第二章 环境污染物的毒作用及其影响因素

水溶性影响毒作用部位： 水溶性影响毒作用部位： Cl2、SO2、HF、NH3易溶于水 ⇒ 上呼吸道 、 NO2水溶性较低 ⇒ 呼吸道深部
（2）分散度 ） 一般分散度越大， 一般分散度越大，毒性越强 （3）挥发度和蒸气压 ） 液态毒物的挥发度大， 液态毒物的挥发度大，实际毒性强
值相同， 苯、苯乙烯：LD50值相同，苯乙烯的挥发度是苯的 苯乙烯： 1/11 苯乙烯危害性低
（3）自由基与脂质过氧化 ） 磷脂：富含多不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸侧链 磷脂：富含多不饱和脂肪酸侧链
-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH- （亚甲基碳） 亚甲基碳） 夺取H 夺取 · -CH=CH-CH2-CH=CH-C·H-CH=CH- 脂质自由基 ·) 脂质自由基(L 共振和电子转移 -CH=CH-CH=CH-C·H-CH2-CH=CH- 共轭二烯 与O2结合 -CH=CH-CH=CH-CH-CH2-CH=CH- 过氧化脂质自由基 O (LOO·) .O 从另一多不饱和脂肪酸分子 夺取H 夺取 · -CH=CH-CH=CH-CH-CH2-CH=CH- 脂质过氧化物 OOH (LOOH) 氧化、还原、分子环化、断裂， 氧化、还原、分子环化、断裂，产生丙二醛等产物
（4）对蛋白质、核酸分子的攻击 ）对蛋白质、 靶位点： 靶位点：氨基酸残Baidu Nhomakorabea和巯基 腺嘌呤、鸟嘌呤的C 腺嘌呤、鸟嘌呤的 8 嘧啶的C 嘧啶的 5 = C6 5） （5）污染物对机体中自由基防卫系统的影响 一些重金属离子抑制 抑制SOD、CAT、GSH一些重金属离子抑制 、 、 PX等的活性 有机污染物、 有机污染物、大气污染物进入体内形成自 消耗体内自由基清除物质 由基 消耗体内自由基清除物质
第二章 环境污染物的毒作用及其影响因素
生物 污染物 环境条件 污染物毒作用的性质和 污染物毒作用的性质和强度 性质
第一节 环境污染物的毒作用 一. 毒作用类型 1. 局部作用和全身作用 局部作用（ 局部作用（P.53）：化学物质引起的机体直接 ） 化学物质引起的机体直接 的损伤。 接触部位的损伤 接触部位的损伤。 全身作用（ 全身作用（P.53） ：环境化学物被吸收后， 随 ） 环境化学物被吸收后， 血液循环分布全身而呈现的毒作用。 分布全身而呈现的毒作用 血液循环分布全身而呈现的毒作用。 全身作用并不均匀一致（靶组织、靶器官） 全身作用并不均匀一致（靶组织、靶器官） CCl4：急性作用 中枢神经系统 肝脏、 慢性作用 肝脏、肾脏
2. 毒物的物理性状与毒性作用 （1）脂/水分配系数 ） 水分配系数大： 脂/水分配系数大：易吸收，不易排泄 水分配系数大 易吸收， 水分配系数小： 脂/水分配系数小：易排泄，不易吸收 水分配系数小 易排泄， 绝对溶解度： 绝对溶解度： 体液中溶解度越大， 体液中溶解度越大，毒性越强
砒霜（ 在水中溶解度比雄黄（ 砒霜（As2O3）在水中溶解度比雄黄（As2S3）大3万倍 万倍
溴苯 环氧溴苯 肝细胞的坏死 肾脏损害
有机F 有机 F¯ 在肾脏吸收蓄积 肾损伤 α-萘胺诱发膀胱癌： 萘胺诱发膀胱癌： 萘胺诱发膀胱癌 一级代谢物 + N-葡萄糖醛酸 葡萄糖醛酸 二级代谢物 膀胱尿液pH5～6 解离产物诱发 膀胱尿液 ～ 解离产物诱发DNA突变 突变
与某些酶在体内的分布差异有关 CH3OH HCHO HCOOH
（2）活性氧系统 ） 活性氧中间体（氧自由基） 活性氧中间体（氧自由基）：羟基自由基 （OH·）、氢过氧自由基（HO2-1·）、超 ） 氢过氧自由基（ ） 氧化阴离子自由基（ 氧化阴离子自由基（O2-1·）、单线态氧 ） （O2·）、H2O2 ） 自由基防卫系统：超氧化物歧化酶（ 自由基防卫系统：超氧化物歧化酶（SOD）、 ） 过氧化氢酶（ 过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物 ） 酶（GSH-PX）、还原型谷胱甘肽 （GSH）、尿酸等 ） 维生素A、 、 ， 胡萝卜素等 维生素 、E、C，β-胡萝卜素等
2. 受体学说
干扰正常的受体 – 配体的相互作用 有机磷农药 抑制胆碱酯酶活性 乙酰胆碱积聚 毒蕈碱型胆碱能受体 烟碱型胆碱能受体 类似神经症状 阿托品解毒机理： 阿托品解毒机理：竞争毒蕈碱型胆碱能受体 甲基汞竞争脑内胆碱能受体 脑损伤
3. 共价结合学说 （1）与蛋白质的共价结合 ） 结合位点：巯基、羟基、 结合位点：巯基、羟基、氨基等
抗原 分泌抗体进入体液 抗体、 抗体、抗原特异结合
淋巴细胞活化 形成致敏淋巴细胞 淋巴因子 吸引吞噬细胞向抗原集中 （细胞免疫） 细胞免疫）
吞噬 失去致病性 溶解 （体液免疫） 体液免疫）
变态反应（ 机体受抗原刺激后， 变态反应（过敏反应 ） ：机体受抗原刺激后，产 异常的体液或细胞免疫反应导致生理功能 生异常的体液或细胞免疫反应导致生理功能 紊乱或组织损伤。 紊乱或组织损伤。
侵入途径与吸收量： ➣ 侵入途径与吸收量： 金属Hg经口摄入 毒性小（吸收量少） 经口摄入， 金属 经口摄入，毒性小（吸收量少） Hg蒸气经呼吸道吸入，毒性强（吸收量多） 蒸气经呼吸道吸入， 蒸气经呼吸道吸入 毒性强（吸收量多） ➣ 侵入途径与首先到达的器官、组织： 侵入途径与首先到达的器官、组织：
⑥ 酸基和酯基 引入羧基（ ）、磺酸基 引入羧基（-COOH）、磺酸基（-SO3H）： ）、磺酸基（ ）： 水溶性↗ 脂溶性↘ 毒性↘ 水溶性↗，脂溶性↘，毒性↘ 毒性：苯甲酸＜ 毒性：苯甲酸＜苯 酸基经酯化：脂溶性↗ 毒性↗ 酸基经酯化：脂溶性↗ ，毒性↗ ⑦ 胺基 毒性：伯胺＞仲胺＞ 毒性：伯胺＞仲胺＞叔胺
碳原子数相同的同系物： 碳原子数相同的同系物： 毒性：直链＞ 毒性：直链＞支链 成环＞ 成环＞不成环 庚烷＞ 庚烷＞异庚烷 环戊（ 环戊（己）烷＞戊（己）烷
② 卤代 甲烷不致癌，碘甲烷、溴甲烷、 甲烷不致癌，碘甲烷、溴甲烷、氯甲烷致癌 对肝脏毒性： 对肝脏毒性： CCl4>CHCl3>CH2C12>CH3Cl>CH4 麻醉作用： 麻醉作用： CHCl3>CH2C12>CH3Cl>CH4
经口染毒： 硝酸盐 经口染毒：经肠道细菌还原为亚硝酸盐 高铁血红蛋白症 经静脉注射： 经静脉注射：无此毒效应
二. 机体因素 1. 种属、品系与个体感受性差异 种属、 代谢差异（代谢酶差异） 代谢差异（代谢酶差异） 解毒能力差异 食草动物对氰化物解毒能力比杂食动物强 2-乙酰氨基芴 2-乙酰氨基芴 N-羟化 N-羟化 致癌 芳香族羟化 不致癌
（4）电离度 ） 弱酸性或弱碱性有机化合物： 弱酸性或弱碱性有机化合物： 电离度愈低， 电离度愈低，脂溶性越高
3. 毒物侵入机体的途径与毒性作用 侵入途径与吸收速度： ➣ 侵入途径与吸收速度：
呼吸道>腹腔注射 肌肉注射>经口 腹腔注射>肌肉注射 经口>经皮 静脉注射 ~ 呼吸道 腹腔注射 肌肉注射 经口 经皮
4. 功能作用和形态作用 功能作用和形态作用 功能作用（ 功能作用（P.54） ：化学物引起的靶器官和组 ） 织的功能的可逆改变。 可逆改变 织的功能的可逆改变。 形态作用（ 形态作用（P.54） ：化学物引起的肉眼和显微 ） 化学物引起的肉眼和显微 的组织形态学改变。 镜下能观察到的组织形态学改变 镜下能观察到的组织形态学改变。 ➣ 形态作用常常不可逆
5. 变态反应和特异性反应 （1）变态反应 ） 自我” 非我” 识别 “自我”和“非我” 免疫反应 抗原：凡是能激发机体产生抗体 抗体和 抗原：凡是能激发机体产生抗体和细胞免 并能与抗体相结合的物质。 疫，并能与抗体相结合的物质。 抗体： 抗体：指机体内的淋巴细胞在抗原物质刺 激下所合成的免疫球蛋白 免疫球蛋白。 激下所合成的免疫球蛋白。
（2）特异性反应 ） ➣ 体内缺乏降解某种化合物的酶 缺乏血清胆碱酯酶 琥珀酰胆碱过敏
三. 毒性作用的机理 1. 靶位点学说 （1）靶位点的位置和结构 ） 接触部位、 接触部位、生物转运和生物转化部位 SO2、NO2 ⇒ 呼吸道 百草枯 ⇒ 肺 有机汞 ⇒ 脑
（2）靶位点的功能 ） 肝脏 、肾脏
溴苯 CO 溴苯环氧化物 肝细胞坏死 血红蛋白（ 血红蛋白（Fe2+） 肝细胞蛋白质 机体缺氧
Pb、Hg、Cd、As 、 、 、 巯基 （2）与核酸的共价结合 ） 结合位点：碱基、核糖、脱氧核糖、 结合位点：碱基、核糖、脱氧核糖、磷酸 生成DNA加合物 生成 加合物
4. 自由基作用学说 （1）自由基的产生和特点 ） 化学键断裂 异裂反应 离子 均裂反应 自由基 特点： 特点：高度的化学反应性 自由基的链锁反应：引发⇒增长⇒ 自由基的链锁反应：引发⇒增长⇒终止 生物体内自由基的来源： 生物体内自由基的来源： 生物大分子共价键均裂 外来物质经酶催化均裂 外来物质经生物转化接受单电子
（猴、豚鼠） 豚鼠）
致畸作用的种属差异： 致畸作用的种属差异：与胎盘屏障的转运有关 反应停” “反应停”：大、小鼠 4000mg/kg 不致畸 人 0.5～1.0mg/kg 致畸 ～
2. 年龄 毒物：幼年动物比成年动物敏感1.5～ 倍 毒物：幼年动物比成年动物敏感 ～10倍 新生动物往往功能发育不全 新生动物毒物代谢酶缺乏 毒物代谢酶缺乏： 新生动物毒物代谢酶缺乏： 代谢失活的毒物毒性大 代谢活化的毒物毒性小 老年动物酶活性下降 吸收与排泄能力的差异 儿童对Pb（ 儿童对 （4 ～ 5倍）、 （20倍）的吸收量 倍）、Cd（ 倍 较成人大
3. 即刻和迟发作用 即刻作用 作用（ 即刻作用（P.53）：一次接触后在短时间内引 ） 起的毒性作用。 起的毒性作用。 迟发作用（ 迟发作用（P.53）：一次或多次接触化学物 ） 需经一段时间后才呈现的毒性作用。 后，需经一段时间后才呈现的毒性作用。 三邻甲苯磷酸酯接触后几天才显示毒作用 三邻甲苯磷酸酯接触后几天才显示毒作用
第二节 影响毒作用的因素 一. 毒物因素 1. 毒物的化学结构与毒性作用 （1）化学结构与毒作用性质 ） 化学结构 ⇒ 理化性质 ⇒ 化学行为 ⇒ 毒作用性质
（2）化学结构与毒性大小 ） ① 同系物中的碳原子数 碳氢化合物同系物： 碳氢化合物同系物： 碳原子数↗ 毒性↗ 碳原子数↗，毒性↗，但碳原子数超过一定 毒性↘ 限度时（7～9个 限度时（7～9个），毒性↘ 庚烷：麻醉作用↗ 丙烷 ⇒ 庚烷：麻醉作用↗ 辛烷以上：麻醉作用↘ 辛烷以上：麻醉作用↘ 毒性：丁醇、戊醇＞乙醇、 毒性：丁醇、戊醇＞乙醇、丙醇
2. 可逆和不可逆作用 可逆作用（ ）：停止接触化学物后 可逆作用（P.53）：停止接触化学物后，损害 ）：停止接触化学物后， 可以逐渐消退、逐渐恢复的毒性作用。 可以逐渐消退、逐渐恢复的毒性作用。 不可逆作用（ 不可逆作用（P.53） ：停止接触化学物后，其 ） 停止接触化学物后， 作用继续存在， 作用继续存在，甚至损伤可进一步发展的 毒性作用。 毒性作用。 毒作用是否可逆，还与组织再生能力 再生能力有关 ➣ 毒作用是否可逆，还与组织再生能力有关 肝损伤多数可逆 中枢神经系统损伤多数不可逆
③ 基团的位置 带两个基团的苯环毒性：对位＞邻位＞ 带两个基团的苯环毒性：对位＞邻位＞间位 二甲苯、硝基酚、 二甲苯、硝基酚、氯酚 毒性：对称分子＞ 毒性：对称分子＞不对称分子 CH2ClOCH2Cl ＞CHCl2OCH3 CH2ClCH2Cl ＞CH3CHCl2
④ 分子饱和度 不饱和键↗ 毒性↗ 不饱和键↗，毒性↗ 麻醉作用：乙炔＞乙烯＞ 麻醉作用：乙炔＞乙烯＞乙烷 对眼结膜的刺激作用：丙烯醛＞ 对眼结膜的刺激作用：丙烯醛＞丙醛 丁烯醛＞ 丁烯醛＞丁醛 ⑤ 羟基 芳香烃、脂肪烃引入羟基，毒性↗ 芳香烃、脂肪烃引入羟基，毒性↗ 多羟基芳香族化合物一般毒性更强 脂肪烃引入羟基后麻醉作用增强，并可损伤肝 脂肪烃引入羟基后麻醉作用增强， 脏
抗原：异种血清蛋白质、微生物、植物、花粉、 抗原：异种血清蛋白质、微生物、植物、花粉、 毛皮、 毛皮、尘螨等 半抗原：三硝基氯苯、氯乙烯、苯胺、硝基萘、 半抗原：三硝基氯苯、氯乙烯、苯胺、硝基萘、 金属Ni、 、 等 金属 、Pt、Be等 化学物质引起的变态反应 ： ➣ 首次接触 致敏 再次接触 抗原抗体特异结合 变态反应 不完全遵循毒理学的剂量-反应规律 ➣ 不完全遵循毒理学的剂量 反应规律 症状：变态反应性炎症（皮肤过敏、 ➣ 症状：变态反应性炎症（皮肤过敏、哮 过敏性休克，死亡） 喘，过敏性休克，死亡）