外源化学物的生物转运

分子层，膜蛋白可以是结构蛋白、
受体、酶、载体和离子通道等。 具有多孔性
磷脂双分子层构成了生物膜的基本骨架，而生物膜的功能主要通 过蛋白质来进行。膜蛋白为球蛋白，分布于脂双层表面或嵌入脂 分子中，有的甚至横跨整个脂双层；
流动镶嵌模型
细胞膜具有流动性；组成细胞膜的各种成分在膜中
的分布是不均匀的，即具有不对称性。
功能
生化反应和生命活动的场所 内外环境物质交换的屏障
第一节
生物膜和毒物转运
毒物的跨膜运转
化学物通过生物膜的转运方式（耗能与否）：
主要有被动扩散（passive diffusion）
简单扩散，膜孔过滤，易化扩散
主动运输（active transport）
主动转运， 胞饮和吞噬
被动转运是顺浓度梯度进行，不消耗能量的；
生物膜的功能
1. 生物膜可将细胞或细胞器与周围环境隔离，保持细胞或
细胞器内部理化性质的稳定外，还可以选择性地允许或不 允许某些物质透过以Байду номын сангаас摄入或排出一些物质。
2. 保障有机体和外环境中物质的交换，从而维持有机体的 正常生命活动。 3. 许多化学物的毒性作用与生物膜有关，特别是大多数毒 性较强和作用较为专一的毒物更是如此。 KCN主要作用于线粒体内膜细胞色素C氧化酶；有机磷化 合物是作用于半埋藏在生物膜外表面的乙酰胆碱酯酶上。
简单扩散方式的条件是： ①膜两侧存在浓度梯度； ②外源化学物有脂溶性； ③外源化学物是非解离状态。
外源化学物的脂溶性可用脂-水分配系数来表示： 脂-水分配系数是当一种物质在脂相和水相的分 配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比 值。
解离型极性大，脂溶性小，难以扩散；
而非解离型极性小，脂溶性大，容易跨膜
影响转运的主要因素：
外源化学物本身结构
分子量大小
脂-水分配系数
带电性
与内源性物质的相似性等。
1. 简单扩散
简单扩散又称脂溶扩散，大多数化学毒物经简单 扩散方式通过生物膜。是生物转运的主要机制。
不需要消耗能量，外来化合物与膜不发生化学反
应，生物膜不具有主动性，只相当于物理学过程。
不需载体，不受饱和限速与竞争性抑制的影响。
外源化学物的生物转运
第一节 生物膜与生物转运 第二节 吸 收
第三节 分布
第四节 排泄
ADME过程
外源化学毒物经与机体接触部位进入血液的过程为吸收(absorption)；
由体循环分散到全身组织细胞中为分布(distribution)；
在组织细胞内经酶类催化发生化学结构与性质变化的过程称为生物转 化或代谢转化(metabolism)； 在代谢过程中可能形成新的衍生物以及 分解产物，即代谢产物； 外源化学毒物及其代谢物离开机体称为排泄(excretion)。
受体是镶嵌在生物膜脂质双分子层中的某些特殊 蛋白质，是外来化合物作用的靶；存在于细胞膜、
胞浆或细胞核内。不同的受体有特异的结构和构
型。
受体的存在使得某些化学物质选择性地作用于一
定的细胞（靶细胞或靶器官）。
脂质
组成
糖 蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、 离子通道等
生 物 膜
结构：流动镶嵌模型
隔离功能
⑤转运量有一定极限，当外源化学物达一定浓度时，载体 可达饱和状态；由同一载体转运的两种外源化学物间可出 现竞争性抑制。
每一循环消耗一个ATP,转运出三个Na+，转进两个K+
4. 易化扩散（促进扩散）
不易溶于脂质的外来化合物， 利用载体由高浓度处向低浓度 处移动的过程。不消耗能量。 具有一定的主动性和选择性， 也可称为载体扩散或促进扩散。 例如，水溶性的葡萄糖由胃肠 道进入血液，由血浆进入红细 胞，并由血液进入神经组织， 都是通过载体扩散。
而主动转运和胞饮和吞噬消耗能量，并可逆
浓度梯度进行。
易化扩散和主动转运由载体介导，可饱和。
主动运输和被动运输
主动转运(active transport) 简单扩散(simple diffusion)
生 物 转 运
被动转运
易化扩散(facilitated diffusion) 滤过(filtration) 胞吞(endocytosis), 胞饮(pinocytosis)
代谢过程称为生物转化（biological
transformation）
指外源化学物的代谢变化过程，即外源化学物在
代谢器官由一系列酶介入，发生化学结构的改变的
过程。
化学毒物对机体的毒性作用，一般取决于两个因素：
一、化学毒物的固有毒性和接触量；
二、化学毒物或其活性代谢物在靶器官内的浓度及持续
时间。
通过这些孔道进入细胞。水还可以作为载体，携
带一些其他化学物的分子通过此种孔道。
3. 主动转运
外来化合物通过生物膜由低浓度处向高浓度处移动的过程。
生物膜的主动转运具有下列特点： ①需有载体参加； ②外源化学物可逆浓度梯度转运； ③该系统需消耗能量，因此代谢抑制剂可阻止此转运过程；
④载体对转运的外源化学物有特异选择性；
掌握外来化合物的生物转运和生物转化过程，可有助于 了解其生物学作用及毒性作用。
第一节 生物膜和毒物转运 外源化学物的吸收、分布和排泄过程是 通过由生物膜构成的屏障的过程。
生物膜
生物膜（biomembrane）是细胞膜
和细胞器膜的总称。 生物膜主要由脂质和蛋白组成， 生物膜表面也含有少量的糖。生物 膜的基本结构是连续排列的脂质双
膜动转运(cytosis) 胞吐(exocytosis)
毒物的跨膜运转
1. 简单扩散 （simple diffusion）
2. 膜孔过滤（filtration）
3. 主动转运（active transport） 4. 易化扩散（facilitate diffusion） 5. 胞饮（pinocytosis）和吞噬 （phagocytosis）
扩散。
非解离型的比例，取决于该外源化学物的解
离常数pKa和体液的pH。
2. 膜孔过滤（filtration）
是外来化合物透过生
物膜上的亲水性孔道
的过程。由嵌入脂质
双分子层中的蛋白质
结构中亲水性氨基酸 构成。
影响因素
化学物分子量的大小：0.4nm孔道通过＜200的分
子
毒理学意义：
在渗透压梯度和液体静压作用下，大量的水可以
代谢过程与排泄过程合称为消除（elimination）。
吸收、分布和排泄过程中，以物理学过程为主， 而且具有类似的机理，故统称为生物转运
（biological transportation）
外源化学物主要依据物理学规律，本身不发生
化学结构改变，从接触部位吸收，转运进入血
液、再转运至组织与脏器、最终转运到排泄器 官离开机体过程。