2-3_环境化学物质的吸收、分布、排泄.ppt

第三章 环境污染物在体内的生物转运和生物转化 污染物吸收、分布和排泄 污染物的生物转化 污染物的代谢动力学 生物转运、生物转化、代谢动力学 生物转运 外源化学物在体内的吸收、分布和排泄过程 生物转化 外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化 可使污染物发生化学结构和性质的改变，转变为新的代谢产物 代谢动力学 用数学方法研究毒物的吸收、分布、生物转化和排泄等代谢过程随时间变化的规律； 研究毒物代谢的量变的经时过程 污染物在体内的吸收、分布与排泄 一、生物膜的结构与功能 生物膜的基本结构和功能 生物机体对环境化学污染物的生物转运过程，均需要通过各种生物膜屏障才能进出细胞、组织和机体。 生物膜 细胞、细胞器和其环境接界的所有膜结构的总称。 结构 脂质双分子层 主要成分为磷脂，每一脂质分子的一端为头部，由磷酸和碱基组成，具亲水性，朝向膜的内外表面；另一端为尾部，由两条脂肪酸链组成，具有疏水性，朝向膜的中部脂质的 蛋白质 结构 蛋白质 分布具有不对称性，有的镶嵌在膜表面，有的嵌入或横跨脂质双分子层。 生物膜具有流动性，膜蛋白和膜脂均可侧向运动 一、生物膜的结构与功能 生物膜的基本结构 细胞膜表面存在有少量 糖类，形成糖脂 糖和脂质结合所形成的物质的总称 糖蛋白 一种结合蛋白质，由短的寡糖链与蛋白质共价相连 一、生物膜的结构与功能 脂质双分子层是生物膜的基本骨架，膜中脂类和蛋白质含量的变化与膜的功能有关。 镶嵌在脂质层中的蛋白质功能 物质转运的载体、接受化学物质的受体、能量转换器、具有催化作用的酶等。 生物膜功能 物质转运、能量转换、物质代谢、细胞识别及信息传递等过程中起着重要作用 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 外源化学物和内源化学物通过多次透过生物膜来完成生物转运过程 毒物通过生物膜的转运方式(生物转运过程的机理) 被动转运（passive transport） 简单扩散(被动扩散)和滤过 特殊转运（specialized transport） 主动转运和易化扩散或称促进扩散 膜动转运（cytosis） 吞噬作用和胞吐 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动转运特点 在转运过程中生物膜不具有主动性，是一种纯物理化学过程，不需要消耗代谢能。 代谢能 细胞内物质代谢过程中释放的能力，如由ATP提供的能。 只能由浓度较高部位转运到浓度较低的部位。 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散) 外源化学物可首先溶解于膜的脂质成分而后扩散到另一侧 大部分是具有一定脂溶性的大分子有机化合物 水溶性的极性化合物和高度离解的化学物一般不能借助此种方式转运 顺浓度梯度、不需要提供能量、没有膜蛋白协助 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散) 驱动力：浓度梯度 转运物质：多数环境化学物/营养物质 转运速率（R） 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素 生物膜两侧化学毒物浓度梯度 浓度相差越大，通过生物膜的速度越快。 毒物在脂质中的溶解度——脂/水分配系数 脂/水分配系数：毒物在脂质中的溶解度与在水中的溶解度之比 脂溶性和水溶性均高的物质更容易透过 乙醇容易透过生物膜而被吸收分布全身 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素 化学物的解离度和体液的pH——离解或电离状态 一种化合物分子在水溶液中分解成为带电荷的微粒即离子的过程——离解或电离 物质在体液中的解离度愈大，就愈难透过生物膜 许多化学物如弱酸、弱碱性物质，在溶液中呈离子状态时脂溶性低，不易透过生物膜的脂质结构区；相反非离子状态的化学物，易透过生物膜。 化学物在体液中的离解状态受体液酸碱度的影响 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素 化学物质的解离度和体液的pH——离解或电离状态 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 被动扩散(简单扩散)影响因素 膜两侧体液中的蛋白质浓度及与之结合的亲和力大小 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 滤过(Filtration) 水溶性物质随同水分子经生物膜的孔状结构(亲水性孔道)而透过生物膜的过程。 细胞膜上有一些亲水性孔道或间隙，它们由嵌入脂质双分子层的蛋白质结构中某些亲水性氨基酸构成 驱动力：流体静压或渗透压； 转运物质：分子直径膜孔的化学物 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 滤过影响因素 膜孔大小：一般4 nm；毛细血管和肾小球细胞膜上有较大的膜孔70 nm 分子量100-200的化合物可通过4nm孔，如Pb、Mn、Cd盐； 肾小球滤过：除蛋白质外，其余溶于血浆中的物质均可滤过 一、生物膜的结构与功能 毒物通过生物膜的方式 特殊转运