第3章化学毒物在体内的生物转运与转化

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简单扩散（脂溶扩散）
顺浓度差转运 不消耗能量
不需要载体 无饱和性 无竞争性
影响因素
①扩散效率 ②脂/水分配系数 ③解离状态
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扩散速率
R=K×A（c1-c2）/d R:扩散速率，K特定外源化学物的扩散常 数，A生物膜的面积，（c1-c2）生物膜 两侧的浓度梯度，d生物膜的厚度。
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易化扩散
顺浓度差转运 不消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
易化扩散特点
①由于不能逆浓度梯度，不消耗能量； ②由于利用载体，有一定的选择性、饱和 性、竞争抑制性。
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（3）其他转运方式
吞噬作用：固态颗粒物质如烟、尘等于细 胞膜接触后，改变了膜的表面张力，使其 外包或内陷，将异物包裹进入细胞。 胞饮作用：液态微滴或大分子物质经此方 式转运进入细胞。
吸收（Absorption） 生物转化
分布（Distribution）
（biotransformation）
－－代谢
代谢（Metabolism）
排泄（Excretion）
消除（elimination）－ －代谢和排泄
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研究ADME过程的意义
了解毒物在体内的过程
为中毒机制研究提供线索，阐明单独 作用或联合作用及物种差异
溶质载体（solute carriers,SCL）超家族：
• 有机阴离子转运多肽（Oatp）家族； • 有机阴离子转运蛋白（Oat）家族； • 有机阳离子转运蛋白（Oct）家族； • 肽类转运蛋白（Pept）。
（2）易化扩散（facilitated diffusion）
利用载体，顺浓度梯度的转运过程， 也称载体扩散。
效应强度和性质之间的关系；
③探讨中毒机制。
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第一节 化学毒物在体内的生物转运
一、生物膜与生物转运
（一）生物膜（biomembrane）： 是细胞膜和细胞器膜的总称。
●维持细胞内环境的稳定；
●参与细胞内外物质的交换及生化反应 和生理过程。
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生物膜特点
①流动镶嵌模型； ②由脂质、蛋白和糖组成； ③厚度约7~9nm。
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（2）滤过（filtration）
外源化学物透过生物膜上亲水孔道的过程。 借助于生物膜两侧的渗透压和液体静压的作 用，大量的水可以通过膜孔流过，溶解于水的 分子直径小于膜孔的物质被转运。
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滤过（filtration）
影响因素：化学物的分子大小。
分子量200～60000
•弱酸性物质主要在胃内和十二指肠吸 收
•弱碱性物质主要在小肠吸收
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经胃肠道吸收的影响因素
1.胃肠道的酸碱度 2.外源化学物的分子结构和理化性质； 3.胃肠道的蠕动情况； 4.胃肠道中某些物质和菌群。
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首过消除
（first-pass elimination）
意义：水及一些溶于水而不溶于脂质的 物质可以通过滤过完成生物转运过程。
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2.特殊转运（special transport）
为化学毒物借助于载体或特殊转运 系统而发生的跨膜运动。
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（1）主动转运（active transport）
指外源化学物在载体的参与下，逆 浓度梯度通过生物膜的转运过程。
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生物膜结构
1.磷脂双分子层：对水溶性物质具有屏障 作用，而对多数脂溶性物质无此作用。 2.镶嵌蛋白：载体或组成特殊通道、受体、 酶、结构蛋白。 3.膜孔：亲水性氨基酸，4nm~70nm。
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(二)化学物通过生物膜的转运方式
①简单扩散 1.被动转运 ②滤 过
2.特殊转运
为急救和治疗措施提供参考 提供接触生物学标志和中毒诊断指标
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毒物动力学（toxicokinetics）
在机体对化学毒物的处置过程中， 化学毒物在体内的浓度随时间变化的 规律，可用数学方程或动力学参数来 描述。
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毒物动力学研究意义
①明确靶器官； ②揭示化学毒物或其代谢产物的水平与毒
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①主动转运 ②易化扩散 ③其他转运方式：
吞噬，胞饮11
1.被动转运（passive transport）
外源化学物顺浓度差通过生物膜 的过程。
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（1）简单扩散（simple diffusion）
也称脂溶扩散。该方式不消耗能 量，不需要载体，不受饱和限速与竞 争性抑制的影响。
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主动转运
逆浓度差转运
消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
主动转运特点
•需有载体参加； •外源化学物可逆浓度梯度转运； •该系统需消耗能量； •载体对转运的外源化学物有特异选择性； •可发生竞争性抑制； •可饱和。
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几种主动转运系统
ATP-结合盒转运蛋白（ABC）超家族： 多药耐受（Mdr）蛋白家族； 多耐受药物蛋白（Mrp）家族； 乳腺癌耐受蛋白（Bcrp）。
第三章 化学毒物在体内的生物转运与转化
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要求：
•掌握外源化学物在体内的来龙去脉； •掌握生物转化类型及意义； •熟悉影响外源化学物生物转化因素； •了解毒物动力学。
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剂量-反应关系
1.剂量：外剂量、内剂量、靶剂量 2.时间
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ADME过程
生物转运
（biotransportation）－ －吸收、分布、排泄
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脂/水分配系数（lipid/water partition coefficient）
即当一种物质在脂相和水相之间的分 配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度 的比值。
脂/水分配系数过低或过高的物质均 不易跨膜转运。
2020/4质极性大，脂 溶性差，不易通过生物膜的脂相进行 扩散；而处于非解离状态的反之。
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二、 吸 收
吸收（absorption）：是指化学毒物从 机体的接触部位透过生物膜进入血液的 过程。
三条主要途径： 呼吸道 胃肠道 皮肤
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（一）经胃肠道吸收
•化学物的吸收可在整个胃肠道进行， 但主要是在小肠，其次是胃。
•吸收方式：主要是简单扩散，也可以 通过滤过、主动转运系统及胞饮、吞 噬作用。