生物转运和生物转化

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主要内容
第1 节 生物膜和生物转运
第2 节
第3 节
吸
分
收
布
第4 节
第5 节
排
泄
毒物的代谢转化
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第一节 生物膜和生物转运

外源性化学物的生物转运过程（吸收、分布、排泄）是 通过生物膜屏障的过程。
生物膜包括细胞膜Байду номын сангаас质膜）和细胞器膜的总称。

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一、简单扩散
1、简单扩散的概念:

外来化合物在体内的扩散是依其浓度梯度差决定物质的 扩散方向，即由生物膜的分子浓度较高的一侧向浓度较 低的一侧扩散，当两侧达到动态平衡时，扩散即中止。 不需要消耗能量，不需要载体，不受饱合限限速与竞争 性抑制的影响。


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第二节 吸收
一、基本概念

1、吸收（absorption) 吸收是指外源化学物从接触部位，通常是机体的外表面或 内表面的生物膜转运至血循环的过程。外源性化学物主要 是通过消化道、呼吸道和皮肤吸收。 2、首过效应（first-pass effect）

外源性化学物在从吸收部位转运到体循环的过程中，已经 开始被消除，此即首过效应或首过消除。
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二、易化扩散
1、易化扩散的概念：

非脂溶性的化学物，不能以简单扩散形式透过生物膜，它 们可以与膜 上的载体结合由高浓度向低浓度处转运。 如葡萄糖、某些氨基酸、甘油、嘌呤碱等亲水化合物，可 在特定载体和顺浓度梯度的情况下进行转运。

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2、易化扩散的特点：
① ② ③ ④
顺浓度梯度进行，不消耗谢能量。 需要载体。 转运非脂溶性化学物； 具有特异性和饱合性。
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五、膜动转运

胞吞：液体或固体外来化合物被伸出的生物膜包围，然 后将被包围的液滴或较大颗粒并入细胞内，达到转运的 目的，前者称为胞饮，后者称为吞噬。入侵的细菌、病 毒、死亡的细菌、组织碎片、铁蛋白等可通过吞噬作用 被细胞清除。 胞吐：某些颗粒物液态大分子物质可从细胞内转运到细 胞外，如腺体分泌及递质释放。 膜动转运对外源化学物或异物的清除转运具有重要意义。
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2、主动转运的主要特点
①可逆浓度梯度转运，消耗能量； ②转运过程需要载体参加； ③载体对转运的化学物有特异选择性； ④受饱合限速和竞争性抑制的影响。载体是生物膜的组成
成分，所以有一定的容量；当化合物浓度达到一定程度 时，载体可以饱和，转运即达到极限；如果两种化合物 基本结构相似，在生物转运过程中又需要同一转运系统， 两种化合物之间可出现竞争，并产生竞争抑制。
2. 简单扩散的特点：

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3、简单扩散能够进行的条件： ① 膜两侧存在浓度梯度。如O2由肺泡进入血液和CO2由血 液进入肺泡细胞。 ② 外源化合物有脂溶性。外源化合物的脂溶性可以脂水分 配系数来表示，即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。一般来说， 脂水分配系数越大，越容易透过生物膜而进行扩散。 ③ 外源化学是非解离状态。解离型，极性大，脂溶性小， 不易通过生物膜；反之，非离解状态的化学物容易透过。 因此弱有机酸在酸性环境中，弱有机碱在碱性环境中多 处于非解离状态，易于透过生物膜。
三、滤过

1、滤过的概念


滤过是指化学物质透过生物膜上亲水性孔道的过程。
主要动力是：渗透压梯度和液体静压。 主要转运物质：分子直径小于膜孔的水溶性化学物，以水 作为载体而转运。
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2、滤过的特点 不同生物膜孔径差别很大。肾小球中的生物膜孔径大（约 70 nm)，能够允许分子量小于白蛋白(约 60 kD)的物质通 过。相反，其它细胞膜孔比较小，仅允许100-200D以下的

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经简单扩散吸收

经简单扩散吸收，主要取决于外源性化学物的脂溶性、pKa, 以及胃肠道腔内的PH值。
如由于胃液酸度极高(pH 1.0)，弱有机酸类物质多以未能解离 形式存在，所以容易吸收；但弱有机碱类物质，在胃中离解 度较高，一般不易吸收。 有机碱易在肠道中吸收。小肠内内酸碱度相对趋向中性(pH 6.6)，化合物离解情况与胃内不同。例如，弱有机碱类在小肠 主要呈非离解状态，因此易被吸收。
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对于经胃肠道吸收的化学物，首过消除非常多见。因为它 们在经体循环到达机体其它部位前，首先要经过胃肠道粘 膜细胞、肝和肺的首过消除。 首过效应可以减少经体循环到达靶器官组织的外源性化学 物的数量，可能减轻毒性效应。
乙醇可被胃粘膜的醇脱氢酶氧化； 吗啡在胃肠道粘膜细胞和肝脏与葡糖醛酸结合； 锰经门静脉进入肝脏后排泄到胆汁。


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经特殊转运系统吸收

小肠中载体介导的特殊转运系统吸收营养素和电解质。
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一些外源性化学物的结构或者性质与机体的营养素相似 时，可以借助这些相同的特殊转运系统而吸收。
钴、锰可以利用铁的转运系统； 铅可以利用钙的转运系统； 5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil）可以利用嘧啶转运系统；
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2. 经呼吸道吸收

空气中的外源性化学物主要从呼吸道吸收，其中以肺泡 吸收为主。
机体对化学物质的处置可以简单地分成相互有关的吸收、
分布、代谢及排泄四个过程，即ADME过程，A： absorption; D: distribution; M: metabolism; E: excretion。其中:
化学物质在体内的吸收、分布和排泄过程，称为生物
转运；
化学物质在体内的代谢过程，称为生物转化。

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二、主要吸收途径
1. 经胃肠道吸收 2. 经呼吸道吸收
3. 经皮肤吸收
4. 其它途径吸收
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1.经胃肠道吸收
１、经胃肠道吸收

胃肠道是外来化合物最主要吸收途径。许多外来化合物可 随同食物或饮水进入消化道并在胃肠道中吸收。外来化合 物在胃肠道的吸收可在任何部位进行，但主要在小肠。 毒物经胃肠道的吸收途径，绝大数物质是经简单扩散方式 进行。相对来说，经主动转运吸收的毒物比较少。
物质通过。除水分子外，有些无机离子和有机离子等外源
化学物，亦可滤过。
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四、主动转运
1、主动转运的概念

外来化合物透过生物膜由低浓度处向高浓度处移动的过程。 主动转运对于已吸收的化学物在体内的不均匀分布和排泄 具有重要意义。如:
许多外源化学物的代谢产物经由肾脏和肝脏排出； 机体需要的某些营养物质如某些糖类、氨基酸、核酸和无 机盐等由肠道吸收进入血液。