常见化学致癌物的环境毒理学讲解

常见化学致癌物的环境毒理学

癌症是严重威胁人类健康和生命的疾病，死亡率很高。癌症的病因很复杂，有遗传因素和环境因素等。近30多年来的肿瘤发生中主导作用的是环境因素的观点，一般认为人类癌症有80%~90%由环境因素引起；而在环境因素引起的肿瘤中，80%以上为环境化学因素所致。当前人们最为关注的环境化学致癌物——多环芳烃﹑芳香族氨基和硝基化合物﹑亚硝基类化合物﹑多氯联苯﹑生物烷化剂﹑氯乙烯﹑黄曲霉毒素﹑重金属﹑石棉及植物中的致癌物。

间接致癌物：肝微粒体混合功能氧化酶系统催

直接致癌物：

一﹑多环芳烃类

最早认识；数量最多：致癌物中占1/3以上；分布最广；与人类关系密切引起皮肤癌、肺癌和胃癌。

多环芳烃类（稠环芳烃）：由多个苯环缩合而成的化合物及其衍生物。（4～7个苯环）；4～5个苯环：往往致癌；6个苯环：部分致癌；6个以上苯环：致癌可能性较小；苯并(a)芘致癌性最强。

1. 多环芳烃的来源

生成：有机质高温、缺氧条件下不完全燃烧800～1200℃、供氧不足的燃烧中产生最多。

主要来源途径：煤焦化工、石油化工；汽油、柴油在内燃机燃烧；

煤、木柴在炉膛中的燃烧；吸烟、熏烤……

二﹑致癌性多环芳烃的种类

(苯环类﹑芴及胆蒽类﹑杂环类)

双环芳烃

萘无致癌性；萘的氨基衍生物对膀胱有致癌性。

三环芳烃

蒽和菲：没有致癌性

蒽的大部分烷基衍生物没有致癌性，菲的一些烷基衍生物有轻微致癌性，菲的环戊基衍生物常有较强致癌性。

四环芳烃

苯并(c)菲：致癌; 苯并(a)蒽：引癌作用（不完全致癌物）溶于甘油三辛酸—— 40只小鼠中20只发生肉瘤（促癌剂）

五环芳烃

苯并(a)芘：特强致癌物; 二苯并(a,h)蒽：强致癌物。

二苯并(a,c)菲：中强致癌物

六环芳烃

部分六环芳烃致癌，二苯并芘常有较强致癌性。

七环以上芳烃

研究很少

三. 多环芳烃的致癌作用

1. 结构与致癌活性

（1）K区理论

K区：易与核酸、蛋白质反应⇒致癌

L区：对致癌反应起拮抗作用的区域。苯并(a)蒽：L区活泼⇒不致癌；第7、12位被甲基取代，L区不活泼⇒致癌。

（2）湾区理论

湾区环氧化⇒环氧化物⇒氧环打开⇒正碳离子⇒与嘌呤环的N共价结合⇒ DNA损伤

湾区正碳离子稳定性越高⇒致癌性越强

2. 多环芳烃类物质的代谢和致癌机理

间接致癌物

吸收途径：皮肤﹑呼吸道

多环芳烃混合功能氧化酶多环芳烃环氧化物环氧水化酶多环芳烃二氢二醇衍生物混合功能氧化酶多环芳烃二氢二醇环氧化物正碳离子与DNA结合

部分经生物转化与谷胱甘肽﹑葡萄糖醛酸﹑硫酸

结合排泄

四﹑多环芳烃在环境中的迁移转化行为及降解作用

1.多环芳烃在环境中的

2.大气

工业废水水体人体土壤

植物

动物

2. 多环芳烃在环境中的降解

大气：光氧化作用

水体、土壤：生物、微生物分解

五﹑芳香胺类化合物

芳香胺类化合物：苯及其同系物芳香烃环上的氢原子被氨基（NH2）取代

一. 芳香胺类化合物的污染来源

原料、化工合成的中间体﹑有机物燃烧

中等毒到低毒：作用于血液 高铁血红蛋白﹑溶血作用﹑其它急、慢性中毒

有致癌作用：2-萘胺（煤焦油）、联苯胺、2-乙酰氨基芴、4-氨基联苯等

2-萘胺、联苯胺：膀胱癌，肝癌

2-乙酰氨基芴：肝癌、膀胱癌、乳腺癌

4-氨基联苯：膀胱癌

二. 芳香胺的致癌作用

1. 芳香胺的化学结构与致癌活性

（1）氨基位于萘的2位或联苯的对位，致癌性较强

（2）氨基位于萘的1位或联苯的间位，致癌性较弱

（3）氨基的对位或邻位被甲基、甲氧基、氟或氯取代，致癌性增强

2. 芳香胺的代谢和致癌机理间接致癌物羟化酶 代谢活化

（2）2-萘胺

2-萘胺2-氨基-l-萘酚葡萄糖醛酸2-萘胺葡萄糖醛酸苷β-葡萄糖醛酸苷酶氨基萘酚膀胱上皮细胞内大分子结合

N-亚硝基化合物

N-亚硝胺：R1、R2为烷基或芳香基

N-亚硝基化合物：300多种,经过试验100多种（90%有致癌可能性）

食道癌、肝癌、胃癌、膀胱癌

一. N-亚硝基化合物的来源

橡胶、切削、轧钢、处理胺类的工业;人和动物体内生物合成;食品加工过程中合成

R1 NH + HNO2 酸性R1 N—NO + H2O R2

R NH + HNO2 酸性R N —NO + H2O R’CO R’CO

体内合成地点：胃胃液pH1～4

盐腌食品含有：硝酸盐亚硝酸盐﹑胺类

啤酒发酵过程中形成仲胺﹑亚硝胺：1.2～4.5μg／kg（不蒸馏）二. N-亚硝基化合物的致癌作用

智利：硝石胃癌死亡率居世界首位

河南林县：食道癌高发区

酸菜汤浓缩液、酸菜提取液⇒成功诱发大鼠食道癌

江苏启东县：肝癌高发区

采集59份腌菜：

病人家腌菜亚硝胺检出率100%;非病人家腌菜亚硝胺检出率60%;腌菜提取液饲喂大鼠⇒ 85%诱发肝癌

1. 化学结构等因素与靶器官

化学结构不同，靶器官不同

对称亚硝胺：肝癌，致癌性随烷基碳原子数↗而↘

不对称亚硝胺：食道癌（含一个甲基）

给药途径不同，靶器官不同

二甲基亚硝胺：小鼠经口⇒肝癌腹腔注入⇒血管瘤、肺腺瘤

剂量不同，靶器官不同

二甲基亚硝胺：大鼠长期低剂量⇒肝癌一次大剂量⇒肾癌

2. N-亚硝基化合物的致癌机理

智利：硝石胃癌死亡率居世界首位

河南林县：食道癌高发区

酸菜汤浓缩液、酸菜提取液⇒成功诱发大鼠食道癌

江苏启东县：肝癌高发区

采集59份腌菜：病人家腌菜亚硝胺检出率100%

非病人家腌菜亚硝胺检出率60%