环境污染物毒性以及其影响因素

1、关于环境污染物的毒性及其影响因素第一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月环境污染物的毒性作用及其影响因素Paracelsus(16世纪) What is there that is not poison? All things are poison and nothing (is) without poison. Solely the dose determines that a thing is not a poison.第二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.1、基本概念 按一定条件接触后，以较小的剂量作用机体就能引起生理、生化功能或正常组织结构的器质性病理改变，甚至引起死

2、亡的化学物质。1. 毒物 (Toxicant)2. 毒性 (Toxicity）化学物质能引起机体损害的性质和能力。第三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 外源性化学物质引起机体病理性功能改变或器质性病变的现象。 根据污染物的暴露特点和中毒发生发展的快慢，分为急性中毒、亚慢(急)性中毒和慢性中毒。 根据毒作用强度和性质判定环境污染物的毒性大小。3.中毒（toxication）4.1、基本概念第四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.2、毒理学常用的剂量概念 1致死剂量（Lethal dose，LD） 5急性毒作用带(Zac)2半数效应剂量（ED50） 3最小有作用剂量（MEL）

3、4最大无作用剂量（MNEL）第五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月绝对致死量（LD100）半数致死量（LD50）最小致死量（MLD）最大耐受量（MTD）1.半数致死剂量LD50或浓度LC50 半数致死量（LD50）又称致死中量，指引起一群个体50%死亡所需剂量（mg/kg)或浓度（LC50）（mg/m3和mg/L）。第六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月急性毒作 用带(Zac)半数效应剂量(ED50)最小有作用剂量(MEL)最大无作用 剂量(MNEL ) 半数效应剂量(ED50)指外源化学物在一定的时间内按一定的方式与机体接触，引起机体某项生物效应发生50%改变所需的剂量。 致

4、死剂量 （LD）2.半数效应剂量第七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月营养元素的剂量-反应关系086420.012104.02.03.01.00.11.010.0斑釉齿指数龋齿数重度中度轻度极轻度饮水中氟浓度与龋齿数、斑釉齿指数的关系水中氟浓度(ppm)第八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3 毒性作用的机理 受体(receptor)是组织细胞的生物大分子，激素或金属离子与配体(ligand)相结合，形成配体受体复合物，引起毒性效应。 4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用 环境污染物尤其是神经毒物和内分泌干扰物，通过干扰正常受体配体相互作用，引起毒性。 第九张，PPT共

5、四十三页，创作于2022年6月 肉毒毒素特异性地与胆碱能神经末梢突触前膜的表面受体相结合，经吸附性胞饮而内转进入细胞内(internalization)。阻止递质囊泡不能与突触前膜融合，完全抑制胆碱能神经介质乙酰胆碱的释放。 乙酰胆碱释放被抑制，使胆碱能神经失去信号传导生理功能。尤其是神经肌肉接头部位，直接导致呼吸肌麻痹。肉毒杆菌毒素的毒作用机理Ca2+4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用第十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.2 细胞膜损伤引起膜组成成份改变细胞膜流动性改变引起细胞膜酶活性改变通过膜蛋白变性，引起细胞膜通透性变化第十一张，PPT共四十三页，创作于2022年6

6、月心肌细胞膜通透性改变与其毒性心脏毒素毒性4.3.2 细胞膜损伤第十二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.3 干扰细胞内钙稳态细胞内 10-710-8 mol/L外 10-3 mol/L Ca2+ 神经转导 肌肉收缩细胞分化和增值 细胞分泌与CAM结合cAMP作用激活PKC离子通道开放第十三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月硝基酚、醌、过氧化物、醛类、二恶英、卤化链烷、链烯和Cd2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子均能干扰细胞内钙稳态, 从而引起细胞损伤或死亡。 4.3.3 干扰细胞内钙稳态第十四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.4 干扰细胞能量代谢生殖与

7、发育代谢酶第十五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.5 自由基与脂质过氧化自由基性质环境毒物环境毒物与多不饱和脂肪酸的作用产物毒物代谢物 蛋白变性细胞膜流动性酶活性细胞肿胀和溶解致突变，染色体断裂致畸胎自由基第十六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.6 与生物大分子结合环境毒物及代谢产物细胞毒性和死亡过敏反应致癌作用抑制酶活性蛋白质核酸细胞毒性影响DNA-蛋白质相互作用致突变作用激活癌基因共价结合加合物第十七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.3.7选择性细胞致死和非致死性遗传改变对组织器官的细胞有选择性致死毒性体细胞生殖细胞DNA损伤和染色体异常致畸作用

8、遗传性疾病细胞突变和癌变第十八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月4.4 影响毒性作用的因素结构与毒性 研究外源化学物的结构与毒性之间的关系，有助于通过比较来预测新化合物的生物活性、作用机理和安全限量范围。 同系物的碳原子数、烃基 、分子饱和度、卤素取代、羟基、酸基和酯基、胺基、构型及有机磷化合物结构与毒性密切相关。4.4.1 环境化学物的结构与性质第十九张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 碳氢化合物（烷、醇、酮等）： 当碳原子数在27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 同系物的碳原

9、子数4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 在非烃类化合物分子中引入烃基，可使化合物脂溶性增高，易于透过生物膜，从而毒性增强 烃基结构也可增加毒物分子的空间位阻，从而使毒性增加或减小 烃基4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 分子中不饱和键增多可使化学物活性增大，毒性增强 分子饱和度e.g.对眼角膜的刺激作用：丙烯醛丙醛 丁烯醛丁醛丙烯醛丙醛丁烯醛丁醛4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十二张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 化学分子结构式中增加卤素，可使分子极性增加，更易与酶系统结合，从而毒

10、性增强 卤素取代e.g.肝脏毒性：CCl4CHCl3CH2Cl2CH3Cl 麻醉作用：CHCl3CH2Cl2CH3Cl CH44.4.1 环境化学物的结构与性质第二十三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 芳香族化合物中引入羟基，分子极性增强，毒 性增加 羟基e.g.-OH毒性：苯酚 苯苯酚苯4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 酸基和酯基e.g.酸基一般指羧基（-COOH）和磺酸基（-SO3H）,引入分子脂溶性降低，难以吸收和转运，毒性降低 酸基经酯化后，脂溶性增高，使吸收速率在增加， 毒性增大毒性：苯 苯甲酸苯苯甲酸4.4.1 环境化学

11、物的结构与性质第二十五张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 胺基e.g.胺类化合物的毒性大小：伯胺（RNH2） 仲胺（RNHR） 叔胺（RNRR） 胺具碱性，易于核酸、蛋白质的酸性基团反应，易与酶发生作用4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十六张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 构型e.g.同分异构体：一般 对位邻位间位 旋光异构：由于受体或酶一般只能与一种旋光 异构体结合而产生生物效应，故同一化合物的 不同旋光异构体的毒性不同L-异构体易与酶、受体结合，具有生物活性，D-异构体则反之4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十七张，PPT共四十三页，创作于2022年6月 有机磷化

12、合物的结构与毒性R、R为烷基，烷基的碳原子数愈多，毒性愈强 Y为氧时较为硫时的毒性大 X为酸根时，毒性大小：强酸根弱酸根R(O)Y(O,S)XR(O)P4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月理化性质与毒性 1.脂/水分配系数 化合物在脂（油）相和水相的溶解达到平衡时的平衡常数，称为脂（油）/水分配系数。 2.电离度 3.挥发度和蒸气压 4.分散度 5.纯度4.4.1 环境化学物的结构与性质第二十九张，PPT共四十三页，创作于2022年6月种属和个体差异性别与激素年龄营养与健康状况生物节律 影响机体对环境化学物的敏感性和耐受性4.4.2 影响毒性的生

13、物因素 水生生物测试表明，对于化学污染物，节肢动物一般比鱼类更敏感，鱼类比两栖幼体类更敏感第三十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月接触途径溶剂毒物浓度与容积交叉接触与其体内吸收、分布、首先到达的组织器官有关，并与代谢转化、毒性反应的性质和程度也有影响。4.4.3 影响毒性的非生物因素吸收速度：呼吸道腹腔注射肌内注射经口经皮第三十一张，PPT共四十三页，创作于2022年6月接触途径溶剂毒物浓度与容积交叉接触 溶剂和助溶剂可改变受试物的理化性质 和生物活性。 应选用的溶剂和助溶剂应是无毒的、与 受试毒物无反应、且制成的溶液应稳定。 4.4.3 影响毒性的非生物因素第三十二张，PPT共四十三

14、页，创作于2022年6月接触途径溶剂毒物浓度与容积交叉接触 一般在同等剂量情况下，浓溶液较稀溶 液毒作用强。 4.4.3 影响毒性的非生物因素第三十三张，PPT共四十三页，创作于2022年6月接触途径溶剂毒物浓度与容积交叉接触 毒物经呼吸道接触时，应保护皮肤，防止气态毒物经皮肤吸收。对易挥发化合物经皮涂布染毒时，应将涂布处密封起来，防止经呼吸道吸收或动物舔食涂布部位引起经消化道吸收。 4.4.3 影响毒性的非生物因素第三十四张，PPT共四十三页，创作于2022年6月盐度pH和碱度硬度酸性较强（pHM1+M2(一) 联合毒性作用类型第三十八张，PPT共四十三页，创作于2022年6月增强作用： 一

15、种环境化学物本身对机体并无毒性 ，但能使同时进入机体的另一种环境污染物的毒性增强。 无毒化合物通过影响另一种化合物的代谢活化、吸收和排除有关。e.g.异丙醇、四氯化碳异丙醇对肝脏无毒，当与四氯化碳同时进入机体时，可使四氯化碳毒性大于单独作用时毒性(一) 联合毒性作用类型第三十九张，PPT共四十三页，创作于2022年6月拮抗作用：两种环境化学物同时作用于机体时，其中一种化学物可干扰另一种化学物的生物学作用，或两种化学物相互干扰，使混合物的毒作用强度低于各自单独作用的强度之和。e.g.胰岛素、胰高血糖素MM1+M2硫代硫酸钠、氰化物功能拮抗化学拮抗两种物质混合发生化学反应，生成毒性较小的硫氰酸盐(一) 联合毒性作用类型第四十张，PPT共四十三页，创作于2022年6月独立作用：两种或两种以上的环境化合物作用于机体，各自的作用方式、途径、受体和靶器官不同，彼此互不影响，仅表现为各自的毒作用。e.g.乙醇、氯乙烯M=M1+M