第三章环境污染物生物转运和生物转化生物转运

第三章环境污染物生物转运和生物转化 生物转运
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研究范例W. Hu et al. / Comparative Biochemistry
and Physiology Part C 135 (2003) 77–88
Interactive effects of E2 and PFOS or E2 and TCDD on MVLN cell luciferase activity
K：为扩散系数 D：膜厚度
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被动转运
滤过(Filtration) 毒物通过生物膜上的亲水孔道(如毛细 血管、肾小球膜孔和细胞膜上由蛋白质的亲 水性氨基酸构成）的过程。
影响因素： 分子量(<100~200) 膜内外流体静压或渗透压差
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生物转运(Biotrnsport) 污染物通过机体的吸收、分布和排泄过程, 体内的
空间位置的改变
生物转化(Biotransformation) 污染物在体内受代谢酶的作用，污染物的化学结构
和性质发生改变，形成新的代谢产物的过程
研究的意义
了解吸收过程、分布特征、蓄积性、代谢产物的性质、
排泄速度和途径,为阐明毒作用及其作用机理提供科学依
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主动转运(Active transport)
易化扩散 (Facilitated diffusion) 脂溶性低的化学物质,利用载体由高浓 度处向低浓度处转运过程。
PFOS exposed
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研究范例W. Hu et al. / Comparative Biochemistry
and Physiology Part C 135 (2003) 77–88
Alterations in cell membrane properties caused by perfluorinated compounds
毒物从细胞膜的高浓度一侧向低浓度侧扩散，直到两边的浓 度达到平衡。
影响因素：
浓度梯度，脂/水分配系数、解离度和体液pH、蛋白质亲和力
简单扩散的特点 1.不消耗脂能溶性量物质 2.不需要载体 3.无饱和限速 4.无竞争性抑制 5.符合一级速率过程
RKA(C1 C2) D
R：转运速率 A：膜面积 C: 膜两侧浓度
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特殊转运(specialized transport)
主动转运(Active transport)
化学物质伴随能量消耗，从细胞膜的低浓度 侧向高浓度侧扩散过程。
特点：
1.逆浓度梯度转运
2.载体
3.能量代谢
4.选择性
5.饱和性
6.竞争性
脂溶性低的化学物
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生态毒理学 Ecotoxicology
第三章 污染物的生物转 运和生物转化
第三章环境污染物生物转运和生物 转化生物转运
污染物在体内的生物转运和生物转化
环 境 污吸 染收 物
分
布
血组 液织
脏
器
性 质 改 变
化 学 结 构 和
贮
代
谢排 产泄 物
存
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生物转运和生物转化
细胞识别和信息传递
能量转换
酶类的催化作用
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3.1.1 生物膜的结构和功能
很多化学物质的毒性与生物膜有关
氰化钾 线粒体内膜细胞色素C氧化酶 有机磷化合物 半嵌入质膜的乙酰胆碱酯酶 蛋白质 受体 靶器官靶细胞
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3.1.2 化学物质通过生物膜的方式
➢被动转运(passive transport)
简单扩散、滤过
➢特殊转运(specialized transport)
易化扩散、主动转运、吞噬和胞饮 作用
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被动转运
简单扩散(Passive transport)
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◆TCDD ■PFOS
Interactive effects of PFOS and TCDD on H4IIEluc cell EROD activity
据Baidu Nhomakorabea
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3.1 生物转运 3.1.1 生物膜的结构和功能
糖分子
7-10nm
磷脂分子
蛋白分子
脂质双分子层
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3.1.1 生物膜的结构和功能
细胞膜的生理学功能—蛋白质 维持细胞完整性和细胞器内部理化性质
的稳定
选择性地通过物质，影响物质吸收和排 出
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Alterations in cell membrane properties
caused by perfluorinated compounds
Negative control
Positive control
Effects of PFOS on memebrane fluidity in fish leucocytes
•Exposure to PFOS significantly increased membrane fluidity of fish leukocytes
Effect of PFOS on mitochondrial electron potential.
Mitochondrial membrane potential was inversely related to
the PFOS concentration.
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It is possible that binding of PFOS to proteins could significantly
ameliorate the membrane-related effects observed here if the affinity for
protein is greater than that for membranes.