人大课件 环境化学 生物体内污染物质的运动过程及毒性.pptVIP

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谢产物向机体外的转运