第三章 外源化学物在体内的生物转运和生物转化-2
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毒物经胃肠道吸收主要涉及被动扩散、 膜孔滤过、载体中介及吞噬或胞饮。主 要以单纯扩散方式吸收。
1、在胃肠吸收的原因：
(1) 小肠有无数皱褶和突起的绒毛，绒毛 内含有毛细血管网包绕的淋巴管网。小 肠总面积达300m2。绒毛和微绒毛使表 面积增加了600倍，大大提高有效接触 面积。
(2) 胃肠各段具有不同的PH，胃为2.0+ , 肠为6.6+，结肠为8.0+，所以有机酸、 有机碱可分别在胃肠内通过简单扩散吸 收。
二价金属离子转运体
dmt 胃肠道吸收
肽转运体
pept 胃肠道吸收
在毒理学上，主动转运方式对于被吸 收后化学物的不均匀分布及从肾和肝脏排 泄过程特别重要，而与吸收的关系较小。
（三）膜动转运（cytosis） 1.胞吞（endocytosis） 通过生物膜的变形移动和收缩，把颗粒 状物质或液滴包围起来最后摄入细胞内。 吞噬（phagocytosis）：对颗粒物 胞饮（pinocytosis）：对液滴
糖类
蛋白 质
脂质
液态镶嵌模型示意图
1.膜的脂质成分 连续的脂质双分子层排列。
2.镶嵌在脂质中的蛋白成分 结构蛋白、受体、酶、载体或离子通
道。 3.生物膜的多孔性
是某些水溶性小分子化合物的通道。
生物膜主要有三个功能： 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。
在渗透压梯度和液体静压作用下，大 量水可经这些膜孔道通过，同时可作为 载体携带小分子化合物或离子滤过。
分子量＜100～200者
可通过直径为4nm的孔道。
分子量＜白蛋白分子（约60000）者
可通过直径为10nm的孔道。
3、易化扩散(facilitated diffusion)
或载体扩散、促进扩散。
主指亲水化合物通过生物膜由 高浓度--转运→ 低浓度，有载体（carrier） 参加，不需消耗能量，可饱和。
表3-1 细胞膜对外源化学物主动转运系统
名称
缩写
功能
多药耐受蛋白（P-糖蛋白） mdr 减少胃肠道吸收，血-脑屏障，胆汁分泌，胎盘屏障
多耐受药物蛋白
mrp 尿排泄，胆汁排泄
有机阴离子转运多肽
oatp 肝摄取
有机阴离子转运体
oat 肾摄取
有机阳离子转运体
oct 肾摄取，肝摄取，胎盘屏障
核苷转运体
nt 胃肠道吸收
外源化学物主要通过呼吸道、消化道 和皮肤吸收。
外源化学物在从吸收部位转运到体 循环的过程中已开始被消除，即在胃肠 道粘膜、肝和肺的首过效应(first-pass effect)。
例如，乙醇可被胃粘膜的醇脱氢酶氧 化，吗啡在小肠粘膜和肝内与葡萄糖醛 酸结合。
一. 胃肠道吸收
毒物可随食物、水或单独入消化道， 毒物的吸收可发生于整个胃肠道，甚至 是在口腔和直肠中，但主要是在小肠。
③外源化学物必须是非解离状态。
单纯扩散示意图
特点： 不消耗能量，不需载体，不受饱和限
速与竞争性抑制的影响。
注意： 分配系数极高的外源化学物易存留在膜 内，不易通过膜。对于只能全部溶于脂 肪或全部溶于水或两者都难溶解的物质， 都难以通过。
2、滤过 (filtration)
是化学物通过生物膜上亲水孔道的过 程。
生物膜（biomembrane） 是将细胞或细胞器与周围环境分割
开的半透膜，是细胞膜（cell membrane, 也称质膜）和细胞器膜的总称。
生物膜主要由脂质 和蛋白组成，生物膜 表面也含有少量的糖。
生物膜的基本结构
是一种可塑的、具有流动性的脂质与 蛋白质镶嵌而成的双层结构（流动镶嵌 模式，mosaic model）。
外源化学物通过生物膜的方式： 被动转运、主动转运和膜动转运。
（一）被动转运(Passive transport)： 包括简单扩散（simple diffusion）、
易化扩散(facilitated diffusion)、 滤过（filtration）。
被动转运是顺浓度梯度进行，不消耗 能量的。
1、简单扩散(simple diffusion) 又称顺流转运。
一些水溶性大分子如葡萄糖、氨基酸、 核苷酸等。
（二）主动转运 (active transport) 化学物由浓度低--转运→ 浓度高一侧，
引起能量消耗。特点： （1）需有载体参加 （2）载体有一定容量，可饱和 （3）特殊选择性 （4）两种结构相近物质可出现竞争抑制 （5）需消耗一定能量 （6）外源化学物可逆浓度梯度转运
第三章 外源化学物在体内的
生物转运与转化
生物转运(biotranspotation) 外来化学物在体内的吸收、分布和排
泄的过程。
生物转化(biotransformation) 外来化学物的代谢变化过程。
处置(disposition)： 吸收（absorption）、分布
（distribution）、代谢(metabolism)、 和排泄(excretion) 四个过程（ADME过 程）。
2.胞吐（exocytosis）
生物膜对化学物转运的影响，主要是阻 留和屏障作用。但另一方面，在化学物通 过生物膜的过程中，对膜的结构和功能有 可能产生一定的毒作用。
源自文库
第二节 吸收
吸收（absorption） 是指外源化学物从接触部位，通常是
机体的外表面或内表面（如皮肤，消化 道粘膜和肺泡）的生物膜转运至血循环 的过程。
(3) 经膜孔滤过:小肠上亲水孔道为4nm， 主要见于分子量较小的水溶性分子。
(4) 哺乳动物胃肠具有吸收营养物和电解 质多种特殊转运系统(嘧啶转运系统、铁 转运系统、钙转运体)，有些毒物可经过 竞争主动转运系统而吸收。
消除(elimination) 化学毒物的代谢和排泄的合称。
※吸收、分布、代谢和排泄可能同时发生
意义：
（1）有助于阐明外源化学物毒作用的 机制。
（2）有助阐明两种或两种以上外源化 学物联合毒作用的机制。
（3）可通过改变外源化学物ADME过 程，以预防和治疗外源化学物中毒。
第一节 生物膜和生物转运
简单扩散方式的条件是： ①膜两侧存在浓度梯度； ②外源化学物必须有脂溶性；
脂/水分配系数（lipid／water partition coefficient）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。一般来说，外源化学物的脂/水分配 系数越大，经膜扩散转运的速率较快。
1、在胃肠吸收的原因：
(1) 小肠有无数皱褶和突起的绒毛，绒毛 内含有毛细血管网包绕的淋巴管网。小 肠总面积达300m2。绒毛和微绒毛使表 面积增加了600倍，大大提高有效接触 面积。
(2) 胃肠各段具有不同的PH，胃为2.0+ , 肠为6.6+，结肠为8.0+，所以有机酸、 有机碱可分别在胃肠内通过简单扩散吸 收。
二价金属离子转运体
dmt 胃肠道吸收
肽转运体
pept 胃肠道吸收
在毒理学上，主动转运方式对于被吸 收后化学物的不均匀分布及从肾和肝脏排 泄过程特别重要，而与吸收的关系较小。
（三）膜动转运（cytosis） 1.胞吞（endocytosis） 通过生物膜的变形移动和收缩，把颗粒 状物质或液滴包围起来最后摄入细胞内。 吞噬（phagocytosis）：对颗粒物 胞饮（pinocytosis）：对液滴
糖类
蛋白 质
脂质
液态镶嵌模型示意图
1.膜的脂质成分 连续的脂质双分子层排列。
2.镶嵌在脂质中的蛋白成分 结构蛋白、受体、酶、载体或离子通
道。 3.生物膜的多孔性
是某些水溶性小分子化合物的通道。
生物膜主要有三个功能： 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。
在渗透压梯度和液体静压作用下，大 量水可经这些膜孔道通过，同时可作为 载体携带小分子化合物或离子滤过。
分子量＜100～200者
可通过直径为4nm的孔道。
分子量＜白蛋白分子（约60000）者
可通过直径为10nm的孔道。
3、易化扩散(facilitated diffusion)
或载体扩散、促进扩散。
主指亲水化合物通过生物膜由 高浓度--转运→ 低浓度，有载体（carrier） 参加，不需消耗能量，可饱和。
表3-1 细胞膜对外源化学物主动转运系统
名称
缩写
功能
多药耐受蛋白（P-糖蛋白） mdr 减少胃肠道吸收，血-脑屏障，胆汁分泌，胎盘屏障
多耐受药物蛋白
mrp 尿排泄，胆汁排泄
有机阴离子转运多肽
oatp 肝摄取
有机阴离子转运体
oat 肾摄取
有机阳离子转运体
oct 肾摄取，肝摄取，胎盘屏障
核苷转运体
nt 胃肠道吸收
外源化学物主要通过呼吸道、消化道 和皮肤吸收。
外源化学物在从吸收部位转运到体 循环的过程中已开始被消除，即在胃肠 道粘膜、肝和肺的首过效应(first-pass effect)。
例如，乙醇可被胃粘膜的醇脱氢酶氧 化，吗啡在小肠粘膜和肝内与葡萄糖醛 酸结合。
一. 胃肠道吸收
毒物可随食物、水或单独入消化道， 毒物的吸收可发生于整个胃肠道，甚至 是在口腔和直肠中，但主要是在小肠。
③外源化学物必须是非解离状态。
单纯扩散示意图
特点： 不消耗能量，不需载体，不受饱和限
速与竞争性抑制的影响。
注意： 分配系数极高的外源化学物易存留在膜 内，不易通过膜。对于只能全部溶于脂 肪或全部溶于水或两者都难溶解的物质， 都难以通过。
2、滤过 (filtration)
是化学物通过生物膜上亲水孔道的过 程。
生物膜（biomembrane） 是将细胞或细胞器与周围环境分割
开的半透膜，是细胞膜（cell membrane, 也称质膜）和细胞器膜的总称。
生物膜主要由脂质 和蛋白组成，生物膜 表面也含有少量的糖。
生物膜的基本结构
是一种可塑的、具有流动性的脂质与 蛋白质镶嵌而成的双层结构（流动镶嵌 模式，mosaic model）。
外源化学物通过生物膜的方式： 被动转运、主动转运和膜动转运。
（一）被动转运(Passive transport)： 包括简单扩散（simple diffusion）、
易化扩散(facilitated diffusion)、 滤过（filtration）。
被动转运是顺浓度梯度进行，不消耗 能量的。
1、简单扩散(simple diffusion) 又称顺流转运。
一些水溶性大分子如葡萄糖、氨基酸、 核苷酸等。
（二）主动转运 (active transport) 化学物由浓度低--转运→ 浓度高一侧，
引起能量消耗。特点： （1）需有载体参加 （2）载体有一定容量，可饱和 （3）特殊选择性 （4）两种结构相近物质可出现竞争抑制 （5）需消耗一定能量 （6）外源化学物可逆浓度梯度转运
第三章 外源化学物在体内的
生物转运与转化
生物转运(biotranspotation) 外来化学物在体内的吸收、分布和排
泄的过程。
生物转化(biotransformation) 外来化学物的代谢变化过程。
处置(disposition)： 吸收（absorption）、分布
（distribution）、代谢(metabolism)、 和排泄(excretion) 四个过程（ADME过 程）。
2.胞吐（exocytosis）
生物膜对化学物转运的影响，主要是阻 留和屏障作用。但另一方面，在化学物通 过生物膜的过程中，对膜的结构和功能有 可能产生一定的毒作用。
源自文库
第二节 吸收
吸收（absorption） 是指外源化学物从接触部位，通常是
机体的外表面或内表面（如皮肤，消化 道粘膜和肺泡）的生物膜转运至血循环 的过程。
(3) 经膜孔滤过:小肠上亲水孔道为4nm， 主要见于分子量较小的水溶性分子。
(4) 哺乳动物胃肠具有吸收营养物和电解 质多种特殊转运系统(嘧啶转运系统、铁 转运系统、钙转运体)，有些毒物可经过 竞争主动转运系统而吸收。
消除(elimination) 化学毒物的代谢和排泄的合称。
※吸收、分布、代谢和排泄可能同时发生
意义：
（1）有助于阐明外源化学物毒作用的 机制。
（2）有助阐明两种或两种以上外源化 学物联合毒作用的机制。
（3）可通过改变外源化学物ADME过 程，以预防和治疗外源化学物中毒。
第一节 生物膜和生物转运
简单扩散方式的条件是： ①膜两侧存在浓度梯度； ②外源化学物必须有脂溶性；
脂/水分配系数（lipid／water partition coefficient）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。一般来说，外源化学物的脂/水分配 系数越大，经膜扩散转运的速率较快。