2020年第二章环境化学物的生物转运和生物转化参照模板

同种化学物在体内不同器官分布不同，不同化学物分布 也不同，这与组织的血流量、亲和力及其他因素有关。
在分布的开始阶段，血液供应丰富的器官化学物浓度 最高，随时间延长，分布取决于化学物与组织器官的亲和 力。
•
影响分布的另一主要因素是体内屏障 1、血脑屏障（blood－brain barrier，BBB）
原因：脑部的毛细血管壁与一般的不同
① 管壁由紧密联合在一起的 扁平内皮细胞构成，中间不 留小孔，近似于生物膜
② 管壁外侧被星状胶质细胞 紧密包围，亲脂性物质易于 通过
③ 间液中蛋白质环和胚胎胎盘之间的几层细胞构成。
大部分外来化合物透过胎盘的机理是简单扩散，而胚胎 发育所必需的营养物质，则通过主动转运而进入胚胎。
•
2、滤过 是化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。孔道由
嵌入脂质双分子层的蛋白质中的亲水性氨基酸组成，凡直 径小于膜孔的化学物质都可随水流透过。
•
（二）特殊转运 1、主动转运 active transport
化学物伴随能量的消耗由低浓度向高浓度 转运透过生物膜的过程。
主要特点： 需有载体 消耗能量 载体具有选择性 载体有一定容量 共用一个载体的化学物之间可发生竞争性抑 制。
•
影响因素： （1）分子量大小、脂/水分配系数及角质层厚度 （2）种属不同：可能与角质层厚度不同有关。 （3）高温：易于吸收 （4）角质层损失因子：角质层被损坏，可使环 境化学物通透性增加。
•
四、分布与贮存
（一）分布（distribution） 环境化学物被吸收进入血液和体液后，随血液和淋巴
的流动分散到全身各组织的过程称为分布。
吸收特点：吸收的外来化合物直接进入血液循环 而分布全身，与胃肠道吸收不同。
主要方式：简单扩散
•
气态物质吸收的影响因素： （1）分压差和血/气分配系数——主要决定因素
当分压差达到平衡时，血液中的浓度(mg/L)与肺 泡中的浓度之比为血/气分配系数。 （2）分子量和溶解度：水溶性物质分子量越大的化学 物吸收的越慢。脂溶性物质吸收速度与分子量大小关 系不大，取决于脂/水分配系数。 （3）肺通气量和血流量：
•
胞饮作用（pinocytosis）是一种非选择性的 连续摄取细胞外基质中液滴的内吞过程。吞入 的物质通常是液体或溶解物。
•
三、吸收
环境化学物经各种途径透过机体的生物膜而进入血 液的过程称为吸收。主要通过消化道、呼吸道和皮肤 吸收
1、消化道吸收 是吸收环境化学 物的主要途径。消 化道的任何部位均 有吸收作用，主要 在小肠。
•
颗粒物的吸收主要取决于大小： >10μm，沉积在上呼吸道→痰 5~10μm，沉积在气管和支气管 1~5μm，可到达呼吸道深处，部分到达肺泡 <1μm，在肺泡内扩散而沉积
•
3、皮肤吸收 皮肤对化学物的通透性较弱，存在脂质屏障。四氯
化碳、有机磷农药等可经皮肤吸收
皮肤吸收的 两条途径： （1）表皮 （2）毛囊、汗 腺、皮脂腺
•
每一循环消耗一个ATP,转运出三个Na+，转进两个K+
•
2、 易化扩散 facilitated diffusion 不易溶于脂质的化学物，利用载体由高浓度向低浓度 移动的过程。 特点：有载体参加；不消耗能量。
•
3、 吞噬和胞饮——膜动转运 cytosis 吞噬作用 phagocytosis：一些固态颗粒物与细胞膜上 的某种蛋白质发生作用，引起膜的外包或内凹，将异物 包围进入细胞。 吞入物通常是较大的颗粒。吞噬作用只限于几种特殊 的细胞类型 ，如巨噬细胞和中性粒细胞。
•
（二）化学物的贮存
进入血液的环境化学物大部分积聚在特定部位。 有的化学物对其积聚部位发生毒性作用——靶部位、 靶器官（target organ）； 有的化学物对其积聚部位不发生毒性作用——贮存库 （storage depot）。
主要有几种： 1、血浆蛋白
外来化合物进入血液之后往往与血浆蛋白，尤其是 血浆白蛋白结合，使之不易透过膜进入靶器官，也影响 化学物的 排泄、转化及再分布。这种结合大多为可逆的 非共价结合。
（4）胞吞作用 偶氮色素及某些微生物毒素可通过胞吞 作用进入肠粘膜上皮细胞。
•
影响吸收的因素： （1）消化道中的酶类和菌丛，可改变某些化 学物毒性
（2）胃肠道内容物的种类和数量、排空时间 、蠕动状态。
（3） 环境化学物的溶解度和分散度。分散 度大，易于吸收。
•
2、呼吸道吸收：主要在肺。吸收最快的是气体、小 颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。
•
第一节 生物转运
一、生物膜的结构和功能
•
二、化学物通过生物膜的方式
（一） 被动转运 1、简单扩散 simple diffusion
生物膜两侧的化学物分子顺浓度梯度扩散 ，称为简单扩散。大多数环境化学物可以此 方式通过生物膜。
•
影响因素有： （1）膜两侧化学物的浓度差 （2）脂/水分配系数：物质在脂质中的溶解度与其在水中 的溶解度之比。脂/水分配系数越大越易透过生物膜。但过 大也不易透过。只有脂溶性和水溶性均高的物质容易经过 简单扩散的方式进入生物膜。 （3）化学物质的解离度和体液的pH：解离度越大越难 以简单扩散的方式透过生物膜。体液的pH可以影响弱酸、 弱碱的解离度。
第二章 环境化学物的生物转运和
生物转化
•
环境污染物 与机体接触
进入血液 分布到组织
代谢 排泄
化学物的吸收、分布和排泄具 有类似的机理，都是反复通过生 物膜的过程，统称为生物转运 （biotransport）。
化学物质在组织细胞中发生的 结构和性质的变化过程，称为生 物转化（biotransformation）。
•
经胃肠道吸收的外源化合物主要通过下列转运方式：
（1）简单扩散 是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。 （2）滤过 小肠粘膜细胞膜上有直径0.4nm左右的亲水性 孔道，分子量100左右，直径小于亲水性孔道的小分子， 可随同水分子一起滤过而被吸收。
（3）主动转运 机体需要的某些营养物质如糖类、氨基 酸、核酸、无机盐可由肠道通过主动转运逆浓度梯度被吸 收，少数外源化学物，由于其化学结构或性质与体内所需 的营养物质非常相似，也能通过主动转运进入机体。