人大课件 环境化学 生物体内污染物质的运动过程及毒性

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1、第五章生物体内污染物质的运动过程及毒性本章重点污染物的生物富集、放大和积累耗氧和有毒有机物的微生物降解元素的微生物转化微生物对污染物的转化速率毒物的毒性、联合作用、致突变、致癌及抑制酶活性第一节物质通过生物膜的方式一、生物膜的结构生物膜的结构生物膜主要由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成：1、磷脂双分子层的结构亲水基团疏水基团2、镶嵌蛋白类型与生理功能类型：表在蛋白和内在蛋白生理功能：转运膜内外物质的载体起催化作用的酶能量转换器生物膜的结构生物膜主要是由磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成的、厚度为7.5-10nm的流动变动复杂体。在磷脂双分子层中，亲水的极性基因排列于内外两面，疏水的烷链端

2、伸向内侧，所以，在双分子层中央存在一个疏水区，生物膜是类脂层屏障。膜上镶嵌的蛋白质，有附着在磷脂双分子层表面的表在蛋白，有深埋或贯穿磷脂双分子层的内在蛋白，但他们亲水端也都露在双分子层的外表面。在生物膜中还有少量带极性、常含有水的微小孔道，称为膜孔。二、物质通过生物膜的方式物质通过生物膜的方式根据其机制分为五类：1、膜孔滤过：直径小于膜孔的水溶性物质，借助膜两侧的静水压及渗透压经膜孔滤过。2、被动扩散：脂溶性物质通过有类脂层屏障的生物膜，由高浓度侧向低浓度侧的扩散，其扩散速率服从费克定律：式中D为扩散系数，决定于通过物质和膜的性质，A为扩散面积。物质通过生物膜的方式3、被动易化

3、扩散：有些物质可在高浓度侧与膜上特异性蛋白质载体结合，通过生物膜，至低浓度侧解离出原物质，这一转运为被动易化扩散。4、主动转运：在消耗一定代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度的特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。种转运与膜的高度特异性载体及其数量有关，而具有特异性选择，类似物质竞争性抑制和饱和现象。主动转运所需代谢能量来自膜的三磷酸酰苷酶分解三磷酸酰苷(ATP)成二磷酸酰苷（ADP）和磷酸时所释放的能量。具有竞争性抑制、特异性选择和饱和现象。如钾离子在细胞内外浓度分布：[K+](细胞内)>[K+](细胞外)物质通过生物膜的方式5、胞吞和胞饮：少数物质

4、与膜上蛋白质有特殊的亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞，而液态物质的则称为胞饮。物质以何种方式通过生物膜，主要决定于机体各组织生物膜的特性和物质的结构、理化性质。物质的理化性质包括脂溶性、水溶性、解离度、分子大小等。除大多数营养物质及其代谢物外，大部分物质一般以被动扩散方式通过生物膜。第二节污染物质在机体内的转运污染物质在机体内的运动过程包括吸收、分布、排泄和生物转化。前三者统称为转运。一、吸收吸收是污染物质从机体外通过各种途径通透体膜进入血液的过程。吸收途径主要是机体的消化管、呼吸道和皮肤。1、消化

5、管是吸收污染物质的最主要途径通过被动扩散被消化管吸收，主动转运很少；最主要的吸收部位在小肠，其次在胃。影响吸收的主要因素：污染物质的脂溶性；污染物质在小肠内的浓度；血液流速也是影响污染物吸收的因素。污染物的解离情况吸收2、呼吸管是吸收大气污染物的主要途径：主要吸收部位在肺泡吸收的气态和液态气溶胶物质，通过被动扩散和滤过方式，分别迅速通过肺泡和毛细管膜进入血液；固态气溶胶和粉尘污染物中的难溶微粒在吞噬作用下被吸收，而易溶微粒按上述方式被吸收。3、皮肤的吸收是不少污染物质进入机体的途径皮肤接触的污染物质，常以被动扩散相继通过皮肤的表皮、真皮，再滤过真皮中毛细管壁膜进入血液。（分子量

6、低、非极性、液态或溶解态、脂溶性）二、分布分布指污染物质被吸收后和其代谢转化物质形成后，由血液送至机体各组织、与组织成分结合、从组织返回血液、以及再反复等过程。在污染物质的分布过程中，污染物质的转运以被动扩散为主。影响因素：组织血流速度的影响：脂溶性污染物易于通过生物膜，组织血流速度是分布的限速因素。中枢神经系统的毛细管壁间几乎无空隙，污染物之经膜通透性的大小成为转运的限制因素：低脂溶性高解离度的物质经膜通透性差，受经膜通透性限制。污染物质与血液中血浆蛋白结合能力的大小。有些污染物质与血液的红细胞和血管外组织蛋白结合，也会显著影响它们在机体内的分布。三、排泄排泄是污染物质及其代

7、谢产物向机体外的转运过程。排泄器官有肾脏、肝脏、肠、肺和外分泌腺等。其中，以肾和肝脏为主。肾排泄是污染物通过肾随尿而排出的过程；肾小球毛细血管壁有许多较大孔膜，但分子量过大或与血浆蛋白结合的污染物质仍留在血液中。污染物质的另一个重要排泄途径是肝胆系统的胆汁排泄：主要由消化管吸收的污染物质，经血液到达肝脏后，以原物或代谢物并胆汁一起分泌至十二指肠，经小肠至大肠，再排出体外的过程。主要是主动转运，被动扩散少。有些物质由胆汁排出，在肠道运行中又重新被吸收，这种现象称为肝肠循环。四、蓄积机体长期接触