环境污染物的毒性及其影响因素

慢，分为急性中毒、亚慢(急)性中毒和慢性中毒。 根据毒作用强度和性质判定环境污染物的毒
性大小。
4.2、毒理学常用的剂量概念
1．致死剂量（Lethal dose，LD）
2．半数效应剂量（ED50） 3．最小有作用剂量（MEL）
4．最大无作用剂量（MNEL）
5．急性毒作用带(Zac)
1.半数致死剂量LD50或浓度LC50
自由基
自由基性质环境毒物
环境毒物与多不饱和 脂肪酸的作用产物
毒物代谢物
4.3.6 与生物大分子结合
•细胞毒性和死亡
•过敏反应
蛋白质
•致癌作用 •抑制酶活性
环境毒物及 代谢产物
共价结合
•细胞毒性
核酸
•影响DNA-蛋白 质相互作用
•致突变作用
加合物
•激活癌基因
4.3.7选择性细胞致死和非致死性遗传改变

e.g.
肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑸ 羟基

-OH
芳香族化合物中引入羟基，分子极性增强，毒 性增加 e.g.
毒性：苯酚 > 苯
苯酚
苯
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑹ 酸基和酯基
对组织器官的细胞有选择性致死毒性
体细胞 DNA损伤和 染色体异常 生殖细胞
细胞突变和癌变 遗传性疾病
致畸作用
4.4 影响毒性作用的因素
4.4.1 环境化学物的结构与性质 结构与毒性
研究外源化学物的结构与毒性之间的关系， 有助于通过比较来预测新化合物的生物活性、 作用机理和安全限量范围。
同系物的碳原子数、烃基 、分子饱和度、 卤素取代、羟基、酸基和酯基、胺基、构型及 有机磷化合物结构与毒性密切相关。
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑴ 同系物的碳原子数
碳氢化合物（烷、醇、酮等）：



当碳原子数在2~7之间时： 随C数的增加毒性增加 超过一定限度(7 ~9个)后： 随C数的增加毒性下降 当碳原子数相同时： 直链的>支链的；成环的>不成环的
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑵ 烃基

在非烃类化合物分子中引入烃基，可使化合物 烃基结构也可增加毒物分子的空间位阻，从而

4.3.2 细胞膜损伤
引起膜组成成份改变 细胞膜流动性改变
引起细胞膜酶活性改变
通过膜蛋白变性，引起细胞膜通透性变化
4.3.2 细胞膜损伤
心肌细胞膜通透性改变与其毒性
心脏毒素
毒性
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
细胞
内 10-7~10-8 mol/L 外 10-3 molPKC 离子通道开放
神经转导 肌肉收缩 细胞分化和增值 细胞分泌
4.3.3 干扰细胞内钙稳态
硝基酚、醌、过氧化物、醛类、二恶英、卤化链烷、链 烯和Cd2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子均能干扰细胞内钙稳 态, 从而引起细胞损伤或死亡。
4.3.4 干扰细胞能量代谢
代谢酶
生殖与发育
4.3.5 自由基与脂质过氧化
⒈蛋白变性 ⒉细胞膜流动性 ⒊酶活性 ⒋细胞肿胀和溶解 ⒌致突变，染色体断裂 ⒍致畸胎

4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
肉毒杆菌毒素的毒作用机理
肉毒毒素特异性地与胆碱 能神经末梢突触前膜的表面受 体相结合，经吸附性胞饮而内 转进入细胞内(internalization)。 阻止递质囊泡不能与突触前膜 融合，完全抑制胆碱能神经介 质—乙酰胆碱的释放。

Ca2+
乙酰胆碱释放被抑制，使胆 碱能神经失去信号传导生理功 能。尤其是神经–肌肉接头部 位，直接导致呼吸肌麻痹。
脂溶性增高，易于透过生物膜，从而毒性增强

使毒性增加或减小
4.4.1 环境化学物的结构与性质
⑶ 分子饱和度
分子中不饱和键增多可使化学物活性增大，毒 性增强 e.g.

对眼角膜的刺激作用：丙烯醛>丙醛 丁烯醛>丁醛
丙烯醛
丙醛
丁烯醛
丁醛
4.4.1 环境化学物的结构与性质 ⑷ 卤素取代
化学分子结构式中增加卤素，可使分子极性增 加，更易与酶系统结合，从而毒性增强
环境污染物的毒性作用及其影响因素
Paracelsus(16世纪)
What is there that is not poison? All things are poison and nothing (is) without poison. Solely the dose determines that a thing is not a poison.

酸基一般指羧基（-COOH）和磺酸基（-SO3H）,引入 分子脂溶性降低，难以吸收和转运，毒性降低
绝对致死量 半数致死量 最小致死量 最大耐受量
（LD100） （LD50） （MLD） （MTD）
半数致死量（LD50）又称致死中量， 指引起一群个体50%死亡所需剂量 （mg/kg)或浓度（LC50）（mg/m3和 mg/L）。

2.半数效应剂量
最大无作用 急性毒作 致死剂量 半数效应 最小有作用 （LD） 剂量(ED50) 剂量(MEL) 剂量(MNEL ) 用带(Zac) 半数效应剂量(ED50)指外源化学物在一定 的时间内按一定的方式与机体接触，引起机 体某项生物效应发生50%改变所需的剂量。
4.1、基本概念
1. 毒物 (Toxicant)
按一定条件接触后，以较小的剂量作用机体 就能引起生理、生化功能或正常组织结构的器质 性病理改变，甚至引起死亡的化学物质。
2. 毒性 (Toxicity）
化学物质能引起机体损害的性质和能力。
4.1、基本概念
3.中毒（toxication）
外源性化学物质引起机体病理性功能改变或 器质性病变的现象。 根据污染物的暴露特点和中毒发生发展的快

营养元素的剂量-反应关系
12 10 4.0
重度 中度 轻度 极轻度
龋 齿 数
8 6 4 2 0 0.1 1.0 水中氟浓度(ppm)
斑 釉 2.0 齿 指 1.0 数
0.0
3.0
10.0
饮水中氟浓度与龋齿数、斑釉齿指数的关系
4.3 毒性作用的机理
4.3.1 干扰正常受体-配体的相互作用
受体(receptor)是组织 细胞的生物大分子，激 素或金属离子与配体 (ligand)相结合，形成配 体–受体复合物，引起 毒性效应。 环境污染物尤其是神经毒物和内分泌干扰物，通过 干扰正常受体–配体相互作用，引起毒性。