污染物对生物的影响()..ppt

第二章 污染物对生物的影响 本章的基本内容 ■ 污染物在生化和分子水平上的影响 ■ 污染物在细胞和器官水平上的影响 ■ 污染物在个体水平上的影响 ■ 污染物在种群和群落水平的影响 ■ 化学污染物对生物的联合作用 生物系统的各级生物学水平 分子水平 污染物在各级生物学水平上的影响 第一节 污染物在生化和分子水平上的影响 污染物进入机体后，首先将导致机体一系列的生物化学变化。 防护性生化反应 ■ 机理 通过降低细胞中游离污染物的浓度，从而防止或限制细胞组成部分发生可能的有害反应，消除对机体的影响。 例如: 有机污染物常常可以诱导一些酶的生成，使新陈代谢发生变化。在机体酶系统中最重要的是细胞微粒体酶系统，如混合功能氧化酶系统，它的功能是增加水溶性代谢物和结合物的生成速率，从而很快地被排泄到体外，在这种情况下，代谢起解毒作用。 非防护性生化反应 ■ 作用机理多样化 ■ 结果之一是产生对生物体有害的影响 ■ 例如 乙酰胆碱酯酶的抑制。 50%以上因抑制导致毒性效应。 ■ DNA突变 一、污染物对生物机体酶的影响 酶在生物机体中具有重要作用 污染物进入机体后可能导致酶的变化： 酶使污染物发生代谢转化 污染物导致酶的数量和活性改变 其中： 污染物对酶的诱导和阻遏影响酶的数量 污染物对酶的激活和抑制影响酶的活性 （一）污染物对酶活性的诱导 发现: 在研究氨基偶氮染料N-脱甲基化作用时发现，外源化合物处理哺乳动物，能明显提高动物代谢偶氮染料的能力。应用RNA和DNA代谢抑制剂，发现诱导作用发生在转录水平上，并不需要新的DNA合成。 结果: 诱导混合功能氧化酶和其他酶的活性。导致微粒体酶含量增加，酶合成速度加快，酶蛋白的分解降低， 可能机理: 操纵基因去阻遏作用(Depression) 酶蛋白合成受结构基因、操纵基因和调节基因的控制：结构基因DNA转录成mRNA的速度由操纵基因控制，调节基因形成的内源基因阻遏蛋白可使调节基因失活，终止转录过程，进而使酶蛋白合成停止。污染物能与阻遏蛋白结合，使阻遏作用失效，操纵基因将不受操阻遏（去阻遏作用），酶蛋白增加。 目前研究较多的被诱导酶有： 污染物在生物体内进行生物转化过程中的相I和相II反应的有关酶: 混合功能氧化酶系(MFO) 谷胱甘肽转移酶(GST) 尿二磷酸葡萄糖苷转移酶(UDPGT) 抗氧化防衡系统的酶系: 过氧化物歧化酶(SOD) 过氧化物酶 1.污染物对混合功能氧化酶活性的诱导 （1）MFO组成 细胞色素P450 NADPH — 细胞色素P450还原酶 NADH — 细胞色素b5还原酶 磷脂 （2）MFO的特征 MFO是电子传递系统，存在于大多数组织的细胞内质网上。引起的生物转化的反应特征相同，但底物、产物的化学特性差别很大，具多种催化功能。 （3）环境生物学中广泛研究的MFO 7-乙氧基异吩恶唑O-脱乙基酶(ECOD) 7-乙氧基香豆素O-脱乙基酶(ECOD) 芳烃羟化酶(AHH) （4）MFO存在形式 存在于所有的脊椎动物和大部分无脊椎动物中，其作用是代谢非极性的亲脂性有机化合物，包括内源性化合物和外源性化合物。 （5）生理作用 参与体内的胆固醇、胆汁酸、类固醇、激素、维生素D的生物合成和代谢。 （6）解毒作用 能够代谢许多外源性化合物 （如多环芳烃和药物） 许多外源性化合物能从酶活性、酶蛋白和mRNA三个水平上诱导生物体内MFO活性。 （7）MFO的活性诱导剂 ① 药物诱导剂（苯巴比妥型） 诱导肝脏MFO活性大量增加。 ② 致癌物诱导剂（3-甲基胆蒽型） 包括苯并(?)芘等多种多环芳烃类；其诱导MFO活性的范围相对较小，主要影响是芳烃羟化酶（AHH）。 ③ 甾族诱导剂（螺王内酯） 主要使NDDPH-细胞色素P450还原酶活性增加。 （8）MFO诱导的意义 ■ 用于阐明污染物的作用机制、污染物的生物可利用性、污染物间的相互作用和生物机体的防御反应等； ■ 在分子水平上可以它作为敏感的生物监测指标，对污染物在生态系统中的早期影响进行评价。 ■ 例如：鱼体内的MFO的诱导反应极为敏感，在污染水体中鱼的EROD和AHH活性都有明显升高，并且鱼体内MFO的诱导有很好的剂量-效应关系。 （9）应用 ■ 20世纪70年代中期，就建立了以诱导鱼体内MFO活性来监测海洋石油污染的方法。 ■ MFO的诱导不仅受