环境毒理学3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.2.2.1,消化道吸收,消化道各组织的吸收面积,组织,口腔,胃,小肠,大肠,直肠,面积（M,2,),0.02,0.1-0.2,100,0.5-1,0.04-0.07,消化道,(Digestive tract):,是主要吸收途径，任何部位均有吸收作用，但主要是胃和小肠。,口腔,食道胃肠道,胃：,人的胃液酸度：,PH=1.5-2.5,吸收机理：主要通过简单扩散转运。,碱性物质：,在酸性环境中，呈离子状态，脂溶性低，不易通过生物膜。,酸性物质：,离解度下降，呈非离解状态/中性分子状态，脂溶性高，易通过生物膜而被吸收；,小肠：,小肠内酸度：,PH=6.6-7.6,简单扩散：,是小肠吸收污染物的主要方式，分子量小的、脂溶性大的化学物易通过生物膜而被吸收。,滤过：,小肠粘膜细胞膜上有直径0.4nm左右的亲水性通道，相对分子质量在100左右，直径小于亲水性通道的小分子可随同水分子一起滤过。,转运方式：有四种。,2机体方面的影响：,胃肠道蠕动情况：,蠕动较强，污染物停留时间短，吸收较少。,胃肠道充盈程度：,内容物较多时，吸收较慢；空腹状态下容易吸收。,食物：,胃肠道中的食物可以与外源化学物形成不易被吸收的复合物，影响外源化学物的吸收。,特殊生理状况：,如 妊娠期对铅和镉的吸收增强。胃酸分泌随年纪增长而降低，从而影响化学物的吸收等等。,可被吸收的物质：,各种气体、挥发性固体或液体的蒸气、各种气溶胶、较为细微的颗粒物质。,吸收部位：,呼吸道的各个部分对环境化学物均有不同程度的吸收，肺是主要吸收器官。,鼻腔,气管支气管及其分支肺泡,2.2.2.2,呼吸道吸收,肺泡数量约3亿个，其表面积可达50-100m,2,，相当于皮肤吸收面积的50倍左右。肺泡周围布满长约2000km的毛细血管网络，血液供应很丰富。,呼吸道吸收的特点:,吸收速度快。,被吸收的化学物质直接进入体循环并在全身组织器官分布，对人体造成更为直接和严重的损害。,吸收速率的影响因素：,1.气体在肺泡气与血浆中的浓度差：,按扩散规律，此浓度差越大，吸收越快。,气体的血/气分配系数,（,blood-to-gas partition coefficient,）,：,平衡状态下，气体在血液中的浓度与其在肺泡气中的浓度之比，称为该气体的血/气分配系数。血/气分配系数越大，在血液中溶解度越高，越易被吸收。,转运方式：主要通过简单扩散方式。,2.气体的溶解度和分子量：,一般情况下，环境化学物的吸收速度与溶解度成正比，溶解度越大，越容易被吸收。,非脂溶性物质被吸收时通过膜中的亲水性孔道，其吸收速度主要受其分子量大小的影响，分子量大的物质，吸收相对较慢。,脂溶性物质的吸收主要取决于其脂/水分配系数，分配系数大者，其吸收速度相对较快。,3.肺的通气量与血流量：肺的通气量和血流量增加时，气体相对易于被吸收。,对,颗粒物的吸收,主要受粒径大小的影响。,进入呼吸道的颗粒物：,10,m，大部分沉积在上呼吸道；,5-10m，大部分阻留在气管和支气管；,1-5m，可随气流到达呼吸道深部，部分到达肺泡；,1m，可在肺泡内扩散并沉积下来。,沉积在肺泡内的颗粒物,的归宿,：,溶解度大的或可溶性化合物，可在沉积部位被吸收，进而产生呼吸系统毒性或全身毒性。,对于溶解度小的颗粒物，呼吸系统存在两种清除机制。,粘液-纤毛运载系统,肺泡清除,此外，颗粒的比重、荷电及亲水性也都会影响生物体的吸收。,2.2.2.3,皮肤吸收,吸收途径：表皮、皮肤附属器。,转运方式：主要通过简单扩散。,可吸收的物质：相对分子质量低于300的化合物，处于液态或溶解态的脂溶性污染物质易于被皮肤吸收。,亲脂性高的化合物皮肤吸收全身性中毒。,影响表皮吸收的因素：,1）环境化学物本身的分子结构：,分子小、无侧链的化学物比分子大、有侧链的更容易进入皮肤内。,2）不同物种，皮肤结构存在差异。,3）表皮屏障的完整性：,外伤会加速毒物吸收。,4）环境条件：,高温时，皮肤血流量增加，利于吸收。,2.2.3 环境化学物在生物体内的分布,环境化学物被吸收进入血液和体液后，随血液和淋巴液的流动分散到全身各组织器官的过程称为分布,（distribution）,。,随着时间的延长，化学物在器官和组织的分布愈来愈受到化学物与组织器官亲和力的影响，形成化学物的再分布过程。,2.2.3.1,分布与再分布,影响因素：,1.组织的血流量：吸收进入血液的化学物大部分与血浆蛋白结合，随血液流动到达全身各器官和组织。组织的血流量决定了化学物在机体内的起始分布。,2.亲和力：环境化学物与某种组织的亲和力强，就在该组织浓集或蓄积。亲和力决定了化学物在机体内的最终分布。,3.体内屏障,（barrier）,：,在机体内特定部位存在的对外源化学物转运起阻碍作用的器官或组织。,如血脑屏障、胎盘屏障、血眼屏障、血睾屏障。,胎盘屏障,（Placental barrier）,:,胎盘：营养物质,主动转运,外源化学物 扩散,血脑屏障,（blood-brain barrier）：,中枢神经系统的毛细血管内皮细胞间相互连接很紧密，几乎无空隙；,中枢神经系统的毛细血管周围被星状胶质细胞紧密包围；,中枢神经系统间液中蛋白质浓度很低，故在化学物入脑的过程中，蛋白质结合这一转运机制就不能发挥作用。,血脑屏障对外源化学物质的渗透性较小，对毒物进入中枢神经系统有阻止作用，使许多物质在血液中相当高的浓度时仍不能进入大脑。,进入血液的环境化学物大部分与血浆蛋白或体内不同组织成分结合，积聚在特定部位。,2.2.3.2,贮存,靶部位,（target organ）,：化学物对其积聚的部位可直接产生毒性作用。如甲基汞积聚于脑，引起脑组织的病变。,贮存库,（storage depot）,：有些组织器官，虽然积聚了高浓度的某种化学物，但并不显示毒性。,贮存库：,血浆蛋白：,环境化学物可与血液中的蛋白质，特别是白蛋白发生结合。,肝和肾：,存在特殊的结合蛋白，对污染物亲和力高于血浆蛋白。,脂肪组织：脂溶性污染物可蓄积于脂肪组织中。,因脂肪消化而释放进入血浆，引起中毒。,骨骼组织：,骨骼组织,中某些成分对环境化学物有特殊亲和力。,F,-,、Pb、Sr,等可与骨基质结合。,元素,部位,元素,部位,Cd,肾、肝、主动脉,Ru,肌肉、肝,Pb,骨、主动脉、肝、肾、头发,Cr,肝、肺、皮肤,Hg,肾、脂肪、头发,Co,肝、肾,Be Ba,骨、肺,Zn,肌肉、肝、肾,Te,骨、肝、头发,Sn,心、肠、肺,As,肝、脾、肾、头发,Al Ti,肺,Cu,肝、骨、肌肉,V,体脂,Mo,肝,主要贮存库,血液,肝,脑,肌肉,骨,肾,脂肪,狄氏剂,1,26.3,3.32,-,-,-,158,Pb,1,1.7,1.1,-,77,6.6,-,Hg(NO,3,),2,1,2850,6.7,37,-,3960,-,Hg(CH,3,),+,1,1.5,0.8,0.7,-,1.7,-,Hg(C,6,H,5,),1,3600,4.7,83,-,2400,-,部分外源化学物在机体内的相对累积,贮存的毒理学意义：,1.对急性中毒有保护作用，减少了到达靶部位的毒物量；,2.成为一种体内毒物来源，具有慢性中毒的潜在危害。,2.2.3 排泄,排泄,（excretion）,是外源化学物及其代谢产物由机体向外转运的过程。,主要途径：,经肾脏随同尿液排泄,经肝脏随同胆汁排泄,经肺随同呼出气排泄,其他排泄途径,1.经肾脏随同尿液排泄,肾脏是机体内最重要的排泄器官。,外源化学物代谢产物中的水溶性极性化合物主要经肾脏排泄。脂溶性的外源化学物亦有部分在生物转化过程中转变为水溶性的化合物，随同尿液排出。,肾小球滤过,肾小管重吸收,肾小管排泌,排泄机制:,肾小球滤过：,被动转运过程。,肾小球具有直径7-10nm的微孔，几乎所有相对分子质量小于60000的化学物分子都能通过肾小球滤过进入肾小管。,进入肾小管的物质，一部分被肾小管重吸收，一部分随尿液排出。,肾小管重吸收：,外源化学物的重吸收主要是通过被动转运进行。脂溶性的未解离的化合物比水溶性的解离的极性化学物更易被重吸收。,对毒物的重吸收会对肾脏产生损害。,尿液的酸碱度对外源化学物的重吸收有影响:,pH值较低时，碱性化合物易于排出，不被重吸收。,pH值较高时，酸性化合物易于排出。,肾小管排泌：,来自血浆的某些代谢物，经肾小管细胞的转运进入肾小管管腔，同时通过肾小管细胞本身的代谢过程也可形成一些代谢产物，这两类物质将随同尿液由肾小管排出体外。,前一类物质的排出属于排泄性质，后一类物质具有分泌性质，所以一般将两类物质排出体外的过程统称为肾小管排泌作用。,两种主动转运系统：,有机阴离子转运系统：负责有机酸类的转运,有机阳离子转运系统：转运有正电荷的疏水化合物,2.经肝脏随同胆汁排泄,机理：主要通过主动转运。,环境化学物在肝脏经生物转化所形成的部分代谢产物可被肝细胞直接排入胆汁，随同胆汁进入小肠，进入小肠后的环境化学物有两种去向。,随粪便直接排出体外,在肠道中重新被吸收，进行肠肝循环,肠肝循环,（enterohepatic circulation）,：,有些脂溶性的、易被吸收的环境化学物或其代谢产物可在小肠中重新被吸收，再经门静脉系统返回肝脏，并随同胆汁排泄，即进行肠肝循环。,肠肝循环的毒理学意义：,将延长外源化学物在体内的停留时间，使其毒性作用增强。,3.经肺随同呼出气排泄：,机理：主要通过单纯扩散。,排泄速率取决于气体的血/气分配系数，系数越大，排泄越慢。,非可溶性颗粒物：,肺泡,细支气管支气管咽部随痰咳出或进入消化道。(,肺泡消除途径),4.其他排泄途径：,乳汁：六六六、DDT、咖啡碱、乙醇、乙醚、激素和某些金属皆可随同乳汁以简单扩散方式排出；,胃肠：经口摄入后未被吸收的物质直接随粪便排出；,汗液、唾液：脂溶性化学物通过简单扩散方式排出；,毛发、指甲脱落：重金属如铅、汞、锰、砷等。,