第三章环境污染物在体内的生物转运和生物转化
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第三章
环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
第三章 环境污染物在体内的生物转运 和生物转化
内
容 第一节 污染物的吸收、分布与排泄
提 第二节 污染物的生物转化 要 第三节 污染物代谢动力学
第三章 环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
生物转运：
吸收、分布和排泄使外来化合物在体内 发生位移，均是反复通过生物膜的过程， 统称为Baidu Nhomakorabea物转运。
过程，主要是通过简单扩散，仅有极少种类外来化合物的 吸收是通过吸收营养素和内源性化合物的专用主动转运系 统。外来化合物在消化道的吸收可在任何部位进行，但主 要在小肠。
小肠内的吸收主要是通过简单扩散。小肠粘膜还可以 通过滤过过程吸收分子量为100～200以下的小分子，胃肠 道上皮细胞亦可通过胞饮或吞噬过程吸收一些颗粒状物质。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
1、简单扩散：
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，扩散即终止。简单 扩散过程，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， 只相当于物理过程，故称为简单扩散。
积 ４、体内各种屏障的影响
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
体内的各种屏障：
⑴ 血脑屏障 ⑵ 胎盘屏障
体内重要贮存库有四种： 血浆蛋白作为贮存库；毒物在肝、肾中的累积； 脂肪组织作为贮存库；骨骼组织作为贮存库。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
四、排泄 （一）排泄的概念
排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外 转运的过程，是机体物质代谢全部过程中的 最后一个环节。
乎所有毒物都是通过简单扩散透过表皮角质层。 毒物穿透的速度与脂溶性有关，脂溶性越大穿 透能力越强。 第二阶段—吸收相 毒物由真皮进入乳头层毛细血 管。毒物在这一阶段的扩散速度取决于本身的 水溶性。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
三、分布
㈠ 分布概念 分布是外来化合物通过吸收进
入血液或其它体液后，随着血液或淋巴液的 流动分散到全身各组织细胞的过程。
不易溶于脂质的外来化合物，利用载体 由高浓度向低浓度处移动的过程。
运转机理
是载体特异地与某种化学物结合后，其 分子内部发生构型变化而形成适合该物质 透过的通道而使该化学物进入细胞。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
▪ 5、胞饮和吞噬
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。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
➢二、吸收
➢（一）吸收的概念
吸收是外来化合物在各种因素影响下，自接触部位 经过各种途径透过机体的生物膜进入血液循环的过程。
➢（二）吸收途径：
毒物主要通过消化道、呼吸道、皮肤三条途径吸收。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
１、经消化道吸收：一般外来化合物在胃肠道中的吸收
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
２、经呼吸道吸收：
肺脏的解剖生理特点决定了肺泡对气态物质的吸收 是主要器官。
经肺吸收的外来化合物与经胃肠道吸收者不同，前 者不随同门静脉血流进入肝脏，未经肝脏中的生物转化 过程，即直接进入体循环并分布全身。
肺泡对气态物质的吸收主要通过简单扩散，并受许 多因素影响。
肺泡对颗粒物以被动扩散方式吸收 ，吸收情况与颗 粒大小有明显差异。
生物转化：
代谢可使外来化合物发生化学结构和性 质的改变，从而转变成新的衍生物的过程， 也称为代谢转化。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 一、生物转运过程的机理
• （一）生物膜
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• （二）毒物通过生物膜的转运方式
1、简单扩散 2、滤过 3、主动转运 4、载体扩散 5、胞饮和吞噬
吸收入血液的化学物仅少数成游离状态，大 部分与血浆蛋白结合，随着血液到达所有器 官和组织。
毒物在体内的分布是随时间变化的，有时出 现再分布现象。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
（二）影响分布的主要因素
１、外来化合物与血浆蛋白结合 ２、外来化合物与其它组织成分结合 ３、外来化合物在脂肪组织和骨骼中贮存和沉
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
（二）排泄的主要途径
经肾脏随同 尿液排泄
经呼吸道排 出
经肝脏 随同胆 汁排泄
其它排泄 途径
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• １、经肾脏随同尿液排泄 肾脏排泄外来化
合物的效率极高，也是最重要的排泄器官，其 主要排泄机理有三：即肾小球滤过、肾小球简 单扩散和肾小管主动转运，其中简单扩散和主 动转运更为重要。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
３、经皮肤吸收： 表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径： ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。 ②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表 皮屏障直接进入真皮。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段： 第一阶段—穿透相 毒物透过表皮进入真皮。 几
①可逆浓度梯度转运，故消耗一定的代谢能量； ②转运过程需要载体参加； ③载体既然是生物膜的组成成分，所以有一定的容量 ； ④主动转运有一定的选择性； ⑤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 。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
➢ 4、载体扩散
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• ２、经肝脏随同胆汁排泄 经过肝脏随同胆汁 排出体外是外来化合物在体内消除仅次于肾脏 的另一种排泄途径。来自胃肠的血液携带着所 吸收的外来化合物先通过门静脉进入肝脏，然 后流经肝脏再进入全身循环。外来化合物在肝 脏中先经过生物转化，生物转化过程中形成的 一部分代谢产物，可被肝细胞直接排泄入胆汁， 再混入粪便排出体外。毒物经肝脏进入胆汁主 要是通过主动转运 。
是外来化合物透过生物膜上亲水性孔 道的过程。大量的水可借助渗透压梯度和 液体静压作用通过孔道进入细胞，同时外 来化合物可以水作为载体，随之而被动转 运。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
3、主动转运
是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。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
主动转运的主要特点:
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
影响简单扩散的因素
1）生物膜两侧浓度梯度; 2）外来化合物在脂质中的溶解度，可用
脂 水分配系数来表示; 3）外来化合物的解离度和体液pH高低，
对毒物通过细胞膜的难易有很大影响; 4）膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结
合的亲和力。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 2、滤过
环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
第三章 环境污染物在体内的生物转运 和生物转化
内
容 第一节 污染物的吸收、分布与排泄
提 第二节 污染物的生物转化 要 第三节 污染物代谢动力学
第三章 环境污染物在体内的 生物转运和生物转化
生物转运：
吸收、分布和排泄使外来化合物在体内 发生位移，均是反复通过生物膜的过程， 统称为Baidu Nhomakorabea物转运。
过程，主要是通过简单扩散，仅有极少种类外来化合物的 吸收是通过吸收营养素和内源性化合物的专用主动转运系 统。外来化合物在消化道的吸收可在任何部位进行，但主 要在小肠。
小肠内的吸收主要是通过简单扩散。小肠粘膜还可以 通过滤过过程吸收分子量为100～200以下的小分子，胃肠 道上皮细胞亦可通过胞饮或吞噬过程吸收一些颗粒状物质。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
1、简单扩散：
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，扩散即终止。简单 扩散过程，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， 只相当于物理过程，故称为简单扩散。
积 ４、体内各种屏障的影响
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
体内的各种屏障：
⑴ 血脑屏障 ⑵ 胎盘屏障
体内重要贮存库有四种： 血浆蛋白作为贮存库；毒物在肝、肾中的累积； 脂肪组织作为贮存库；骨骼组织作为贮存库。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
四、排泄 （一）排泄的概念
排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外 转运的过程，是机体物质代谢全部过程中的 最后一个环节。
乎所有毒物都是通过简单扩散透过表皮角质层。 毒物穿透的速度与脂溶性有关，脂溶性越大穿 透能力越强。 第二阶段—吸收相 毒物由真皮进入乳头层毛细血 管。毒物在这一阶段的扩散速度取决于本身的 水溶性。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
三、分布
㈠ 分布概念 分布是外来化合物通过吸收进
入血液或其它体液后，随着血液或淋巴液的 流动分散到全身各组织细胞的过程。
不易溶于脂质的外来化合物，利用载体 由高浓度向低浓度处移动的过程。
运转机理
是载体特异地与某种化学物结合后，其 分子内部发生构型变化而形成适合该物质 透过的通道而使该化学物进入细胞。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
▪ 5、胞饮和吞噬
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。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
➢二、吸收
➢（一）吸收的概念
吸收是外来化合物在各种因素影响下，自接触部位 经过各种途径透过机体的生物膜进入血液循环的过程。
➢（二）吸收途径：
毒物主要通过消化道、呼吸道、皮肤三条途径吸收。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
１、经消化道吸收：一般外来化合物在胃肠道中的吸收
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
２、经呼吸道吸收：
肺脏的解剖生理特点决定了肺泡对气态物质的吸收 是主要器官。
经肺吸收的外来化合物与经胃肠道吸收者不同，前 者不随同门静脉血流进入肝脏，未经肝脏中的生物转化 过程，即直接进入体循环并分布全身。
肺泡对气态物质的吸收主要通过简单扩散，并受许 多因素影响。
肺泡对颗粒物以被动扩散方式吸收 ，吸收情况与颗 粒大小有明显差异。
生物转化：
代谢可使外来化合物发生化学结构和性 质的改变，从而转变成新的衍生物的过程， 也称为代谢转化。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 一、生物转运过程的机理
• （一）生物膜
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• （二）毒物通过生物膜的转运方式
1、简单扩散 2、滤过 3、主动转运 4、载体扩散 5、胞饮和吞噬
吸收入血液的化学物仅少数成游离状态，大 部分与血浆蛋白结合，随着血液到达所有器 官和组织。
毒物在体内的分布是随时间变化的，有时出 现再分布现象。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
（二）影响分布的主要因素
１、外来化合物与血浆蛋白结合 ２、外来化合物与其它组织成分结合 ３、外来化合物在脂肪组织和骨骼中贮存和沉
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
（二）排泄的主要途径
经肾脏随同 尿液排泄
经呼吸道排 出
经肝脏 随同胆 汁排泄
其它排泄 途径
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• １、经肾脏随同尿液排泄 肾脏排泄外来化
合物的效率极高，也是最重要的排泄器官，其 主要排泄机理有三：即肾小球滤过、肾小球简 单扩散和肾小管主动转运，其中简单扩散和主 动转运更为重要。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
３、经皮肤吸收： 表皮吸收主要方式是简单扩散 毒物经皮吸收的两个途径： ①通过表皮脂质屏障是主要的吸收途径。 ②通过汗腺、皮脂腺和毛囊等附属器，绕过表 皮屏障直接进入真皮。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
毒物经皮肤吸收的两个阶段： 第一阶段—穿透相 毒物透过表皮进入真皮。 几
①可逆浓度梯度转运，故消耗一定的代谢能量； ②转运过程需要载体参加； ③载体既然是生物膜的组成成分，所以有一定的容量 ； ④主动转运有一定的选择性； ⑤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 。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
➢ 4、载体扩散
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• ２、经肝脏随同胆汁排泄 经过肝脏随同胆汁 排出体外是外来化合物在体内消除仅次于肾脏 的另一种排泄途径。来自胃肠的血液携带着所 吸收的外来化合物先通过门静脉进入肝脏，然 后流经肝脏再进入全身循环。外来化合物在肝 脏中先经过生物转化，生物转化过程中形成的 一部分代谢产物，可被肝细胞直接排泄入胆汁， 再混入粪便排出体外。毒物经肝脏进入胆汁主 要是通过主动转运 。
是外来化合物透过生物膜上亲水性孔 道的过程。大量的水可借助渗透压梯度和 液体静压作用通过孔道进入细胞，同时外 来化合物可以水作为载体，随之而被动转 运。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
3、主动转运
是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。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
主动转运的主要特点:
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
影响简单扩散的因素
1）生物膜两侧浓度梯度; 2）外来化合物在脂质中的溶解度，可用
脂 水分配系数来表示; 3）外来化合物的解离度和体液pH高低，
对毒物通过细胞膜的难易有很大影响; 4）膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结
合的亲和力。
第一节 污染物的吸收、分布与排泄
• 2、滤过