最新3-1外源化学物在体内的生物转运
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外源化学物的脂溶性（亲脂性）可用脂/ 水分配系数来表示。
脂/水分配系数是当一种物质在脂相和水 相的分配达到平衡时，其在脂相和水相 中溶解度的比值。
该比值越大，扩散转运速率越快；过大 后易存于膜脂内，不通过膜。
27
举例： 外源化学物A和B的脂/水分配系数分
别为1和5，当膜外侧水相浓度为1，膜内 侧水相浓度为0.5时，外源化学物A和B 经膜的简单扩散速率之比是多少？ A：（1*1-0.5*1）=0.5 B：（1*5-0.5*5）=2.5 A和B扩散速率之比是1：5
竞争性抑制的影响。
20
21
水分子虽然是极 性分子，但是它 的分子极小，又 不带电荷，故膜 对它是高通透的。
22
简单扩散方式条件
1）膜两侧存在浓度差异； 2）化学毒物必须有脂溶性； 3）化学毒物必须是非电离状态。
23
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
24
6
第一节 生物膜和生物转运
外源化学物的体内动态过程
外源 [接触] 化学物
皮肤 肺
[吸收]
[接触]
消化道
[代谢]
肝
血液循环 白蛋白结合型
游离型
[分布]
靶器官 (损害)
器官组织 (贮存)
[排泄]
肾 肺 分泌腺
粪
胆汁
[排泄]
尿
呼气 乳汁、汗
7
图1 外源化学物在体内的动态过程
ADME过程 跨膜转运(吸收,分布,排泄),生物转化 吸收 absorption 分布 distribution 代谢 metabolism (生物转化biotransformation) 排泄 excretion (重点：转运规律，生物转化)
3-1外源化学物在体内的生物转 运
食物在经口摄入后在体内经过 怎样一个过程后被排出体外？
2
3
化学毒物对机体的毒性作用取决于 两个因素：
1）化学毒物的固有毒性和接触量； 2）化学毒物或其活性代谢物到达作用
部位的效率。
在靶器官内的化学毒物或其活性代 谢物的浓度及持续时间，决定了机体的 毒性效应的性质及其强度。
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）。
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
又称为载体扩散。水溶性小分子或离子在 特殊的膜蛋白帮助下，由细胞膜高浓度的 一侧向低浓度的一侧扩散的过程。
可能机制：膜上蛋白质载体特异地与某种 化学毒物结合后，其分子内部发生构型变 化而形成适合该物质透过的通道而进入细 胞。
18
（二）被动转运
被动转运包括简单扩散、滤过 和易化扩散。
19
1. 简单扩散
简单扩散：又称脂溶扩散。是指脂溶性物 质通过膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过 程。（化学毒物从浓度较高的一侧向浓度 低的一侧经脂质双分子层进行扩散性转 运。）
多数化学毒物经简单扩散方式通过生物膜。 不消耗能量、不需载体、不受饱和限速与
钙泵，又称钙泵－ATP酶
15
主动转运
逆浓度差转运
消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
16
特点： 1）需载体； 2）可从低浓度向高浓度转运（逆梯度）； 3）需能，代谢抑制剂可阻止此转运过程； 4）对转运的物质有特异的选择性； 5）转运量有极限；并且，相同载体转运的
化学物具有竞争性抑制作用。
17
几种主动转运系统
膜动转运(cytosis)
胞吞(endocytosis),胞饮(pinocytosis) 胞吐(exocytosis)
14
（一）主动转运
定义：细胞通过主动的耗能过程，将物质 分子或离子由低浓度一侧向高浓度一侧转 运的过程。
根据利用能量的形式不同，分原发性主动 转运（由ATP直接供能）和继发性主动转 运（由ATP间接供能）
1）隔离功能，包绕和分隔内环境； 2）是进行很多重要生化反应和生命现象的
场所； 3）内外环境物质交换的屏障。
生物膜也是一些毒物的毒作用靶。
13
二、生物转运
主动转运(active transport)
生 物Байду номын сангаас被动转运 转 运
简单扩散(simple diffusion) 易化扩散(facilitated diffusion) 滤过(filtration)
4
化学毒物如何到达靶器官？
5
机体对化学毒物的处理可简单地分成相互有 关的吸收(absorption)、分布(distribution)、代 谢(metabolism)和排泄(excretion)四个过程，即 ADME 。
化学毒物在体内的吸收、分布和排泄过程称 为生物转运。
化学毒物在机体内酶催化发生化学结构与性 质变化的过程称为转化（代谢）。
28
解离状态
弱有机酸（碱）的有毒物在体液中部分 解离。
非解离型极性小，脂溶性大，易扩散； 解离型极性大，脂溶性小，难以扩散；
29
Henderson-Hasselback公式： 有机酸：
pKa-pH=lg(非解离型HA/解离型A-） 有机碱：
pKa-pH=lg(解离型BH+/非解离型B）
30
8
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
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
2020/10/10
99
一、生物膜
脂质
组成 糖
蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、
生
离子通道等
物 膜 结构：液态镶嵌模型
隔离功能
功能
生化反应和生命活动的场所
影响因素
①扩散效率 ②脂/水分配系数 ③解离状态
2020/10/10
25 25
Frick定律
外源化学物经简单扩散方式的扩散速率R 遵从Frick定律： R = K• A (c1 – c2)/d
式中 K－扩散常数 A－膜的面积
(c1 – c2)－外源化学物在膜两侧的浓度梯 度 d－膜的厚度
26
脂/水分配系数
内外环境物质交换的屏障
10
11
外源化学物的吸收、分布和排泄过程是通 过生物膜构成的屏障的过程。
生物膜是细胞膜和细胞器膜的总称。 生物膜的基本结构是连续排列的脂质分子
双层，主要由脂质和蛋白组成，也含有少 量的糖。膜蛋白可以是结构蛋白、受体、 酶、载体和离子通道等。
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生物膜的三个主要功能：
脂/水分配系数是当一种物质在脂相和水 相的分配达到平衡时，其在脂相和水相 中溶解度的比值。
该比值越大，扩散转运速率越快；过大 后易存于膜脂内，不通过膜。
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举例： 外源化学物A和B的脂/水分配系数分
别为1和5，当膜外侧水相浓度为1，膜内 侧水相浓度为0.5时，外源化学物A和B 经膜的简单扩散速率之比是多少？ A：（1*1-0.5*1）=0.5 B：（1*5-0.5*5）=2.5 A和B扩散速率之比是1：5
竞争性抑制的影响。
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水分子虽然是极 性分子，但是它 的分子极小，又 不带电荷，故膜 对它是高通透的。
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简单扩散方式条件
1）膜两侧存在浓度差异； 2）化学毒物必须有脂溶性； 3）化学毒物必须是非电离状态。
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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
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第一节 生物膜和生物转运
外源化学物的体内动态过程
外源 [接触] 化学物
皮肤 肺
[吸收]
[接触]
消化道
[代谢]
肝
血液循环 白蛋白结合型
游离型
[分布]
靶器官 (损害)
器官组织 (贮存)
[排泄]
肾 肺 分泌腺
粪
胆汁
[排泄]
尿
呼气 乳汁、汗
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图1 外源化学物在体内的动态过程
ADME过程 跨膜转运(吸收,分布,排泄),生物转化 吸收 absorption 分布 distribution 代谢 metabolism (生物转化biotransformation) 排泄 excretion (重点：转运规律，生物转化)
3-1外源化学物在体内的生物转 运
食物在经口摄入后在体内经过 怎样一个过程后被排出体外？
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化学毒物对机体的毒性作用取决于 两个因素：
1）化学毒物的固有毒性和接触量； 2）化学毒物或其活性代谢物到达作用
部位的效率。
在靶器官内的化学毒物或其活性代 谢物的浓度及持续时间，决定了机体的 毒性效应的性质及其强度。
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）。
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
又称为载体扩散。水溶性小分子或离子在 特殊的膜蛋白帮助下，由细胞膜高浓度的 一侧向低浓度的一侧扩散的过程。
可能机制：膜上蛋白质载体特异地与某种 化学毒物结合后，其分子内部发生构型变 化而形成适合该物质透过的通道而进入细 胞。
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（二）被动转运
被动转运包括简单扩散、滤过 和易化扩散。
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1. 简单扩散
简单扩散：又称脂溶扩散。是指脂溶性物 质通过膜由高浓度侧向低浓度侧扩散的过 程。（化学毒物从浓度较高的一侧向浓度 低的一侧经脂质双分子层进行扩散性转 运。）
多数化学毒物经简单扩散方式通过生物膜。 不消耗能量、不需载体、不受饱和限速与
钙泵，又称钙泵－ATP酶
15
主动转运
逆浓度差转运
消耗能量
需要载体 饱和性 竞争性
16
特点： 1）需载体； 2）可从低浓度向高浓度转运（逆梯度）； 3）需能，代谢抑制剂可阻止此转运过程； 4）对转运的物质有特异的选择性； 5）转运量有极限；并且，相同载体转运的
化学物具有竞争性抑制作用。
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几种主动转运系统
膜动转运(cytosis)
胞吞(endocytosis),胞饮(pinocytosis) 胞吐(exocytosis)
14
（一）主动转运
定义：细胞通过主动的耗能过程，将物质 分子或离子由低浓度一侧向高浓度一侧转 运的过程。
根据利用能量的形式不同，分原发性主动 转运（由ATP直接供能）和继发性主动转 运（由ATP间接供能）
1）隔离功能，包绕和分隔内环境； 2）是进行很多重要生化反应和生命现象的
场所； 3）内外环境物质交换的屏障。
生物膜也是一些毒物的毒作用靶。
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二、生物转运
主动转运(active transport)
生 物Байду номын сангаас被动转运 转 运
简单扩散(simple diffusion) 易化扩散(facilitated diffusion) 滤过(filtration)
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化学毒物如何到达靶器官？
5
机体对化学毒物的处理可简单地分成相互有 关的吸收(absorption)、分布(distribution)、代 谢(metabolism)和排泄(excretion)四个过程，即 ADME 。
化学毒物在体内的吸收、分布和排泄过程称 为生物转运。
化学毒物在机体内酶催化发生化学结构与性 质变化的过程称为转化（代谢）。
28
解离状态
弱有机酸（碱）的有毒物在体液中部分 解离。
非解离型极性小，脂溶性大，易扩散； 解离型极性大，脂溶性小，难以扩散；
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Henderson-Hasselback公式： 有机酸：
pKa-pH=lg(非解离型HA/解离型A-） 有机碱：
pKa-pH=lg(解离型BH+/非解离型B）
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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
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
2020/10/10
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一、生物膜
脂质
组成 糖
蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、
生
离子通道等
物 膜 结构：液态镶嵌模型
隔离功能
功能
生化反应和生命活动的场所
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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Frick定律
外源化学物经简单扩散方式的扩散速率R 遵从Frick定律： R = K• A (c1 – c2)/d
式中 K－扩散常数 A－膜的面积
(c1 – c2)－外源化学物在膜两侧的浓度梯 度 d－膜的厚度
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脂/水分配系数
内外环境物质交换的屏障
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外源化学物的吸收、分布和排泄过程是通 过生物膜构成的屏障的过程。
生物膜是细胞膜和细胞器膜的总称。 生物膜的基本结构是连续排列的脂质分子
双层，主要由脂质和蛋白组成，也含有少 量的糖。膜蛋白可以是结构蛋白、受体、 酶、载体和离子通道等。
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生物膜的三个主要功能：