生态毒理学:第二章(下)基本概念和基础理论(下)

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1、第二章第二章2基本原理基本原理一、环境毒物的剂量效应关系原理二、环境毒物的结构活性相关原理三、毒理作用的多层次效应原理四、毒理生态动力学原理五、环境毒物的生态适应性原理一、环境毒物的剂量效应关系原理一、环境毒物的剂量效应关系原理. .相关概念相关概念( 1)( 1)剂量剂量(dose)(dose)剂量是决定外源化学物对机体损害作用的重要因素。l接触剂量(exposure dose)又称外剂量,是指外源物与机体的接触剂量,可以是单次接触又称外剂量,是指外源物与机体的接触剂量,可以是单次接触或某浓度一定时间的接触。或某浓度一定时间的接触。l吸收剂量(absorbed dose)又称内剂量,指外源化

2、学物穿过一种或多种生物屏障,吸收进又称内剂量,指外源化学物穿过一种或多种生物屏障,吸收进人体内的剂量。人体内的剂量。l到达剂量(delivered dose)又称靶剂量又称靶剂量( (target dosetarget dose) )或生物有效剂量或生物有效剂量 ( (biologically biologically effective doseeffective dose) ),是指吸收后到达靶位点的外源物,是指吸收后到达靶位点的外源物/ /其代谢产其代谢产物的剂量。物的剂量。(2) (2) 效应(效应(Effect)Effect)和反应(和反应(responseresponse)效应:效

3、应:指暴露所引起生物机体发生的生物学变化。量效应:量效应: 其效应强度可以定量表示,如体重改变、心电、血象、免疫功能、酶活性等变化。计量指标所得测量值是连续性的。质效应:质效应:其效应强度无法用数量来表示,只能用 “阴性或阳性”、“有或无”来表示,如死亡或存活、患病或未患病等来表示。没有性质和强度差别,因而所得计数指标的测定值是非连续性的。 反应反应(response)(response)反应(response):是指接触一定外源物后,某一生物群体中表现某种效应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。一般以百分率或比值表示。如肿瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。反应vs效应效应仅涉及

4、个体,即一个人或动物;可以用一定计量单位来表示其强度;反应则涉及群体,如一组动物或一群人;其强度用百分率或比值表示,如反应率、 死亡率1.用“阳性或阴性”、“有或无”来表示化学毒物与机体接触后引起的生物学效应,称为() A效应 B反应 C量效应 D质效应 2.下述哪项是药物的“剂量-反应”关系 A对硫磷农药剂量与胆碱酯酶活性关系 B铅剂量与-氨基酮戊酸脱水酶活性关系 C四氯化碳剂量与动物死亡率关系 D氯化汞含量与谷丙转氨酶活性关系3.随着CCl4对大鼠染毒剂量增高,大鼠血清GPT活性显著增高的现象是() A生物效应 B反应 C剂量效应关系 D有的个体不遵循剂量(效应)反应关系规律 4.外剂量,

5、是指外源物与机体的接触剂量,可以是单次接触或某浓度一定时间的接触,又称为:A.接触剂量 B.吸收剂量 C.内剂量 D.到达剂量(3) (3) 剂量剂量- -反应关系反应关系(does-response relationship)(does-response relationship)即随着外源物的剂量变化剂量变化,机体的毒效应效应的程度变程度变化化,或出现某种效应的个体在群体中所占比例变化比例变化 。剂量-效应关系表示化学毒物的剂量与个体或群体中发生的量效应强度之间的关系剂量-反应关系外源物的剂量与某一群体中效应的发生率之间的关系3.3.曲线及其类型曲线及其类型l剂量效应和剂量反应关系都可以用

6、曲线表示,即以表示效应强度的计量单位或表示反应的百分率或比值为纵座标,以剂量为横座标,绘制散点图,可得出一条曲线。l不同外来化合物在不同具体条件下,所引起的效应或反应类型不同,主要是效应或反应与剂量的相关关系不一致,可呈现不同类型的曲线。l在一般情况下,剂量效应或剂量反应曲线有下列基本类型:直线型、直线型、抛物线型抛物线型、S S形曲线形曲线。曲线类型曲线类型(一)直线型:(一)直线型: 反应强度与剂量呈直线关系,即随着剂量的增加,反应的强度也随着增强,并成正比例关系。但在生物体内,此种关系较少出现,仅在某些体外实验中,在一定的剂量范围内存在。 (二)抛物线型:(二)抛物线型: 剂量与反应呈非

7、线性关系,即随着剂量的增加,反应的强度也增高,且最初增高急速,随后变得缓慢,以致曲线先陡峭后平缓,而成抛物线形。如将此剂量换算成对数值则成一直线。将剂量与反应关系曲线换算成直线,可便于在低剂量与高剂量之间进行互相推算(三)(三)S S形曲线:形曲线:较为常见。特点是在低剂量范围内,随着剂量增加,反应强度增高较为缓慢,剂量较高时,反应强度也随之急速增加,但当剂量继续增加时,反应强度增高又趋于缓慢,成为“S”形状。S形曲线可分为对称和非对称两种。 二环境毒物的结构活性相关原理二环境毒物的结构活性相关原理 ()化学结构功能团与毒性的关系()化学结构功能团与毒性的关系()光学结构与生物毒性的关系()光

8、学结构与生物毒性的关系()结构活性相关的广义性()结构活性相关的广义性 1854年,俄国毒理学家Polikan开始对物质的化学结构与其生物活性之间的关系所谓结构活性相关进行研究。()化学结构功能团与毒性的关系()化学结构功能团与毒性的关系 影响其毒作用的性质影响其毒作用的性质 影响毒作用的大小。影响毒作用的大小。 有机环境毒物最大的特点是具有各种不同有机环境毒物最大的特点是具有各种不同的功能团,如羟基、烃基、巯基、胺基和羧基的功能团,如羟基、烃基、巯基、胺基和羧基等等; ;无机毒物一般随分子质量增加。无机毒物一般随分子质量增加。(1 1)化学结构与毒作用性质)化学结构与毒作用性质苯:苯:麻醉作

9、用、抑制造血机能; 甲基苯、二甲基苯:对造血机能抑制作用不明显; 苯胺、硝基苯:形成高铁血红蛋白、肝脏毒性。多环芳香烃:多环芳香烃: 三环以下的无致癌活性; 五环的具有明显致癌活性; 七环以上的母体化合物无致癌活性。(2 2)化学结构与毒性大小)化学结构与毒性大小a a、同系物的碳原子数、同系物的碳原子数 碳氢化合物(烷、醇、酮等): 当碳原子数在2-7之间时:随C数的增加毒性增加。 超过一定限度(7 -9个)后:随C数的增加毒性下降。 当碳原子数相同时:直链的支链的;成环的不成环的;b b、卤代、卤代 常使毒性作用增强。 如: 肝脏毒性:CCl4CHCl3CH2Cl2CH3Cl 麻醉作用:C

10、HCl3CH2Cl2CH3Cl CH4c、羟化羟化 芳香族化合物及脂肪烃羟化,毒性增强。苯苯酚,易与蛋白质中的碱基结合。d d、分子饱和度、分子饱和度 分子中不饱和键增加时,其毒性也增加。例如对结膜的刺激作用是:丙烯醛丙醛,丁烯醛丁醛。乙烷的毒性乙烯的毒性邻位间位。如二甲苯就有间位、邻位、对位三种,而且毒性也有差别。三邻甲苯磷酸酯,即TOCP,是致迟发性神经病化合物,但当其甲基转至对位,则失去致迟发性神经病毒性。l内吸磷含有硫联型和硫离型二种同分异构体,二者比重不同,溶解度可相差30倍,大鼠LD50也相差3倍。(3)(3)同分异构体同分异构体: :()结构活性相关的广义性()结构活性相关的广义

11、性物理化学特性:物理化学特性:水溶性,脂溶性,熔点,沸点,蒸汽压力,活化能,电荷比等量子化学特性:量子化学特性:相对原子质量,键能,共振能,电子密度等立体化学特性:立体化学特性:分子容积,形状及表面积,亚结构形状和分子反应能力等物理性质与毒性物理性质与毒性 (一)脂水分配系数(一)脂水分配系数(lipid/water partition lipid/water partition coefficientcoefficient) 脂水分配系数是指化合物在脂(油)相和水相的溶解分配率,即化合物的水溶性与脂溶性间达到平衡时,其平衡常数称为脂水分配系数。一种化合物的脂/水分配系数较大,表明它易溶于脂,

12、反之表明易溶于水,而呈现出化合物的亲脂性或疏脂性。 化合物的脂/水分配系数大小与其毒性密切相关,它涉及化合物的吸收、分布、转运、代谢和排泄。 (二)溶解度(二)溶解度 毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小,水中溶解度越大,毒性愈大。如As2S3溶解度较As2O3小3万倍,其毒性亦小。 影响毒性作用部位:如刺激性气体中在水中易溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道,而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡,引起肺水肿。 脂溶性物质易在脂肪蓄积,易侵犯神经系统。 (三)分散度(三)分散度(dispersitydispersity)分散度是指药剂被分散的程度,粉尘、烟、雾等状态物质,其毒性

13、与分散度有关。分散度通常用分散直径的大小表示。分散度通常用分散直径的大小表示。l即颗粒越小分散度越大,反之,l颗粒越大分散度越小 u影响进入呼吸道的深度- 阻留!l大于10m颗粒在上呼吸道被阻,l5m以下的颗粒可达呼吸道深部,l小于0.5m的颗粒易经呼吸道再排出,l小于0.1m的颗粒因弥散作用易沉积于肺泡壁。u影响溶解度:一般来说颗粒越大,越难溶解u影响化学物活性-颗粒越小除分散度越大外-表面积越大,生物活性也越强 凡是化合物在常温下容易挥发,就易形成较大蒸气压,易于经呼吸道吸收。 有些有机溶剂的LD50值相似,即其绝对毒性相当,但由于其各自的挥发度不同,所以实际毒性可以相差较大。如苯与苯乙烯

14、的LC50值均为45mg/L,即其绝对毒性相同。但苯很易挥发,而苯乙烯的挥发度仅及苯的1/11,所以苯乙烯形成空气中高浓度就较困难,实际上比苯的危害性为低。(四)挥发度(四)挥发度 (volitility) 即化合物的pKa值(解离值),对于弱酸性或弱碱性的有机化合物,只有在pH条件适宜,使其维持最大限度成为非离子型时,才易于吸收,包括透过生物膜,发挥毒性效应。若化合物在一定pH条件下呈离子型的比例越高,虽易溶于水,但难于吸收,且易随尿排出。(五)电离度(五)电离度 (ionization)(六)纯度纯度 (purity)(purity) 一个外来化合物的毒性,一般是指其纯品的毒性,在实际生活

15、中,毒理学更经常的是针对毒物的工业品或商品的毒性或环境中的混合毒物;工业品往往混有溶剂,未参加反应的原料、杂质、合成副产品等;商品中往往还含有赋形剂或添加剂;这些杂质有可能影响加强、减弱、甚至完全改变原化学物的毒性或毒性效应早期研究除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)时,由于样本中夹杂有相当量的四氯二苯-对位-二恶烷(TCDD)(30mg/Kg),此种杂质毒性非常大,急性经口LD50(雌大鼠)仅为2,4,5-T的雌大鼠经口LD50的400万分之一。因此,即使2,4,5-T中杂质含量很低(低于0.5mg/kg),仍影响其毒性。 2,4,5-T的胚胎毒性是由于杂质所引起,而不是2,4,

16、5-T本身所致。 例例: :(七)比重(七)比重长期空气不流通的环境,如沼气、矿井、地沟等,化学物因比重不同而分层如下水沟H2S中毒事件3 3、毒理作用的多层次效应原理、毒理作用的多层次效应原理生态系统尤其是生物组分对环境毒物生态系统尤其是生物组分对环境毒物作用的反应,表现为产生各种不同类型的作用的反应,表现为产生各种不同类型的毒性效应,甚至相反的解毒作用。毒性效应,甚至相反的解毒作用。 毒性效应包括毒性效应包括急性中毒效应、亚急性急性中毒效应、亚急性中毒效应、慢性中毒效应中毒效应、慢性中毒效应,或者是个体、或者是个体、种群和系统水平的不良效应,或者是分子、种群和系统水平的不良效应,或者是分子

17、、细胞和器官水平的不良效应。细胞和器官水平的不良效应。一次短时间内,经皮肤吸收、呼吸道吸入或经口一一次短时间内,经皮肤吸收、呼吸道吸入或经口一次性摄入比较大量的毒物引起的中毒,称为次性摄入比较大量的毒物引起的中毒,称为急性中急性中毒毒(acute poisoningacute poisoning)。)。在较长时间中,如数月、数年,比较少量的毒物接在较长时间中,如数月、数年,比较少量的毒物接触或进入人体引起的中毒,称为触或进入人体引起的中毒,称为慢性中毒慢性中毒(chronic poisoningchronic poisoning)。)。介于急性中毒与慢性中毒之间的,称为介于急性中毒与慢性中毒之

18、间的,称为亚急性中毒亚急性中毒(subacutesubacute poisoning poisoning)。)。 但急性中毒,亚急性中毒,慢性中毒三者之但急性中毒,亚急性中毒,慢性中毒三者之间没有截然明显的界限。间没有截然明显的界限。 急性毒性急性毒性: :指指24h24h内一次染毒或多次染毒的毒性结内一次染毒或多次染毒的毒性结果;果;亚急性毒性亚急性毒性: :染毒期限少于染毒期限少于3 3个月;个月;亚慢性毒性亚慢性毒性: :染毒期限为染毒期限为3 36 6个月;个月;慢性毒性慢性毒性: :染毒期限在染毒期限在6 6个月以上。个月以上。生活中的急性中毒、慢性中毒例子?一起亚硝酸盐食物中毒的思

19、考一起亚硝酸盐食物中毒的思考l近来,亚硝酸盐食物中毒时有发生,多发生于一些中小餐饮店和集体食堂。2006年2月16日海南省某学校小学部食堂发生的亚硝酸盐食物中毒事件,再次给人们敲响了警钟。由于中毒报告及时,抢救措施得当未发生患者中毒死亡事故,但中毒事件的原因值得思考。l1 1 案件来源案件来源 1.1 基本情况 2006年2月16日14时海口市某医院电话报告:在该院有某学校的7名学生有恶心、呕吐、腹痛、冒冷汗、口唇、手指端出现紫疳等症状,疑似亚硝酸盐食物中毒。接到报告后,当地卫生监督部门立即赶往现场进行调查处理。随后,陆续有似中毒的该类病人就诊。截止2月16日19时共发生疑似亚硝酸盐食物中毒2

20、9人,经及时抢救治疗,均痊愈出院。l1.2 中毒学生的潜伏期和临床表现 首发病例潜伏期1h,末例病人的潜伏期为5h。29位中毒患者均为学生,主要的症状为头痛、头晕、无力、胸闷、气短、心悸、恶心、呕吐、腹痛、冒冷汗、口唇、手指端出现紫疳等缺氧症状体征。 1.5 中毒诊断 当地卫生监督机构根据中毒学生的发病潜伏期、发病主要症状、体征、共同进餐史、流行病学调查分析和检验结果,依据食源性急性亚硝酸盐中毒诊断标准及处理原则(WS/T86-1996)确诊该起中毒为亚硝酸盐中毒。蘑菇中毒 香港卫生署提醒市民,进食蘑菇警惕食物中毒,今年进食蘑菇中毒各案较前年仅两宗的数目大幅飙升,高达22宗。天寒地冻香港市民最

21、爱吃火锅,火锅配料除了肥牛或海鲜,通常还加入不同菇类,但是并非所有菇类都适宜进食,卫生防护中心去年1月至12月共接获食菇中毒的 案共有22宗,涉及的菇类主要是新鲜的猪肚菇、秀珍菇及鲍鱼菇等,大部分食用者在进食后30分钟至1小时出现短暂及轻微征状,包括呕吐及肚痛等,所有 已经康复。该中心将22宗个案作进一步深入调查,结果发现当中5宗涉及15人中毒,年龄由3至70岁,他们都进食了一些不适宜进食的菇类,另有一宗是中毒者自行采摘野生菇类进食而出事。 毒蘑菇含有植物性的生物碱,毒性强烈,可损害肝、肾、心及神经系统,即使是微量被吸收到体内也是很危险。因毒蘑菇的种类不同,进食后一般经1-2小时即出现中毒症状

22、。如:剧烈呕吐、腹泻并伴有腹痛。痉挛、流口水;突然发笑、进入兴奋状态,手指颤抖、有的出现幻觉。所以,没有采蘑菇经验的大人和小孩,千万不要随便采野蘑菇吃,以防中毒的发生。野生蘑菇很危险野生蘑菇很危险没炒熟的四季豆有毒没炒熟的四季豆有毒生的四季豆中含皂甙和血球凝集素,由于皂甙对人体消化道具有强烈的刺激性,可引起出血性炎症,并对红细胞有溶解作用。此外,豆粒中还含红细胞凝集素,具有红细胞凝集作用。如果烹调时加热不彻底,豆类的毒素成分未被破坏,食用后会引起中毒。 四季豆中毒的发病潜伏期为10分钟至10小时,一般不超过5小时。主要症状为恶心、呕吐、腹痛、腹泻等胃肠炎症状,同时伴有头痛、头晕、出冷汗等神经系

23、统症状。有时四肢麻木、胃烧灼感、心慌和背痛等。病程一般为数小时或1-2天,预后良好。若中毒较深,则需送医院治疗。发芽土豆中含有难溶于水的龙葵碱,土豆中龙葵碱一般含量很少,但在贮存过程中逐渐增加,土豆发芽后,其幼芽和芽眼部分的龙葵碱含量达0.3%-0.5%,正常人食入0.2-0.4g即可引起中毒。中毒表现先为咽喉抓痒感及烧灼感,上腹部烧灼或疼痛,其后出现胃肠炎症状,还有头晕、头痛、轻度意识障碍、呼吸困难,重症者可因心脏衰竭、呼吸中枢麻痹而致死。当土豆贮存不当,致土豆发芽或部分变黑绿色时,其中的龙葵碱大量增加,烹调时又未能除去或破坏龙葵碱,食后即发生中毒,尤以春末夏初季节最为常见。长芽的土豆有毒长

24、芽的土豆有毒新鲜金针菇、黄花菜易致中毒新鲜金针菇、黄花菜易致中毒因为新鲜的金针菇中含有秋水仙碱,人食用后,容易因氧化而产生有毒的二秋水仙碱,它对胃肠黏膜和呼吸道黏膜有强烈的刺激作用。一般在食用30分钟至4小时内,会出现咽干、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状;大量食用后,还可能引起发热、水电解质平衡紊乱、便血、尿血等严重症状。豆芽无根豆芽无根 常吃就致癌常吃就致癌 市场上有一种无根豆芽,是用化肥生发,所用的化肥都含有氮类化合物,突然食用之后,在肠道细菌的作用下会转化为亚硝胺,这是一种强致癌物质。l识别方法:自然培育的豆芽,芽身挺直,芽根不软,有光泽且白嫩,稍细,无烂根、烂尖等现象;用化肥浸泡的豆芽色

25、泽灰白,芽杆粗壮,根短、无根或少根,豆粒发蓝,如将豆芽折断,则断面有水分冒出,有的还残留有化肥的气味。四招教你识别沈阳毒豆芽四招教你识别沈阳毒豆芽一看豆芽秆:自然培育的豆芽菜是芽身挺直稍细,芽脚不软、脆嫩、光泽白,而用化肥浸泡过的豆芽菜,芽秆粗壮发水,色泽灰白。二看豆芽根:自然培育的豆芽菜,根须发育良好,无烂根、烂尖现象,而用化肥浸泡过的豆芽菜,根短、少根或无根。三看豆粒:自然培育的豆芽,豆粒正常,而用化肥浸泡过的豆芽豆粒发蓝。四看折断:豆芽秆的断面是否有水分冒出,无水分冒出的是自然培育的豆芽,有水分冒出的是用化肥浸泡过的豆芽。几类相对不太常见的蔬菜中毒现象列举如下,提醒大家多加留心。蚕豆:有

26、人吃蚕豆后,会得溶血性黄疸,被称为蚕豆病或蚕豆黄,主要原因是由于 些人体内的红细胞缺乏6磷酸葡萄糖脱氢酶所致。这种病有遗传性多见于1-3岁的儿童。因此,有此病家族史的应禁食蚕豆。新鲜木耳:含有 卟啉类光感物质,对光线极为敏感,人食用后经太阳照射可引起日光性皮炎,个别严重的还会因咽喉水肿而发生呼吸困难。因此,新鲜木耳要晒干后方可食用。紫菜:如水发后呈蓝紫色,说明生长时已被一种叫环状多肽的有毒物质污染,切不可食用。青番茄:含有同发芽土豆相同的有毒物质龙葵碱。食后会产生恶心、呕吐、流涎、头晕等中毒症状,对生命威胁很大。不太常见的蔬菜中毒浙江象山发生两起急性硫化氢中毒事件浙江象山发生两起急性硫化氢中毒

27、事件2006-7-13 11:31:31来源:中国食品质量报 本报讯(高旦萍 徐茂国 记者 戴正聪 何潭振)近日,象山县连续发生二起海上捕捞渔船急性硫化氢中毒事件。其中一起中毒事件中的渔民黎某,他在第一次下舱存放鱼货时就已闻到了臭蛋味。当其独自再次下舱时当即昏倒在船舱中,被另一船员救上船舱板后已处于深度昏迷状态。经紧急抢救,黎某已无生命危险。不久之后,又发生了一起中毒事件。当事故船只人员发现并从舱板下救出中毒人员曾某时,其已不省人事,最终抢救无效死亡。象山县卫生监督所立即会同县疾控中心紧急派员进行了现场调查,提出了处理意见,并积极宣传有关预防知识。 这两起中毒事件均因在船只海上捕捞下舱作业时,

28、由于舱底板下积有蛋白质性状污水污物,未及时吸排清除干净和捕获的小鱼虾、鸡料由于放冰不足,发生蛋白质腐败变质,细菌生长、繁殖、代谢等逸出和产生硫化氢气体,蓄积在船舱内达一定浓度,作业人员又缺乏相应的防护知识,致使中毒事故发生。每年硫化氢中毒事件都时有发生,卫生行政部门再次提醒渔民:海上作业时要勤抽船舱底层污水;如果渔民下舱时闻到臭蛋味,突然出现呼吸困难,首先要考虑到急性硫化氢中毒;抢救者要用湿毛巾捂住嘴鼻,身系救护绳下舱救人,密切观察舱内情况;如有船员中毒要及时向有关部门报告,使中毒人员得到及时救治。染指甲要防中毒 不少女士喜欢给自己和孩子染指甲,以增添美感。对此本无可厚非,但如果不加注意,则有

29、可能导致中毒,就需要引起注意了。 染指甲之所以能引起中毒,还要从指甲油的成分说起。指甲油是以硝化纤维为基料,配以丙酮、醋酸乙酯、乳酸乙酯、苯二甲酸酸丁脂等化学溶剂、增塑剂以及化学染料混合制成的。指甲油能使指甲润滑,保持光泽和久不褪色。但是由于这些原料 是含苯化合物,具有挥发性,吃入或吸入人体后会对人体产生不良影响,轻则肠胃不适、食欲减退,重则出现呕吐、厌食等。水晶杯含铅水晶杯含铅盛酒会慢性中毒盛酒会慢性中毒本报特约记者李春辉 用水晶餐具装盛的食物、饮品,看起来华美绚丽,令人爱不释手。但很多人想像不到,它也会使人慢性中毒。北京环保餐具联合组织秘书长董金狮告诉记者,水晶制品是一种颇具威胁的铅污染源

30、。其中的氧化铅含量往往高达2030,用它来盛水,一般还不至于引起铅中毒,但若用来盛酒或酸性饮料,水晶制品中的铅就会被析出并溶于酒或酸性饮料之中。实验表明,盛酒的时间越长,酒中的含铅量就越高。另有国外的实验证明,把1升白兰地酒置于水晶器皿中,5年后,酒中的含铅量可高达2万微克/升,远远超过环保部门关于饮品中含铅量要低于50微克/升的规定。世界卫生组织规定,如果一个人的血铅水平大于100微克/升就属于铅中毒。血液中的铅蓄积到一定程度后,会使人记忆力、智力下降,出现精神障碍、噩梦、失眠等问题。铅中毒对儿童的危害更大,容易引起儿童智力发育障碍。因此,要尽量避免用水晶制品长期储存酒类、果汁或酸性饮料,以

31、免铅蓄积引起中毒,损害健康。咬香味文具 小心慢性中毒香味文具是隐形“杀手”对此,在南城长期从事科研工作的陈洪博士表示,按国家规定在文具中添加少量香精是被允许的,但市场上有很多不法生产商,在加工文具时添加了廉价的有害物质。这些劣质的香味文具,所使用的香料都是用工业原料调和出来的,内含多种对人体有害的物质,如甲醛、苯等的慢慢释放,很容易让学生产生疲倦、流泪、失眠、头晕、咳嗽、恶心等,长期接触还会引起皮疹,对眼睛产生刺激。特别是通过吮吸、啃咬方式进入人体内,会造成慢性中毒,甚至会诱发白血病等血液方面的疾病。同时,如果班上大多学生使用香味文具,教室的空气质量也会随之降低,从而将危害其身体健康,分散学生

32、注意力并降低学习效率。小心刷牙慢性中毒小心刷牙慢性中毒 目前,药物牙膏层出不穷,品种繁多,消费者无所适从,特别是选用含氟牙膏要谨慎,使用要更加小心。含氟牙膏的确有一定的防龋效果,最多可降低龋患率28%,一般含氟牙膏中氟化钠的含量是是0.22% 。有学者研究,每次刷牙有1/81/4的牙膏被吞服,虽然每次吞入量很少,但天天使用,日积月累,很容易造成氟中毒。 三聚氰氨奶粉三聚氰氨奶粉l三聚氰胺是制造三聚氰胺-甲醛树脂(密胺塑料)的原料。该树脂有时也被俗称为三聚氰胺,被用于制造日用器皿、装饰贴面板、织物整理剂等。三聚氰胺还可以与乙醚配合作纸张处理剂,在一些涂料中作交联剂,以及阻燃化学处理剂等。l三聚氰

33、氨毫无营养价值。l由国际化学品安全规划署和欧洲联盟委员会合编的国际化学品安全手册(第三卷),对三聚氰胺有如下描述:“长期或反复接触作用:该物质可能对肾发生作用。”显然,此描述也被此次中国众多患儿罹患肾结石病所证实。 l你吃过这些食物了吗?你吃过这些食物了吗?1 1、臭豆腐、臭豆腐危害度:公众喜欢度:关键词:硫酸亚铁、明矾、垃圾堆。罪状揭露:化工用硫酸亚铁染黑豆腐。摊主写悔过书摊主写悔过书 自揭臭豆腐制作黑幕自揭臭豆腐制作黑幕( (组图组图) ) l核心提示:核心提示:“福州街边兜售的臭豆腐,大都是福州街边兜售的臭豆腐,大都是用腐肉、死田螺、臭鸡蛋、潲水和硼砂、硫化用腐肉、死田螺、臭鸡蛋、潲水和

34、硼砂、硫化铁等有毒原料泡出来的。铁等有毒原料泡出来的。”昨日,在榕制销臭昨日,在榕制销臭豆腐多年的作坊主余超(化名),致信本报曝豆腐多年的作坊主余超(化名),致信本报曝光街边臭豆腐制作时的种种恶心内幕。光街边臭豆腐制作时的种种恶心内幕。 忏悔信忏悔信 臭豆腐作坊堆满杂物,恶臭扑鼻,大缸中有毒卤臭豆腐作坊堆满杂物,恶臭扑鼻,大缸中有毒卤水就是这样泡制成的。水就是这样泡制成的。 这就是大缸中浸泡臭豆腐的卤水这就是大缸中浸泡臭豆腐的卤水 2 2、麻辣烫、麻辣烫 危害度:公众喜欢度:关键词:罂粟、地沟油、双氧水、福尔马林、PPA。罪状揭露:“麻辣烫”验出“罂粟底”3 3、毛鸡蛋、毛鸡蛋危害度:公众喜欢

35、度:关键词:“大补”寄生虫、细菌。 罪状揭露:毛蛋含大量病菌危害大4.4.包子包子危害度:公众喜欢度:关键词:猪肉瘤、血脖肉、死猪。罪状揭露:无良商贩用猪肉瘤配做包子馅。 5.5.烤肉串烤肉串危害度:公众喜欢度:关键词:流浪猫、死猪肉、“红粉”亚硝酸盐。罪状揭露:烧烤摊挂羊头卖猫肉你吃的羊肉串真是“羊肉”吗?6.6.油饼、油条油饼、油条危害度:公众喜欢度:关键词:铝超标、敌敌畏、地沟油罪状揭露:油条铝超标、黑窝点用敌敌畏熏美味油条。7.7.海鲜排挡海鲜排挡 危害度:公众喜欢度:关键词:寄生虫、水银中毒、甲醛。罪状揭露:海鲜掺甲醛。接8.8.煎饼果子煎饼果子害度:公众喜欢度:关键词:地沟油、柠檬

36、黄色素、过期火腿肠。罪状揭露:路边小摊贩用地沟油煎煎饼。一滴香 只需一滴,清水就能变高汤。这种颇为神奇的食品添加剂名为“一滴香”。经分析,“一滴香”是通过化工合成,长期食用将危害人体健康。烧烤一滴香,火锅飘香剂面粉增白20年屡受质疑2008年11月27日 11:30南方新闻网市场上的面粉增白剂:过氧化苯甲酰面粉增白剂之争某些动物对毒物的多层次反应与效应某些动物对毒物的多层次反应与效应中枢神经系统及躯体运动: 动作、行为、对刺激的反应性、肌肉紧张力、大脑及脊髓反射呼吸系统:鼻孔、呼吸性质和速率胃肠系统:腹型、粪便硬度和颜色生殖泌尿系统:阴茎、会阴部皮肤和毛皮:颜色、张力和完整性自主神经系统:瞳孔

37、和分泌心血管系统:心率、心跳等眼、口腔、体温、皮肤温度和身体整体生态毒理效应的多样性生态毒理效应的多样性环境毒物导致机体中毒或产生疾病的多样性特点,主要环境毒物导致机体中毒或产生疾病的多样性特点,主要取决于多种因取决于多种因素的差异:素的差异:l毒物理化性质(溶解度、分散度和挥发度等)如氧化铅分散度大,又易溶于血清,因此比其他铅化物毒性大;苯乙烯、乙二醇、氟乙酸胺毒性大但不易挥发,不易经呼吸道及皮肤吸入,但经消化道进入机体,即可迅速引起中毒。l环境因子(高温或低温、紫外线、噪声和振动等)l不同机体(健康状况、年龄、性别、生理变化、营养和免疫状况)解毒解毒:在一定条件下,生物体具有对毒物进行解毒

38、的能力,这也是生态效应的一种表现形式,其实质是毒物的生物转化与排除。过程和途径包括:过程和途径包括: 经由肺部呼出空气、肾脏排尿、胃肠道胆汁分泌及经皮肤出汗、口腔黏膜唾液、乳腺分泌乳汁以及毛发、指甲的自然生长及细胞新陈代谢的方式清除。影响因素影响因素1.1.毒物的物理、化学性质,尤其是辛醇毒物的物理、化学性质,尤其是辛醇/ /水分配系数、水分配系数、电离常数、极性、分子结构、形状和重量;电离常数、极性、分子结构、形状和重量;2.2.暴露的程度以及暴露消除途径;暴露的程度以及暴露消除途径;3.3.进入途径;进入途径;4.4.在体内的分布情况;在体内的分布情况;5.5.亲脂性毒物更高的代谢率;亲脂

39、性毒物更高的代谢率;6.6.生物体本身的健康状况(特别是排泄器官);生物体本身的健康状况(特别是排泄器官);7.7.有无其他干扰毒物排泄的其他毒物存在有无其他干扰毒物排泄的其他毒物存在四、毒理生态动力学原理四、毒理生态动力学原理 生态系统是一开放系统,毒物能够从外界进入生态系统,并在系统内与各组分之间进行各种化学的或生物化学的反应,将会可逆地或不可逆地干扰系统正常的循环规律和生态化学过程,甚至造成细胞的损伤和对系统的破坏。 毒物进入生态系统与各组分的毒性反应,大致可以分为:l暴露阶段l毒物化学动力学阶段l毒物生物动力学阶段暴露阶段暴露阶段各种毒物彼此之间以及温度、光和湿度等生态因子毒物彼此之间

40、以及温度、光和湿度等生态因子对其所造成的影响而发生的所有过程;化学转化与分解以及微生物生物降解化学转化与分解以及微生物生物降解等过程对毒物毒性产生的影响;毒物经由皮肤黏膜或呼吸道及胃肠道上皮细胞肤黏膜或呼吸道及胃肠道上皮细胞进入生物体的过程。 包括了毒物被吸收至生态系统生命组分或生物体、机体体液的运输、组织和器官内的分布及累积、毒物的生物转化与代谢、毒物的排泄以及有机体代谢物的排泄等。 化学动力学(宏观动力学化学动力学(宏观动力学toxicokineticstoxicokinetics )l一般情况下,当生物体连续暴露于一种稳定不变的毒物或污染物浓度条件下,在一定的时间内,生物体吸收、积累毒物

41、的浓度基本呈增加趋势。l在初始阶段,毒物的组织浓度增加迅速,然后开始慢慢减缓,最后到达一个平台。这时,系统进入一个相对稳定的状态,即生物体吸收毒物的速率与排泄毒物的速率达到平衡。如果这时,毒物暴露停止,毒物的组织浓度将开始下降。毒物宏观动力学毒物宏观动力学 主要研究毒物或污染物与生物体相互作用时与毒物有关的5个依赖时间的过程,即:l吸收过程吸收过程 :污染物如何进入生物体的过程;l再分布过程:再分布过程:污染物在生物体内如何迁移的过程;l储藏过程:储藏过程:一些组织是如何有限截留污染物的过程;l生物转化过程:生物转化过程:生物体中的污染物是如何经过化学的或生物化学变化改变其毒性的过程;l排泄过

42、程:排泄过程:如何从生物体内去除污染物的过程。 外源化学物从接触部位,通常是机体的外表面或内表面的生物膜转运至血循环的过程。 一般情况下,毒物的吸收途径主要是胃肠道,呼吸道和皮肤,但在毒理学实验中,有时也利用皮下注射,静脉注射,肌肉注射和腹腔注射等方法,使毒物被吸收。吸收吸收(abosorptionabosorption): :胃肠道吸收是外源化学物进入机体重要途径,小肠是主要吸收部位。 1 1、经胃肠道吸收的方式、经胃肠道吸收的方式 主要通过下列转运方式:(1 1)简单扩散)简单扩散(2 2)滤过)滤过(3 3)主动转运)主动转运(4 4)胞吞作用)胞吞作用(5 5)淋巴管吸收)淋巴管吸收(

43、一)经胃肠道吸收(一)经胃肠道吸收 (1 1)简单扩散)简单扩散 是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。分子量小的(200D以下),脂溶性大的(油水分配系数大),极性低的(解离度小)化学物较易通过生物膜被吸收。(2 2)滤过)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,例如,经口摄入的铅盐10%,锰盐4%,镉盐1.5%和铬盐1%可被胃肠道吸收。 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

44、转运进入机体。 例如铅可利用钙的运载系统,铊、钴和锰可利用铁的运载系统;抗癌药-氟尿嘧啶(5-FU)和-溴尿嘧啶可利用小肠上皮细胞上的嘧啶运载系统。(3 3)主动转运)主动转运 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。 胞吞作用(endocytosis): 质膜凹陷将所摄取的液体或颗粒物质包裹,逐渐成泡,脂双层融合、箍断,形成细胞内的独立小泡。(4 4)胞吞作用)胞吞作用吞噬作用吞噬作用 细胞内吞较大的固体颗粒物质如细菌、细胞碎片等,称为吞噬作用(phagocytosis)。吞噬现象是原生动物获取营养物质的主要方式,在后生动物中亦存在吞噬现象。如:在哺乳动物中,中性颗粒白细胞

45、和巨噬细胞具有极强的吞噬能力,以保护机体免受异物侵害。 胞饮作用胞饮作用 细胞吞入的物质为液体或极小的颗粒物质,这种内吞作用称为胞饮作用(pinocytosis)。胞饮作用存在于白细胞、肾细胞、小肠上皮细胞、肝巨噬细胞和植物细胞。(5 5)淋巴管吸收)淋巴管吸收 脂肪经肠道吸收后,与磷脂和蛋白质一起形成乳糜微粒,经胞吐作用进入细胞外空间,通过淋巴管直接进入全身静脉血流。某些脂溶性外源化学物也可沿这一途径被淋巴管吸收。 例如苯并(a)芘benzo(a)pyrene、-甲基胆蒽(3-methylcholan-threne)和顺二甲氨基芴(cis-dimethylaminostilbene)以及DD

46、T都是通过这种方式吸收的。(1)外源化学物的性质(2)机体方面的影响2 2、影响胃肠道吸收的因素、影响胃肠道吸收的因素 (1 1)外源化学物的性质)外源化学物的性质一般说来,固体物质且在胃肠中溶解度较低者,吸收差;脂溶性物质较水溶性物质易被吸收;同一种固体物质,分散度越大,与胃肠道上皮细胞接触面积越大,吸收越容易;解离状态的物质不能借助简单扩散透过胃肠粘膜而被吸收或吸收速度极慢。 l胃肠蠕动情况 l胃肠道充盈程度l胃肠道酸碱度 l胃肠道同时存在的食物和外源化学物l某些特殊生理状况(2 2)机体方面的影响)机体方面的影响胃肠蠕动情况胃肠蠕动情况l蠕动较强,则外源化学物在胃肠内停留时间较短,吸收较

47、少,反之,蠕动减弱,停留时间延长,有利于吸收。胃肠道充盈程度胃肠道充盈程度l胃肠内容物较多时,吸收减慢;l反之,空腹或饥饿状态下容易吸收。胃肠道酸碱度胃肠道酸碱度 l化学物的解离程度除取决于物质本身的解离常数(pk)外,还与其所处介质的pH 有关。 由于胃液的酸度较高(pH=0.9-1.5), 弱有机酸类多以未解离的分子状态存在,所以在胃中易被吸收。 小肠内酸碱度已趋向于弱碱性或中性(pH=6.6-7.6), 弱有机碱类在小肠内主要是非解离状态,也容易通过简单扩散而被吸收。但由于小肠粘膜的吸收面积很大,故即使是弱酸性药物在小肠内也有一定数量的吸收。胃肠道同时存在的食物和外源化学物胃肠道同时存在

48、的食物和外源化学物l同时存在的食物和外源化学物也可影响吸收过程。 例如钙离子可降低镉和铅的吸收,而低钙膳食可增强铅和镉的毒性作用,也与铅镉的吸收增加有关。 脂肪可使胃的排空速度降低,因此可延长外源化学物在胃中停留时间,促进吸收。 DDT和多氯联苯类化学物可抑制生物膜上Na+-K+-ATP酶,致肠道上皮细胞对钠离子的吸收减少。某些特殊生理状况某些特殊生理状况特殊生理状况对外源化学物的吸收有影响。如,妊娠和哺乳期对铅和镉的吸收增强。胃酸分泌随年龄增长而降低,可影响弱酸或弱碱性物质的吸收。(二)经呼吸道吸收(二)经呼吸道吸收 经呼吸道吸收的外源化学物主要有各种气体、可挥发性固体或液体的蒸气、各种气溶

49、胶以及较为细微的颗粒物质等。 1 1、吸收特点:、吸收特点:气体与蒸气主要通过简单扩散被吸收。气体与蒸气主要通过简单扩散被吸收。 (1)肺中的吸收过程进行的较为迅速。肺泡壁和毛细血管壁及间质总厚度在1um左右,而且肺泡与肺泡之间的毛细血管极为丰富,所以气体由肺泡进入毛细血管的路程很短,极易透过,吸收过程可迅速完成。(2)有些外源化学物可直接经肺静脉进入全身血液循环有些外源化学物可直接经肺静脉进入全身血液循环, ,并在全身组织器官分布并在全身组织器官分布, ,避免了肝脏的毒性消除作用,避免了肝脏的毒性消除作用,故毒性可能较强。故毒性可能较强。影响经呼吸道吸收的因素有:(1)气体在肺泡气与血浆中的

50、浓度差 ;(2)肺的通气量与血流量;(3)气体的分子量及在水中的溶解度。2 2、影响因素、影响因素(1)(1)气体在肺泡气与血浆中的浓度差气体在肺泡气与血浆中的浓度差 气体的吸收是一个动态平衡的过程,即该气体由肺泡进入血液的速度等于由血液进入各组织细胞的速度时的状态。 平衡状态下,该气体在血液中的浓度(mg/L)与其在肺泡气中的浓度(mg/L)之比,称为血气分配系数,每种气体的分配系数为一常数。例如氯仿为15,苯为6.85,血气分配系数越大,在血液中溶解度越高,越易被吸收,反之亦然。 (2)(2)肺的通气量与血流量肺的通气量与血流量 如果气体在血液中的血气分配系数较低,即使通气量增加,也不能使

51、吸收入血的气体增多,还必须增加血流量,才能使吸收增多。反之,血气分配系数较高的气体,极易由肺泡吸收进入血液,因此增加通气量即呼吸频率或每分钟通气量就能使吸收增多。(3)(3)气体的分子量及在水中的溶解度气体的分子量及在水中的溶解度溶于水的气体大多通过亲水性孔道被转运,所以溶解度高和分子量小的气体容易吸收。溶于生物膜脂质的气体吸收情况主要取决于脂水分配系数,脂水分配系数越大越易被吸收,较少受分子量大小的影响。气溶胶:气溶胶: 是指悬浮在大气中的各种液态或固态微粒,通常所指的烟、雾、尘等都是气溶胶。气溶胶本身是污染物,又是许多有毒、有害物质的携带者,它的分布在一定程度上反映了大气污染的状况。 3

52、3、颗粒物、气溶胶的吸收和沉积、颗粒物、气溶胶的吸收和沉积 各种外来化合物与细菌、病毒以及植物花粉和孢子等皆可形成固体气溶胶。 气溶胶和颗粒物进入呼吸道后将在呼吸道中沉积或储留,少数水溶性较高的物质可通过简单扩散进入血液,大部分颗粒可随同气流到达终末细支气管和肺泡内,沉积、附着于细胞表面,对机体造成一定的损害。粒子大小通常只有0.50.52 2 mm的粒子才可吸入肺泡气溶胶的直径10m10m者多数被阻留在上呼吸道0.1 0.1 mm者则由于其布朗运动而随呼气而呼出水溶性溶解度大的易在上呼吸道吸收溶解度低的气溶胶易到达肺泡被吸收气溶胶毒物经肺吸收的影响因素气溶胶毒物经肺吸收的影响因素1 1、吸收

53、特点、吸收特点经皮肤吸收是外源化学物由外界进入皮肤并经血管和淋巴管进入血液和淋巴液的过程。 皮肤的通透性不高,但当皮肤与外源化学物接触时,外源化学物也可透过皮肤而被吸收,例如氯仿可透过完整健康的皮肤引起肝损害,有机磷杀虫剂和汞的化学物可经皮肤吸收,引起中毒以至死亡。( (三三) )经皮肤的吸收经皮肤的吸收 成人的皮肤成人的皮肤面积:约为1.5-2.0平方米;厚度:(不包括皮下脂肪层)因部位不同而异,平均厚度约为0.5-4.0毫米;皮肤最薄之处是眼皮,最厚的是脚底 。质量: 约占体重的5%,若包括皮下组织,总质量可达体重的16%。面积?厚度?质量?皮肤的结构皮肤的结构外源化学物经皮肤简单扩散方式

54、的吸收,主要通过表皮或皮肤附件如汗腺管,皮脂腺和毛囊吸收,分为两个阶段,第一阶段为穿透角质层的屏障作用,但速度较慢。第二阶段为吸收阶段,须经过颗粒层、棘细胞层、生发层和真皮,各层细胞都富有孔状结构,不具屏障功能,外源化学物极易透过,然后通过真皮中大量毛细血管和毛细淋巴管而进入全身循环。 (1)外源化学物的理化性质 ;(2)皮肤的完整性 ;(3)其它因素 。2 2、影响因素、影响因素(1)(1)外源化学物的理化性质外源化学物的理化性质 在通过角质层时,分子量的大小和脂/水分配系数的影响较为明显。脂溶性化学物透过角蛋白丝间质的速度与其脂/水分配系数成正比,但在吸收阶段,外源化学物将进入的血液或淋巴

55、液,是同时具有脂溶性和水溶性的液体,所以脂/水分配系数在1左右者,更容易被吸收。非脂溶性的极性外来化学物的吸收与其分子量大小有关,分子量较小者也较易穿透角质层被吸收。 (2)(2)皮肤的完整性皮肤的完整性 人体不同部位皮肤对外源化学物的吸收能力存在差异,角质层较厚的部位如手掌、足底,吸收较慢,阴囊、腹部皮肤较薄,外源化学物易被吸收。 1人体不同部位皮肤对外源化学物质的通透性不同,以下皮肤通透性最高的部位是()A.腹部B.额部C.足部D.手掌E.阴囊 (3)(3)其它因素其它因素 血流速度和细胞间液流动加快,吸收也快;皮肤大量排出汗液,外源化学物容易在皮肤表面汗液中溶解、粘附,延长外源化学物与皮

56、肤接触时间,也易于吸收。分布分布分布分布(distribution)(distribution)指外源化学物吸收进入血流指外源化学物吸收进入血流或淋巴液后,随体循环分散到全身组织器官的或淋巴液后,随体循环分散到全身组织器官的过程。过程。 不同的外源化学物在体内各器官组织的不同的外源化学物在体内各器官组织的分分布不均匀。布不均匀。外源化学物的分布外源化学物的分布- -再分布再分布(一)外源化学物在体内的运输(一)外源化学物在体内的运输 血液是大多数外源化学物在吸收后或排泄前最重要的运输系统。 人体内的血液量大约是体重的78,如体重60公斤,则血液量约42004800毫升。主要有以下几种运输形式:

57、1 1、与血浆蛋白结合、与血浆蛋白结合 2 2、溶解状态、溶解状态 3 3、与血红蛋白结合、与血红蛋白结合 4 4、吸附或结合于红细胞表面、吸附或结合于红细胞表面1 1、与血浆蛋白结合、与血浆蛋白结合l在血浆蛋白中,白蛋白的分子比较大,占血浆蛋白含量的50%以上,可与多种类型的物质结合。l外源化学物与血浆蛋白的结合一般是非共价结合,常以氢键连接。l只有游离状态的外源化学物才能通过毛细血管壁,其游离状态与蛋白结合状态之间维持动态平衡。l血浆蛋白的结合有竞争现象,结合率高的外源化学物可将结合率低的外源化学物从血浆蛋白的结合位点上置换出来,而增加后者的血浆游离浓度。2 2、溶解状态、溶解状态 外源化

58、学物在血液溶解后,游离形式存在的多少对于运输量有影响。如水溶性化学物,主要溶解于血浆的水性介质中;脂溶性化学物,可溶解在乳糜微粒或中性脂肪酸中。3 3、与血红蛋白结合、与血红蛋白结合 有些外源化学物,诸如砷化氢、一氧化碳、氰化物等与含铁的血红蛋白有较强的亲合力,这些化合物多与血红蛋白结合,随血循环运送到全身各处。4 4、吸附或结合于红细胞表面、吸附或结合于红细胞表面 如有机磷化合物吸附于红细胞表面并与膜上胆碱酯酶结合,容易运输。 (二)外源化学物的器官分布(二)外源化学物的器官分布根据外源化学物与器官的亲合力大小和组织血流量的差异,外源化学物吸收进入体内可选择性地分布到某些器官或系统。 外源化

59、学物被吸收后,首先向血流量大的器官分布,血液供应愈丰富的器官,外源化学物分布也愈多。但随着时间的延长,按照外源化学物与器官的亲合力大小,选择性的分布在某些器官,此为再分布过程。 经过再分布后,在毒理学上比较有意义的部位包括:代谢转化部位,靶部位、排泄部位及贮存库。1 1、分布及再分布、分布及再分布 影响外源化学物分布的因素很多,其中最主要的有扩散率扩散率和器官灌流率。器官灌流率。 血液灌流的确切含义是血液吸附,即溶解在血液的物质被吸附到具有丰富表面积的固态物质上藉以从血液中清除毒物。 2 2、影响因素、影响因素 血液灌流是将患者血液引入装有固态吸附剂的灌流器中,以清除某些外源性或内源性毒素,并

60、将净化了的血液输回体内的一种治疗方法。目前主要用于抢救药物过量及毒物中毒。最常用的吸附剂是活性炭和树脂。血液透析(Hemodialysis),简称血透,通俗的说法也称之为人工肾、洗肾,是血液净化技术的一种。其利用半透膜原理,通过扩散、对流体内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外,达到净化血液的目的,并吸达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。血液灌流机血液灌流机一次性灌流器外源化学物通过生物膜进入组织中的速度,主要受扩散率的制约,而与器官血液供应量关系不大;若外源化学物通过膜的扩散速度较快而完全,进入组织的速度主要受器官血液灌流率的影响,血液愈丰富,灌流愈大的器官,外源化学物分布也越多。

61、一般而言,扩散率影响和限制水溶性化学物的分布,器官灌流率则控制脂溶性物质的分布。除受上述因素影响外,还和外源化学物与该器官组织的亲合力及代谢速度有关。l某些组织器官具有阻止或减缓外源化学物进入组织器官的生理功能,即屏障作用。l对保护一些器官有重要意义。研究外来化合物在机体内的分布是否可以透过这些屏障,具有重要的毒理学意义。l在毒理学中较为重要的屏障有皮肤屏障、血脑皮肤屏障、血脑屏障和胎盘屏障屏障和胎盘屏障。(三)外源化学物在分布过程中的屏障(三)外源化学物在分布过程中的屏障 皮肤屏障皮肤屏障l皮肤屏障对防止化学物致机体中毒功不可没。 l简单来说,皮肤屏障就是由角质细胞和其产生的脂质(主要是游离

62、固醇、游离脂肪酸、神经酰胺)以及一些天然保湿因子组成。l皮肤屏障具有两方面的功能:防止外界化学性、特理性或生物性有害因素的入侵;防止体内水分和营养物质的丧失以及不需要物质的吸收。但是皮肤的屏障作用并不是绝对的,皮肤还有一定的吸收、渗透透作用,即使完好的皮肤,有些物质仍然可以透过。 血脑屏障血脑屏障(blood(bloodbrain barrierbrain barrier,BBB)BBB) 大约在一百年前就已发现,给动物注入活性染料台盼蓝(trypan blue) ,全身组织都染上色而唯独脑组织却不染色。但是如果把染料直接注入蛛网膜下腔,则脑组织迅速被染色。以后的大量实验研究表明,有些物质完全

63、不能由血进入脑组织间液;有些物质进入很缓慢;而有些物质的进入颇为迅速。总之,在血-脑之间有一种选择性地阻止某些物质由血入脑的“屏障(barrier)”存在,称为血脑屏障(BBB)。 此血脑屏障由脑毛细血管内皮细胞、基膜和神经胶质膜构成。 实验证明,内皮细胞是构成血脑屏障的主要结构,它可阻止多种物质进入脑,但营养物质和代谢产物可顺利通过,以维持神经系统内环境的相对稳定。 脑毛细血管内皮细胞的这种生理特性,与细胞膜上存在许多不同类型的转运器(transporter)有关,转运器是细胞膜上的蛋白质,能识别特定分子并转运它们越过血脑屏障。星形胶质细胞有诱导内皮细胞形成屏障特性的作用。 血-脑屏障的生理

64、意义是维持神经系统内环境相对稳定,以维持神经系统的正常功能;以及防止有害物质侵入,以保护脑和脊髓。小分子物质容易通过BBB。甲基汞以CySMM通过BBB的氨基酸的转送载体人脑是造成中枢神经系统中毒的重要原因。在新生儿阶段BBB还没有完成形成,所以新生儿的脑组织容易受到外源化学物的影响。当心黄疸伤害宝宝的耳朵当心黄疸伤害宝宝的耳朵黄疸是新生儿期最常见的症状,50%-80%的新生宝宝生后一周内(通常是生后2-3天)会出现生理性黄疸,以后自行消退。生理性黄疸不会对新生宝宝的身体造成影响,不需要特殊处理。但如果宝宝的黄疸在生后24小时就出现;或黄疸浓度太高,超过生理黄疸的水平;或黄疸浓度上升速度太快那

65、就是病理性黄疸信号。病理性的高浓度黄疸能透过宝宝的血脑屏障,渗入脑细胞,抑制脑的氧气消耗,抑制氧化磷酸化反应,损害神经功能。医学研究表明,高浓度胆红素所致的神经系统功能损害以听觉系统最先受累,医学上也将听觉系统反应作为监测中枢神经系统的客观窗口,作为胆红素脑病的早期预测指标。药物直通车药物直通车l借助狂犬病毒的一个蛋白,可将药物释放到真正急需治疗的部位。胎盘是什么?受精卵在母体的子宫腔内着床后,胎盘就开始逐渐形成,像植物的根扎在土里一样,受精卵的绒毛侵入子宫内膜并逐渐伸展,绒毛与子宫内膜紧密结合并逐渐融合形成胎盘。胎盘完全形成是在妊娠12周左右。胎盘最主要的作用是运输营养及氧气供给腹中小宝宝,

66、并且能够排泄胎儿的代谢物,如尿素氮、二氧化碳等,防止母体有害物质侵入,影响胎儿健康。除此之外,它还能够产生激素和各种酶。所以说,在整个孕期,胎盘担负着营养胎儿、保护胎儿、排泄代谢废物和维持正常内分泌等作用。产妇一旦分娩,胎盘便完成使命,随子宫收缩排出体外。胎盘屏障(胎盘屏障(placental barrierplacental barrier):):图 子宫内的胎儿、脐带和胎盘胎盘除在母体与胎儿之间进行营养素、氧、二氧化碳和代谢产物的交换外,还有阻止一些外来化合物由母体透过胎盘进入胚胎、保障胎儿正常生长发育的功能。由胎盘形成的屏障调控妊娠母体和胎儿之间的物质交流,是保护胎儿免受外源化学损害的重

67、要关口。非离子型、脂溶性高和分子量小的物质容易通过胎盘屏障。l至今还没有肯定胎盘在防止毒物从母体进入胚胎的特殊作用。l进入母体的毒物可经胎盘转运引起胎儿危害,如药物反应停引起的海豹畸形胎儿事件和由环境甲基汞污染引起的胎儿性水俣病。另外,经胎盘屏障有些致癌物如多环芳烃类和雌激素等也可能引起胎儿远期危害如出生后致癌等问题。l大部分外源化学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其他屏障: 血睾丸屏障和血眼屏障分别在雄性生殖毒理学和眼毒理学中有重要意义。毒物蓄积部位可被认为是贮存库(storage depot)。在这些贮存库中的毒物总是与血浆中游离型保持动态平衡

68、。但化学物质经生物转化或经机体排泄时,贮存库就会释放出更多的来补充。 (1)血浆蛋白质作为贮存库: (2)肝和肾作为贮存库: (3)脂肪组织作为贮存库: (4)骨骼组织作为贮存库: l 毒物在组织中的贮存:毒物在组织中的贮存:血浆中各种蛋白均有结合其他化学物质的功能,尤其是清蛋白的结合量最高。不同的外源化学物与血浆蛋白质结合量不同。(1 1)血浆蛋白质作为贮存库:)血浆蛋白质作为贮存库: l肝脏存在配体蛋白类(ligandin)物质谷胱甘肽-S-转移酶、与有机化学物亲和性较高的Y蛋白(Y-protein),还有可与重金属结合的金属硫蛋白(metallothionein)等。l肾脏中也含有较高浓

69、度的金属硫蛋白。镉等重金属与金属硫蛋白结合,在肝脏或肾脏中的含量较高,体内的生物半减期可达十几年以上。(2 2)肝和肾作为贮存库:)肝和肾作为贮存库:脂溶性高的外源化学物,如多氯联苯类(PCB)和有机氯农药如滴滴涕(DDT)和林丹(HCH)等,又由于不易被机体代谢,所以进入体内后容易储存在脂肪组织。(3 3)脂肪组织作为贮存库:)脂肪组织作为贮存库: 铅、氟、锶和镉等可在骨蓄积。氟蓄积量大时可能妨碍骨组织对钙等元素的摄取,造成骨的明显损害(氟骨症)。但是,铅在体内90以上蓄积于骨,骨不是铅的靶器官。如铅一次经口染毒2h,剂量的50在肝内,1个月后铅体内残留剂量的90与骨结合。 (4 4)骨骼组

70、织作为贮存库:)骨骼组织作为贮存库: 生物转化过程:生物转化过程:外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化。代谢解毒:代谢解毒:化学物(毒性)中间产物(低毒性或无毒性)产物(无毒性) 。代谢活化:代谢活化:化学物(无毒性)活性中间产物(毒性)产物(有毒性) 。生物转化过程生物转化过程排泄排泄排泄排泄(excretionexcretion):):是外源化学物及其代谢产物向机体外转运的过程,是生物转运的最后一个环节。 排泄的主要途径:排泄的主要途径:l主要是肾脏,随尿排出;l其次是经肝、胆通过消化道,随粪便排出;l挥发性化学物还可经呼吸道,随呼出气排出。1.人体最重要的排泄器官是()A.肝脏B.肾

71、脏C.皮肤D.肺E.胃 其他排泄途径其他排泄途径除了以上的排泄途径以外,外源化学物还可经乳汁、唾液、汗液、泪液及胃肠道等排泄。生物动力学生物动力学( (微观动力学微观动力学toxicodynamicstoxicodynamics)是指包含了分子、离子或胶体形式存在的毒性物质与细胞上或细胞内部的特定作用部位(即受体)的交互作用,最后产生毒性效应。主要探索生物体内环境毒物或污染物产生独特细胞效应产生独特细胞效应的机制。 所包括的毒性作用机制涉及细胞原生质膜、细胞器、细胞核、细胞质、酶系统、生物合成支路、发育与生殖等方面的改变。毒理生态动力学:毒理宏观动力学和毒理微观动力学,统称为毒理生态动力学。它

72、均是在分子细胞层面上的作用。能影响这一过程的因素不止一个,但可概括为两大类:(1)毒物的化学结构及物理化学性质;(2)细胞的结构,尤其以涉及细胞及其内部胞器周围膜层的性质和功能。五、环境毒物的生态适应性原理五、环境毒物的生态适应性原理()回避反应()回避反应 动物 动物现场试验 植物 通过形态解剖特征上的变化,植物具有某些形态解剖学特征:如针状叶、鳞片状叶、叶片厚、叶面密生茸毛、角质层厚、蜡腺发达、气孔数量少、气孔凹陷、气孔腔内有腺毛、气孔能及时关闭等,可阻止或减少有害气体进入体内,避免有害气体的侵袭。 抗性:是指生物体抵御环境毒物导致不良效应的能力。()抗性与耐性()抗性与耐性植物抗性:植物

73、抗性:l植物抗性:植物适应逆境的能力。植物周围的环境环境(气候、土壤、水分营养供应等因素)是经常变化的,往往构成干旱、过湿、淹水、盐碱、高温、低温、霜冻,大气、水和土壤污染等伤害,这些不利条件统称逆境或环境胁迫。l可分为3种形式,即避性、御性避性、御性和和耐性耐性。l植物不与逆境接触为避性植物不与逆境接触为避性;植物不能主动地发生位移,其避性是在时间上,把整个生长发育过程或其特定的阶段避开逆境发生的时期,以便在较适宜的环境条件下完成生活周期或生育阶段。l例如沙生植物在雨季环境湿润时萌发,于短时期内生长、开花、结实,这种植物称短命植物。l又如喜温植物在低温到来之前结实。这些植物的生长发育过程躲开

74、了逆境出现的时间,实际上在逆境不存在或不严重时进行,因而其生理特性与无抗性的植物没有差异。 避性避性l逆境出现时植物体内不发生与环境变化相应的变化为御性逆境出现时植物体内不发生与环境变化相应的变化为御性。御性则是植物抗性的重要部分。指植物处于逆境时,其生理过程不受或少受逆境的影响,仍能保持正常的生理活动的特性,l这主要是植物体营造了适宜生活的内部环境,免除外部不利条件对其的危害,这类植物通常具有根系发达,吸水、吸肥能力强,物质运输阻力小,角质层较厚,还原性物质含量高,有机物质的合成快等特点。御性御性l耐性是指植物处于不利环境时,通过代谢反应来阻耐性是指植物处于不利环境时,通过代谢反应来阻止、降

75、低或修复由逆境造成的损伤,使其仍保持正止、降低或修复由逆境造成的损伤,使其仍保持正常的生理活动。常的生理活动。l耐性:生物体具有其生理生化特性保护机制,避免和减轻环境毒物危害的能力,又称生理学抗性。耐性耐性天然抗性:生物体本身具有的抵御能力。获得性抗性:生物体经受环境毒物暴露后,经过一段时间适应后,后天获得的抵御能力。获得性抗性是可以遗传的。 交互抗性:当害虫对一种杀虫剂产生抗药性以后,对作用机制相同、可能还未曾使用过的其他杀虫剂品种也具有不同程度的抗药性的现象,称为交互抗性。 对硫磷及内吸磷产生抗性的山楂红蜘蛛,它对于乐果、甲基对硫磷、甲基内吸磷、马拉硫磷、杀螟松、敌敌畏、八甲磷、乙硫磷等都

76、是交互抗性。l不同类型,不同种类的生物体,对同一环境毒物具有不同的抗性。 泥鳅草鱼;鲤鱼鲑鱼l同一种生物的不同阶段,对毒物的抗性也不同。 鱼卵鱼苗和仔鱼。l有些植物对重金属的忍受能力是相当强的,如剪股颖属的白剪股颖(Agrostis alba)可生长在含铜量 139的土壤里 。l舌叶藓属的Merceya和缺齿藓属的Meilichhoferia有“铜藓”的称号,被用作探矿的指示生物。 最耐盐碱土的植物最耐盐碱土的植物 一般来说,土壤里的含盐量在0.5%以下,可以种普通的庄稼;在0.5-1.0%时,只有少数耐盐性强的作物,如棉花、苜蓿、番茄、西瓜、甜菜等才能生长。含盐量超过1%以上的土壤,农作物就

77、很难生长,只有少数耐盐性特别强的野生植物能够生长。世界上最著名的耐盐植物是盐角草。它能生长在含盐量高达0.5-6.5%高浓度潮湿盐沼中。这种植物在我国西北和华北的盐土中很多。盐角草是不长叶子的肉质植物,茎的表面薄而光滑,气孔裸露出来。植物体内含水量可达92%,所含的灰分可达鲜重的4%,干重的45%。这些灰分是工业上有用的原料。盐角草由于体内所含的盐分高,体液的浓度大,所以最能适应在盐土上生长。利用苎麻净化土壤利用苎麻净化土壤l利用苎麻净化土壤,在将苎麻地上部分的镉全部移出污染区、切断污染循环的前提下,使土壤镉含量从50mgkg降至lmgkg的净化目标浓度只需2 164年左右,将镉从10mgkg

78、降至lmgkg亦需619年左右。l桑树的耐镉能力较强,植入受污染的弃耕地后,土壤镉含量下降和向下层迁移的趋势都非常显著。l由于蚕的耐镉能力较强,因此用含镉较高的桑叶喂养蚕,不仅能整治土壤镉污染,同时还能获得一定经济效益,防止土壤镉进入食物链,是一种较好的生态恢复模式。 耐受指标:指生物体能耐受环境毒物的最大限度,或者是环境毒物不危及生物体的最大允许浓度。()耐受指标与半数耐受限度()耐受指标与半数耐受限度刚毛藻刚毛藻对金属汞的最大耐受限度为50mg/L,而在生长的初期只有32mg/L颤蚓对对DDTDDT的耐受浓度达到的耐受浓度达到100mg/L100mg/L以上。长期生活在以上。长期生活在DD

79、TDDT污染环境中的颤蚓,耐受能力进一步加强。污染环境中的颤蚓,耐受能力进一步加强。l不同的植物类型以及不同的生育期和依托生长的土壤类型不同,其耐受指标差别很大。l环境毒物一旦超过耐受指标,即对生物体造成危害。l一般说来,耐受指标低的敏感植物、动物耐受指标低的敏感植物、动物和微生物可以作为环境污染的指示指标。和微生物可以作为环境污染的指示指标。 指在实验条件下,在急性毒性试验中,使受试动物、植物或微生物在一定时间内,半数存活的毒物浓度。也称平均耐受限度,半数存活浓度或半耐受度。半数耐受限度(median tolerance limit, TLm):三、联合效应广义理论三、联合效应广义理论1.复

80、合污染的基本内涵2.毒物浓度组合关系的直接支配作用3.对生物种类及生态系统类型的影响4.生物作用部位的影响5.复合污染生态效应的矢量特性1.1.复合污染的基本内涵复合污染的基本内涵基本条件:基本条件:v一种以上的化学污染物同时或先后进入同一环境介质或生态系统同一分室。v化学污染物之间、化学污染物与生物体之间发生交互作用。v经历化学、物理化学过程、生理生化过程和生物体发生中毒过程或解毒适应过程三个阶段。v产生抑制、促进或独立效应。2.2.毒物浓度组合关系的直接支配作用毒物浓度组合关系的直接支配作用单因子污染胁迫:自身理化性质,暴露浓度水平多元复合污染:理化性质,暴露浓度水平多元复合污染条件下,污

81、染物浓度?浓度组合? 实例实例1.铜乙草胺对小麦产量的影响2.重金属镉、锌的交互作用对水稻产量的影响3.乙草胺铜污染土壤的16sDNA片断DGGE指纹图谱(变性梯度凝胶电泳分析技术)分析1.1.铜乙草胺对小麦产量的影响铜乙草胺对小麦产量的影响l低浓度铜(30mg/kg)条件下,乙草胺投加浓度对小麦产量正相关,反映了两污染物的拮抗效应;l中等浓度铜( 90mg/kg)条件下,乙草胺投加浓度对小麦产量一元二次方程,两污染物之间先拮抗效应,然后协同效应;l高铜浓度(90mg/kg)条件下,乙草胺投加浓度对小麦产量负相关,反映了两污染物之间的协同效应。 线性相关用于描述两个随机变量X与Y之间线性联系的

82、程度。 乙草胺和铜的复合合污染对小麦产量的影响乙草胺和铜的复合合污染对小麦产量的影响2.2.重金属镉和锌的交互作用对水稻产量重金属镉和锌的交互作用对水稻产量的影响的影响 重金属镉和锌的交互作用对水稻产量的影响,更大程度上,更为直接地取决于其存在浓度水平的组合关系。 当锌的浓度水平保持在 100 mg/kg不变条件下,水稻产量随镉的投加浓度增加而增加,两者呈正相关关系;当锌的浓度水平保持在200 mg/kg和300 mg/kg不变条件下,水稻产量随镉的投加浓度增加而减少,两者呈负相关关系。外加镉外加镉- -锌浓度组合关系对水稻产量的影响锌浓度组合关系对水稻产量的影响3.3.乙草胺铜污染土壤的乙草

83、胺铜污染土壤的16sDNA16sDNA片断片断DGGEDGGE指纹图指纹图谱(变性梯度凝胶电泳分析技术)谱(变性梯度凝胶电泳分析技术) 分析分析变性梯度凝胶电泳变性梯度凝胶电泳(DGGE)(DGGE)主要是基于突变型和野生型核酸主要是基于突变型和野生型核酸序列的不同序列的不同, ,利用变性梯度胶进行分离。利用变性梯度胶进行分离。 结果表明结果表明: :复合污染在分子水平上更大程度上也是直接取复合污染在分子水平上更大程度上也是直接取决于其存在浓度水平的组合关系。决于其存在浓度水平的组合关系。浓度组合为浓度组合为250 mg/kg250 mg/kg300 mg/kg300 mg/kg,产生,产生3

84、 3条光条光亮的特异性条带;表明可能在该高浓度组合急亮的特异性条带;表明可能在该高浓度组合急性毒性暴露导致土壤微生物产生某种突变所致,性毒性暴露导致土壤微生物产生某种突变所致,或者说明这一污染物浓度组合胁迫下这些带所或者说明这一污染物浓度组合胁迫下这些带所代表的特异微生物种类(如耐受或降解菌)在代表的特异微生物种类(如耐受或降解菌)在数量上大量繁殖和富集;数量上大量繁殖和富集; 100 mg/kg100 mg/kg100 mg/kg100 mg/kg时,不显示;时,不显示;单一污染时,不显示。单一污染时,不显示。低水平长期暴露下低水平长期暴露下(91.7 mg/kg +83.2 mg/kg),

85、(91.7 mg/kg +83.2 mg/kg),有带有带( (亮度浅亮度浅) )。乙草胺铜复合污染胁迫下乙草胺铜复合污染胁迫下图 不同处理土壤16SrDNA片段DGGE分析结果 模拟试验支持浓度组合模拟试验支持浓度组合的说法,即以产量、微生物群落等影响为指标的复合污染生态毒理效应,更为直接和更为重要的,是取决于其存其存在浓度水平的组合关系。在浓度水平的组合关系。3.3.对生物种类及生态系统类型的影响对生物种类及生态系统类型的影响 1.1.乙草胺铜,对赤子爱胜蚓的毒性效应乙草胺铜,对赤子爱胜蚓的毒性效应单因子污染暴露条件下,乙草胺和铜,对赤子爱胜蚓的半数致死浓度LC50分别为0.307 mg/

86、kg 和118.70 mg/kg;乙草胺铜复合污染时,当铜浓度较低(30 mg/kg )时,污染暴露48h,乙草胺污染对蚯蚓的LC50 为0.401 mg/kg,比单污染时的高;说明低浓度的铜与乙草胺复合时,毒性减弱,两者呈拮抗反应;当铜浓度较高(90 mg/kg )时,污染暴露48h,经48h染毒则所有处理的蚯蚓全部死亡;说明高浓度的铜与草酸胺复合时,毒性增强,两者呈协同反应。 乙草胺和铜,对赤子爱胜蚓的复合污染乙草胺和铜,对赤子爱胜蚓的复合污染 乙草胺单一污染对海洋对虾的毒害作用更加敏感,LC50为0.128mg/L。 低铜(30 mg/kg )和高铜(90 mg/kg )污染胁迫下,均导

87、致毒性增强。但进一步分析:低铜与乙草胺显示协同作用,高铜与乙草胺则为加合作用。2.2.乙草胺铜,对海洋对虾的毒性效应乙草胺铜,对海洋对虾的毒性效应加合效应(加合效应(additive effectadditive effect) :当两种化合物同时使用时,其效果可能是各自单独使用实测结果的相加。协同效应协同效应(synergistic effect(synergistic effect) : :当两种化合物同时使用时,其效果高于各自作用的和。说明复合污染毒理效应还与生物种类直接相关。对重金属污染区与非污染区的马铃薯、大白菜和野生苋中积累的镉和锌进行分析。3.3.重金属污染区与非污染区,马铃薯、

88、大白菜和野重金属污染区与非污染区,马铃薯、大白菜和野生苋对镉锌的不同毒理效应生苋对镉锌的不同毒理效应不同生态系统类型条件下作物对不同生态系统类型条件下作物对CdCd和和ZnZn的积累特征的积累特征 发现,来自重金属污染区三种作物中的Cd积累明显增加,但Zn仅在马铃薯中明显增加,其他两种中反而大幅度减少。 马铃薯体内, Cd 、 Zn由于具有相互促进积累的机制,两者呈协同作用;但在大白菜和野生苋中,镉具有抑制锌吸收积累的机制,两者呈拮抗作用。在铜乙草胺复合污染胁迫下, 低铜具有缓解乙草胺对赤子爱胜蚓的毒害作用,而对于海洋对虾,低铜却增加了乙草胺的毒性。这说明, 不同的生物种类,对同一复合污染条件

89、下污染物以及污染物之间的交互作用有不同的反应模式。在生物体内,有时发生的交互作用不仅局限于污染物与污染物之间,还涉及污染物与生物体固有的组分之间的交互作用。使得不同生物种类面临同一类型的复合污染胁迫,产生不同的生态毒理效应;使得同一浓度、同一类型的污染胁迫导致不同的生物积累和生物毒性。有时尽管是同一物种,但由于种群不同,对于同一类型的复合污染胁迫,也产生不同生态毒理效应。4.4.生物作用部位的影响生物作用部位的影响1.1.乙草胺铜,小麦根系和地上茎叶对铜的吸收与乙草胺铜,小麦根系和地上茎叶对铜的吸收与积累。积累。 在乙草胺铜复合污染条件下,小麦根系和地上茎叶对铜的吸收与积累有着本质的区别。铜铜

90、- -乙草胺复合污染条件下,不同组织对铜的积累量(乙草胺复合污染条件下,不同组织对铜的积累量(QcuQcu)与乙草)与乙草胺投加浓度(胺投加浓度(CaceCace) )之间的关系之间的关系低铜浓度( 30mg/kg)时,根系对铜的累积量与乙草胺投加浓度之间的关系为极显著的直线正相关关系;说明这时,乙草胺对地下根系吸收铜具有促进效应,两者是协同效应。对地上茎叶抑制,拮抗效应。高铜浓度( 150mg/kg)时,根系对铜的累积量与乙草胺投加浓度之间没有显著的正相关关系;说明这时,乙草胺对地下根系吸收铜没有促进效应或抑制效应。对地上茎叶,协同效应。 在镉锌复合污染条件下,水稻吸收锌也因与镉的交互作用,

91、而导致不同部位有较大差异。 2.2.镉锌,水稻根系和地上茎叶对锌的吸收与积累镉锌,水稻根系和地上茎叶对锌的吸收与积累镉镉- -锌复合条件下锌复合条件下, ,水稻吸收的锌在不同部位的差别水稻吸收的锌在不同部位的差别l锌保持300mg/kg时,水稻根部积累的锌随土壤镉投加浓度增加而增加,即促进根部对锌的吸收和积累,两者呈协同作用。l茎叶部正相反,积累锌随镉投加浓度增加而下降,两者呈拮抗作用。3.重金属铜、汞和铬偏向于在动物肝脏和肾脏组织中积累,在植物根部比茎叶和果实中积累得更多一些。机制:重金属等污染物在生物体不同的组织部位,由于污染物与污染物之间、污染物与生物体各种组分之间都有可能发生不同的交互

92、作用,导致不同的生态毒理效应,包括导致生物体不同组织、部位对重金属有不同的积累能力。5.5.复合污染生态效应的矢量特性复合污染生态效应的矢量特性1.1.周启星周启星 酚甲胺磷对对虾毒性酚甲胺磷对对虾毒性 单因子毒性单因子毒性 酚:酚:3.63.6;甲胺磷:;甲胺磷:5.55.5 酚甲胺磷:酚甲胺磷: 19.819.8,酚:,酚:1.61.6;甲胺磷为;甲胺磷为12.412.4 对甲胺磷:协同效应;但对酚:毒性反而减弱。对甲胺磷:协同效应;但对酚:毒性反而减弱。 由于交互作用导致环境毒物毒性的变化由于交互作用导致环境毒物毒性的变化2.2.推断复合污染生态效应不是以往认为的一种推断复合污染生态效应

93、不是以往认为的一种所谓标量,而应该是一个具有作用方向的矢所谓标量,而应该是一个具有作用方向的矢量。量。3.3.协同效应和拮抗效应的定义?协同效应和拮抗效应的定义?协同效应:总效应大于化学污染物单独作用时协同效应:总效应大于化学污染物单独作用时的总和的总和拮抗效应:总效应小于化学污染物单独作用时拮抗效应:总效应小于化学污染物单独作用时的总和的总和没有考虑方向。没有考虑方向。复合污染生态效应矢量特征的数学论证复合污染生态效应矢量特征的数学论证单独单独A A:毒性:毒性a a单独单独B B:毒性:毒性b bABAB协同:协同:a ab b a+ba+bABAB拮抗:拮抗: a ab b a+ba+b

94、有有3 3种可能:种可能:1 1)a a a a;b b b b2 2)a a a a;b b b b3 3)a a a b bABAB拮抗:拮抗:a ab b a+ba+b有有3 3种可能:种可能:1 1)a a a a;b b b a a;b b b b3 3)a a a b b思考题思考题1.名词解释:内剂量、外剂量和靶剂量;效应和反应;耐性和抗性;2.生态毒理学基本原理;3.剂量-效应曲线的类型;4.影响毒性作用的主要因素。1.吸收后到达靶位点的外源物/其代谢产物的剂量称为A.接触剂量B.外剂量C.吸收剂量D.到达剂量2.S-曲线的特点是( ):A. 曲线开始平缓,中间陡峭,最后又趋平

95、缓 B. 曲线开始平缓,中间平缓,最后陡峭C. 曲线开始陡峭,中间平缓,最后仍平缓D. 曲线开始陡峭,中间陡峭,最后平缓E. 曲线始终比较平缓3.剂量反应关系曲线有( )。A.直线型曲线B.抛物线型曲线C.对称S状曲线D.非对称S状曲线E.以上都是4人体不同部位皮肤对外源化学物质的通透性不同,以下皮肤通透性最高的部位是()A.腹部B.额部C.足部D.手掌E.阴囊5.苯环上的一个氢被烷基取代,其毒性发生改变( )。A.苯对造血功能主要是抑制作用,而甲苯为麻醉作用B.苯主要从呼吸道排泄,对呼吸系统有毒性作用,而甲苯没有C.苯中毒产生过量的儿茶酚胺刺激心肌细胞发生心室颤动,而甲苯没有D.甲苯的肝脏中

96、氧化,对肝有损害作用,而甲苯没有E.苯为致癌物,甲苯为工业毒物6.剂量与反应关系曲线最常见的是:A.直线B.抛物线C.S形曲线D.直线和抛物线。7.化学结构与毒效应( )。A.化合物的化学活性决定理化决定B.理化性质决定化合物的生物活性C.化合物的生物活性决定该化合物的化学活性D.化合物的化学结构决定其化学活性及理化性质E.化学活性和理化性质影响化学结构8.甲烷(CH4)若用CI取代CH4上H后,其毒性最大的是( )。A. CH3CIB. CH2CI2C. CHCI3D. CCI4E. CCI39.下列哪些化学物质易于从呼吸道进入机体( )。A.苯B.COC.SO2D.粉尘E.以上都是10.人体最重要的排泄器官是()A.肝脏B.肾脏C.皮肤D.肺E.胃 10.血脑及胎盘屏障受以下因素的影响( )。A.动物种属B.性别C.年龄D.生理状态E.以上都是11.外来化合物经消化道吸收的主要方式是( )。A.通过营养物质作载体B.滤过C.简单扩散D.载体扩散E.胞饮和吞噬12.PKa为4.2的有机酸(苯甲酸)在消化道中吸收最好的部位是( )。A.口腔B.胃 C.十二指肠D.小肠E.结肠13.影响化学物质经呼吸道吸收的因素是( )。A.肺泡的通气量与血流量之比B.化学物质的分子量 C.溶解度D.血气分配系数E.以上都是

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