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(一)动物的吸收、分布及排泄 1.动物的吸收 环境污染物经各种途径透过机体的生物膜而进入血液的过程称为吸收。人和动物吸收途径如图: 消化道 皮肤 呼吸道 环境化学物 注射 毒理学试验 三、环境污染物的吸收、分布及排泄 ①消化道中的多种酶类和菌丛,可使某些化学物形成新的化学物而改变其毒性。 ②胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态。 ③环境污染物的溶解度和分散度。 (1)消化道对环境化学物的吸收过程,受很多因素的影响: (2)肺泡对气态物质的吸收,主要通过简单扩散的方式,吸收速率受多种因素的影响: ① 分压差和血/气分配系数。 ② 溶解度和相对分子质量。 ③ 肺的通气量和血流量,特别是与两者的比值有关。 (3)皮肤吸收 主要方式是简单扩散,主要影响因素: ①透过角质层的速度与化学物相对分子质量的大小、脂/水分配系数及角质层的厚度有关。 ②表皮通透性。 ③高温促进皮肤血液和间质液流动,使化学物较易被皮肤吸收。 ④角质层损伤因子。 2. 环境污染物在动物体内的分布 定义:环境化学物被吸收进入血液和体液后,随血液和淋巴的流动分散到全身各组织的过程称为分布。 化学物在体内组织器官的起始分布取决于血流量,而最终的分布取决于组织对化学物的亲和力。 3.环境污染物在动物体内的贮存 进入血液的环境污染物大部分与血浆蛋白或体内各组织成分结合,积聚在特定部位。有的化学物对其积聚的部位可直接发挥毒作用,该部位称为靶部位,即靶组织或靶器官。有的部位化学物含量虽高,但未显示毒作用,称为该化学物的贮存库。 化学物的贮存库主要有以下几种: 血浆蛋白 肝和肾 脂肪组织 骨骼组织 排泄是环境污染物及其代谢产物由体内向体外转运的过程。排泄的主要途径是经肾随尿液排出和经肝随胆汁通过肠道随粪排出。此外,污染物也可随各种分泌液(如汗液、乳汁、唾液、泪液及胃肠道的分泌物等)排出;挥发性物质还可经呼吸道排出。 4.动物的排泄 (二)植物对环境污染物的吸收 1. 陆生植物吸收的途径和机制 陆生植物可通过根和叶的表面吸收环境污染物,质体流(mass flow)是其主要的吸收途径,即环境污染物随蒸腾拉力在植物吸收水分时,与水一起到达植物的根部,并随水向地上部分转运; 通过叶表面扩散进入根部。 植物还可以通过茎、花、果实等的表皮吸收。 2.单细胞生物的吸收 环境污染物可以通过整个细胞壁和细胞膜而被吸收。 (三)在动植物体内的共同特点 1.细胞膜 通过细胞膜才能把环境污染物吸收入体内、排出体外、由体内一个部位运输到另一个部位(即环境污染物在体内的分布)。 2.共同影响因素 环境污染物的脂水分配系数和分子大小等理化性质、生物膜的结构和化学构成等均是动植物对环境化学物吸收、排泄及运输的主要影响因素。所以,这几个影响因素与污染物的各种生物学效应密不可分,以致它们几乎渗透在生态毒理学的各个方面。 生物转化的反应类型 影响生物转化的因素 第二节 环境污染物在体内的生物转化 定义:环境污染物在体内经过一系列生物化学变化,并形成其衍生物的过程称为生物转化或代谢转化,所形成的衍生物又称代谢物。 一般情况下外源化学物经生物转化后其极性及水溶性增加而易排出,毒性降低甚至消失。因此,过去常将生物转化过程称为生物解毒或生物失活过程。但并非全部如此,有些外源化学物的代谢产物的毒性反而增高,水溶性也反而降低。 生物转化 氧化 还原 水解 结合 第一相反应 第二相反应 外源化学物 排出体外 一、生物转化的反应类型 (一)氧化反应 醛 脱 氢 酶 醇 脱 氢 酶 胺 氧 化 酶 氧化反应 微粒体混合功能氧化酶系 非微粒体混合功能氧化酶系 脂 肪 族 羟 化 芳 香 族 羟 化 环 氧 化 反 应 S- 氧 化 反 应 O- 脱 烷 基 反 应 S- 脱 烷 基 反 应 N- 羟 化 反 应 金 属 脱 烷 基 反 应 氧 化 脱 卤 反 应 N- 脱 烷 基 反 应 脱 硫 反 应 (1)脂肪烃羟化 脂肪烃化合物侧链(R)末端倒数第一个或第二个碳原子发生氧化,形成羟基。其反应式如下: MFOS的特异性很低,进入体内的各种环境污染物几乎都要经过这一氧化反应 转化为氧化产物,其反应式如下: RH +NADPH + H+ + O2 ROH +H2O+NADP+ 底物 还原型辅酶Ⅱ 氧化产物 RCH3
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