第四章 环境污染物的毒性及其影响因素
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毒性作用机制课件
5.特异体质反应：(idiosyncratic reaction) 通常是指机体对外源化学物的一种遗传
性异常反应。
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四、损害作用与非损害作用
损害作用的特点：
▪ 影响正常形态学、生理学、生长发育过程， 缩短寿命。
▪ 功能容量降低。 ▪ 外加应激代偿能力降低。 ▪ 某些不利环境影响因素的易感性增高。
不可逆作用(irreversible effect)： 是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存
在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。
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4.过敏性反应(hypersensitivity)： 也称变态反应(a11ergic reaction)，
是机体对外源化学物产生的一种病理性免 疫反应。
特点：1.涉及群体，如一组动物或一群人； 2.一般以百分率或比值来表示。
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效应，又称为量反应(graded response)
通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。 属于计量资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值 表示。这类效应称为量反应。
反应，质反应 (quantal response)
② 意义不明的生理和生化改变； ③ 亚临床改变； ④ 临床中毒； ⑤ 甚至死亡。
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适应(adaptation)：是机体对一种通常能引起 有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性(resistance)：用于一个群体对于应激原 化学物反应的遗传机构改变，以至与未暴露的 群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
是评价外源化学物毒性作用与制订安全限 值的重要依据
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3.最小有作用剂量（minimal effect level,MEL） 指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最 轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为阈剂量 （threshold dose）称观察到损害作用的剂量 （LOAEL，lowest observed adverse effect level)
性异常反应。
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四、损害作用与非损害作用
损害作用的特点：
▪ 影响正常形态学、生理学、生长发育过程， 缩短寿命。
▪ 功能容量降低。 ▪ 外加应激代偿能力降低。 ▪ 某些不利环境影响因素的易感性增高。
不可逆作用(irreversible effect)： 是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存
在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。
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4.过敏性反应(hypersensitivity)： 也称变态反应(a11ergic reaction)，
是机体对外源化学物产生的一种病理性免 疫反应。
特点：1.涉及群体，如一组动物或一群人； 2.一般以百分率或比值来表示。
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效应，又称为量反应(graded response)
通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。 属于计量资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值 表示。这类效应称为量反应。
反应，质反应 (quantal response)
② 意义不明的生理和生化改变； ③ 亚临床改变； ④ 临床中毒； ⑤ 甚至死亡。
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适应(adaptation)：是机体对一种通常能引起 有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性(resistance)：用于一个群体对于应激原 化学物反应的遗传机构改变，以至与未暴露的 群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
是评价外源化学物毒性作用与制订安全限 值的重要依据
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3.最小有作用剂量（minimal effect level,MEL） 指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最 轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为阈剂量 （threshold dose）称观察到损害作用的剂量 （LOAEL，lowest observed adverse effect level)
环境化学物的毒性作用及其影响因素
一种有害免疫介导反应，又称过敏性瓜。 （五）特异体质反应：指遗传所决定的特异体
质对某种化学物的异常反应，又称特发性反应。
10
三 环境化学物的联合毒性作用 （一）联合作用的类型 + 协同作用：指两种或两种以上化学污染物同
时或数分钟内先后与机体接触，其对机体产生 的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机 体接触时所产生的生物学作用的总和。 + 相加作用：指多种化学污染物混合所产生的 生物学作用强度等于䀩化学污染分别产生的作 用强度的总和。
11
+ 独立作用：指多种化学污染物各自对机体产 生毒性作用的机理不同，互不影响。
+ 拮抗作用：是两种或两种以上的化学污染物 同时或数分钟内先后输入机体，其中一种化学 污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作 用，使其减弱，或两种化学污染物相互干扰， 使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于两 种化学污染物任何一种单独输入机体的强度。
12
+ 增强作用：一种环境化学物本身对机体并无 毒性，但能使与其同时进入机体的另一种环 境化学物的毒性增强，这种作称为增强作用 或增效作用。
（二）联合作用类型的评定 1 联合作用系数法 2 等效应线图法
13
四 毒性作用的机理 + 一、直接损伤作用 + 二、受体配体的相互作用与立体选择性作用 + 三、干扰易兴奋细胞膜的功能 + 四、干扰细胞能量的产生 + 五、与生物大分子结合：蛋白质、核酸、脂质 + 六、膜自由基损伤 + 七、细胞内钙稳态失调 + 八、选择性细胞死亡 + 九、体细胞非致死性遗传改变 + 十、诱发凋亡(程序性死亡)
14
一 环境化学物的结构与性质 （一）结构与毒性 1 同系物的碳原子数 2 烃基 3 分子饱和度 4 卤素取代 5 羟基 6 酸基和酯基 7胺基 8构型 9 有机磷化合物的结构
质对某种化学物的异常反应，又称特发性反应。
10
三 环境化学物的联合毒性作用 （一）联合作用的类型 + 协同作用：指两种或两种以上化学污染物同
时或数分钟内先后与机体接触，其对机体产生 的生物学作用强度远远超过它们分别单独与机 体接触时所产生的生物学作用的总和。 + 相加作用：指多种化学污染物混合所产生的 生物学作用强度等于䀩化学污染分别产生的作 用强度的总和。
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+ 独立作用：指多种化学污染物各自对机体产 生毒性作用的机理不同，互不影响。
+ 拮抗作用：是两种或两种以上的化学污染物 同时或数分钟内先后输入机体，其中一种化学 污染物可干扰另一化学污染物原有的生物学作 用，使其减弱，或两种化学污染物相互干扰， 使混合物的生物作用或毒性作用的强度低于两 种化学污染物任何一种单独输入机体的强度。
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+ 增强作用：一种环境化学物本身对机体并无 毒性，但能使与其同时进入机体的另一种环 境化学物的毒性增强，这种作称为增强作用 或增效作用。
（二）联合作用类型的评定 1 联合作用系数法 2 等效应线图法
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四 毒性作用的机理 + 一、直接损伤作用 + 二、受体配体的相互作用与立体选择性作用 + 三、干扰易兴奋细胞膜的功能 + 四、干扰细胞能量的产生 + 五、与生物大分子结合：蛋白质、核酸、脂质 + 六、膜自由基损伤 + 七、细胞内钙稳态失调 + 八、选择性细胞死亡 + 九、体细胞非致死性遗传改变 + 十、诱发凋亡(程序性死亡)
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一 环境化学物的结构与性质 （一）结构与毒性 1 同系物的碳原子数 2 烃基 3 分子饱和度 4 卤素取代 5 羟基 6 酸基和酯基 7胺基 8构型 9 有机磷化合物的结构
外源化学物的毒性和影响因素
2. 机体功能容量降低。 脂肪使胃排空减慢，因而使摄入的毒物的吸收也慢。
任何有害物质的效应首先取决于剂量。
表示毒性的常用指标－安全限值
3. 机体对外加应激的代偿能力降低。 可以表现为：①机体对外数可分为两类。
②存在特殊的酶或生化途径；
4. 机体对其他某些环境因素不利影响的易 因此，常以接触剂量来量。
一种化学物对每种效应都可有一个阈值，因此一种化学物可有多个阈值。 Ⅱ型： 无效应→有益效应→毒效应→致死效应
源化学物产生的一种病理性免疫反应。 Ⅱ型中比较复杂，有益效应包括：①营养的；
外源化学物对细胞功能的干扰 和损伤 如脑是甲基汞的靶器官，肾脏是镉的靶器官。 任何有害物质的效应首先取决于剂量。 食品中外源化学物的毒性及影响因素
化学和生物)所规定的浓度和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和接触时间内，根据现有的知识，不会观察到任何直接和/或间接
育过程受到影响，寿命可能缩短。 的有害作用。
如亚硝胺将嘌呤和嘧啶碱基烷化而干扰DNA复制与RNA转录，从而影响蛋白质合成。 根据所用指标不同可分别称为半数有效剂量ED50，半数中毒剂量TD50和半数致死量LD50。 此种变化的程度用计量单位来表示，例如毫克、单位等
外源化学物的毒性和影响因素
食品中外源化学物的毒性及影响因素
损害作用与非损害作用 外源化学物在机体内可引起一定的生物学效应，
其中包括损害作用和非损害作用 损害作用、有害作用和毒作用具有相同的含义 有害作用也称为健康效应(health effect)，即引
起功能紊乱、损伤、疾病或死亡的生物学效应 。
④对特异性食损伤的品易感性中； 外源化学物的毒性及影响因素
生物学标志
接触生物学标志(biomarker of exposure)是测 定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代 谢物或与内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或 靶剂量的指标，提供关于暴露于外源化学物的信息 。
任何有害物质的效应首先取决于剂量。
表示毒性的常用指标－安全限值
3. 机体对外加应激的代偿能力降低。 可以表现为：①机体对外数可分为两类。
②存在特殊的酶或生化途径；
4. 机体对其他某些环境因素不利影响的易 因此，常以接触剂量来量。
一种化学物对每种效应都可有一个阈值，因此一种化学物可有多个阈值。 Ⅱ型： 无效应→有益效应→毒效应→致死效应
源化学物产生的一种病理性免疫反应。 Ⅱ型中比较复杂，有益效应包括：①营养的；
外源化学物对细胞功能的干扰 和损伤 如脑是甲基汞的靶器官，肾脏是镉的靶器官。 任何有害物质的效应首先取决于剂量。 食品中外源化学物的毒性及影响因素
化学和生物)所规定的浓度和接触时间的限制性量值，在低于此种浓度和接触时间内，根据现有的知识，不会观察到任何直接和/或间接
育过程受到影响，寿命可能缩短。 的有害作用。
如亚硝胺将嘌呤和嘧啶碱基烷化而干扰DNA复制与RNA转录，从而影响蛋白质合成。 根据所用指标不同可分别称为半数有效剂量ED50，半数中毒剂量TD50和半数致死量LD50。 此种变化的程度用计量单位来表示，例如毫克、单位等
外源化学物的毒性和影响因素
食品中外源化学物的毒性及影响因素
损害作用与非损害作用 外源化学物在机体内可引起一定的生物学效应，
其中包括损害作用和非损害作用 损害作用、有害作用和毒作用具有相同的含义 有害作用也称为健康效应(health effect)，即引
起功能紊乱、损伤、疾病或死亡的生物学效应 。
④对特异性食损伤的品易感性中； 外源化学物的毒性及影响因素
生物学标志
接触生物学标志(biomarker of exposure)是测 定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代 谢物或与内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或 靶剂量的指标，提供关于暴露于外源化学物的信息 。
环境毒理学04-3 环境化学物毒作用影响因素
(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
新生和幼年动物通常对毒物
较成年动物敏感，约敏感 1.5～10倍。动物发育的不
同阶段，某些组织器官和酶
系等的发育并不相同。新生 动物中枢神经系统（CNS） 发育还不完全，故对CNS的
兴奋剂敏感性较差，而对抑 制剂则较敏感。
5、纯度
在生产环境中生产或使用的化学物 质常含有一定数量的不纯物，其中有些 不纯物的毒性比原来化合物的毒性高， 对此若不加注意，可影响对一些化合物 毒性的正确评定。
例: 除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)，
在早期对此化合物进行研究时，由于样本中 夹杂有相当量的四氯二苯-对位-二恶烷 (TCDD)(30mg/Kg)，此种杂质毒性非常大， 急性经口LD50(雌大鼠)仅为2,4,5-T的雌大鼠 经口LD50的400万分之一。因此，即使 2,4,5-T中杂质含量很低(低于0.5mg/kg)， 仍影响其毒性。2,4,5-T的胚胎毒性是由于杂 质所引起，而不是2,4,5-T本身所致。
二、机体（宿主）状况
(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
机体对环境化学
物的感受性和耐 受性，与其种属、 年龄、性别、营 养和健康状况等 有关。
(一)种属和个体差异 (二)性别与激素 (三)年龄 (四)营养与健康 (五)生物节律
不同种属的动物和同种动 物中的不同个体之间对同 一毒物的感受性有差异， 其原因主要是由于毒物在 体内的代谢差异（如代谢 酶）所致。
代谢酶还存在质的差异。如猫，缺乏催化酚葡萄糖醛 酸结合的同功酶，因而猫对苯酚的毒性反应比其他能通 过葡萄糖醛酸结合解毒的动物敏感。
环境污染物的毒作用和损伤机理
的个体在群体中所占的百分比，可以死亡率、发病率等表示。
一、基本概念
毒性参数
▪ 毒性上限参数
——绝对致死量（浓度）LD100 LC100 ——半致死量（浓度）LD50 LC50 ——最小致死量（浓度）MLD MLC
——最大耐受量（浓度）LD0 LC0 ——致死剂量（浓度）LD LC ▪ 毒性下限参数
二、环境污染物毒作用分类
▪ 分类方法一
——局部毒性作用与全身毒性作用 ——速发与迟发毒性作用 ——可逆与不可逆毒性作用 ——变态反应 ——特异性体质反应 ——功能，形态及生化作用
▪ 分类方法 二
神经系统中毒 呼吸系统中毒 肝中毒 肾中毒 ……
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转 ▪ 毒物对靶位点的作用 ➢ 靶位点学说 ➢ 共价结合学说 ➢ 自由基学说受体学说 ▪ 毒物引起的细胞功能障碍 ▪ 修复与修复失调
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转——产生毒性的第一步，毒物从接触部位到其作用部
位的运输过程，决定于浓度和持续时间。 ➢ 终毒物——直接作用于内源靶分子 ➢ 内源靶分子：蛋白质、DNA、脂肪……
毒物分布 ➢ 与血浆蛋白的结合率 ➢ 特殊屏障的作用 ➢ 类似的脂肪组织 ➢ 与结合蛋白的连接 ……
三、毒作用机制的研究
一、基本概念
▪ 剂量——给予机体的或机体接触的外源化学物质的数量，以单
位体重接触的量表示，mg/kg。
▪ 效应——机体接触一定剂量的化学物质后引起一系列的生物学
效应。这种效应随摄入量的增多而增强，呈现分级反应。可用一 定的计量单位来表示其强度，如酶的活力、白细胞计数等。
▪ 反应——一定数量生物群体中接触毒物而产生某种生物学效应
▪ 毒物对靶位点分子的作用——产生毒性的第二步
一、基本概念
毒性参数
▪ 毒性上限参数
——绝对致死量（浓度）LD100 LC100 ——半致死量（浓度）LD50 LC50 ——最小致死量（浓度）MLD MLC
——最大耐受量（浓度）LD0 LC0 ——致死剂量（浓度）LD LC ▪ 毒性下限参数
二、环境污染物毒作用分类
▪ 分类方法一
——局部毒性作用与全身毒性作用 ——速发与迟发毒性作用 ——可逆与不可逆毒性作用 ——变态反应 ——特异性体质反应 ——功能，形态及生化作用
▪ 分类方法 二
神经系统中毒 呼吸系统中毒 肝中毒 肾中毒 ……
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转 ▪ 毒物对靶位点的作用 ➢ 靶位点学说 ➢ 共价结合学说 ➢ 自由基学说受体学说 ▪ 毒物引起的细胞功能障碍 ▪ 修复与修复失调
三、毒作用机制的研究
▪ 毒物的运转——产生毒性的第一步，毒物从接触部位到其作用部
位的运输过程，决定于浓度和持续时间。 ➢ 终毒物——直接作用于内源靶分子 ➢ 内源靶分子：蛋白质、DNA、脂肪……
毒物分布 ➢ 与血浆蛋白的结合率 ➢ 特殊屏障的作用 ➢ 类似的脂肪组织 ➢ 与结合蛋白的连接 ……
三、毒作用机制的研究
一、基本概念
▪ 剂量——给予机体的或机体接触的外源化学物质的数量，以单
位体重接触的量表示，mg/kg。
▪ 效应——机体接触一定剂量的化学物质后引起一系列的生物学
效应。这种效应随摄入量的增多而增强，呈现分级反应。可用一 定的计量单位来表示其强度，如酶的活力、白细胞计数等。
▪ 反应——一定数量生物群体中接触毒物而产生某种生物学效应
▪ 毒物对靶位点分子的作用——产生毒性的第二步
环境污染物的毒作用及其影响因素 PPT-
History
2700 B.C. - Chinese journals: plant and fish poisons
1900-1200 B.C. - Egyptian documents that had directions for collection, preparation, and administration of more than 800 medicinal and poisonous recipes.
92% of all poisonings happen at home.
The household products implicated in most poisonings are: cleaning solutions, fuels, medicines, and other materials such as glue and cosmetics.
Certain animals secrete a xenobiotic poison called venom, usually injected with a bite or a sting, and others animals harbor infectious bacteria.
Some household plants are poisonous to humans and animals.
Avicenna (A.D. 980-1036) Islamic authority on poisons and antidotes.-阿拉伯的医学王子
1200 A.D. - Spanish rabbi Maimonides writes first-aid book for poisonings, Poisons and Their Antidotes
第四章环境污染物的毒性及其影响因素
心肌细胞膜通透性改变与其毒性
心脏毒素
毒性
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
Ca2+
细胞
内 10-7~10-8 mol/L 外 10-3 mol/L
与CAM结合 cAMP作用 激活PKC 离子通道开放
神经转导 肌肉收缩 细胞分化和增值
细胞分泌
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
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。
盐度
盐度对痕量金属在生物相中富集的影响会受到生物因素 和化学因素的影响
硬度
硬度会影响有机表面活性剂的毒性，降低金属的毒性
4.4.4 环境化学物的联合毒性作用
两种或两种以上的化学物同时或短期内先后作 用于机体所产生的综合毒性作用，称为化学物的联 合毒性作用。
相加作用
联
协同作用
合 作
增强作用
用
拮抗作用
独立作用
(一) 联合毒性作用类型
相加作用：化学结构相似、靶器官和靶分子相同、
作用机理类似的多种环境化学物，同时作用于机体所 产生的生物学作用的总强度是各自单独作用的总和。
e.g.
M=M1+M2
丙稀腈、乙腈
大部分刺激性气体的刺激
具有麻痹作用的化合物对机体的刺激
两种有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用
(一) 联合毒性作用类型
第四章环境污染物的毒性及其影响因素
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.
心脏毒素
毒性
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
Ca2+
细胞
内 10-7~10-8 mol/L 外 10-3 mol/L
与CAM结合 cAMP作用 激活PKC 离子通道开放
神经转导 肌肉收缩 细胞分化和增值
细胞分泌
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
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。
盐度
盐度对痕量金属在生物相中富集的影响会受到生物因素 和化学因素的影响
硬度
硬度会影响有机表面活性剂的毒性，降低金属的毒性
4.4.4 环境化学物的联合毒性作用
两种或两种以上的化学物同时或短期内先后作 用于机体所产生的综合毒性作用，称为化学物的联 合毒性作用。
相加作用
联
协同作用
合 作
增强作用
用
拮抗作用
独立作用
(一) 联合毒性作用类型
相加作用：化学结构相似、靶器官和靶分子相同、
作用机理类似的多种环境化学物，同时作用于机体所 产生的生物学作用的总强度是各自单独作用的总和。
e.g.
M=M1+M2
丙稀腈、乙腈
大部分刺激性气体的刺激
具有麻痹作用的化合物对机体的刺激
两种有机磷农药对胆碱酯酶的抑制作用
(一) 联合毒性作用类型
第四章环境污染物的毒性及其影响因素
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.
环境污染物的毒性
1、致死剂量或浓度:以机体死亡为观察指标 而确定的外源化合物剂量 ① 绝对致死量或浓度 :能引起所观察个体全 部死亡的最低剂量或浓度 。 ② 半数致死剂量或浓度 ：实验总体中引起动 物半数死亡的剂量或浓度。 ③ 最小致死量或浓度 ：仅引起个别动物死亡 的最小剂量或浓度。 ④ 最大耐受量或浓度 ：一群个体中不引起死 亡的最高剂量。
四、联合毒性作用
（一） 联合毒性作用定义 ：两种或两种以上 的化学物同时或短期内先后作用于机体所 产生的综合毒性作用。 （二）联合毒性作用种类 1、独立作用：彼此互无影响，仅表现为各自 的毒作用。
M=M1+M2×(1-M1) 或M=1-(1-M1)×(1-M2)
2、相加作用：作用强度是各个化学物质 单独作用强度的总和。 M=M1+M2
1、直接刺激与腐蚀作用 2、抑制机体对氧的吸收、运输和利用 3、抑制机体酶系统的活性 4、对细胞组织结构的损伤作用 5、干扰机体的代谢功能 6、影响抗体免疫功能 7、与基因的相互作用
三、毒作用的方式及种类
• （一）可逆与不可逆作用 • 1、可逆性毒作用 ：停止接触外源化合物后， 可逐渐消退的毒作用。 • 2、不可逆性毒作用 ：停止接触化合物后， 继续存在毒性效应，甚至危害进一步发展 的毒作用。
第二节 环境污染物的毒性作用 及其影响因素
一、基本概念 二、毒性作用机理 三、毒作用的方式及种类 四、联合毒性作用 五、三致作用 六、影响毒性的因素
一、基本概念
（一）毒物（toxicant）:一定条件下，较小剂 量就能引起机体功能性或器质性损伤的化 学物质。 （二）毒性（toxicity）:一种物质能引起机体 损害的性质和能力 （三）剂量（dose）:给予机体的或机体接触 的外来化学物的数量。
外源化学物毒作用特征及其影响因素
12
5 L区 K区 76
logK=4.751E 1 E 2－0.0512n E2-3
苯并a蒽的K区和L区
（二）理化性质
溶解度 分散度 挥发性 纯度
1、溶解度
①毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小，水 中溶解度越大，毒性愈大。如As2S3溶解度较 As2O3小3万倍，其毒性亦小
②影响毒性作用部位：如刺激性气体中在水中易 溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道， 而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡， 引起肺水肿
(Structure Activity Relationship analysis，SARA)
如果采用的是定量资料，分析结果也用定量数 据表示，称为定量结构与活性关系分析。 QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship )，就是用数学模型来定量地描 述药物的结构与生物活性(毒性)的关系 计算 毒理学
毒物的分类 -按用途和分布范围
1、工业毒物：工业三废、生产原料等 2、农用化学物：化肥、农药、除草剂等 3、环境污染物：生活三废等 4、食品添加剂：糖精、香精、食用色素等 5、日用化学品：化妆品、清洁和洗涤用品 6、药物和医疗产品：药物、杀虫剂和造影剂 7、生物毒素：动植物毒素、细菌和真菌毒素 8、军事毒物：化学战剂和生物战剂 9、放射性元素
我国学者戴乾圜提出多环芳烃致癌性 能的定量分子轨道模型---双区理论
多环芳烃在体内显示致癌性的必要的条
件是，其分子中存在两个活泼的烷化反应 中心 (亲电活性区域)，这两个中心间有利 于致癌潜力发挥的最优距离为2.8－3.0Å , 这个距离正好与体内细胞的 DNA 双螺旋间 互补碱基间负性原子间的距离相吻合。提 出一个多环芳烃致癌活性的定量公式：
第三节污染物的毒性作用及其影响因素
第三节 污染物的毒性作用及其影响因素 一、基本概念 1.毒物在日常接触条件下，较微量的化学物进入机体后，即能干扰或破坏机体的正常生理功能，引起暂时的或永久性的病理改变，甚至危及生命，就称该物质为毒物(toxicant)。
由于毒物作用的结果，使机体发生各种病变，称为中毒(toxication)。
2.毒性一种化学物质接触或进入机体内部的易感部位后能引起有害生物学作用的相对能力，称为该物质的毒性(toxicity)。
一个物质对机体造成的损害愈大，则其毒性也俞大。
但是一个物质“有毒”与“无毒”是相对的，毒性的大小也是相对的，关键是剂量或浓度。
毒物的剂量与机体发生毒性反应之间存在着一定的关系，即剂量－反应关系，毒性就是表示剂量－反应关系的，一般以化学物质引起机体某种毒性反应所需的剂量来表示。
3.剂量剂量的概念较为广泛，可指机体接触的剂量(外环境中的含量)或摄入量、外来化学物被机体吸收的剂量及其在靶器官中的剂量等。
化学物对机体的损害作用，直接取决于其在靶器官中的剂量，但测定此剂量十分复杂，且一般而言，接触或摄入的剂量愈大，靶器官中的剂量也愈大。
因此，常以接触或摄入机体的剂量，如单位体重(mg/kg)或环境中浓度(mg/m3或mg/L)来衡量。
4.剂量－反应关系生物体接触一定剂量的化学物质与其所产生反应之间存在一定的关系，称为剂量－反应关系(dose-response relationship)。
在毒理学研究中常将剂量 反应关系分为两类：一类是指接触某一化学物的剂量与个体呈现某种生物学反应的关系，其反应强度可被定量测定，用计量单位来表示。
人们又将这一类剂量－反应关系称为剂量效应关系。
例如有机磷农药可抑制胆碱脂酶，四氯化碳可引起血中谷丙转氨酶活性增高，其酶活性的高低，就以若干单位酶活力来表示。
另一类是指接触某一化学物的剂量与群体中出现某种反应的个体在群体中所占比例的关系，其所占比例可以％或比值表示，如死亡率、肿瘤发生率等。
(NEW)戴树桂《环境化学》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解
（2）环境化学的发展动向
国际上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化学循环及 其相互耦合的研究；化学品安全评价；臭氧层破坏以及气候变暖等全球 变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有 机物污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污 染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。
图1－6 汞在环境各圈层的迁移转化过程 汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。 在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为 甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生 物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化 为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，有挥发性，易散逸到大气中，容易被 光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体 （pH4～5）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。
第一章 绪 论 1.1 复习笔记 【知识框架】
【重点难点归纳】 一、环境化学 1．环境问题 环境污染是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下 降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件的过程。 造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的为 主要因素。 2．环境化学 环境科学是指在原有各相关学科的基础上产生了一门以研究环境质量及 其控制和改善为目的的综合性新学科。它主要是运用自然科学和社会科 学有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。 （1）环境化学的任务、内容与特点 ①环境化学的学科定义
（1）在20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环 境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃 物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危 灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素 联系起来。
国际上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化学循环及 其相互耦合的研究；化学品安全评价；臭氧层破坏以及气候变暖等全球 变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有 机物污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污 染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。
图1－6 汞在环境各圈层的迁移转化过程 汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。 在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为 甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生 物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化 为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，有挥发性，易散逸到大气中，容易被 光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体 （pH4～5）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。
第一章 绪 论 1.1 复习笔记 【知识框架】
【重点难点归纳】 一、环境化学 1．环境问题 环境污染是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下 降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件的过程。 造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的为 主要因素。 2．环境化学 环境科学是指在原有各相关学科的基础上产生了一门以研究环境质量及 其控制和改善为目的的综合性新学科。它主要是运用自然科学和社会科 学有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。 （1）环境化学的任务、内容与特点 ①环境化学的学科定义
（1）在20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环 境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃 物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危 灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素 联系起来。
环境毒理学课后习题答案
环境毒理学第一章绪论1、什么是环境毒理学？它是怎样产生的？环境毒理学（environmental toxicology）是利用毒理学方法研究环境，特别是空气、水和土壤中已存在或即将进入的有毒化学物质及其在环境中的转化产物，对人体健康的有害影响及其作用规律的一门学科。
是环境科学（environmental sciences）和生态毒理学（ecotoxicology）的重要组成部分。
环境毒理学的产生过程：早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识，并已有文献记载。
18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人。
毒理学在第二次世界大战后得到快速发展。
2、环境毒理学的研究对象、主要任务和内容是什么？环境毒理学的研究对象主要是对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物（environmental pollutant）。
环境污染物主要是人类的生产和生活活动所产生的化学性污染物。
环境毒理学的主要任务是研究环境污染物对人体的损害作用及其机理，探索环境污染物对人体健康的损害的早期检测指标和生物标志物，从而为制定环境卫生标准和有效防治环境污染对人体健康的危害提供理论依据；此外，根据环境污染物对其他生物（包括动物、植物、微生物等）个体、种群及生态系统的危害，甚至在特定环境中对整个生物社会的危害，研究其损害作用及其机理、早期损害指标及防治理论和措施。
环境毒理学的最终任务是保护包括人类在内的各种生物的生存和持续健康的发展。
环境毒理学的主要内容是研究环境污染物及其在环境中降解和转化产物对机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布和排泄等生物转运过程和代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构和毒性以及影响毒作用的各种有关因素。
3、阐述环境毒理学的主要研究方法。
体外试验（in vitro test）：器官水平（包括器官灌流和组织培养，基本保持器官完整性，常用于毒物代谢的研究）；细胞水平（应用的细胞包括已建株的细胞系（株）和原代细胞（可用不同的器官进行制备），可用于外来化合物的毒性和致癌性的各种过筛试验，也可用来研究化合物的代谢和中毒机理的探讨）；亚细胞水平（研究中毒机理、毒物引起损伤的亚细胞定位以及化合物代谢）；分子水平（如研究毒物对生物体内酶的影响）。
4.2.3环境污染对人类健康的影响
（五）个体感受性
影响个体感受性的因素：
健康状况、年龄、性别、生理生化功能状态、遗传因素、 个人行为(吸烟等) 例如：1952年英国伦敦烟雾事件 ：一周内比前一年同期多死亡
的4000人中，80%原有心肺病 缺乏血清抗胰蛋白酶因子：对刺激性气体的肺损伤敏感
G-6-PD缺陷：对苯的氨基和硝基化合物所致溶血敏感
机体代偿状态 生理反应的异常变动 生理反应正常范围内的变动
健康效应谱
• 高敏感人群(高危人群 )： • 由于诸多个体因素不同而对环境污染物 特别敏感的人 • ——卫生标准要保护该人群
二、环境污染对健康损害的影响因素
（一）污染物的理化性质
影响毒性的因素：
化学结构：结构与活性的关系 例如：醇类毒性依次：丁醇>戊醇>乙醇>丙醇 不饱和化合物>饱和化合物:乙炔>乙烯>乙烷 氯取代氢越多毒性越大： CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl>CH4 物理特性 例如：固体微粒分散度大，进入呼吸道深部 溶解度：Cl2、SO2溶于水损害眼结膜、上呼吸道粘膜 NOx、光气难溶于水损害深呼吸道粘膜金属 烟尘热铸造热 脂溶性毒物[C6H6、CS2、Pb(CH3)4] 损害中枢神经系统
肝脏粗面内质网:微粒体混合功能氧化酶， 如CYP-450、细胞色素b5
肾、肠组织酯酶、酰胺酶
结合反应——形成水溶性更强的结合物，排出体外 解毒作用：生物转化后毒性降低 生物转化后果 活化作用：生物转化后毒性增强 对硫磷对氧磷 乐果氧化乐果 前致癌物终末致癌物 [BaP、芳香胺]
(四) 排
泄
经肾随尿排出：主要途径 污染物或其代谢物 肾小球被动过滤(分子量<60000)
作用持续时间决定体内蓄积水平 蓄积量还受摄入量(环境水平)及生物半减期(t1/2)影响
环境污染物的毒性及其影响因素
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。
4.2、毒理学常用的剂量概念
1．致死剂量（Lethal dose，LD）
2．半数效应剂量（ED50） 3．最小有作用剂量（MEL）
4．最大无作用剂量（MNEL）
5．急性毒作用带(Zac)
1.半数致死剂量LD50或浓度LC50
自由基
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
4.3.6 与生物大分子结合
•细胞毒性和死亡
•过敏反应
蛋白质
•致癌作用 •抑制酶活性
环境毒物及 代谢产物
共价结合
•细胞毒性
核酸
•影响DNA-蛋白 质相互作用
•致突变作用
加合物
•激活癌基因
4.3.7选择性细胞致死和非致死性遗传改变
e.g.
肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑸ 羟基
-OH
芳香族化合物中引入羟基，分子极性增强，毒 性增加 e.g.
毒性：苯酚 > 苯
苯酚
苯
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑹ 酸基和酯基
对组织器官的细胞有选择性致死毒性
体细胞 DNA损伤和 染色体异常 生殖细胞
细胞突变和癌变 遗传性疾病
致畸作用
4.4 影响毒性作用的因素
4.4.1 环境化学物的结构与性质 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。
环境污染物对人体健康的影响途径、毒性效应、剂量-效应关系
环境污染物对人体健康的影响途径、毒性效应、剂量-效应关系摘要:环境污染物种类繁多，对人体健康的影响途径复杂，毒性效应也各不相同。
本文将从环境污染物进入人体的途径、对人体造成的毒性效应以及剂量-效应关系三个方面进行阐述。
首先，介绍了环境污染物进入人体的主要途径，包括呼吸道吸入、皮肤接触、消化道摄入等。
接着，详细阐述了不同类型环境污染物对人体造成的毒性效应，包括致癌、致畸、致突变、神经毒性、生殖毒性等。
最后，分析了剂量-效应关系，探讨了不同剂量水平下环境污染物对人体的健康影响，并强调了环境污染物致病的阈值效应和非阈值效应。
本文旨在全面、系统地介绍环境污染物对人体的健康影响，以期引起人们对环境保护和健康安全的重视。
关键词:环境污染物，人体健康，影响途径，毒性效应，剂量-效应关系一、引言环境污染是全球性问题，对人类健康造成严重威胁。
随着工业化进程的加速和人口的增长，环境污染日益加剧，污染物种类不断增多，对人体的危害也越来越大。
因此，深入研究环境污染物对人体健康的影响途径、毒性效应、剂量-效应关系，对于制定有效的环境保护措施、维护人类健康至关重要。
二、环境污染物进入人体的主要途径环境污染物可以通过多种途径进入人体，主要包括以下几种：(1) 呼吸道吸入:空气中含有大量的污染物，如二氧化硫、二氧化氮、颗粒物、挥发性有机化合物等。
这些污染物可以通过呼吸道进入人体，对呼吸系统造成损害。
(2) 皮肤接触:皮肤是人体最大的器官，也是接触环境污染物的重要途径。
例如，接触农药、重金属等污染物会导致皮肤炎症、皮炎等。
(3) 消化道摄入:污染物可以通过食物和水进入人体。
例如，农药残留、重金属污染、化学添加剂等都会通过消化道进入人体，对消化系统造成损害。
(4) 其他途径:除了以上三种主要途径外，环境污染物还可以通过注射、输血、母乳喂养等途径进入人体。
三、环境污染物对人体造成的毒性效应环境污染物对人体造成的毒性效应主要包括以下几种：(1) 致癌:一些环境污染物具有致癌性，如苯、甲醛、石棉等。
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生殖与发育
4.3.5 自由基与脂质过氧化
自由基
✓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
⒈蛋白变性 ⒉细胞膜流动性 ⒊酶活性 ⒋细胞肿胀和溶解 ⒌致突变，染色体断裂 ⒍致畸胎
4.3.6 与生物大分子结合
蛋白质
环境毒物及 共价结合 代谢产物
核酸
加合物
•细胞毒性和死亡 •过敏反应 •致癌作用 •抑制酶活性
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。
4.2、毒理学常用的剂量概念
1．致死剂量（Lethal dose，LD） 2．半数效应剂量（ED50） 3．最小有作用剂量（MEL） 4．最大无作用剂量（MNEL） 5．急性毒作用带(Zac)
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
⑴ 同系物的碳原子数
碳氢化合物（烷、醇、酮等）： 当碳原子数在2~7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：
•细胞毒性 •影响DNA-蛋白 质相互作用 •致突变作用 •激活癌基因
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
DNA损伤和 染色体异常
体细胞 生殖细胞
细胞突变和癌变 遗传性疾病 致畸作用
4.4 影响毒性作用的因素
4.4.1 环境化学物的结构与性质
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。
（LD）
剂量(ED50) 剂量(MEL) 剂量(MNEL ) 用带(Zac)
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。
营养元素的剂量-反应关系
斑釉齿指数 龋齿数
12
10 重度 4.0
8
中度 3.0
6
轻度 2.0
极轻度 1.0 4
能。尤其是神经–肌肉接头部
位，直接导致呼吸肌麻痹。
பைடு நூலகம்
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
4.3.2 细胞膜损伤
心肌细胞膜通透性改变与其毒性
心脏毒素
毒性
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
Ca2+
细胞
内 10-7~10-8 mol/L 外 10-3 mol/L
与CAM结合 cAMP作用 激活PKC 离子通道开放
神经转导 肌肉收缩 细胞分化和增值
细胞分泌
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
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。
4.3.4 干扰细胞能量代谢
代谢酶
4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
肉毒杆菌毒素的毒作用机理
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。
Ca2+
乙酰胆碱释放被抑制，使胆
碱能神经失去信号传导生理功
第四章 环境污染物的毒 性及其影响因素
2020年4月23日星期四
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.
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑸ 羟基 -OH
芳香族化合物中引入羟基，分子极性增强，毒 性增加
e.g.
毒性：苯酚 > 苯
苯酚
苯
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑹ 酸基和酯基
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
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
⑷ 卤素取代
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，从而毒性增强
e.g.
肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4
1.半数致死剂量LD50或浓度LC50
绝对致死量 半数致死量 最小致死量 最大耐受量
（LD100）
（LD50）
（MLD）
（MTD）
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 ）。
2.半数效应剂量
致死剂量 半数效应 最小有作用最大无作用 急性毒作
直链的>支链的；成环的>不成环的
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑵ 烃基
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
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑶ 分子饱和度
分子中不饱和键增多可使化学物活性增大，毒 性增强 e.g.
4.1、基本概念
1. 毒物 (Toxicant)
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，甚至引起死亡的化学物质。
2. 毒性 (Toxicity）
化学物质能引起机体损害的性质和能力。
4.1、基本概念
3.中毒（toxication）
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。
0.0 2
0
0.1
1.0
10.0
水中氟浓度(ppm)
饮水中氟浓度与龋齿数、斑釉齿指数的关系
4.3 毒性作用的机理
4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
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。
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。
4.3.5 自由基与脂质过氧化
自由基
✓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
⒈蛋白变性 ⒉细胞膜流动性 ⒊酶活性 ⒋细胞肿胀和溶解 ⒌致突变，染色体断裂 ⒍致畸胎
4.3.6 与生物大分子结合
蛋白质
环境毒物及 共价结合 代谢产物
核酸
加合物
•细胞毒性和死亡 •过敏反应 •致癌作用 •抑制酶活性
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。
4.2、毒理学常用的剂量概念
1．致死剂量（Lethal dose，LD） 2．半数效应剂量（ED50） 3．最小有作用剂量（MEL） 4．最大无作用剂量（MNEL） 5．急性毒作用带(Zac)
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
⑴ 同系物的碳原子数
碳氢化合物（烷、醇、酮等）： 当碳原子数在2~7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：
•细胞毒性 •影响DNA-蛋白 质相互作用 •致突变作用 •激活癌基因
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
DNA损伤和 染色体异常
体细胞 生殖细胞
细胞突变和癌变 遗传性疾病 致畸作用
4.4 影响毒性作用的因素
4.4.1 环境化学物的结构与性质
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。
（LD）
剂量(ED50) 剂量(MEL) 剂量(MNEL ) 用带(Zac)
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。
营养元素的剂量-反应关系
斑釉齿指数 龋齿数
12
10 重度 4.0
8
中度 3.0
6
轻度 2.0
极轻度 1.0 4
能。尤其是神经–肌肉接头部
位，直接导致呼吸肌麻痹。
பைடு நூலகம்
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
4.3.2 细胞膜损伤
心肌细胞膜通透性改变与其毒性
心脏毒素
毒性
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
Ca2+
细胞
内 10-7~10-8 mol/L 外 10-3 mol/L
与CAM结合 cAMP作用 激活PKC 离子通道开放
神经转导 肌肉收缩 细胞分化和增值
细胞分泌
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
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。
4.3.4 干扰细胞能量代谢
代谢酶
4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
肉毒杆菌毒素的毒作用机理
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。
Ca2+
乙酰胆碱释放被抑制，使胆
碱能神经失去信号传导生理功
第四章 环境污染物的毒 性及其影响因素
2020年4月23日星期四
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.
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑸ 羟基 -OH
芳香族化合物中引入羟基，分子极性增强，毒 性增加
e.g.
毒性：苯酚 > 苯
苯酚
苯
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑹ 酸基和酯基
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
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
⑷ 卤素取代
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，从而毒性增强
e.g.
肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4
1.半数致死剂量LD50或浓度LC50
绝对致死量 半数致死量 最小致死量 最大耐受量
（LD100）
（LD50）
（MLD）
（MTD）
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 ）。
2.半数效应剂量
致死剂量 半数效应 最小有作用最大无作用 急性毒作
直链的>支链的；成环的>不成环的
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑵ 烃基
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
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑶ 分子饱和度
分子中不饱和键增多可使化学物活性增大，毒 性增强 e.g.
4.1、基本概念
1. 毒物 (Toxicant)
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，甚至引起死亡的化学物质。
2. 毒性 (Toxicity）
化学物质能引起机体损害的性质和能力。
4.1、基本概念
3.中毒（toxication）
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。
0.0 2
0
0.1
1.0
10.0
水中氟浓度(ppm)
饮水中氟浓度与龋齿数、斑釉齿指数的关系
4.3 毒性作用的机理
4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
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。
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。