环境毒理学

关于环境毒理学的理论综述

姓名：张凤凤学号：2011413334 班级：2011级环境科学班正文：

一、关于环境毒理学

1.环境毒理学概念

环境毒理学，从百科词条上讲说“是环境学和毒理学的一个分支。它是从生物学及医学的角度，利用毒理学方法研究环境中有害因素对人体健康影响的学科。其主要任务是研究环境污染物质对机体可能发生的生物效应，作用机理及早期损害的检测指标，为制定环境卫生标准做好环境保护工作提供科学依据”。因此它是一个多方面交叉学科，既涉及环境医学、毒理学，也离不开生物方面的很多知识。

2.研究内容

环境毒理学主要通过动物实验来研究环境污染物的有毒作用。环境污染物对机体的作用一般有接触剂量较小；长时间内反复接触甚至终生接触；多种环境污染物同时作用于机体；接触的人群既有青少年和成年人，又有老幼病弱，易感性差异极大等特点。另外，环境毒理学的主要研究任务有：研究环境污染物及其在环境中的降解和转化产物，对机体造成的损害和作用机理；探索环境污染物对人体健康损害的早期观察指标，即用最灵敏的探测手段，找出环境污染物作用于机体后最初出现的生物学变化；定量评定有毒环境污染物对机体的影响，确定其剂量与效应或剂量一反应关系，为制定环境卫生标准提供依据。

3.研究方法

环境毒理学的研究主要以动物实验研究为主，观察实验动物通过各种方式和途径，接触不同剂量的环境污染物后出现的各种生物学变化。实验动物一般为哺乳动物，也可利用其他的脊椎动物、昆虫以及微生物和动物细胞株等。另外环境污染物对机体毒作用的评定，主要是通过胰腺癌几种动物的试验方法进行的：

（1）急性毒性试验：其目的是探明环境污染物与机体作短时间接触后所引起的损害作用，找出污染物的作用途径、剂量与效应的关系，并为进行各种动物实验提供设计依据。一般用半数致死量、半数致死浓度或半数有效量来表示急性毒作用的程度。

（2）亚急性毒性试验：研究环境污染物反复多次作用于机体引起的损害。通过这种试验，可以初步估计环境污染物的最大无作用剂量和中毒阈剂量，了解有无蓄积作用，确定作用的靶器官，并为设计慢性毒性试验提供依据。

（3）慢性毒性试验：探查低剂量环境污染物长期作用于机体所引起的损害，确定一种环境污染物对机体的最大无作用剂量和中毒阈剂量，为制订环境卫生标准提供依据。

二、关于环境毒物对机体的影响

1 . 环境毒物

（1）环境毒物的定义

环境毒物主要是指存在于空气，水，食物中的各种对人体有害的污染物，例如食品添加物，杀虫剂及重金属等各种污染物。大多数环境

污染物都是毒物.毒物是进入生物机体后能使体液和组织发生生物化学的变化,干扰或破坏机体的正常生理功能,并引起暂时性或持久性的病理损害,甚至危及生命的物质.这一定义受到多种因素的限制,如进入机体的物质数量、生物种类、生物暴露于毒物的方式等。限制因素的改变，有可能使毒物变成非毒物，反之亦然。所以毒物于非毒物之间并不存在绝对的界限。

（2）环境毒物的分类

毒物的种类按作用于机体的主要部位，可以分为作用于神经系统、造血系统、

心血管系统、呼吸系统、肝、肾、眼、皮肤的毒物等。根据作用性质，毒物可分为刺激性、腐蚀性、窒息性、致突变、致癌、致畸、致敏的毒物等。

2.环境毒物的靶向性

（1）环境毒物的靶向性

环境毒物的靶向性即毒物的选择毒性（selective toxicity）:指一种化学物质只对某种生物产生损害作用，而对其他种类生物无害；或只对机体内某一组织器官发挥毒性，而对其他组织器官不具毒作用。外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。许多化学物质有特定的靶器官，另有一些则作用于同一个或同几个靶器官。在同一靶器官产生相同毒效应的化学物质，其作用机制可能不同。某个特定的器官成为毒物的靶器官可能有多种原因。

（2）靶向性的分类

从靶向达到的部位可分为三类，即一级指达特定的靶组织或靶器官，二级指特定的靶细胞，三级指细胞内的某些特定的靶点的靶向。

3.作用机制

（1）化学物质对生物膜的损害作用

a.对膜通透性影响

细胞膜的通透性指的是，细胞膜运输物质的能力，也是就细胞膜对物质的运输，包括主动运输和被动运输。细胞膜的通透性由很多的因素决定，比如说细胞膜的成分，内外物质的浓度比，细胞生存的需要等等。化学物质对细胞膜的通透性的影响是对细胞膜的成分，也就影响了细胞膜的通透性，使细胞膜的通透性增大。

b.对膜流动性影响

生物膜结构为流体镶嵌模型（fluid mosaic model）：针对生物膜的结构提出的一种模型。在这个模型中，生物膜被描述成镶嵌有蛋白质的流体脂双层，脂双层在结构和功能上都表现出不对称性。有的蛋白质“镶“在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。化学物质对生物膜使生物膜流动性增大。

c.对膜上蛋白质影响

某些化学物质对蛋白质合成有抑制作用，且效果明显。不同的化学物质对不同蛋白质具有抑制作用。而且作用在蛋白质合成的不同位置，不同事间和不同物质。

(2)化学物质对细胞钙稳态的影响

1.细胞内钙稳态（calcium homeostasis）

类型：游离钙（起信使作用）、

结合钙（细胞膜或细胞器膜内的蛋白质、可溶性蛋白质）

2.细胞内钙稳态失调

（1）细胞内钙稳态失调概念（distrution of calcium homeostasis) 在细胞受损时可导致Ca2+内流增加，或Ca2+从细胞内贮存部位释放增加，或抑制细胞膜向外逐出Ca2+，表现为细胞内Ca2+浓度不可控制的持续增加，即打破细胞内钙稳态，则称为细胞内钙稳态的失调。

(2)细胞内钙稳态失调机制 Ca2+失调或紊乱，将完全破坏正常生命活动所必需的由激素和生长因子刺激而产生的短暂的Ca2+瞬变，危及细胞器的功能和细胞骨架结构，最终激活不可逆的细胞成分的分解代谢过程。这就是所谓中毒机制中钙稳态失调学说。 [Ca2+] 变化，可通过下列途径损伤细胞：

正常的激素和生长因子刺激的Ca2+信号的受损

钙依赖性降解酶的活化，包括蛋白酶、磷脂酶和核酸内切酶。损伤细胞骨架损害线粒体与细胞凋亡有关。

3.细胞内钙稳态失调与细胞毒性：

(1)重金属离子

铅：与Ca2+及CaM结合，激活Ca-CaM依赖酶系；高浓度时激活巯基，可抑制Ca-CaM依赖酶系，并呈剂量－效应关系。