外源化学物在体内的生物转运和生物转化

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2、对气态物质的吸收及影响因素
主要通过简单扩散方式吸收： 影响因素： 分压差大吸收速度快； 血/气分配系数：当肺泡和血液中气态物浓度达到平
衡时，血液与肺泡空气中的浓度比。
系数高吸收速度快； 溶解度和分子量：
脂溶性物质：脂/水分配系数； 非脂溶性物质：分子量大小。
肺通气量和血流量：
大肠
0.5-1
直肠
0.040.07
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1、消化道吸收特点：
通过口腔粘膜吸收极少； 胃内弱有机酸类物质易吸收； 小肠：主要吸收部位 ➢扩散吸收为主。吸收面积大，吸收有机 碱类物质多。 ➢滤过吸收M<100-200的物质； ➢吞噬和胞饮：肠胃道上皮细胞。
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2、影响消化道吸收的因素
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（一）、被动转运
1、简单扩散（Passive transport)： 定义：生物膜两侧的化学物分子从浓度高的
一侧向浓度低的一侧（即顺浓度梯度）扩 散。
驱动力：浓度梯度
转运物质：多数环境化学物
转运速率（R）：
RKA(C1 C2) D
K为扩散系数， A为膜面教学积ppt，D为膜厚度。
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第二节 吸 收
▪ 定义：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。
环境化学物
消化道 呼吸道 皮肤 注射
毒理学试验
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（一）经胃肠道吸收(Digestive tract)
消化道: 口腔食道胃肠道，主要吸收途径。
胃肠道吸收面积比较：
组织
口腔
胃
小肠
面积（M2) 0.02 0.1-0.2 100
[分布]
靶器官 (损害)
器官组织 (贮存)
[排泄]
肾 肺 分泌腺
粪
胆汁
[排泄]
尿
呼气 乳汁、汗
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图3-1 外源化学物在体内的动态过程
Absorption 吸收 ↓
Distribution分布 ↓
Metabolism代谢 ↓
Excretion排泄
Toxicokinetics (毒物动力学 ) Toxicodynamics (毒物效应动力学) Biotransportation (生物转运)
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1、主动转运(active transport) 定义：化学物伴随能量的消耗,利用载体转运以
透过生物膜的过程 驱动力：代谢能量 特点： ➢ 需要有载体； ➢ 化学物质可逆浓度梯度转运； ➢ 载体具有一定选择性； ➢ 载体有一定容量； ➢ 相似结构底物可发生竞争性抑制
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Biotransformation (生物转化)
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二、生物膜的结构与功能
脂质
组成 糖
蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、
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的场所
内外环教境学pp物t 质交换的屏障
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三、化学物质通过生物膜的方式
运生 物 转
通气量 吸收量 ；血流量 吸收量
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3、对颗粒物的吸收：
主要受颗粒大小的影响。
进入呼吸道颗粒物的归宿： ➢ >10m，大部分沉积在上呼吸道； ➢ 5-10 m，大部分阻留在气管和支气管； ➢ 1-5 m，可到达呼吸道深部，部分到达肺泡； ➢ < 1m，在肺泡内沉积。 沉积在肺泡内的颗粒物的归宿： ➢ 吸收进入血液； ➢ 随粘液咳出； ➢ 进入淋巴系统； ➢ 长期存留在肺泡肺泡灰尘病灶或结节。
一般0.4nm；M<100-200的化合物可通过 0.4nm孔。 ➢ 肾小球滤过肾小球毛细血管内皮细胞微孔直径达到 45nm ,可以允许分子量5000的分子迅速通过。
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（二）特殊转运
对于某些非脂溶性的、分子量较大的、不能 通过被动转运方式转运的环境化学物质。
运特 殊 转
主动转运 易化扩散 膜动转运
结肠
直肠
7.8-8.0 7.8
脑液
尿液
汗水
母乳
7.3-7.4 4.8-7.5 4.0-6.8 6.6-7.0
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2、滤过(Filtration) 定义：环境化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。 驱动力：流体静压或渗透压； 转运物质：分子直径<膜孔的化学物
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影响因素：
➢ 膜孔大小:
① 小肠的结构特点、消化道的多种酶类和菌丛： ② 肠胃道内容物种类数量、排空时间及蠕动状态： ③ 化学物的溶解度和分散度、外源化学物本身的理
化性质、胃肠液的PH值、胃肠道内食物的量和质。
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（二）呼吸道吸收
呼吸道: 鼻腔气管支气管及其分支肺泡
((Alveoli) 1 、吸收特点： 吸收的物质直接进入体循环并分布全身。 吸收速度快。
2、易化扩散(Facilitated diffusion) 定义：非脂溶性化学物，利用载体由高浓度处向低
浓度处移动的过程，称为易化扩散，又称帮助扩 散或载体扩散。 特点：
需要载体； 不消耗代谢能量。 具有一定的主动性和选择性，但因只能从高浓 度处向低浓度处转运，故又属于扩散性质。
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3、膜动转运Cytosis
一些固体颗粒或液滴与细胞膜上的蛋白质具有 特殊亲和力，可改变细胞膜表面张力，引起外包或 内凹，将外源物包围进入细胞。
入胞作用：胞饮(pinocytosis)
胞吞(endocytosis)--吞噬：摄入的是固体物质。 胞饮：Pinocytosis 摄入的是液体物质 出胞作用：胞吐(exocytosis)
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影响因素：
▪ 浓度梯度；
▪ 脂溶性脂水分配系数，一般来说：系数 越大，扩散速率越快；
▪ 化学物质的解离度和体液pH：解离型化合 物往往脂溶性较小，难以通过细胞膜扩散。
▪ 弱的有机酸在酸性环境中更易扩散，弱的 有机碱在碱性环境中易扩散。
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人体体液pH:
血液
口腔
胃
十二指肠 空肠
回肠
7.3-7.5 6.2-7.2 1.0-3.0 4.8-8.2 6.3-7.3 7.6
第三章
外源化学物在体内的生物转运 和生物转化
内容概要
第一节 生物膜和生物转运 第二节 吸 收 第三节 分 布 第四节 排 泄 第五节 毒物的代谢转化
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第一节 生物膜和生物转运
一、外源化学物的体内动态
外源 [接触] 化学物
皮肤 肺
[吸收]
[接触]
消化道
[代谢]
肝
血液循环 白蛋白结合型
游离型
主动转运(active transport) 简单扩散(simple diffusion)—脂质扩散
被动转运
易化扩散(facilitated diffusion)
滤过(filtration)
胞吞(endocytosis),胞饮(pinocytosis)
膜动转运(cytosis)
胞吐(exocytosis)