,原子量为112.41,密度为 8.642g/cm3,镉的熔点为321.03℃,沸点为765℃,有延性和展性,可弯曲。镉的化合价为2,常温下镉在空气中会迅速失去光泽,表面上生成棕色氧化镉,可防止镉进一步氧化。镉不溶于水,能溶于硝酸、醋酸,在稀盐酸和稀硫酸中缓慢溶解。镉盐大多数为无色, 但硫化物为黄色或橙色。镉(Cd>是生物毒性最强的重金属元素,在环境中的化学活性强,移动性大,毒性持久,容易通过食物链的富集作用危及人类健康,对人体具有三致( 致病、致癌、致突变>作用,能诱发肾衰变、关节炎、癌症等病

常用化学絮凝剂的环境效应与生态毒性研究进展

常用化学絮凝剂的环境效应与生态毒性研究进展 3 李 威1  周启星 1,233  华 涛 1 (1南开大学环境科学与工程学院,天津300071; 2 中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院陆地生态过程重点实验室, 沈阳110016) 摘 要 化学混凝法是国内外应用最为广泛的一种水处理方法,因此化学絮凝剂在使用过 程中的生态安全性也越来越受到人们的关注。本文对常用的铝盐絮凝剂、铁盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂在制备和使用过程中的生态安全性进行了分析,认为铝盐絮凝剂的长期使用会造成水中过高的铝离子残留,其在环境中的迁移转化会造成植物、动物、微生物和人的危害;铁盐絮凝剂在制备过程中可能会引入有害离子,并产生NO 2有害气体,铁离子可以促进自由基的产生,导致细胞和组织的损害;聚丙烯酰胺在自然条件下可缓慢降解为剧毒的丙烯酰胺单体。基于国内外化学絮凝剂在生态安全性方面的研究现状,提出了今后絮凝剂应用和研究的方向。关键词 污水处理;絮凝剂;生态安全;环境效应中图分类号 X17111 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2007)06-0943-05Research advances i n env i ronm en t a l effect and ecolog i ca l tox i c ity of comm on ly used che m 2 i ca l floccul an ts .L IW ei 1,ZHOU Q i 2xing 1,2,HUA Tao 1(1 College of Environm enta l Science and Eng ineering,N ankai U niversity,Tianjin 300071,China;2 Key L aboratory of Terrestrial Ecologi 2cal P rocess,Institute of A pplied Ecology,Chinese A cade m y of Sciences,Shenyang 110016,Chi 2na ).Ch inese Journal of Ecology ,2007,26(6):943-947. Abstract:Che m ical coagulati on is one of the water treat m ent methods widely used in China and other countries .More and more attenti on has been paid t o the ecol ogical safety of che m ical fl oc 2culants during their usage .I n this paper,the ecol ogical safety in p reparati on,p r oducti on,and usage of the commonly used A l 2based fl occulants,Fe 2based fl occulants,and organic poly mer fl occulants was analyzed .Due t o the l ong 2ter m app licati on of A l 2based fl occulants,high concen 2trati ons of alum inum i ons are re mained in waters,and their m igrati on and transfor mati on in the envir onment can result in the da mage of p lants,ani m als,m icr oorganis m s,and human beings .Fe 2based fl occulants can als o intr oduce s ome har mful i ons and p r oduce NO 2during their p repara 2ti on p r ocess,and the ir on i ons can catalyze the for mati on of t oxic radicals,leading t o cell and tis 2sue da mage .Polyacryla m ides can be decomposed t o t oxic acryla m ide under natural conditi ons .Based on the p resent research status in the ecol ogical safety of che m ical fl occulants at home and abr oad,the app licati on and research directi ons of the fl occulants were discussed .Key words:waste water treat m ent;fl occulant;ecol ogical safety;envir onmental effect . 3国家杰出青年科学基金资助项目(20225722)。33通讯作者E 2mail:zhouqx@iae .ac .cn 收稿日期:2006208221 接受日期:2007201206 1 引 言 随着世界各国污水处理事业的迅速发展以及各 种水处理剂的广泛应用,水处理剂在生产和使用过程中导致的生态不安全问题日益增加。化学混凝法由于具有经济、简便等优点,迄今为止仍然是国内外 水处理领域最常用、最重要的方法之一。当前,用于水处理的化学絮凝剂种类繁多,可分为无机类絮凝剂、有机类絮凝剂和有机2无机复合类絮凝剂等。常用的无机类絮凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等铝盐絮凝剂和聚合硫酸铁等铁盐絮凝剂,常用的有机类絮凝剂有聚丙烯酰胺等。对这些常用絮凝剂在生产和使用过程中所导致的环境效应和生态毒性进行分析和研究,具有重要的现实意义。 生态学杂志Chinese Journal of Ecol ogy 2007,26(6):943-947

重金属对贝类毒性效应研究报告进展

重金属对贝类毒性效应的研究进展 摘要本次研究重金属对贝类毒性效应,其中包括镉和汞对贝类的毒性效应。研究表明,镉对贝类重金属镉能够诱导SOD、CAT、GSH-PX 三种氧化酶的活性上升,而胁迫时间超过一定范围后,三种酶活性均会逐下降。在研究镉对贝类的毒性影响时,主要着重抗氧化酶系活性的影响和免疫功能的探索。探明了金属硫蛋白、超氧化物歧化酶和溶菌酶基因的表达对 Cd、Hg、弧菌复合胁迫的响应情况;检测了Cd、Hg 导致的血细胞损伤,初步阐明了四角蛤蜊对 Cd、Hg 胁迫的响应机制。 关键词重金属抗氧化酶系统胁迫免疫 Abstract The study on the toxic effect of heavy metal in shellfish, including the toxic effects of cadmium and mercury on shellfish. Research shows that the rise of shellfish, cadmium cadmium can induce SOD, CAT, GSH-PX three kinds of enzyme activity, and the stress time exceeds a certain range, three kinds of enzyme activity will decline. In the study of effects of cadmium on shellfish toxicity, explore the effects and immune function is mainly the activity of antioxidant enzymes. Proven metallothionein, superoxide and lysozyme gene expression in response to Cd, Hg, Vibrio composite stress。 detection of blood cell injury, caused by Hg Cd, the response mechanism of four to Cd, clam Hg stress. Keywords Heavy metalAntioxidant enzyme systemCoercionImmune 1.镉对贝类毒性效应的研究进展 1.1镉胁迫对贝类抗氧化酶系活性的影响 取经重金属镉胁迫实验后的青蛤血清,用于超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性测定。

2009CB421600-持久性有机污染物的环境行为、毒性效应与控制技术原理

项目名称:持久性有机污染物的环境行为、毒性效 应与控制技术原理 首席科学家:江桂斌中国科学院生态环境研究中心起止年限:2009.1至2013.8 依托部门:中国科学院

一、研究内容 本项目将在建立POPs快速准确检测方法的基础上,开展典型地区POPs污染源、污染特征、排放模式及演变趋势研究;分析POPs在环境和生物中的行为;探讨POPs在环境介质中的界面过程动力学和毒性效应;发展POPs的削减与控制技术。 1)超痕量POPs的快速筛查与生物分析方法 以斯德哥尔摩公约中规定的12种POPs和新POPs为主要目标化合物,建立以GC-MS,HPLC-MS/MS技术为核心的多种联用技术,完善典型POPs的检测方法技术体系。在机制研究的基础上发展用于POPs检测的生物分析技术和以多成分免疫传感分析为核心的检测新技术,建立环境中痕量POPs的快速检测方法。研制具有多种POPs分析能力的免疫传感器和阵列传感器。 2) POPs区域污染现状、分布与演变趋势 研究典型流域主要环境介质及河流表层沉积物中二恶英类POPs的污染水平、分布规律和复合污染特征,垂向分布和组成分异特征,揭示其污染变化趋势与演变规律。研究经济高速发展地区POPs的污染特征,从污染源、排放因子、排放强度、排放规律及控制因素等方面研究和表征POPs污染源排放模式和特征。探索POPs污染物的运移和循环规律,阐明POPs在环境体系中的变化及其影响因素。 3) POPs界面过程与跨介质环境行为 研究POPs的生物可接近性和生物可利用性、过程及环境调控影响;界面过程中手性POPs的对映体选择性;环境界面POPs的跨介质迁移转化机制:揭示界面条件下POPs的生物可接近性和生物可利用性差异;证实界面过程中手性POPs的生物对映体选择性差异;阐明植物根/土壤、根/土壤溶液微界面中POPs 的跨介质迁移转化机制,研究土壤介质特性如有机碳或溶解有机碳对POPs跨机制迁移转化的影响;探索土壤/土壤溶液界面POPs的锁定机理及其对非生物降解的影响。 4)POPs污染物的生物转移、累积与放大 研究新POPs在生物体内的降解和代谢,重点研究高溴代PBDEs在生物体内的脱溴降解,探讨POPs的生物降解和代谢途径;分析POPs在不同营养级别水生和陆生生物中的传递与放大;研究和发展分子同位素等技术手段用于示踪POPs在不同生物链中的迁移过程;通过三维分子模拟技术研究PBDEs等POPs 在生物体内与相关代谢酶的结合过程,预测POPs的结构与其体内代谢有效性的定量关系;探讨溶解有机质(DOM)对水体中PCBs和PBDEs等POPs生物有效性的影响。

持久性有机污染物(POPs)及其生态毒性的研究现状与展望

收稿日期:2002-03-25 作者简介:苏丽敏(1976-),女,吉林长春人,硕士研究生,主要从事有毒有机污染物生态毒理研究。 ?综述? 持久性有机污染物(PO Ps )及其生态毒性的研究现状与展望 苏丽敏,袁 星 (东北师范大学环境科学系,吉林长春130024) 摘 要:持久性有机污染物(PO P s )是一类具有持久性、易于生物富集、对人和生物具有毒性的有机污染物质。PO P s 已成为全球关注的热点问题,它们对人和生物具有免疫毒性、内分泌毒性、生殖发育影响、致癌性以及其它一些毒性效应。因此应加强PO P s 生态毒性的研究。 关键词:持久性有机污染物;生态毒性;生物测试;Q SA R 模型 中图分类号:X 171.5 文献标识码:A 文章编号:1001-2141(2003)09-0062-03 在过去的40年中,由于释放到自然环境中的危害环境和人类健康的化学品越来越多,人们对这些化学品的警惕性也在不断提高。一类被称为持久性有机污染物的物质已引起了各国的普遍关注,因为这类物质给人们带来越来越多的健康和环境问题。研究持久性有机污染物的生态毒性,对于这类化学品的生态风险评价具有重要意义。 1 持久性有机污染物的定义 持久性有机污染物又称难降解有机污染物(简称 PO P s ),联合国欧洲经济委员会(U N ECE )[1] 将它们定义为是一类具有毒性,易于在生物体内富集,在环境中能够持久存在,且能通过大气运动在环境中进行长距离迁移,对人类健康和环境造成严重影响的有机化学污染物质。1997年,联合国环境规划署提出了需要采取国际行动的首批12种PO P s ,即艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、DD T 、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、毒杀酚、七氯、PCB s 、PCDD s 和PCD F s ,前9种是农药,PCB s 是工业化学品,PCDD s 和PCD F s 是化学产品的杂质衍生物和含氯废物焚烧的产物。 2 持久性有机污染物的特性 2.l 持久性 PO P s 在环境中难于发生化学分解和光解,也难 于被生物降解,因此它们一旦排到环境中,可以在水 体、土壤和底泥等环境中长久存在,这是PO P s 的一个重要特征。 2.2 具有远距离传输的特性 PO P s 具有半挥发性,这一特性使得它们易于从土壤、生物体和水体中挥发到大气中并以蒸气形式存在或吸附在大气颗粒物上,又由于它们在气相中很难发生降解反应,所以在沉降前,会在大气环境中远距离迁移。这一特性使PO P s 的影响不仅局限在使用地,而且影响到全球范围,尤其是极地地区。2.3 具有生物蓄积性 PO P s 是亲脂疏水性物质,又不易发生化学反应和代谢降解,这就意味着它们易于进入生物体的脂肪组织中,并且积累的浓度会随着食物链的延长而升高,即生物放大作用,这种作用可使最高级哺食者体内的PO P s 浓度比环境中的浓度高很多个数量级。 影响PO P s 在生物体内蓄积量的因素主要有:(1)化合物氯取代的位置和氯取代的多少[1]。总的说来,随着氯的增加,代谢速率减慢,容易蓄积。氯取代的位置也很重要,邻、对位有氯取代的PO P s 的代谢速度较慢,毒性较大。(2)与生物体本身有关。①与生物体在食物链中的位置有关。营养级别越高,所受的毒害就越大。②与摄食方式有关。即使同种生物生活在同样的环境中,由于摄食方式的不同,受污染的程度也会不同。研究发现:在PCB 、DD T 、毒杀酚和氯丹污染的地区,以高级哺食者海豹为食的加拿大海象要比以软体动物为食的海象受到的污染严重[2]。③与生物的代谢特征有关。生物体代谢特征的差异会导致PO P s 在不同生物体内的滞留时间有较大的差异。如二恶英在鼠体内的半衰期只有几周,而在人体内却长达7-9 第25卷 第9期 重 庆 环 境 科 学 2003年9月

毒性与毒效应的区别

1.毒性与毒效应的区别:毒性(toxicity):化学物引起生物体有害作用的固有的能力。取决于化学物的化学结构。毒 效应(toxic effect):化学物对机体健康所致的有害的生物学改变,又称毒(性)作用、不良效应、损伤作用或损害作用。 2.外源化学物通过生物膜的方式:可分为被动转运和特殊转运两类。被动转运包括(1)简单扩散(2)膜孔滤过,特 殊转运包括主动转运、易化扩散和膜动转运。 3.吸收是外源化学物从机体的接触部位透过生物膜屏障进入血液的过程。吸收的主要部位是胃肠道、呼吸道和皮肤。 4.生物转化涉及两大类反应:I相反应和II相反应。I 相反应(降解反应),包括氧化、还原和水解等反应。II相反 应即结合反应,包括葡萄糖醛酸化、硫酸化、乙酰化、甲基化、与谷胱甘肽结合及与氨基酸结合。I 相反应的作用主要是使被催化的底物暴露或获得一些功能基团,如-OH、-COOH、-NH2、-SH等,这些基团不仅增加了反应产物的水溶性,而且使之易于进行II相反应。多数II相反应使外源化学物的水溶性显著增加,排泄加速。只有甲基化和乙酰化反应常可使结合物的水溶性降低。 5.多数毒物发挥毒作用至少经历4个阶段:(1)、经吸收进入机体的毒物通过多种屏障转运至一个或多个靶部位;(2)、进入靶部位的终毒物与内源靶分子发生交互作用(反应);(3)、毒物引起机体分子、细胞和组织水平功能和结构的紊乱;(4)、机体启动不同水平的修复机制应对毒作用,当修复功能低下或超过机体修复能力时,机体即出现组织坏死、癌症和纤维化等毒性损害。(无法修复) 6.毒作用的影响因素四个方面:化学因素、机体因素、外源化学物与机体所处的环境条件、化学物的联合作用。化学因素包括1.化学结构:(一)取代基不同毒性不同苯具有麻醉作用和抑制造血功能的作用,当苯环中的氢被甲基取代后,抑制造血功能的作用不明显但麻醉作用大于苯。烷烃类的氢若被卤素取代,其毒性增强,对肝的毒作用增加,且取代愈多,毒性愈大,如CCl4>CHCl3>CHCl2>CH3Cl.(二)异构体和立体构型的影响(三)同系物的碳原子数和结构的影响(四)分子饱和度 2.理化性质(一)脂/水分配系数(二)大小(三)挥发性(四)气态物质的血/气分配系数(五)比重(六)电离度和荷电性3.不纯物含量4.外源化学物的稳定性。机体因素包括1.物种、品系及个体的遗传学差异2.宿主其他因素对于毒性作用敏感性的影响。环境因素包括1.气象条件2.季节或昼夜节律3.。动物笼养形式4.外源化学物的接触特征和赋形剂。化学物的联合作用包括(一)非交互作用:1.相加作用2.独立作用(二)交互作用1.协同作用2.加强作用3.拮抗作用 7.试验动物选择的主要原则:①.对受试物的反应与人近似②.实验操作方便,易于饲养管理③.繁殖能力强,数量较大能保障供应④.价格较低且易于获得 8.染毒方法的选择:急性毒性染毒途径的选择应考虑以下几个因素: ①人类接触该物质的实际途径和方式②受试物的性质和用途③有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较④各种受试物毒性评价程序的要求 9.试验方法要点:1.实验动物选择2.染毒途径3.染毒剂量与分组4.观察指标 10.经典的急性毒性试验:(一)1.实验动物的物种和品系A:首选哺乳动物,其中以大小鼠为最常用;B: 使用两种种属动物:啮齿类和非啮齿类(rodent species and non- rodent species );C: 不同的接触途径选择实验动物的种类有所不同。2.动物的年龄和体重:除特殊情况外一般要求选用刚成年未曾交配和受孕的健康动物。3.实验动物的性别:通常要求雌雄各半。4.实验动物的分组与数量:分组由LD50计算方法决定,一般4-6组;大小鼠10只/组,犬等大动物6只/组;分组时严格遵循随机化原则。5.实验动物的预检:大小鼠、豚鼠、兔的检疫期1周,犬和猴2-3周,目的:A:适应环境B:筛检不健康动物。6。实验动物的给药前禁食处理:经口染毒要求作禁食处理:大鼠、小鼠——隔夜进食;染毒后禁食4h,大动物——每日上午喂食前染毒,染毒后继续禁食2~4h,但在禁食时要保障饮水。(二)剂量范围需经预实验确定,至少设置3个不同的剂量组(一般为5~7个剂量组),组间剂量距离适当。(三)通常经胃管染毒。采用等容量灌胃法。(四)染毒后仔细观察,并作详细、系统的记录。观察期限一般为14天。

氧化石墨烯的环境行为和毒性效应研究进展

生态环境学报 2017, 26(12): 2169-2176 https://www.360docs.net/doc/2f18493227.html, Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@https://www.360docs.net/doc/2f18493227.html, 基金项目:国家自然科学基金(NSFC-81273127);东莞理工学院高层次人才科研启动经费(GC200109-17) 作者简介:胡俊杰(1984年生),男,讲师,博士,研究方向为污染物的环境行为与健康效应。E-mail: hujunjie022@https://www.360docs.net/doc/2f18493227.html, *通信作者:范洪波(1964年生),男,教授,博士,研究方向为储能材料及节能环保技术。 收稿日期:2017-09-27 氧化石墨烯的环境行为和毒性效应研究进展 胡俊杰,劳志朗,吴康铭,范洪波* 东莞理工学院生态环境与建筑工程学院,广东 东莞 523808 摘要:由于具有优异的光学、力学、电学特性,氧化石墨烯纳米材料被广泛应用于传感、航空航天、新能源、疾病诊断等方面。随着氧化石墨烯的大量生产和广泛应用,其对环境的健康风险也日益引起关注。阐明氧化石墨烯的潜在毒性效应及其作用机制,对于科学客观评价其对人体和生态环境健康风险具有十分重要的意义。文章在总结了纳米氧化石墨烯在不同环境介质中的迁移、转化行为基础上、系统综述了氧化石墨烯对水生生物、陆生植物、大鼠以及微生物的毒害效应并探讨了氧化石墨烯生物毒害效应的可能机制。研究发现,氧化石墨烯在环境介质中主要形成稳定胶体且具有难以降解和易于多介质间迁移等特点;同时,氧化石墨烯还可以进入藻类、鱼类、植物、大鼠以及微生物细胞内并引起氧化应激反应导致炎症发生、多种细胞器损伤和组织器官形态异常。此外,研究还发现纳米氧化石墨烯还会导致DNA 氧化损伤和DNA 断裂等遗传毒性和诱导生殖毒性相关的小RNA 异常表达。因此,对不同环境介质中纳米氧化石墨烯的环境行为和毒性效应进行深入研究具有十分重要的意义。今后可在纳米氧化石墨烯的暴露定量分析,纳米氧化石墨烯与生物大分子间的交互作用及长期低剂量下纳米氧化石墨烯的毒性效应3个方面加强研究。文章可为进一步阐明氧化石墨烯的健康风险提供理论参考。 关键词:氧化石墨烯;环境行为;生态毒性;毒性机制 DOI: 10.16258/https://www.360docs.net/doc/2f18493227.html,ki.1674-5906.2017.12.023 中图分类号:X171.5 文献标志码:A 文章编号:1674-5906(2017)12-2169-08 引用格式:胡俊杰, 劳志朗, 吴康铭, 范洪波. 2017. 氧化石墨烯的环境行为和毒性效应研究进展[J]. 生态环境学报, 26(12): 2169-2176. HU Junjie, LAO Zhilang, WU Kangming, FAN Hongbo. 2017. Research progress in environmental behavior and toxicity of graphene oxide [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(12): 2169-2176. 石墨烯(Graphene )是一种由碳原子以sp 2杂化方式形成的蜂窝状单层二维平面结构,是由英国曼切斯特大学的科研人员采用微机械剥离法从石墨中分离出来的单层石墨微片(Novoselov et al.,2004)。它的发现打破了“热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在”的理论。由于具备十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性,石墨烯,特别是氧化石墨烯(Graphene Oxide ,GO )被广泛应用于传感(Zhao et al.,2016)、航空航天、光伏电池(Jariwala et al.,2013;Yang et al.,2017;Acik et al.,2016)、疾病诊断(Tonelli et al.,2015)、细菌抑制(Ji et al.,2016)等方面。GO 的特殊结构使其具有巨大的比表面积,对环境中的污染物有着强吸附能力,其在生产、使用、回收、处理等过程中能富集土壤、大气和水环境中的有毒有害物质,从而在环境中积累并对生物产生潜在影响,最终影响人体健康和生态系统的安全。 近几年来,关于GO 对动物、植物、微生物的 毒性研究逐渐增多。已有研究表明,GO 对水生和陆生生态系统具有毒害效应(李丽娜等,2016;Ge et al.,2016;Jahan et al.,2017;Selck et al.,2016)。GO 能够通过胞外覆盖、胞内氧化胁迫或直接破坏细胞膜等方式对细胞产生危害,而且即使在低浓度无明显毒性的情况下,GO 也可以与其他物质形成复合物进而对生物产生毒害效应。这无不表明GO 对生态环境存在潜在的不良效应。因此,系统地分析GO 在各类环境介质中的赋存和迁移特征,深入阐明GO 对生态环境的毒害效应,探讨GO 对生物的毒性作用机理,有利于科学客观地评价GO 的生态风险。 1 氧化石墨烯的环境行为 1.1 氧化石墨烯在水体中的环境行为 GO 自身性质和水环境理化性质(pH 、离子类型、离子强度等)能够极大影响GO 在水环境中的胶体特性和稳定性,而GO 种类和浓度是导致其在水体中环境行为差异的主要因素。由于GO 具有强

二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应

收稿日期:2007-11-03录用日期:2007-12-25 基金项目:国家自然科学基金“十五”重大项目(No.10490180);科技部973资助项目(No.2006CB705603)作者简介:王江雪(1978—),女,博士后;*通讯作者(Correspondingauthor),E-mail:chenchy@nanoctr.cn 2008年第3卷 第2期,105-113 生态毒理学报 AsianJournalofEcotoxicology Vol.3,2008No.2,105-113 二氧化钛纳米材料的环境健康和生态毒理效应 王江雪 1,2 ,李炜1,刘颖1,劳芳1,陈春英 1,* ,樊瑜波 2 1.国家纳米科学中心-中国科学院高能物理研究所纳米生物效应与安全性联合实验室,北京1000802.北京航空航天大学生物工程系,北京100083 摘要:伴随着纳米科技的迅猛发展,各式各样的纳米材料被开发和生产出来,逐步进入到周围环境及生命体中,纳米材料的生物安全性和生态毒理学问题已引起了社会各界的普遍关注.纳米二氧化钛(TiO2)因具有良好的光催化特性、耐化学腐蚀性和热稳定性,而被广泛应用于涂料、废水处理、杀菌、化妆品、食品添加剂和生物医用陶瓷材料等与日常生活紧密相关的领域,因此,其将不可避免地进入环境和生态系统中引起相应的生物学效应(毒理学).论文从流行病学调查和实验研究两方面出发,综述了纳米TiO2对生物体 (皮肤、肺、肝、肾和脑)、细胞(细胞膜、细胞生长和凋亡)和生态系统的影响,探讨了其毒性产生的可能机制.希望今后进一步加强对纳米TiO2的环境健康和生态毒性研究,以建立纳米TiO2的环境健康安全暴露评价体系,促进纳米技术的健康、安全和可持续发展.关键词:纳米材料;纳米二氧化钛;环境健康;生态毒理;活性氧 文章编号:1673-5897(2008)2-105-09 中图分类号:TB383,X171.5,X18 文献标识码:A EnvironmentalHealthandEcotoxicologicalEffectofTitaniumDioxideNanomaterials WANGJiang-xue1,2,LIWei1,LIUYing1,LAOFang1,CHENChun-ying1,*,FANYu-bo2 1.LaboratoryforBio-EnvironmentalEffectsofNanomaterialsandNanosafety,NationalCenterforNanoScienceandTechnology- InstituteofHighEnergyPhysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing1000802.BioengineeringDepartment,BeihangUniversity,Beijing100083Received3November2007 accepted25December2007 Abstract:Withtherapiddevelopmentofnanotechnology,manykindsofnanomatertialsaremanufacturedandusedineachfield.Theytendtoentertheenvironmentandlifesystem.Theproblemofbio-environmentaleffectsofnanomaterials andnanosafetyhasraisedincreasingconcernsamongmanyscientistsandgovernments.Nanoscaletitaniumdioxide (TiO2),anoncombustibleandodorlesswhitepowder,waswidelyusedinthefieldsofpaints,wastewatertreatment,sterilization,cosmetics,foodadditive,andbio-medicalceramicmaterials,etc.,becauseofitsinherentadvantagesofthephotocatalysis,anticorrosionandhighstability.Therefore,itisunavoidablefornanoscaleTiO2toentertheenvironmentandecologicalsystemandtoinducethepotentialbiologicaleffects(nanotoxicology).Inthispaper,basedonthepastepidemiologyresearchesandlaboratorystudies,theinfluencesofnanoscaleTiO2ontheorganisms(skin,lung,liver,kidneyandbrain),thecells(cellmembrane,cellgrowthandapoptosis)andtheecologicalsystemwerereviewed,andthemechanismsforthesetoxicitieswerediscussed.ItisadvisedtoenhancestudiesontheenvironmentalhealthandecotoxicologyofnanoscaleTiO2tohelptoestablishtheevaluationsystemandstandardsofsafeexposurefornanoscaleTiO2,andtopromotethehealthy,safeandpersistentdevelopmentofnanoscienceandnanotechnology. Keywords:nanomaterials;nanoscaleTiO2;environmentalhealth;ecotoxicology;reactiveoxygenspecies

2015药物毒理学复习试题

2015药物毒理学复习题 第一章总论 一、填空题 1、从药物研制开发(临床前研究)的角度来看,药物的毒性作用可分为: ①,②,③,④。 2、从临床应用的角度来看,可将药物毒性作用列为几种:①, ②,③,④,⑤⑥。 3、大多数毒性作用是在治疗过程中给药后不久出现的,称为①毒性作用;有些毒性作用却可在给药后很久才出现,所以又称为②毒性作用。 4、有些药物的毒性作用在停药或减量可逐渐减轻消失,就称其为①毒性作用;而有的毒性作用一旦出现,就不可逆转,称为②毒性作用。 5、药物仅在首次接触的局部产生毒性效应,称为药物的①毒性作用;而药物被吸收进入循环分布于全身产生效应,则称为②毒性作用。 6、根据药物给药剂量及途径不同,毒性作用可分为药物对机体的①和 ②损伤两种。 7、终毒物与靶分子的反应类型包括:①,②, ③,④和酶反应。 8、药物毒性作用的靶分子通常是大分子,如核酸,尤其是①和 ②;但小分子如脂质也通常作为药物毒性作用的靶分子。 9、终毒物与靶分子反应的毒物效应包括:①,②和③。 10、药物毒性发展的第3步是毒物与靶分子反应而损伤细胞功能。包括:①

和②。 11、毒性发展的第4步是①。修复机制可发生在分子、细胞和组织层面,其中分子层面的修复涉及②,③和脂质,而组织层面的修复则体现为④和增生。 12、修复不全的情况可发生在分子、细胞和组织水平。许多毒性类型涉及不同水平的机制,其中严重的结果有:①,②和③。 二、名词解释 药物毒理学(drug toxicology): 量反应( graded response) 质反应( quantal response) 半数致死量(LD50): 治疗指数(therapeutic index, TI)

!14 药物对肾脏的毒性作用(讨论课)

药物对肾脏的毒性作用 药源性疾病日趋严重:卫生部药品不良反应监察中心报告:我国近来每年有19.2万人死于药物不良反应,药源性死亡人数是主要传染病死亡人数的10倍以上。 (案例) 第一节肾脏的结构和功能(略) 1、肾血液循环特点: (1)肾的血液供应丰富,肾血流量大。约占心输出量的1/4,90%的血液供应皮质。 (2)肾动脉在肾内形成两次毛细血管网。 (3)肾小球毛细血管压高,有利于原尿生成。 2、肾小球的滤过膜 滤过膜包括三层: 1、内皮细胞层 2、基膜 3、上皮细胞层(肾小囊脏层) 影响滤过膜通透性的因素: (1)分子大小 (2)电荷正常时滤过膜表面(基膜、足细胞膜)覆盖一层带负电荷的蛋白多糖,使带负电荷的较大分子不易通过。 第二节药物肾毒性作用及其机制 一、肾脏对药物毒性的易感性(原因) 1、肾血流量丰富,占心输出量的1/4,血流量的改变容易影响肾结构和功能 2、肾脏肾组织呈高代谢状态,需氧量大,多种酶作用活跃,易遭损伤 3、肾小球毛细血管袢和小管周围的毛细血管网,使药物-组织接触面积大 4、肾小管具有尿浓缩功能,使某些药物在肾小管间质中的浓度提高

5、肾小球滤过屏障的结构特点,使大分子物质易于停滞于局部 6、肾小管间质区域血液供应相对不足 7、多种药物或其代谢物的主要排出途径 8、肾脏具有酸化尿液之功能,其pH的改变有可能影响药物之溶解性,可发生管内沉积 二、药物的肾脏损害部位与类型 (一)损伤部位: 1、肾小球损伤 2、肾近曲小管损伤 3、髓袢、远曲小管和集合管损伤 4、肾间质损伤 (二)损伤类型: 药源性肾脏疾病几乎包括各种类型的肾脏疾病,如: ?急性肾功能衰竭(ARF) ?免疫介导肾小球损伤 ?急性间质性肾炎 ?肾小管梗阻性损伤 ?其它 1、急性肾功能衰竭 急性肾功能衰竭(acute renal failure, ARF): 是指各种病因(如药物)引起双侧肾脏在短期内泌尿功能急剧降低,导致机体内环境出现严重紊乱的病理过程。5%~10%与药物有关。 引起ARF的主要药物: 抗生素类(70.2%)、解热镇痛药(21.1%)和各种中药(24.6%),有19.3%的病人为综合用药所致。 2、免疫介导肾小球损伤 ?免疫复合物经肾小球时沉积在局部,继而引起Ⅲ型变态反应(炎症反应和组织损伤)。 ?如非甾体抗炎药、肼苯哒嗪等引起的免疫复合物肾小球肾炎。 3、急性间质性肾炎

细胞毒性T细胞作用的分子机制

第四章细胞毒性T细胞作用的分子机制 免疫系统针对病原所产生的免疫应答分为两大类:以抗体为主体介导的中和细胞外病原体的体液免疫反应和以细胞毒性T细胞(CTL)为主体介导的特异杀伤被感染靶细胞的细胞免疫反应。其中细胞免疫反应对于彻底地杀灭病原体、清除被感染的“改变”了的自身细胞显得尤为重要。细胞免疫反应包括NK细胞等介导的非特异性靶细胞杀伤和CTL为主、Th 细胞为辅所介导的特异性靶细胞杀伤。CTL对于被感染细胞的MHC I类分子限制特异性的杀伤是细胞免疫应答的重要内容,其研究对于了解免疫识别、免疫杀伤以及新型疫苗的分子设计都有重要意义。 第一节 CTL作用概述 CTL即杀伤性T细胞,是一类具有CD8+表面标志、受MHC I类分子限制性杀伤功能的T 细胞。CTL的重要功能是可以特异性地杀伤靶细胞。CTL介导的靶细胞杀伤的特点是:杀伤受TCR以及MHC I类分子的严格限制。CTL对靶细胞的杀伤还具有特异性、程序性和快速性的特点。另外,IL-2和其它一些细胞因子在CTL前体的体外培养和效应CTL的分化诱导中也起着重要作用。 一、CTL的主要生物学功能 CTL对感染了病原的靶细胞杀伤构成了细胞免疫的重要部分。CTL在识别“改变”了的自身细胞,如病毒感染细胞、恶性细胞和移植反应中的移植细胞等起着非常重要的作用。由于人体所有的有核细胞都表达I类MHC分子,因此,CTL原则上可以识别和清除几乎所有改变了的自身细胞。 二、CTL作用的MHC限制性 CTL的杀伤作用受MHC严格限制。CTL在杀伤抗原特异性靶细胞过程中,不识别可溶性抗原或者与非自身MHC I类分子结合的抗原,而只能识别与自身MHC I类分子相联系的特异性抗原多肽。 三、CTL的组成 CTL的命名是根据体外与一定比例的特异性靶细胞孵育后杀伤一定百分率的靶细胞这一功能来确定的。因此,CTL不是一种特定的细胞,而是一个具有特异性杀伤活性的T细胞群体。在组成上,它包括CD8+T细胞和CD4+T细胞。 1、CD8+ T细胞主要有TCR型CD8+T 细胞和TCR型CD8+T 细胞。前者以TCR识别靶细胞表面上的MHC I类分子-肽复合物(图1 );后者则以TCR识别靶细胞表面的 HLA-I HLA-II 抗原肽 抗原肽CD4+ αβ TCR αβ TCR CD8+

相关文档
最新文档