污染物在生物体内的生物转运和生物转化
环境生物学-2污染物的生物转运与生物转化
15
二、污染物在体内的生物转化
（二）生物转化的过程
外源性化合物
过程I （相I反应） 排出体外 一级代谢物 过程II （相II反应）
结合产物 （二级代谢）
毒害作用
图1－5 生物转化过程示意图
16
二、污染物在体内的生物转化
（二）生物转化的过程 1. 相I反应 微粒体 （1）氧化反应：在混合功能氧化酶系的催化下进行的反应。 （Microsome）
细
菌 ——假单胞菌、邻单胞菌、黄单胞菌、产碱单胞菌、
产碱杆菌、微球菌、大多数固氮菌
放线菌——诺卡氏菌
B.
降解途径
COOH C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C 末端氧化 β -氧化、脱磺基 苯甲酸 CH2COOH SO3
-
开环分解
CO2 + H2O
苯乙酸
25
3）典型含氮有机物
种类：氰化物、乙腈、丙腈、正丁腈、丙烯腈等腈类化合 物及硝基化合物 水中来源：化工腈纶废水、国防工业废水、电镀废水等。 危害：生物毒害 、环境积累
环境生物学
环境污染物在生态系统中的行为
1
详细介绍污染物进入生物机体途径、在体 内的生物转化、浓缩、积累、放大及其机 理
教材：孔繁翔
主编，环境生物学，2000，高等教育出版社，北京
2
第三节 污染物在生物体内 的生物转运和生物转化
3
生物转运（Bio-transport）——指环境污染物经 各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布 和排泄等过程的总称。
用途：稳定剂（润滑油、绝缘油、增塑剂、油漆、热 载体、油墨等都含有）
危害：急性中毒；是一种致癌因子。 降解菌：产碱杆菌、不动杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌 以及沙雷氏菌的突变体。 降解机理：如，对二氯苯的微生物转化，酶的催化脱 氯是关键步骤
第3章 化学毒物在体内的生物转运与生物转化 ppt课件
Dp≤100m
可吸入颗粒物
Dp≤10m
细粒子
Dp≤2.5m
超细粒子
0.1-0.3m
包括液体、固体或者液体和固体结合
存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒
inhalabal particulates, IP
能进入人体呼吸道,且能长期漂浮于空气中
particulate matter, PM2.5
物的通透性不同：阴囊>手臂、
后背、腿部、腹部>手掌、足底
37
（四）其他途径
毒理学动物实验：腹腔注射、静脉注射、肌内注射、
皮下注射等
临床：皮内注射、肌肉注射
38
三、分布 （Distribution）
分布( distribution) : 是指化学毒物吸收后，随血液或淋
巴分散到全身各组织细胞的过程。
✓ 烟和粉尘：
粒子大小:
• 直径> 5 μm者，多因惯性冲击而沉积在鼻咽部：清除、咽下
或溶解吸收入血；
• 直径2.5 μm左右，重力沉降于气管和支气管：咳出或吞咽；
• 直径1 μm以下，吸收入血、清除、或进入淋巴系统长期保存；
• 直径0.1 μm，吸收入血、吞噬系统清除。
34
（2）颗粒物
total suspended particulates, TSP
✓ 载体：有机阳离子转运体(organic-cation transporter, oct)
25
（二）化学毒物通过生物膜的方式
5. 吞噬和胞饮作用
通过细胞膜的流动将某些液体微粒、固体颗粒或大分子物
质包绕并吞入细胞的过程。
26
二、吸收 （Absorption）
第三章 环境污染物在体内的生物转运和生物转化
2、分布 、
环境污染物被吸收进入血液后，随着血液的运输， 环境污染物被吸收进入血液后，随着血液的运输，分散到全身各 组织器官的过程。 组织器官的过程。 一般地说，在提内组织器官的起始分布取决于血流量 血流量， 一般地说，在提内组织器官的起始分布取决于血流量，血液供应 丰富的器官，分布的污染物愈多，如肝脏。 丰富的器官，分布的污染物愈多，如肝脏。而最终分布取决于污染物 与组织器官的亲和力 亲和力。 与组织器官的亲和力。 例如Pb开始时主要分布肝脏中 最终大部分（ 开始时主要分布肝脏中， 例如 开始时主要分布肝脏中，最终大部分（90%）分布在骨骼 ） 中。
上呼吸道： 上呼吸道：鼻、咽、支气管 下呼吸道： 下呼吸道：肺
C、经皮肤的吸收污染物的通透性较弱。 较少（如局部毒性），因皮肤对环境污染物的通透性较弱。 ），因皮肤对环境污染物的通透性较弱
D、其他 、
主要是人为地染毒途径，如采用静脉、皮下、肌肉注射进行染毒。 主要是人为地染毒途径，如采用静脉、皮下、肌肉注射进行染毒。
4、排泄 、
指环境污染物及其代谢物由体内向体外转运的过程。 指环境污染物及其代谢物由体内向体外转运的过程。
经肾随尿液排出（最主要）：大多数(分子量小于 随尿液排出（最主要）：大多数 分子量小于60,000的分子 ) ）：大多数 的分子 经肝随胆汁排出：与血红蛋白结合、分子量大于300的强极性的化合物 经肝随胆汁排出：与血红蛋白结合、分子量大于 的强极性的化合物 经呼吸道排出：气体污染物、 经呼吸道排出：气体污染物、挥发性强的化合物
第三章 环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
一、生物转运 二、生物转化
一、生物转运
环境污染物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程， 环境污染物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程， 与机体接触 称为环境污染物的生物转运， 环境污染物在体内发生的位移。 称为环境污染物的生物转运，即环境污染物在体内发生的位移。
环境毒理学考试资料精简
1、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。
2、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）3、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）4、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）5、肝肠循环：由于肠液或细菌的酶催化，增加其脂溶性而被肠道重吸收，重新返回肝脏，形成肝肠循环，使其从肠道排泄的速度显著减慢，生物半减期延长，毒作用持续时间延长6、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。
7、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。
8、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。
）9、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。
10、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。
环境污染物的生物转运和生物转化生物转运
基底膜
血液
28
(二) 皮肤吸收
影响皮肤吸收的因素
1. 分子量 2. 脂/水分配系数 接近1.0的容易被表皮途径吸收 3. 种属差异 大鼠和兔通透性好，豚鼠、猪和猴的
皮肤通透性与人接近 4. 环境、皮肤温度和湿度 5. 角质层厚度和完整性、血液流量 6. 汞等一些金属及化合物，可以经过毛囊、皮脂腺
和汗腺直接进入血液
400 **
300
** P<0.05 *** P<0.01
***
ufCB
200
100
0
CB
10 30
50
70 90
110 130
-100
Particle dose (µg/ml)
25
(二) 呼吸道吸收 影响肺泡对气态物质的吸收的因素
（1）分压差和血/气分配系数。 （2）血液中溶解度和相对分子质量。 （3）肺的通气量和血流量，特别是 与两者的比值有关。
影响因素：
浓度梯度，脂/水分配系数、解离度和体液pH、蛋白质亲和力
简单扩散的特点 1.不消耗脂能溶性量物质 2.不需要载体 3.无饱和限速 4.无竞争性抑制 5.符合一级速率过程
R K A(C1 C2 ) D
R：转运速率 A：膜面积 C: 膜两侧浓度
K：为扩散系数 D：膜厚度
11
被动转运
滤过(Filtration) 毒物通过生物膜上的亲水孔道(如毛细 血管、肾小球膜孔和细胞膜上由蛋白质的亲 水性氨基酸构成）的过程。
污染物在体内的生物转运和生物转化
化
环
境 污吸 染收
血 液
分 布 组 织 脏
学
改 变
结 构 和
性
质
毒理学课件：化学毒物在体内的生物转运和生物转化
2. 特殊转运
外源化学物借助于载体或特殊转运系 统而发生的跨膜运动。
主动转运(active transport) 易化扩散(facilitated diffusion) 吞噬作用（phagocytosis) 和胞饮作用 (pinocytosis)
20
（1）主动转运
1)定义
外源化学物在载体的参与下, 逆浓 度梯度通过生物膜的转运过程。
22
表 细胞膜对外源化学物主动转运系统
名称 ATP-结合盒（ABC）转运蛋白 多药耐受蛋白（P-糖蛋白）
多耐受药物蛋白 乳腺癌耐受蛋白
以溶质为主转运蛋白（SLC）
缩写
mdr mrp Bcrp
功能
减少胃肠道吸收，血-脑屏障，胆 汁分泌，胎盘屏障 尿排泄，胆汁排泄 将化学毒物代谢后的硫酸结合物 排出细胞
有机阴离子转运多肽 有机阴离子转运蛋白 肽类转运蛋白
oatp 肝摄取 oat 肾摄取 pept 胃肠道吸收
Kir6.1/K-ATP通道：帕金森病神经保护的新靶标，国家自然科 学基金:南京医科大学, 胡刚, 240万, 2010, 批准号：81030060 23
（2）易化扩散
第一节 化学毒物在体内的生物转运
第二节 化学毒物在体内的生物转化
第三节 毒物动力学
5
第一节 外源化学物在体内的生物转运 一、生物膜与生物转运 二、吸收 三、分布 四、排泄
6
一、生物膜与生物转运
（一） 生物膜的结构特点
组成
磷脂双分子层 ——脂质
镶嵌蛋白 ——受体、 酶、载
体、离子通道等
特点 功能
膜孔 ——生物膜上水通道
9
1. 被动转运 (1)简单扩散 2)对象
污染物在生物体内的生物转运和生物转化
污染物在生物体内的生物转运和生物转化work Information Technology Company.2020YEAR《环境生物学》第二次研讨课程论文污染物在生物体内的生物转运和生物转化院系：生命科学学院班级：2015级生物科学1班组号：5组员: 葛鹏冲高海霞高文慧联系电话：教师：陈福龙2016-2017第一学期2污染物在生物体内的生物转运和生物转化摘要：生物转运，环境污染物经各种途径和方式同机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称这些过程都有类似的机理，即环境污染物在被机体吸收、分布和排泄的每一过程都需要通过细胞的膜结构细胞膜包括细胞外层的细胞膜（质膜）、细胞内的内质网膜、线粒体膜和核膜等，这些膜也称为生物膜。
这些膜也就成为了生物转运的必经之路，也是生物转运转化的研究对象。
关键字：生物转运生物转化细胞膜载体蛋白正文：污染物到达生物体之后，通过生物体内的生物转运和生物转化发生作用。
其中进入生物体的方式主要是通过呼吸系统，消化管的吸收以及少部分的皮肤吸收，进去人体首先生物转运就发挥作用。
3生物转运：接触机体的环境污染物透过生物膜的生物转运过程，主要分为被动转运和特殊转运两种形式。
①被动转运。
其特点是生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量。
这种转运形式包括简单扩散和滤过两种方式。
简单扩散过程是环境污染物由生物膜的高浓度一侧，透过生物膜向低浓度一侧转运，这是脂溶性有机化合物的主要转运方式。
滤过过程是环境污染物通过生物膜上的亲水性孔道的转运过程，亲水性孔道由生物膜中蛋白质分子的亲水性氨基酸组成，直径小的约为4埃(如肠道上皮细胞),直径大的为40埃（如肾小球和毛细血管上皮细胞）。
滤过是分子直径小于生物膜亲水性孔道直径的水溶性化合物的主要转运方式。
②特殊转运。
其特点是具有特定结构的环境污染物和生物膜中的蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运，生物膜有主动选择性。
这种转运形式包括主动转运和易化扩散两种形式。
环境污染物的生物转运和生物转化生物转化
C6H5R
RC6H4OH
（3）环氧化反应
多环芳烃形成的环氧化物可与生物大分子共价结合，
诱发突变或癌变
2021/2/4
7
1.微粒体混合功能氧化酶系催化的氧化反应
（4）N-脱烷基反应
胺类化合物氨基N上的烷基被氧化脱去一个烷基， 形成醛类或酮类
CH3 R N [O]
CH3
CH3
RN CH2OH
CH3
RN
氧化反应
微粒体混合功能氧化酶 黄素单加氧酶
非微粒体混合功能氧化酶
脂 肪 族 羟 化
芳 香 族 羟 化
环 氧 化 反 应
N-
脱 烷 基 反 应
O-
脱 烷 基 反 应
S-
脱 烷 基 反 应
N-
羟 化 反 应
金 属 脱 烷 基 反 应
S-
氧 化 反 应
脱 硫 反 应
氧 化 脱 卤 反 应
醇醛胺 脱脱氧 氢氢化 酶酶酶
（1）醇脱氢酶
NAD R C H 2O H
醇类
RCHO + NADH + H+
醛类
2021/2/4
13
2.非微粒体酶催化的氧化反应
（2）醛脱氢酶
RCHO NAD
醛类
RCOOH
酸类
（3）胺氧化酶 RCH2NH2 + H2O [O] RCHO + NH3 + H2O
2021/2/4
14
3.前列腺素生物合成过程中的共氧化作用
在机体内花生四烯酸经氧化作用形成前列腺素。 在此过程中，某些外源化学物可同时被氧化，即共 氧化作用。
花生四烯酸 环加氧酶
前列腺素G2 (PGG2)
第二章 污染物在环境中的行为
污染物在环境中的三种迁移方式
机械迁移
（1）水的机械迁移作用 （2）气的机械迁移作用 （3）重力的机械迁移作用
一般细胞膜由蛋白质分子和脂质分子（主要是磷脂 类）组成
环境污染物的毒性往往与生物膜结构直接有关；有些环境中 的专一受体就是生物膜上的某些特殊蛋白质：如有机磷农药 的专一受体就是乙酰胆碱酯酶。
细胞质膜结构图
亲水基 疏水基
生物膜的骨架是磷脂类双分子层，蛋白质分子以不同的方式镶 嵌其中。细胞膜的表面还有糖类分子，形成糖脂、糖蛋白;共同 特征，即镶嵌性、蛋白质极性、流动性、相变性和更新态。
生物降解作用（第五节） 如汞的转化
土壤中的转化
土壤由固、液、气三相构成，所以土壤状况比 水、气中复杂。污染物在土壤中的转化及其行 为取决于污染物和土壤的理化性质。
土壤是环境中微生物最活跃的场所，故生物降 解起重要作用。
土壤中的固、液、气三相的分布是控制污染物 运动和微生物活动的重要因素。
三、 污染物在环境中的转化
转化的定义 指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用 改变形态或转变成另一种物质的过程。
转化的形式 物理转化：蒸发、渗透、吸附 化学转化：氧化还原、水解、光化学—最为普遍、 常见 生物转化：生物的吸收和代谢作用
转化的结果： 两种可能： 污染物转化为无毒物质或易降解结构 污染物的毒性增强或转化为难降解结构 有机磷农药中的对硫磷和马拉硫磷，可因水解 作用使其酰胺键和脂键断裂而失去毒性；芳香 环发生二聚化反应，生成更为复杂的多环芳烃 物质，使毒性增强。
环境化学物质的吸收、分布、排泄
驱动力：浓度梯度 转运物质：多数环境化学物/营养物质 转运速率（R）
R K A(C1 C2 ) D
K-扩散常数 A-膜面积 (C1-C2)-浓度梯度 D-膜厚度
一、生物膜的结构与功能
毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素
– 生物膜两侧化学毒物浓度梯度 • 浓度相差越大，通过生物膜的速度越快。
– 毒物在脂质中的溶解度——脂/水分配系数 • 脂/水分配系数：毒物在脂质中的溶解度与在水 中的溶解度之比 • 脂溶性和水溶性均高的物质更容易透过 • 乙醇容易透过生物膜而被吸收分布全身
一、生物膜的结构与功能
毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素
– 化学物的解离度和体液的pH——离解或电离状态 • 一种化合物分子在水溶液中分解成为带电荷的微 粒即离子的过程——离解或电离 • 物质在体液中的解离度愈大，就愈难透过生物膜 • 许多化学物如弱酸、弱碱性物质，在溶液中呈离 子状态时脂溶性低，不易透过生物膜的脂质结构 区；相反非离子状态的化学物，易透过生物膜。 • 化学物在体液中的离解状态受体液酸碱度的影响
– 细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。
真 核 细 胞
生 物 膜
质膜(细胞膜)：包围在细胞外的膜 内膜：各种细胞器的膜 核膜、线粒体膜、内质网膜等
细胞器是细胞质中具有一定结构和功能的微结构
结构
– 脂质双分子层 • 主要成分为磷脂，每一脂质分子的一端为头部， 由磷酸和碱基组成，具亲水性，朝向膜的内外表 面；另一端为尾部，由两条脂肪酸链组成，具有 疏水性，朝向膜的中部脂质的
– 膜动转运（cytosis） • 吞噬作用和胞吐
一、生物膜的结构与功能
吉大环境毒理学 第四章 污染物的生物转运与生物转化
贮存库
靶器官：
毒物对其积聚的部位可直接发生毒性作用，该部位称 为靶器官。 如：脑是甲基汞的靶器官，肺是百草枯的靶器官 贮存库： 有的部位毒物含量虽高，但并未显示中毒效应，这些 部位称为该化毒物的贮存库。 贮存库分类： ① 血浆蛋白贮存库 ② 毒物在肝，肾中的积累 ③ 脂肪组织作为贮存库 ④ 骨骼组织作为贮存库
毒物通过生物膜的转运方式
物质的跨膜运输 trans-membrane transport
污染物通过多次透过生物膜来完成生物转运过程， 其透过生物膜的机理即生物转运机理。 生物转运机理可概括为 1. 被动扩散（简单扩散，自由扩散） 2. 滤过 3. 特殊转运，包含主动转运和协助扩散 4. 膜动转运
被动扩散 passive diffusion（简单扩散，自 由扩散）
环境毒理学
主讲：马金才 副教授
E-mail: JincaiMa@ 办公室：唐敖庆楼C438
吉林大学环境与资源学院
第三章 污染物的生物转运与生 物转化
3.1 污染物的吸收，分布与排泄 3.2 污染物的生物转化 3.3 污染物的代谢动力学
污染物在体内的吸收分布和排泄
环境污染物
如铅中毒作用部位是软组织，铅贮存于骨骼中有保护 作用，但在缺钙，体液pH下降或溶骨条件下，骨内 贮存的铅会释放进入血液引起慢性中毒。
3.1.4 排泄
排泄 指毒物母体化学物及其代谢产物向机体外转运的过程， 是机体物质代谢全过程的最后一个环节。 排泄方式： ① 经肾排出 ② 经肝胆排泄 ③ 经呼吸道排出 ④ 经其它途径排出
血浆蛋白作为贮存库
进入血液的毒物可与血液中蛋白质结合，与蛋白结合
的毒物不易透过细胞膜进入靶器官而产生毒性作用， 对毒物的分布，转化和排泄有影响。
《环境生物学》_课后习题答案及复习重点
环境生物学第一章环境污染的生物效应1.概念解释环境污染：有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的结构和功能发生改变，对人类以及其它生物的生存和发展产生不利影响的现象。
环境生物效应：各种环境因素变化而导致生态系统变异的效果。
污染源：向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所、设备和装置。
或造成环境污染的污染物发生源。
污染物：进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化，直接或间接有害于人类生存和发展的物质，是造成环境污染的重要物质组成。
优先控制污染物：由于有毒物质品种繁多，不可能对每一种污染物都制定控制标准，因而提出的在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制的对象。
污染物形态：环境中污染物的外部形状、化学组成和内部结构的表现形式。
污染物迁移：污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散、消失的过程。
污染物转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变为另一种物质的过程。
2.污染物在环境中的迁移方式和转化途径。
迁移方式：机械迁移（水、气、重力）；物理化学迁移（最重要的形式）；生物迁移（吸收、代谢、生长、死亡等）。
转化途径（转化形式有物理、化学、生物转化）在大气中，以光化学氧化、催化氧化反应为主；在水体中，氧化还原作用，配合作用，生物降解作用；在土壤中，生物降解为主。
3.什么是生物转运？污染物透过细胞膜的方式。
生物转运：环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。
方式：被动转运（简单扩散和滤过）；特殊转运（主动运输和易化扩散）；胞饮作用（吞噬作用）。
4.什么是污染物在体内的的生物转化？生物转化过程和主要反应。
污染物在体内的的生物转化：外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。
过程：一般分为I、II两个连续的作用过程。
在过程I（相I反应）中，外源化合物在有关酶系统的催化下经由氧化、还原或水解反应改变其化学结构，形成某些活性基团或进一步使这些活性基团暴露。
吉大环境毒理学 第四章 污染物的生物转运与生物转化
自由扩散和协助扩散均 从高浓度到低浓度转运。
协助扩散和主动运输都 需要载体蛋白来完成。
不同点： ➢自由扩散不需要载体蛋
白来完成。
➢主动运输需要消耗能量。
3.1.2 吸收
吸收 指污染物通过从接触部分透过生物膜进入血液循 环的过程。
三种主要的吸收方式
➢ 呼吸道吸收 ➢ 消化道吸收 ➢ 皮肤吸收
消化道内的多种酶类和菌丛可转化某些污染物，改变 其物化性质和毒性。 如小肠内细菌可将硝基苯转化为 可疑致癌物质苯胺。
胃肠道内容物的种类和数量，排空时间及蠕动状态也 会影响对污染物的吸收。如胃肠蠕动减弱，排空时间 延长可增加对污染物的吸收。
污染物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。脂溶 性的污染物较水溶性污染物更易被消化道吸收。
肺泡中气态污染物的吸收的影响因素
分压差和血/气分配系数。污染物在肺泡气和血液中的 分差越大越有利于吸收；血/气分配系数越大，吸收越 多。
溶解度和相对分子量。非脂溶性污染物通过亲水通道 被吸收，而亲脂性污染物的吸收取决于其脂/水分配系 数。
肺泡通气量和血液流量比值。比值越大，越有利于污 染物的吸收。
消化道的酸碱度。有机酸或有机碱的分子态较电离状 态更易被吸收。
消化道吸收致毒举例─清华学生铊中毒事件
皮肤吸收
呼吸道吸收致毒举例─尘肺
尘肺灌洗流出液
消化道吸收
饮水和食物中的污染物 主要通过消化道吸收。 消化道的任何部位具有 吸收，但其主要作用的 是小肠。
污染物很少通过口腔黏 膜被吸收，在胃里主要 通过简单扩散吸收。
胃肠道上皮细胞也可通 过吞噬和胞饮作用吸收 颗粒状或液滴状污染物。
消化道吸收污染物的影响因素
外源化学物在体内的生物转运和生物转化
8
第二节 生物膜和生物转运
一、外源化学物得体内动态
膜动转运(cytosis)
胞吐(exocytosis) 胞吞(endocytosis),胞饮(pinocytosis)
18
(一)简单扩散
• 外源化学物主要经单纯扩散得方式经生物 膜转运。简单扩散可使使化学毒物得浓度 在血浆和细胞外液之间达到平衡,但不能使 化学毒物得浓度在细胞外液和细胞内液之 间达到平衡。
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得场所
内外环境物质交换得屏障
16
生物膜得结构
17
生物转运
主动转运(active transport) 简单扩散(simple diffusion)
被动转运
易化扩散(facilitated diffusion)
滤过(filtration)
• 不同部位皮肤对毒物 得通透性不同:阴囊> 腹部>额部>手掌>足底
34
• 第一阶段就是外源化学物扩散通过角质层。 极性物质通过含水得角质层蛋白细丝得外 表面扩散,非极性分子则溶解于蛋白细丝间 基质并扩散。
• 第二阶段由扩散通过表皮较深层(颗粒层、 棘层和生发层)及真皮,再通过真皮内静脉 和毛细淋巴管进入体循环。
28
29
肝脏得血液循环
• 肝脏血液供应非常丰富,肝脏得血容量相当于人 体总量得14%。成人肝每分钟血流量有15002000ml。肝得血管分入肝血管和出肝血管两组。 入肝血管包括肝固有动脉得门静脉。属双重血管 供应,出肝血管就是肝静脉系。肝动脉就是肝得 营养血管,肝血供得1/4来自肝动脉进入肝脏后分 为各级分支到小叶间动脉,将直接来自心脏得动 脉血输入肝脏,主要供给氧气。门静脉就是肝得 功能血管肝血供得3/4来自于门静脉,门静脉进入 肝脏后分为各级分支到小叶间静脉,把来自消化 道含有营养得血液送至肝脏“加工”。
第三章环境污染物在体内的生物转运和生物转化
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
影响简单扩散的因素
1）生物膜两侧浓度梯度; 2）外来化合物在脂质中的溶解度，可用
脂 水分配系数来表示; 3）外来化合物的解离度和体液pH高低，
对毒物通过细胞膜的难易有很大影响; 4）膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结
合的亲和力。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 2、滤过
生物转化：
代谢可使外来化合物发生化学结构和性 质的改变，从而转变成新的衍生物的过程， 也称为代谢转化。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 一、生物转运过程的机理
• （一）生物膜
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• （二）毒物通过生物膜的转运方式
1、简单扩散 2、滤过 3、主动转运 4、载体扩散 5、胞饮和吞噬
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
３、经皮肤吸收： 表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径： ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。 ②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表 皮屏障直接进入真皮。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段： 第一阶段—穿透相 毒物透过表皮进入真皮。 几
第三章
环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
第三章 环境污染物在体内的生物转运 和生物转化
内
容 第一节 污染物的吸收、分布与排泄
提 第二节 污染物的生物转化 要 第三节 污染物代谢动力学
第三章 环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
生物转运：
吸收、分布和排泄使外来化合物在体内 发生位移，均是反复通过生物膜的过程， 统称为生物转运。
积 ４、体内各种屏障的影响
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
体内的各种屏障：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《环境生物学》第二次研讨课程论文
污染物在生物体内的生物转运和生物转化
院系：生命科学学院
班级：2015级生物科学1班
组号：5
组员: 葛鹏冲高海霞高文慧
联系电话：
教师：***
2016-2017第一学期
污染物在生物体内的生物转运和生物转化
摘要：
生物转运，环境污染物经各种途径和方式同机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称这些过程都有类似的机理，即环境污染物在被机体吸收、分布和排泄的每一过程都需要通过细胞的膜结构细胞膜包括细胞外层的细胞膜（质膜）、细胞内的内质网膜、线粒体膜和核膜等，这些膜也称为生物膜。
这些膜也就成为了生物转运的必经之路，也是生物转运转化的研究对象。
关键字：
生物转运生物转化细胞膜载体蛋白
正文：
污染物到达生物体之后，通过生物体内的生物转运和生物转化发生作用。
其中进入生物体的方式主要是通过呼吸系统，消化管的吸收以及少部分的皮肤吸收，进去人体首先生物转运就发挥作用。
生物转运：接触机体的环境污染物透过生物膜的生物转运过程，主要分为被动转运和特殊转运两种形式。
①被动
转运。
其特点是生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量。
这种转运形式包括简单扩散和滤过两种方式。
简单扩散过程是环境污染物由生物膜的高浓度一侧，透过生物膜向低浓度一侧转运，这是脂溶性有机化合物的主要转运方式。
滤过过程是环境污染物通过生物膜上的亲水性孔道的转运过程，亲水性孔道由生物膜中蛋白质分子的亲水性氨基酸组成，直径小的约为4埃(如肠道上皮细胞),直径大的为40埃（如肾小球和毛细血管上皮细胞）。
滤过是分子直径小于生物膜亲水性孔道直径的水溶性化合物的主要转运方式。
②特殊转运。
其特点是具有特定结构的环境污染物和生物膜中的蛋白质构成的载体形成可逆性复合物进行转运，生物膜有主动选择性。
这种转运形式包括主动转运和易化扩散两种形式。
主动转运是环境污染物由生物膜低浓度一侧逆浓度梯度向高浓度一侧转运，这种转运需要消耗细胞代谢能量，是水溶性大分子化合物的主要转运形式。
易化扩散也称促进扩散或载体扩散，是环境污染物与生物膜的载体结合，由生物膜高浓度一侧向低浓度一侧转运。
这种转运不能逆浓度梯度，也不消耗细胞代谢能。
当污染物进入人体之后，接触机体的环境污染物通过多种途径透过生物膜进入血液的过程。
吸收的途径主要经皮肤、肺和胃肠道。
皮肤是人体的一道相当良好的屏障，能将环境污染物隔绝于体外，但也有不少有毒的环境污染物可通过皮肤被吸收，引起全身性中毒。
肺的肺泡上皮细胞层极薄，表面积大，血管丰富，许多气体、挥发性液体和气溶胶，特别是脂溶性的环境污染物能通过简单扩散的方式被肺迅速和完全地吸收。
胃肠道更是环境污染物的主
要吸收途径，其方式也是简单扩散，少数是主动转运。
分子量较小、不易溶于脂质而溶于水的环境污染物可通过小肠上皮细胞上直径为4埃的亲水性孔道被吸收。
小肠是肠、胃道中重要的吸收部位。
在这些部位沉淀下来对人体器官造成极大阻碍。
生物转化：是指外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化。
生物转化是机体对外源化学物处置的重要的环节，是机体维持稳态的主要机制。
生物转化与生物转运往往相互协同，却比生物转运更好理解，通俗来讲就是把生物转运来的东西进一步加工处理，转化为另一种对人体无害或者更有害的物质。
其中主要发生的一些化学反应和酶解作用，如脱硫作用，脱卤作用，相1，相2反应。
过程深究起来较为复杂，本论文主要提一些概念是的内容。
不得不提到的还有一项人们广为关注的内容：PM2.5
Pm2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 微米的颗粒物。
它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。
虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。
与较粗的大气颗粒物相比，PM2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质（例如，重金属、微生物等），且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
在疾病的感染中，通过消化道的食物较为容易的能被人们控制，而皮肤病普遍较少，因此，呼吸道疾病的罪魁祸首
pm2.5成为人们的焦点，所谓放患于未然，就是防的这种看不见的隐形杀手。
如今，pm2.5成为人们衡量一个城市环境质量的一个很重要的标准。
参考文献
百度百科
孔樊翔.环境生物学.北京:高等教育出版社，2000.7。