环境毒理学考试资料

环境毒理学：是利用毒理学的方法研究环境，特别是空气、水体、土壤中已经存在或者即将进入的有害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科学。

环境毒理学的研究对象：主要是环境污染物，环境污染物主要是人类生产生活过程中所产生的化学性污染物。

环境污染物对人体的危害程度主要取决于：污染物进入人体的剂量；污染物毒性的大小；机体毒性反应的强弱。

环境毒理学的主要内容：研究环境污染物及其在环境中的转化产物与机体相互作用的一般规律，包括毒物在体内的吸收、分布、排泄等生物转运过程以及代谢转化等生物转化过程，剂量与作用的关系，毒物化学结构与毒性大小以及影响毒作用的各种相关因素。

环境毒理学的研究方法：以动物实验为主，包括体外试验和整体内实验，结合人群流行病学调查。

体外试验分为器官、细胞、亚细胞、分子四种水平；整体实验分为急性、亚急性、慢性三种毒性实验。

污染物的迁移：污染物在环境中发生的空间位置的相对移动过程。

污染物在环境中的迁移方式有三种：机械性迁移、物理-化学性迁移、生物性迁移。

生物性迁移：污染物通过生物体的吸收、吸附、代谢、死亡等过程而发生的迁移。

生物性迁移有三种形式：生物浓缩、生物积累、生物放大。

生物浓缩：生物体从环境中蓄积某种污染物，使这种污染物在生物体内的浓度超过在环境中的浓度的现象。

（生物浓缩系数（BCF）=生物体内该种污染物的浓度/环境中该种污染的浓度）生物积累：生物个体随着其生长发育的各个阶段从环境中蓄积某种污染物，使其浓缩系数不断增大的现象。

（生物积累系数（BAF）=生长发育前阶段污染物的浓度/生长发育后阶段污染的浓度）生物放大：在生态系统的同一食物链上，某种污染物在生物体内的浓度随着营养级数的提高而逐步增大的现象。

（生物放大系数（BMF）=高营养级生物体内污染物的浓度/低营养级生物体内污染物的浓度）污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学、生物的作用而改变形态或者转变成另一种物质的过程。

污染物在环境中的转化有三种形式：物理转化、化学转化、生物转化。

化学转化作用：氧化-还原反应、水解反应、络合反应、光化学反应。

污染物在大气中的转化以光化学氧化和催化氧化为主；在水体中的转化以氧化-还原反应和络合水解反应为主。

土壤中，在pH较低时，金属溶于水而成离子状态易于迁移；在pH较高时，金属易与碱性物质化合，呈不溶态沉淀难迁移（游离金属离子和脂溶性金属络合物是金属产生毒作用的主要形态）。

脂溶性污染物，以被动扩散吸收；水溶性污染物，以特殊转运吸收。

生物转化：污染物通过生物相关酶系统的催化作用而发生转化的过程。

污染物生物转化的结果：1.使大部分有机污染的毒性降低，形成更容易降解的分子结构；2.使部分有机污染物的毒性增强，形成更难降解的分子结构。

各种环境污染物与机体接触后，在体内的全过程包括吸收、分布、代谢、排泄。

吸收、分布、排泄使外来化学物在体内发生位移，称为生物转运；代谢过程使污染物发生化学结构和性质的改变，转变成新的代谢产物，称为生物转化。

生物转运是污染物质反复多次透过生物膜的过程。

细胞膜主要是由类脂质双分子层和蛋白质组成，各种蛋白质镶嵌在类脂层内或附在膜表面上。

蛋白质有多种功能，有的是转运膜内外物质的载体，有的是接受化学物质的受体，有的是具有催化作用的酶，有的是能量转换器。

膜上具有亲水性膜孔。

毒物代谢动力学：用数学方法研究毒物的吸收、分布、生物转化和排泄等随时间而发生的量变动态规律，即研究毒物代谢的量变的经时过程，目的在于了解毒物在体内消长的规律，从而对毒物安全性评价提出科学依据。

毒物：在一定条件下，以较小剂量给予机体时，能与生物体相互作用，引起生物体功能或器质性损伤的化学物质，或剂量虽微，但累积到一定量，就能干扰或破坏机体的正常生理功能，引起暂时或持久的病理变化，甚至危及生命的化合物。

毒物通过生物膜的转运方式：1.被动扩散（高浓度—低浓度，不用载体，不消耗能量）2.滤过（通过膜孔，以水为载体，不消耗能量）3.主动转运（逆着浓度梯度，蛋白载体，消耗能量）4.易化扩散（顺着浓度梯度，蛋白载体，不消耗能量）5.膜动转运（吞噬作用和胞吐作用—细胞膜的变形、移动和收缩）毒物吸收的途径：消化道、呼吸道、皮肤。

气溶胶和颗粒状物质以被动扩散方式通过细胞膜吸收，吸收情况与颗粒大小有关。

颗粒直径>5um的粒子在鼻和支气管树中沉积；颗粒直径<5um的微粒，粒子愈小，到达支气管树的外周分支就愈深；直径≤1um的微粒，附在肺泡内；极小的微粒（0.01—0.03um），由于布朗运动速度快，附在较大的支气管内。

毒物由血液进入脑组织或由母体血进入胎儿血时，需分别经过血脑屏障和胎盘屏障。

血脑屏障穿透性较差，使非脂溶性物质难以进入脑组织。

胎盘屏障作为母体和婴儿血液循环的间隔，一旦母体血液中含有一定浓度的毒物时，胎盘屏障可以阻挡毒物，保护婴儿。

（屏障有血脑屏障和胎盘屏障）。

胎盘屏障防止毒物进入胎儿血。

脂溶性、未解离、未与蛋白结合的非解离状态的化合物更易于进入血脑屏障。

贮存库：当毒物对蓄积地点相对无害时，此时蓄积地点就称为贮存库。

贮存库对急性中毒有保护作用，减少了到达毒作用点（靶器官）的毒物量。

贮存库中的毒物与血浆中的游离毒物保持动态平衡。

体内的贮存库有四种：血浆蛋白、肝肾、脂肪组织、骨骼组织。

P25生物转化有两种类型：Ⅰ相反应，包括氧化、还原和水解；Ⅱ相反应，包括毒物或其代谢产物与内源性代谢产物结合形成的结合物。

（葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、乙酰化、氨基酸结合、谷胱甘肽结合、甲基化）生物转化的主要场所是肝脏，还有肺、胃、肠和皮肤等。

谷胱甘肽的作用：还原性谷胱甘肽是体内重要的解毒物质。

一些亲水性化合物可与细胞成分反应，引起细胞死亡或诱发肿瘤，而谷胱甘肽可与这些亲水性化合物起反应，从而防止对细胞的有害作用。

代谢饱和状态：当毒物的量达到一定浓度时，其代谢过程所需的基质可能被耗尽或者参与代谢的酶的催化作用不能满足其需求，单位时间内的代谢产物的量不再随之增加，正常的代谢途径也可能发生改变，这种代谢途径被饱和的现象称为代谢饱和。

（举例：氯乙烯、溴苯）室：将机体视为一个系统，按动力学的特点分为若干部分，每个部分称为室。

当毒物在体内的运转速率高，体内分布迅速达到平衡时，可将其视为一室模型。

而血流量少，穿透速度慢，不能立即与血液中的毒物达到平衡的器官认为是周边室。

周边室可有一个或多个，故可将机体视为二室或多室模型。

生物半减期：（简称T1//2）一种毒物在体内的含量减少一半所需要的时间。

（一般指血浆半减期，即血浆浓度下降一半所需的时间。

亲水性毒物的生物半减期较短，亲脂性毒物的生物半减期较长。

）消除速度常数：单位时间内毒物由体内消除的数量与体内数量的比例常数。

消除率：单位时间内毒物消除量与血浆中毒物的浓度之比。

中毒：生物体受到毒物作用引起功能或器质性改变后出现的疾病状态。

根据病变发生发展的快慢，可分为急性中毒、亚慢性中毒和慢性中毒。

毒作用：化学物引起生物体损害的作用的总称。

效应与反应的区别：p48效应是指一定剂量的外源化学物与机体接触后所引起的生物学变化。

反应是指一定剂量的外源化学物与机体接触后，呈现某种效应并达到一定程度的比率，或产生效应的个体在群体中所占的比例。

剂量—效应关系与剂量—反应关应得区别：剂量—效应关系是描述外源性化学物的剂量水平与所引起的个体或群体的量效应之间的相互关系。

剂量—反应关系是描述外源性化学物的剂量水平与所引起的效应发生率之间的相互关系。

污染物代谢动力学的几个主要参数及表示方式P39（表观分布容积、半减期、消除速度常数、消除率）毒性试验常用参数：致死剂量（绝对致死剂量、半数致死剂量、最小致死剂量、最大耐受剂量）半数效应剂量最大无作用剂量最小有作用剂量毒作用带（急性毒作用带、慢性毒作用带）污染物的毒作用机理：指污染物与生物靶分子相互作用而产生有害生物效应的生物化学和生物物理学过程。

（靶位点学说、受体学说、共价结合学说、自由基作用学说）靶位点：当污染物达到一定浓度，并能够引发一系列有害生物效应的部位。

通常是污染物及其代谢产物与生物体接触的部位（皮肤、呼吸系统），或者是生物转运和生物转化过程所发生的部位（肝、肾）。

靶位点学说：靶位点的生理学功能不同，对污染物及其代谢产物的敏感性或耐受性也不同。

肝脏是许多毒物代谢活化的部位，所以常成为污染物的靶器官。

在代谢活化部位产生毒作用的代谢中间产物，其化学活性一般较强而稳定性较差。

共价结合学说：在生物体内，污染物或其代谢产物可以与生物大分子发生共价结合，从而改变生物大分子的结构与功能，引起一系列的有害生物效应。

污染物及其代谢产物可与酶的活性中心、辅酶、辅基或底物发生共价结合。

受体学说：受体是存在于细胞膜上对特定生物活性物质具有识别能力并可选择性地与其结合的大分子蛋白质。

受体与配体结合的过程，可能引起一系列识别、换能和放大过程，最后导致生物效应。

自由基反应分为三个阶段：引发、增长、终止。

影响毒作用的因素：毒物的理化性质、机体因素、环境因素。

（毒物的化学结构是决定毒性的物质基础）机体因素：种属、年龄、性别、饮食营养状况、健康状况、遗传因素、精神心理因素。

苯和甲苯的毒性及作用部位P65毒物的物理性状与毒性作用P65（溶解度、脂溶性、分散度、挥发度和蒸气压）化学结构与毒性大小（1）不饱和键增加，毒性也增加，如二碳烃类的麻醉作用：乙炔>乙烯>乙烷。

（2）碳氢化合物（烷、醇、酮等）的同系物的碳原子数：◆当碳原子数在2～7之间时：碳原子越多，毒性越强。

◆超过一定限度(7 ～9个)后：碳原子越多，毒性越弱。

◆当碳原子数相同时：直链的>支链的；成环>不成环；（3）卤代：取代的卤素原子越多，毒性作用越强。

◆肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl◆麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4（4）构型◆同分异构体：带两个基团的苯环化合物，其毒性一般是对位>邻位>间位；分子对称>分子不对称，如1,2二氯甲醚>1,1二氯甲醚。

◆旋光异构：L型一般易与酶、受体结合，毒性大于D型。

化学物的联合作用：相加作用、协同与增强作用、拮抗作用、独立作用。

急性毒性：机体一次或24h内多次接触外来化学物后在短期内所产生的毒性效应。

急性毒性实验：给动物一次或24小时内多次染毒的实验。

常用的染毒方式有：经消化道染毒、经呼吸道染毒、注射染毒、经皮肤染毒。

静脉注射>吸入>肌肉注射>腹腔注射>皮下注射>径口>皮内注射>经皮（静脉最大、皮肤最小）蓄积毒性作用：低于中毒阈值剂量的外来化合物，反复多次与机体持续接触，经过一定时间后使机体出现明显的中毒现象。