[课件]生态毒理学2011-VPPT
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• 毒理学过程与毒物的选择性？
第五章池和基因频率的变化、种群结 构的变化。 • 毒物对群落和生态系统的影响主要反应在两个方 面，即结构和功能。 • 群落和生态系统的结构和功能均有许多可以测定 和计算的描述参数，生态毒理学研究可以通过比 较群落和生态系统的这些参数，分析污染前后或 处理和对照的变化，确定毒物对群落和生态系统 的作用和危害。
• 生物的解毒主要通过3种途径，即解毒代谢、分泌排泄、结 合贮存。
• 毒物代谢通常包括两级代谢，初级代谢主要是在毒物分子内引入 水溶性的活性基团；次级代谢是内源性代谢中间体与初级代谢产 物结合，形成极性更强，可溶于水的代谢物。 • 多功能氧化酶是毒物代谢的重要酶，可以被诱导，不同物种或个 体的活力有明显差异。 • 毒物的代谢，大多是解毒代谢，但也有一些代谢是增毒的 • 吸持作用sequestration(贮存代谢)即将毒物贮存在惰性组织中， 避免其与靶标结合的解毒途径 • 毒物可以诱导生物产生大量特殊的蛋白质，如金属硫蛋白、应激 蛋白等，它们可以结合毒物分子使之失活，保护生物功能大分子， 或修复受伤害的生物大分子。其量的变化可以作为接触毒物的测 试指标。 • 贮存解毒有明显的缺点：饱和、置换和库的消耗。
• 分泌排泄excretion是通过分泌系统从体内 清除毒物及其代谢物的重要解毒途径 • 不同性质的毒物的主要分泌排泄途径不同； 毒物在生物体内的滞留时间通常用生物半衰 期表示。 • 毒理动力学toxicodynamics过程：主要是 毒物如何作用于靶标，并产生毒理学效应。 又称毒理微观动力学 • 干扰和破坏DNA分子的毒物，都具有遗传毒 性。
第四章
结 语
• 毒物必须从环境中被吸收后，并运输至靶标位点，才能发挥 毒效。
• 毒物代谢动力学toxicokinetics过程包括：吸收、运输、代 谢、贮存和分泌5个方面，它决定有多少毒物分子进入靶标 位点并与之作用。又称毒理宏观动力学 • 化合物的吸收必须经过生物膜，涉及的跨膜运输机制有4种， 不同毒物的跨膜机制和运输速率取决于化合物的性质。 • 毒物在特定位点吸收后，可以通过体液循环运输至不同的组 织器官（体内分布）。
• 毒物的生物效应与毒物的特性、接触剂量和接触时间有关
第三章 结
语
• 毒物进入环境后会通过一系列的物理化学过程，进行分配 扩散和降解转化，最后在不同的环境相中趋于平衡。 • 环境相Environmental phase是质地相对均一、化合物在 其内部的行为也比较一致的，环境的确切组成部分。 • 毒物在环境不同相中的分布可以通过两相分配和逸度定律 进行测定和预测。 • 环球污染主要是指个别地方释放的污染物，通过大气和海 水环流的运输作用，使之趋于全球均匀分布的过程。环球 污染应该引起各国的重视，治理必须形成国际共识。
生态毒理学2011-V
第一章 结 语
• 生态毒理学是现代社会毒物环境污染催生的一门新 的交叉学科
• 是研究环境毒物对生态系统的毒害作用及其 环境归宿的科学
• 生态毒理学过程涉及多个层次，生物反应也表现在 不同水平上；
• 研究者可以使用不同的方法进行研究。但各种研究 方法均有利弊，通常需要综合各种研究数据，才能 获得真实的资料； • 生态毒理学研究的目的是准确评价化合物的环境毒 性和风险，促进政府立法进行环境治理，通过法律 和科学来保护生态环境。
• 三致作用可以利用动物活体、离体细胞和单细胞生物进行测 定。但不同方法各有优缺点，通常不能依靠单一的方法。
• 除攻击DNA导致三致作用外，生态毒物还会攻击 其他功能分子，并在生化、生理和行为水平上产 生毒效反应。
• 一般低水平的损伤反应可以通过体内平衡进行补 偿，否则就会转移到高层次上反应。
• 损害适应性性状（生长、繁殖、基因池的更新和 改变）的化合物，都会使物种的生存受到严重威 胁，也是生态毒理学密切关注的化合物。
• 化合物的结构特性与其生物活性之间存在着定量关系，被称为定量结 构活性关系(QSARs)。利用这种关系，由易得的结构参数来推测活性 参数，是一种简便有效的方法。但要注意预测与实际的可能差异。 • 目前了解和预测化合物的环境分布过程已经建立了较好的方法，也做 了大量的工作。但要准确地模拟环境，还需要考虑并提取更多的环境 参数，同时也需要建立更有效的方法。
• 毒物的降解转化遵循一级化学动力学，可以用毒物在特定环境下降解 转化一半所需的时间——半衰期来表示。
• 生物有效性Bioavailability是指环境中的化合物能否被生物吸收的性 能。毒物的有效性主要取决于毒物的物理化学状态，以及生物接触和 吸收的途径。 • 取食者体内的化合物浓度通常高于食物中的浓度，这一积累过程称为 生物放大biomagnification。生物放大因子BF=CB/CF
第二章 结
语
• 毒物Toxicants是在低剂量下就会破坏生物有机体结构和功能，甚至 产生致死作用的物质。 • 生态毒物Ecotoxicants是人为释放、在低浓度下即可对生态系统产 生毒害作用的有毒物质。 • 毒物的毒性与其来源无关；不同毒物的急性毒性和慢性毒性并不一致； 各种毒物都具有一定的选择性；毒物都具有剂量效应、生物适应性、 联合效应、构效关系，有时还有明显的蓄积毒性 • 化合物的许多特性影响其与环境的相互作用，可以根据化合物的特性 预测其可能的生态毒性 • 生态毒物可以按生物效应、化学结构和物化性质进行分类。这样可以 根据类似化合物了解特定化合物的生态毒性。
• 大多数致癌、致变毒物都是强亲电的生物烷化剂和酰化剂， 或者是带有可与DNA分子反应的自由基。 • 有些化合物本身不致癌，但经生物转化后，可致癌。 • 致癌致变毒物导致的大部分DNA分子损伤都可以由细胞修复。 只有修复失败时才产生遗传毒性。 • 致畸剂通过选择性抑制特定类型的组织和细胞，导致畸形或 败育。 • 致畸剂有很强的发育阶段敏感性。 • 致癌、致变、致畸的生态效应是不一样的
第五章池和基因频率的变化、种群结 构的变化。 • 毒物对群落和生态系统的影响主要反应在两个方 面，即结构和功能。 • 群落和生态系统的结构和功能均有许多可以测定 和计算的描述参数，生态毒理学研究可以通过比 较群落和生态系统的这些参数，分析污染前后或 处理和对照的变化，确定毒物对群落和生态系统 的作用和危害。
• 生物的解毒主要通过3种途径，即解毒代谢、分泌排泄、结 合贮存。
• 毒物代谢通常包括两级代谢，初级代谢主要是在毒物分子内引入 水溶性的活性基团；次级代谢是内源性代谢中间体与初级代谢产 物结合，形成极性更强，可溶于水的代谢物。 • 多功能氧化酶是毒物代谢的重要酶，可以被诱导，不同物种或个 体的活力有明显差异。 • 毒物的代谢，大多是解毒代谢，但也有一些代谢是增毒的 • 吸持作用sequestration(贮存代谢)即将毒物贮存在惰性组织中， 避免其与靶标结合的解毒途径 • 毒物可以诱导生物产生大量特殊的蛋白质，如金属硫蛋白、应激 蛋白等，它们可以结合毒物分子使之失活，保护生物功能大分子， 或修复受伤害的生物大分子。其量的变化可以作为接触毒物的测 试指标。 • 贮存解毒有明显的缺点：饱和、置换和库的消耗。
• 分泌排泄excretion是通过分泌系统从体内 清除毒物及其代谢物的重要解毒途径 • 不同性质的毒物的主要分泌排泄途径不同； 毒物在生物体内的滞留时间通常用生物半衰 期表示。 • 毒理动力学toxicodynamics过程：主要是 毒物如何作用于靶标，并产生毒理学效应。 又称毒理微观动力学 • 干扰和破坏DNA分子的毒物，都具有遗传毒 性。
第四章
结 语
• 毒物必须从环境中被吸收后，并运输至靶标位点，才能发挥 毒效。
• 毒物代谢动力学toxicokinetics过程包括：吸收、运输、代 谢、贮存和分泌5个方面，它决定有多少毒物分子进入靶标 位点并与之作用。又称毒理宏观动力学 • 化合物的吸收必须经过生物膜，涉及的跨膜运输机制有4种， 不同毒物的跨膜机制和运输速率取决于化合物的性质。 • 毒物在特定位点吸收后，可以通过体液循环运输至不同的组 织器官（体内分布）。
• 毒物的生物效应与毒物的特性、接触剂量和接触时间有关
第三章 结
语
• 毒物进入环境后会通过一系列的物理化学过程，进行分配 扩散和降解转化，最后在不同的环境相中趋于平衡。 • 环境相Environmental phase是质地相对均一、化合物在 其内部的行为也比较一致的，环境的确切组成部分。 • 毒物在环境不同相中的分布可以通过两相分配和逸度定律 进行测定和预测。 • 环球污染主要是指个别地方释放的污染物，通过大气和海 水环流的运输作用，使之趋于全球均匀分布的过程。环球 污染应该引起各国的重视，治理必须形成国际共识。
生态毒理学2011-V
第一章 结 语
• 生态毒理学是现代社会毒物环境污染催生的一门新 的交叉学科
• 是研究环境毒物对生态系统的毒害作用及其 环境归宿的科学
• 生态毒理学过程涉及多个层次，生物反应也表现在 不同水平上；
• 研究者可以使用不同的方法进行研究。但各种研究 方法均有利弊，通常需要综合各种研究数据，才能 获得真实的资料； • 生态毒理学研究的目的是准确评价化合物的环境毒 性和风险，促进政府立法进行环境治理，通过法律 和科学来保护生态环境。
• 三致作用可以利用动物活体、离体细胞和单细胞生物进行测 定。但不同方法各有优缺点，通常不能依靠单一的方法。
• 除攻击DNA导致三致作用外，生态毒物还会攻击 其他功能分子，并在生化、生理和行为水平上产 生毒效反应。
• 一般低水平的损伤反应可以通过体内平衡进行补 偿，否则就会转移到高层次上反应。
• 损害适应性性状（生长、繁殖、基因池的更新和 改变）的化合物，都会使物种的生存受到严重威 胁，也是生态毒理学密切关注的化合物。
• 化合物的结构特性与其生物活性之间存在着定量关系，被称为定量结 构活性关系(QSARs)。利用这种关系，由易得的结构参数来推测活性 参数，是一种简便有效的方法。但要注意预测与实际的可能差异。 • 目前了解和预测化合物的环境分布过程已经建立了较好的方法，也做 了大量的工作。但要准确地模拟环境，还需要考虑并提取更多的环境 参数，同时也需要建立更有效的方法。
• 毒物的降解转化遵循一级化学动力学，可以用毒物在特定环境下降解 转化一半所需的时间——半衰期来表示。
• 生物有效性Bioavailability是指环境中的化合物能否被生物吸收的性 能。毒物的有效性主要取决于毒物的物理化学状态，以及生物接触和 吸收的途径。 • 取食者体内的化合物浓度通常高于食物中的浓度，这一积累过程称为 生物放大biomagnification。生物放大因子BF=CB/CF
第二章 结
语
• 毒物Toxicants是在低剂量下就会破坏生物有机体结构和功能，甚至 产生致死作用的物质。 • 生态毒物Ecotoxicants是人为释放、在低浓度下即可对生态系统产 生毒害作用的有毒物质。 • 毒物的毒性与其来源无关；不同毒物的急性毒性和慢性毒性并不一致； 各种毒物都具有一定的选择性；毒物都具有剂量效应、生物适应性、 联合效应、构效关系，有时还有明显的蓄积毒性 • 化合物的许多特性影响其与环境的相互作用，可以根据化合物的特性 预测其可能的生态毒性 • 生态毒物可以按生物效应、化学结构和物化性质进行分类。这样可以 根据类似化合物了解特定化合物的生态毒性。
• 大多数致癌、致变毒物都是强亲电的生物烷化剂和酰化剂， 或者是带有可与DNA分子反应的自由基。 • 有些化合物本身不致癌，但经生物转化后，可致癌。 • 致癌致变毒物导致的大部分DNA分子损伤都可以由细胞修复。 只有修复失败时才产生遗传毒性。 • 致畸剂通过选择性抑制特定类型的组织和细胞，导致畸形或 败育。 • 致畸剂有很强的发育阶段敏感性。 • 致癌、致变、致畸的生态效应是不一样的