食品毒理学课件第三章 食品工业中的污染物

• 上述结合体转运到细胞核中，并与核中DNA特殊序列 二噁英响应因子DRE结合。 • 特殊序列二噁英响应因子DRE位于特定转录基因5’末 端之前，与活化的芳烃受体结合后，DNA构象发生改 变，特定基因组转录，使细胞增生与分化发生改变， 导致相应的效应与毒性及其致癌性。
配体结合特殊功能序列单体（95KD） TCDD 2个热休克蛋白（90KD）
• 3.1.5 肝毒性
• 可在各种动物见到二噁英染毒所致肝毒性，然而 其损害的严重程度则取决于所试动物种属。
• 3.1.6 生殖毒性
• 2，3，7，8-TCDD使大鼠、小鼠及灵长类雌性动物 的受孕、痤窝数与子宫重量减少及以月经周期和 排卵周期改变为表现的卵巢功能障碍。 • 二噁英可引起睾丸形态改变，主要以精细胞减少 为特征。有证据表明，30年前曾接触过二噁英的 男子。精子计数较同年人下降50%。
2个热休克蛋白，1个P50蛋白
二噁英-配体结合特殊功能序列亚单位
芳烃受体核转运蛋白 异源性蛋白质二聚体（175KD） 核内二噁英响应因子-异源性蛋白质二聚体 特定基因组转录 细胞分化增生发生改变
• 芳烃受体与具有特定芳香平面结构（共平面环结 构）的PCDD/Fs发生特异性结合，其结合能力与平 面结构上卤素取代位子有关。2，3，7，8-TCDD的 作用最强，与芳烃受体的亲和力也最强。
• 2. 分离：采用HRGC可从PCDD/Fs中分离单一同系 物异构体。非极性固定相可有效地将PCDD/Fs含有 相同氯原子的各组分离而极性固定相可以将各组 中的异构体进行分离。通常要使用多根色谱柱分 离。 • 3.定量：主要采用多离子检测的质谱法，这可提 高选择性、减少共提取物的干扰，分辩率在10 000的共聚焦磁式高效质谱可提供更高的特异性。
• 芳烃受体蛋白分子量约为270KD，由结合配体二噁 英的特殊功能序列亚单位单体（约95KD）与2个分 子量为90KD的热休克蛋白组成。
配体结合特殊功能序列单体（95KD） 2个热休克蛋白（90KD）
• 芳烃受体特殊功能序列包括与二噁英特殊性结合的 部位及螺旋-环-螺旋基序区域。 • 二噁英作为配体与胞浆中芳烃受体结合使其2个热休 克蛋白及1个P50蛋白发生解离脱落活化，活化芳烃 受体通过蛋白质间的相互作用，与胞浆中的芳烃受 体核转位蛋白ARNT结合形成约为175KD的异源性蛋白 质二聚体。
• PCDD/Fs对不同品系小鼠的效应强度不同，这与不 同品系的Ah受体编码基因差别有关。
5. 食品测定方法 • 5.1 化学分析法 • 皮克pg(10-12克)；纳克ng（10-9克）; 微克ug(10-6)
• TDI（tolerable daily intake ）:
• 美国国家科学院专家委员会:100pg/kg.d TE剂橙剂生产的副产物：越战中使用 • Agent Orange：2,4,5-T + 2,4-D
1. 结构与来源 • 1.4 来源
• 2,4,5-T： LD 50为389 mg/kg（小鼠） and 500 mg/kg（大鼠）
• 生产 2,4,5-T 污染微量的TCDD：60ppm • 现在通过适当的温度控制可将TCDD水平控制在 0 .005 ppm
• We have measured the concentrations of PCDD/F, PCBs, and PBDE in 10 market baskets consisting of almost 4000 individual food samples representing 228 different food items, and also in the total diet basket.
• 毒性由强到弱为：CCD > CDF >> PCB >> CN
2. 毒性当量（Toxic Equivalent Quantity, TEQ）
• toxic equivalency factor, TEF
• 2，3，7，8-TCDD 是毒性最强的，因此将其TEF 设为 1，余下化学物的TEF与其相比较而定。 • 样品中总的毒性当量（TEQ）可以根据毒性当量 因子(TEF)及其含量进行计算。
• 3.2.3 酶活性的改变 • PCDD/Fs可以增加CYP1A1和1A2活性，改变细胞代 谢所涉及的许多酶活性。
3.3 种属差异
• 4 毒作用机制
• TCDD在细胞水平通过烃受体（Ah）发挥作用，受 体通过与二噁英的结合而被活化，在基因水平发 挥毒性作用。
• 芳烃受体：为细胞浆中存在的信使蛋白质，与固 醇类激素受体相似起着信号传导与基因转录的作 用。
第三章 食品工业中的污染物
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第一节 二噁英及其类似物 1、二噁英的结构及其来源 2、毒性当量和毒性当量因子 3、毒理学 4、毒作用机制 5、食品测定方法 6、危险性评估
1. 结构和来源（Structure and Source）
• 1.1 二噁英（Dioxin）
• Polychlorodibenzo-p-dioxin (PCDD)
/wiki/Polychlorinated_biphenyl
• 在日本和台湾都发生过油病“Rice oil disease”？
2. 毒性当量（Toxic Equivalent Quantity, TEQ） • dioxin, furan 和 PCB 同系物的毒性是不同的
• 欧洲：1-10pg;
• 日本：1-10pg； • WHO: 1-10pg;
5. 食品测定方法 • 5.1 化学分析法 二噁英的分析属于超痕量、多组分（同系物、异构体 的分离）和复杂的前处理技术，对特异性、选择性 和灵敏度的要求极高，成为当今食品和环境分析领 域的难点。
国际公认的标准检测方法：EPA1613法，仅测定2，3， 7，8-取代的17种PCDD/Fs，采用HRGC/HRMS方法。
参考文献： 刘嫒嫒.国内外二噁英检测标准制修订现状与进展. 环境污染与防治，2014，36（1）：80-83
• 国外标准组织有关二噁英的检测标准
国内二噁英分析标准
• 1.前处理包括提取和净化。
• 提取前 ,加入14Ｃ标记的内标物，用以测定经提 取、净化处理后的回收率。 • 为除去共提取物中的干扰组分 ,需要对提取液进 行净化 ,目前大多采用色谱法进行净化 ,如分配、 吸附及排阻色谱。
• PBDEs 通常作为阻燃剂被添加到聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、不饱和聚 酯、ABS 树脂和聚丙烯等塑料制品中，被广泛应用于电子电器、仪器仪表、纺织和 建筑、包装材料、玩具、生活日用品等领域. 塑料制品中的PBDEs 多为添加型阻燃 剂，其与聚合物是机械混合，并不形成化学键，易于从塑料中脱离而进入环境. 2009年5月进入斯德哥尔摩公约。
3. 毒理学 • 3.1 毒性
• 3.1.1 致死作用与“消瘦综合症”
• PCDD/Fs属极强毒性等级，其中2，3，7，8TCDD的LD50 （半致死剂量）为 1ug/kg。
3. 毒理学 • 3.1 毒性
• 3.1.1 致死作用与“消瘦综合症”
• 特点是：死亡时间长达数周，染毒几天内出现严 重的“消瘦综合症”，低于致死剂量也可引发体 重减少，而且呈现出剂量-效应关系。 • 机理可能是：通过下丘脑下部的垂体的影响而减 少饲料进食量。
• 生长因子通过膜受体进行信号传导调节细胞的增 殖、分化和凋亡。二噁英可以改变生长因子及其 受体的水平。
• 3.2.2 激素及其受体的改变
• 二噁英可改变部分激素及其受体的水平，如雌激 素受体、糖皮质激素、胰岛素水平的降低。此外， 二噁英也可以改变动物及其组织中雌激素、孕激 素、雄激素、甲状腺激素水平。
• 3.1.2 胸腺萎缩 • 胸腺由淋巴细胞组成器官，起着维持细胞免疫、 确保T淋巴细胞发育成熟的作用。 • 在非致死剂量时二噁英可引起实验动物的胸腺萎 缩，主要以胸腺淋巴细胞减少为主。对于发育中 的胎鼠及新生鼠，胸腺对于二噁英作用更加敏感， 而且胸腺萎缩伴随免疫抑制。
• 3.1.3 免疫毒性
• 免疫功能的改变可严重影响机体的抵抗力。免疫 抑制可以导致传染病的易感性，发病率增加，症 状加重。
• 3.1.7 发育毒性和致畸性
• 二噁英对几种种属的动物具有致畸作用，也对啮 齿动物发育构成毒性。胎儿对二噁英敏感性更高。 如参加越战的退伍美军官兵的妻子自发性流产和 所生子女出生缺陷增加30%。（落叶剂）
• 3.1.8 致癌剂
• I级致癌物（IARC,1997）,是没有遗传毒性的致癌 物，主要表现为促癌作用；二噁英是一个全致癌 物，单用二噁英本身即可诱发癌症。
• 3.2 生化效应
• 3.2.1 生长因子及其受体的改变
• 细胞的增殖与分化受到机体的严密控制，如果失 去控制就会产生发育异常与癌症。这一控制过程 受到各种生长因子的调节。主要有表皮生长因子 （EGF）、生长转化因子-α（TGF- α ）及生长 抑制因子。
• 3.2 生化效应
• 3.2.1 生长因子及其受体的改变
• 有75种同系物
1. 结构与来源
• 1.1二噁英（Dioxin）
• 这是最典型的一种也是毒性最大的一种。
1. 结构与来源
• 1.2 呋喃（Furan）
• Polychloro-dibenzofuran, PCDF
• 有 135 个同系物
1. 结构与来源
• 1.2呋喃（Furan） • Chlorinated Dibenzo Furan
• 利用这一生物试验系统采用大鼠肝癌细胞系H2-11 E或乳腺癌细胞系进行细胞培养，很容易 测试各种基质中PCDD/Fs和PCB的毒性当量，所 用的指标为AHH和EROD，所试的基质为鱼提取物、 PCB与PCDP污染的米糠油、各种食品提取物、五 氯酚钠污染的食品。
6. 危险性评估 • 芬兰
• Kiviranta, H; Ovaskainen, MAL; Vartiainen, T. Market basket study on dietary intake of PCDD/Fs, PCBs, and PBDEs in Finland. Environment International, 2004, 30, (7): 923-932