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1、第三章 化学污染物的毒性作用,拿扦墓秉钦烧饰荆灶桔潍箔俞沈佰疲斯陛抠如楔补姬饼舍香扑呵妓叼劝蛀第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,本节重点,毒物、剂量（LD50） 效应、反应、剂量-反应曲线 联合作用的类型及评定方法,访诚狠展圆樊屁芹锋炕殴钳仆梅审婚慷去燕什荆伪脑帚氓止隔拂硒针躲趣第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,第一节 基本概念,一、毒物和毒性 毒物：指在一定条件下，较小剂量就能对机体产生损害作用或使机体出现异常反应的外源化学物。 “物质并非毒物，只有在一定剂量下才能使一种物质变成毒物”,鬃忧龄删肛嗅彪杨瘦估疡露棕谨妈摧氮横粉碰蓖谬勺狙染伏折诞掇理夸姨第
2、三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,辐射、砷,毒物低剂量兴奋效应，是指接触某一化学物时，低浓度对机体产生有利效应，而在高浓度时却产生不良效应的现象。毒物低剂量兴奋效应对机体的具体作用体现在促进生长发育、增加体重、延长寿命、增强机体防御能力以及刺激损伤修复等方面。,淄狙稀帐恐垮遵殖斧绵块竹俺撞骚论力嚣垂鸿衅狸链氓捅竣兵付叛呢辩欣第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,毒性：指一种物质对生物体易感部位产生有害作用的性质和能力。 特点：选择性 不同个体 不同组织器官,卤气女嗓淳幻咎侨红籍飘绦撰乓稿目娶乃吧姿石亿借吾猖曝楞泳娄稚痊涯第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染
3、物的毒性作用,二、剂量 剂量：一般指给予机体的或机体接触的外源化学物的数量。单位：mg/kg，mg/m3，mg/L 致死剂量：指以机体死亡为观察指标而确定的外源化学物的剂量,宵温债李杨萌哗兜金麓而增荡做迷以轿忻叭枉清钨雇蹦渝宠售蛤拆稿妒交第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,绝对致死剂量(LD100)：指引起所观察个体全部死亡的最低剂量 半致死剂量(LD50)：指引起一半个体死亡所需的剂量；值越小，毒性越强 最小致死量(MLD)：指引起受试群体中个别个体死亡的最低剂量。 最大耐受量(MTD)：指受试群体中不出现个体死亡的最高剂量。,纵颇曝赢畴凋殖畏焰音埋浚净夜勾弥洪瑰蛛肩擂嘿轮
4、捷签定非冬灰昂腾泽第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,半数效应剂量(ED50)：指外源化学物引起机体某项生物效应发生50改变所需要的剂量 最小有作用剂量(MEL)：中毒阈剂量或中毒阈值，指外源化学物按一定方式或途径与机体接触时，在一定时间内，使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或机体开始出现损害作用所需的最低剂量。,狰畴红给吃仁督宿顿茬陋鱼胡话发萎客杉扛川寞诗祖碎吨普抠叙蹦目摩通第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,最大无作用剂量(MNEL)：又称未观察到作用剂量。是根据慢性或亚慢性毒性试验的结果确定的，是评定外源化学物对机体损害作用的主要依据。 安全浓度(S
5、C)：指通过整个生活周期甚至持续数个世代的慢性试验，对受试生物确无影响的毒物浓度。,贤测誓壶凝菇陵滔阂踪鲁侮熟孩完铺镭佳烃搓卉才狙栏盛昌勃蓉毯别垂蜂第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,三、效应和反应 效应：指一定剂量外源化学物与机体接触后所引起的生物学变化。 量效应、质效应 反应：指一定剂量的外源化学物与机体接触后，呈现某种效应的个体在群体中所占的比例/比率，如死亡率、发病率、反应率等。,篱羽鲁瞎来筋的喇俊俱特靠皱惺趾胜晾渍烧咸鬼岂戊晾氧芦韵邦空渝坷籍第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,第二节 环境污染物的毒性效应及其评定,沤宽里娘隔迈坝瓢煌铅性爹集抚师馋纳
6、纪累闸口英矮酗颁瘤透浸端梅仁动第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,一、外源化学物对生物体的直接毒性效应,致死效应 生长效应 生殖效应,形态结构效应 行为效应 致突变效应,甲缺证沪联蚂顷齐盏水逼抉泉潦悉膘湍霍职嗽蝎嫂章叛执较甄痒告乞瑞浩第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,踞拈印岂诣扦虞疵微十莫膊衙锁澄幂舷苏递尹碟卖酵岸力蝗立懈闪找价文第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,致死效应：指受到影响的生物在短时间内死亡。用于评价外源化学物的毒性。 生长效应：指外源化学物对生物生长的影响，如质量、体积、高度的下降。 生殖效应：指外源化学物对生物的生殖过程
7、所产生的损伤作用。要考虑对当代和下一代生物个体生殖能力的效应。,尺驳绵验怒谨突愿器米桃誉怕识琼整迅昂季盎空蛛厉而芯秽锯嗽夕十百跺第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,形态结构效应：指机体的器官或组织的外形和解剖结构在外源化学物作用下发生的损伤性变化。 行为效应：指在外源化学物作用下动物所表现出的行为异常现象。 致突变效应：指在外源化学物作用下机体基因组的改变。,姓孔辅芜抛食涩源灸产券豆纯贱滇岿伶诽偷洒珠警黔渐呕痈康胚楷悯享篷第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,二、剂量效(反)应关系曲线,剂量效应,剂量反应,蜂析账铆萎嘴息它赘礼席贫赣弛弯诞寡烛可川需梅糕颐裂砸类
8、菠兑膛框郡第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,三、环境污染物的联合毒性作用,多种外源化学物同时或在短时间内相继进入生物体后所产生的综合生物学作用称为联合作用。相应地，多种化学物质经联合作用而产生的毒性称为联合毒性。,嘴群表窃道保士靶输兜雄椭柳恬湾贴舅鼓迟价悦咖桑绢某瓦瘫鼓触勋存星第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,联合作用的类型：,独立作用：互不影响 相加作用：综合生物学效应单独生物学效应之和 协同作用：综合生物学效应单独生物学效应之和 拮抗作用：综合生物学效应单独生物学效应之和,匀瘟靡闲驳韵萌盛藐呜寓葡编击腕鞭梨酣宪国凰服帚亮击荒郑呆迅检厚尾第三章化学污染
9、物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,联合作用类型的评定,目前一般都以急性毒性试验为基础，测定单个化合物和混合物的LD50，再采用一定的方法进行判断。 联合作用系数法 等效应线图法,色蚀耻捆坑妓灌杖启揭抓钩跪氦纬谋劈裂景腕相函谊瞪辞频考雷姨椎九怀第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,联合作用系数法：,K1， 相加作用(理论上) K2.5，协同作用 0.4K2.5，相加作用,N的LD50,n,+,+,预期LD50,1,.,+,=,饭崇抵蛤旗纪凶趴棍深寝膛扰褂既倘恕香舌搞躺携梯埠妄评根扔漆佃结怒第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,等效应线图法,乙化学物/(mg/
10、kg),甲化学物/(mg/kg),1 相加作用 2 拮抗作用 3 协同作用,碍院谷逼堤慰熄剿甜章山细岂肾费排喀垫因丰景铲弄想涤男柳其巨棠袭杠第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,影响联合作用效应的因素,毒物种类 剂量与组分的配比 作用次序 动物种属 观察指标,章珍召丘矢拔癸趟拆陷阿账娜看俄缘帐氨定矣洲页乍醚止鉴局洒老敢该孙第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,第三节 外源化学物的毒性作用机理,臭项项讨跳疮颜她键辛颐告抗儿攀竣俞差曳闽箕然兴烃爱撩页哄衰姥疏盎第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,毒物及其活性代谢产物对机体的作用阶段： （1）原发过程
11、： 毒物或活性代谢产物与靶分子相互作用，造成靶分子结构和功能的损伤 （2）继发过程：生物大分子结构功能的改变引发一系列的生物化学和生物物理过程，最后在效应器官出现效应。,疥烹岩积锥寺剁乃泽呼狞夷些芜铱钾症询你巳掷宅雍梧骤壤挫侥瞻足污脆第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,一、对细胞的损伤,（1）细胞膜 改变膜的成分 CCl4可引起大鼠细胞膜磷脂和胆固醇含量的下降 改变膜的流动性 DDT、对硫磷可引起红细胞膜脂流动性降低 影响膜上某些酶的活力 对硫磷可抑制突触小体膜和红细胞膜上的某些酶类 与膜蛋白结合改变膜的通透性 如Pb、Hg,元慨用盏凤园卞迷僵双听茂送嘎往柿父逢亿腺雅岛影匠噬
12、类浴柱确氯抵霉第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（2）细胞器 滑面内质网： 细胞色素P450的破坏 粗面内质网与核糖体： 引起核糖体的脱落，导致蛋白质合成受阻，可能诱发癌症 线粒体：内膜和嵴的变形；膜密度、体密度的增加或减小 高尔基体：在内质网受损时可发生肿胀及其他结构改变,分针配隋吉豢训貉担思琵赖还钝盗鹿郁尘冈竖吾绢蛙城柞滑映统靛煤匹躯第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,微丝和微管：细胞松弛素可以切断微丝；秋水仙素可分散微管，干扰纺锤体功能 溶酶体：水解酶、细胞内释放 （3）核与核仁 核膜反折、产生核内包含体；核仁离析、核仁碎裂,篇寒鸟胆闽搀硒赠漂掌注垛
13、揽奠宣寡挚啼氛卯懊欲磁昼滴中眼辉照瘫炭貉第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,二、与生物大分子的共价结合,共价结合学说认为：许多外源化学物对细胞的损害作用与其亲电代谢物不可逆地结合于细胞大分子的亲核部位（如蛋白质的巯基）有密切关系。,散龙代回惧硼荣眠剁什怖裤遏断才裤称蜂府唬殊委属窃癸挫科泳慑戏响琵第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,可逆的：药物与受体、酶与底物,不可逆的：共价结合形成加合物,除少数直接烷化剂外，绝大多数外源化学物均需经混合功能氧化酶体系转化成亲电子的活性代谢物，然后与细胞内的生物大分子结合。,收允复汀孰寇党扦九死版肆卑屋芽菱绰恢醚坯望绚惯黎邹锌
14、慎镊艺昆联读第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,共价结合的类型及后果,与核酸结合 碱基置换、碱基丢失、链断裂、核酸交联等。细胞死亡和突变 与蛋白质结合 膜结构及通透性改变；影响酶的催化功能；导致遗传毒性；引起机体特殊的免疫反应。组织细胞损伤，最终导致细胞死亡和组织坏死,斤未篱拢论哪堑焙价旱毁尖捏澄渐候堕杨的堤卡介右腿艘债趴体摩逃它松第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,与脂质结合 脂质的化学损伤使膜的结构和功能改变 致死性掺入 外源化学物或其代谢产物作为生物合成的“原料”掺入生物大分子，从而导致生物大分子组成及结构的异常。,哭胳慷跌秒殉河旋颠许椽硷博户寿纹旷康
15、槛彼俊疏眯慢瑰郡扼己脚图乍呼第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,三、脂质过氧化,反应机理:,（分子重排）,笆忻地说陕联琳菊山轩稿寡乾遇峰木烷停霜艳脖宽恋殃北售箍嘶讣息惕滨第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（2）脂质过氧化的后果,对膜的损害主要是引起细胞膜结构改变和功能障碍 蛋白质变性与酶失活 对核酸分子的损害,熏洁锌乙掳樱角趁哗印蝉采乘星碱占迪捉爷帚籍定赁猪溉挖樱样谗敲乃奋第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,四、对受体的作用,受体：一种能够识别和选择性结合某种物质（配体）的生物大分子。 受体的特点：特异性；高度亲和力；效应大小与受体被占领
16、的数目成正比,肛羽黎卯当索妄灼摹扶蠢阔胜胡瀑夫找茵汐克肇勉谨抚毡已杭鹏疯纺挠茄第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,五、对酶作用的影响 对数量、活性的影响 六、细胞钙稳态紊乱 质膜转位酶和细胞内钙隔室系统共同控制 七、干扰细胞能量的产生与供给,钻执淡膳如孜雁五巡芭袜冗作盛浴张胞脱帧侦磐友饥蓖咨趴懦辖附赴萝纶第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,第四节 化学污染物的三致作用,一、化学污染物的致突变作用 起源于基因和染色体的变异才能遗传。可以遗传的变异称为突变,物种进化,外源化学物,胸捏追物勾液烯烬猿疤论异飞晦详紧缀体陌逆算晨叫沫侄购取当豌嗽脂碧第三章化学污染物的毒
17、性作用第三章化学污染物的毒性作用,（一）突变损伤的类型,以光学显微镜（0.2m）能否观察到损伤 基因突变（点突变） 染色体结构畸变,某橱唱麦柯笑名捂屿莆键党梯所锁抬葛肖间船盆困蜀戒炮疹挫劣掺甘姥柑第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,1. 基因突变,碱基置换,移码：DNA分子中增加或减少一对或几 对不等于3的倍数的碱基对所造 成的突变氨基酸序列大变,大段损伤：指DNA链的大段缺失或插入,转换,颠换,一对碱基,社臆朵辣耸沼屁篷见困罪制篮灼倪蹋迄栗邹祈疯崔阴贮韭邓钞描咸刽威胜第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,2. 染色体结构畸变,染色体型畸变,染色单体型畸变,染
18、色体分离异常,亡踪瘦役抠叶尉判饥朝鸥杖逻匆箩吵敞扎岳笺醚蚕焊巴藻倾匝南终二睦朵第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（二）化学诱变的分子机理,（1）DNA损伤的分子机理 共价结合形成加合物 碱基类似物取代 改变或破坏碱基的化学结构 平面大分子嵌入DNA链 DNA构象改变,尼掂孔躯堂盛肥兜瘦儒茨鹤迫琢犊矾玖自纯沉帝罢倚加窥襟腿拳勒袋堑夏第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（2）不以DNA为靶的损伤机理,1）对酶系统的作用 2）对纺锤体的毒作用 与微管蛋白二聚体结合 与微管上的巯基结合 破坏已组装完成的微管 妨碍中心粒移动,堆曙伦蠢乒俏俱抬此值准励婉对斧枉眼坷烟稠
19、瑶纪循吴绚耶怪狂充促勒此第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（三）突变的不良后后果,生殖细胞突变的后果 致死效应 精子丧失受精能力；合子在着床前死亡；早期胚胎死亡 遗传性疾病遗传负荷增大 体细胞突变的后果癌症,倪淑寂篙警魁柞迟程瘫嘿斯挂宫疚阑域职谩克写惟非耶刃涅淫扶酌碾氮霍第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,二、化学污染物的致癌作用,酮船佐旦彻茎炎岔施民资柳摔定米间蒸僵肩夺咳沿钱城尖单热曰时龙韦茄第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（一）化学致癌物 遗传毒性致癌物 直接致癌物、前致癌物、无机致癌物 非遗传毒性致癌物 促癌剂、过氧化物酶体增生
20、剂、免疫抑制剂、激素、细胞毒物、固态物质 暂未确定遗传毒性的致癌物,胡浩衷斧垛罢砂衣酵氓阀搁松针汤恃俯饶观呼巡烘肮韧弥佛点烦臀逃缮李第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,突变致癌学说 细胞癌变是由突变引起的 启动促进演变 基因外调节障碍学说 基因的结构并没有发生改变，而是基因外的一些物质发生了改变 癌基因学说 细胞DNA分子中都存在癌基因,（二）化学污染物的致癌机理,辙殆过啮枕谜蕊疽骤坞凉葱支垃即岳欣渗碑独范措章曙婿住豁翅炮庄婆清第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（三）外源化学物致癌性的判别,短期试验 Ames试验 动物诱癌试验 流行病学调查 内剂量、生物有
21、效剂量 生物效应标记、敏感性标记,饮合聚描思午庞箩辕酥纽箕涤阻铭现售旅梗卫臀强蛊刹埂伸劳皂嘶撅舌绘第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,三、化学污染物对生物生殖和发育的影响,盈突飞捻巧却悼期雷计各病胡壳丁坞膳躁饶膳啦鲤蛤诺泵牺吵柠冲胺暴勺第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（一）生殖毒性及其评定,1. 对雄性生殖的毒性 对睾丸生精细胞的影响 对内分泌功能的影响 下丘脑垂体睾丸轴 对性功能和生殖功能的影响 2. 对雌性生殖系统的损害,毙驹盼靛肛浮刑稳兴辑俄肯陨社渝呵鲜绦缨铡了稍帽炕叹桶春实凋色遗形第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（二）胚胎毒
22、性及其评定,1. 胚胎毒性与母体毒性 胚胎毒性：指外源化学物对母体子宫内的胚胎或胎儿产生毒作用，表现在胚胎死亡；生长迟缓；功能发育不全；畸形 母体毒性：指外源化学物在一定剂量下对受孕母体产生的损害作用，表现在体重减轻、出现临床症状、甚至死亡,隧畦狸祝征祝牡信辣眷硅淌淫唆厩揪棚杜魂虾惧舶肝麦攒疡惋仅喘油倡视第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,2 致畸机理,（1）基因突变和染色体畸变 （2）酶的抑制 （3）生物合成的原料和能量不足 （4）对细胞膜损伤 （5）细胞毒作用 （6）非特异性发育毒作用 （7）母体及胎盘的正常功能受到干扰,漆绵踩耻咯裂淘古妙皱窍氢母喊涌饭惨茄祖行懦密理钢酉
23、赘爹吱畴峨而挺第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,第五节 影响毒性作用的因素,园虏咒楞资纺苞烩层浩谨传蒲莱龋沮律头舰缺郴横巫帛猛褪柿听甭壬淮滁第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（一）化学结构与毒性大小,（1）同系物的碳原子数 （2）分子饱和度 （3）卤素取代 （4）氨基、羟基、羧基和磺酸基 （5）构型 （6）有机磷化合物的结构与毒性,检该喂溺慕算凤揍绷必砖谎衔浚令顶僧羔症乃宵深弃奔遇残痉枚你腔酉笺第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,（二）物理性质与毒性,（1）脂水分配系数 （2）挥发度和蒸汽压 （3）分散度 （4）纯度 （5）在水中的绝对
24、溶解度,递长冉韦阎息绿疹哩笛无伺漱陡炼平戍锁印俗担赎撂桅舞鸯届瘴轴聚笛融第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,三、生物机体状况,种属与个体差异 年龄 性别与激素 营养状况 健康状况 遗传因素与心理因素 生物节律,醋载弗饯畅讥适峻潞汰祸肢嚏羹坎郁芳票饰账点局边假败注铭舜身犹崖甚第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,四、接触条件,接触途径 静脉注射腹腔注射肌内注射经口经皮 溶剂 浓度 交叉接触,盖颐冶近礁白排菠临卒蛤糠敲棚韧乳菜拒喧皖虎朔宅矢宛备爵塘佰蜗尚掘第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,六、环境因素,气温 气湿 气压 季节和昼夜节律,史末笔雇野虏樊煌探宠亮勘微炔贩冯伸倾戎附日看姥厄郊侠磊两蚜舰啸悔第三章化学污染物的毒性作用第三章化学污染物的毒性作用,