环境毒理学18章_环境毒理学18章

环境毒理学18章由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“环境毒理学18章”。

1、环境毒理学的定义：指研究环境污染物对生物有机体的损害作用及其机理的科学。

2、环境毒理学研究方法：动物实验（体内实验、体外实验）；人群调查（流行病学调查）；其他。

①体内试验：多在整体动物（哺乳动物为主）进行，也称整体动物试验。按人体可能接触的剂量和途径使试验动物在一定时间内接触环境污染物，然后观察动物出现的形态和功能的变化。优点：不仅反映环境污染物的综合生物学效应，而且反映在动物整体状况下环境污染物的各种生物学效应。

②体外试验：以哺乳动物游离的器官、细胞、基因等为研究对象，观察环境污染物的代谢转化和毒性作用。多用于急性毒性的初步筛选。优点：简单、快速、经济、易于控制，缺点：不能全面反映整个状况下的毒性效应。

③人群调查（流行病学调查）：采用医学流行病学的调查方法，选用适当的观察指标，对接触该环境污染物的人群进行调查，分析环境污染物与人体健康损害的关系。

④其他：以植物、微生物为试验材料进行体外、体内试验，结合生物调查的方法进行综合研究。

3、生物转运：环境污染物与机体接触、吸收、分布、代谢和排泄的过程，称为环境污染物的生物转运，即环境污染物在体内发生的位移。

①吸收：指环境污染物经各种途径通过机体的生物膜进入血液的过程。

A、消化道（饮水和食物中的污染物质，主要吸收部位：胃、小肠等。）B、经呼吸道吸收（大气中的环境污染物，吸收部位：呼吸系统）C、经皮肤的吸收（较少（如局部毒性），因皮肤对环境污染物的通透性较弱。）D、其他（主要是人为地染毒途径，如采用静脉、皮下、肌肉注射进行染毒。）

②分布：环境污染物被吸收进入血液后，随着血液的运输，分散到全身各组织器官的过程。

一般地说，在提内组织器官的起始分布取决于血流量，血液供应丰富的器官，分布的污染物愈多，如肝脏。而最终分布取决于污染物与组织器官的亲和力。例如Pb开始时主要分布肝脏中，最终大部分（90%）分布在骨骼中。

③排泄：指环境污染物及其代谢物由体内向体外转运的过程。

A、经肾随尿液排出（最主要）：大多数(分子量小于60,000的分子)B、经肝随胆汁排出：与血红蛋白结合、分子量大于300的强极性的化合物C、经呼吸道排出：气体污染物、挥发性强的化合物D、其他途径：经乳腺随乳汁排出（亲脂性化合物、有机碱类）头发、指甲（重金属）

④贮存：长期接触污染物，如果吸收速度超过解毒及排泄速度，就会在体内逐渐积聚的现象。贮存库主要有以下4种：

A、血浆蛋白：亲脂性的有机物、某些无机金属B、肝、肾：与许多环境污染物有较强的富集能力C、脂肪组织：脂溶性强的物质D、骨骼组织：Pb、Se、F化物等

4、靶部位：毒性作用部位。例如CO大量集中于红细胞的血红蛋白，并产生毒性作用，该

部位既是贮存库，又是靶部位；Pb 主要蓄积于骨骼组织中，毒性部位是软组织，如造血系统、神经系统、胃肠道等。

第一节 环境污染物的毒性作用

5、毒物：指在一定条件下，较小剂量就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化合物。

6、毒性：指一种物质能够造成生物机体损伤的能力。常用该毒物引起实验动物死亡的剂量，即致死剂量（LD）来表示。是决定毒物毒性的决定因素。

7、中毒：指生物机体受到某种物质的作用而产生功能性或器质性损伤的病变。是各种毒性作用的综合表现。

8、剂量：给予生物有机体接触的毒物的数量。以mg/kg（固）、mg/m3（气）、mg/l（液）来表示，是决定毒物对生物机体造成损伤的做主要的因素。

（1）致死剂量（以机体死亡为观察指标）：A、绝对致死量（LD100）能引起观察个体全部死亡的最小剂量。如再降低剂量，就有存活者。B、半数致死量（LD50）又称致死中量。能引起观察个体50%死亡的剂量。是评价毒物急性毒性大小最重要的参数。

（2）半数效应剂量（ED50）：能引起观察个体某项生物效应发生50%改变所需的剂量。

9、毒性作用的类型：①、按性质：A、一般毒性作用：指毒物在一定的剂量范围内经一定的接触时间，按照一定的接触方式、均能产生的毒性作用。如急性毒性、亚慢性、慢性毒性B、特殊毒性作用：指接触毒物后引起不同于一般毒性作用规律的或出现特殊病理改变的毒性作用。如致癌作用、致突变作用、生殖毒性、发育毒性、特异体质反应等②、按发生部位：A、局部毒性作用：引起机体直接接触部位的损伤。表现为受作用部位的细胞广泛破坏，如腐蚀作用、刺激作用、过敏作用B、全身毒性作用：吸收后，随血液循环分布到全身而产生的毒效应。如CO引起机体全身性的缺氧。

③、按发生时间：A、速发毒性作用：一次接触后在较短时间内（＜2个月）引起的毒性作用。如甲氨磷农药引起的急性中毒。B、迟发毒性作用：一或多次接触后，经过一段时间后才呈现的毒性作用。如致癌物，人类一般在初次接触后10～20年才能出现肿瘤。④、按恢复情况：A、可逆毒性作用：指停止接触毒物后，其作用逐渐消退。一般接触的毒物浓度低、时间短、损伤轻。B、不可逆毒性作用：指停止接触毒物后，其作用继续存在，甚至可进一步发展。一般接触的毒物浓度高、时间长。

第二节影响毒性作用的因素

10、环境污染物：①化学结构：A、官能团：在烃类化合物中引入烃基，使分子极性增强，脂溶性增高，毒性增加。例如，苯引入烃基而转化为苯酚，苯酚具弱酸性，易与蛋白质中碱基集团结合，与酶蛋白有较强的亲和力，毒性增加。B、同系物：烷、醇、酮等的同系物中，通常碳原子数越多，毒性越大（甲醇与甲醛除外），但当碳原子超过一定值（7-9个），毒性反而迅速下降。例如醇类中丁醇、戊醇的毒性较乙醇、丙醇大；烷烃中甲、乙、丙、丁到庚烷，其毒性依次增大，庚烷以后由于水溶性过小，毒性反而减小。C、构型：有机化合物往往存在同分异构体，如二甲苯就有间位、邻位、对位三种，其毒性有差别。一般认为化学同系物中三种异构体的毒性依次为： 对位＞邻位＞间位，如硝基酚、氯酚等。但也有例外，如邻硝基苯醛的毒性大于其对位异构体D、分子饱和度 ：碳原子数相同时，分子中不饱和键增多，其毒性增大。例如对结膜的刺激作用,丙烯醛＞丙醛，丁烯醛＞丁醛。乙烷的毒性

11、机体状况：①、种属：不同动物种属之间通常差异较大，这主要由于毒物在机体内的代谢差异而致。例如氰化物对草食动物的毒性较其他动物为低，因其体内的酶适应性强，故其解毒能力也较人、狗等杂食动物强。2-乙酰氨基芴(2-AAF)对很多种动物都有致癌性，但对猴、豚鼠则不致癌，这主要由于代谢的不同，2-AAF在大鼠体内经N-羟化后，形成致癌的3-OH-2-AAF，而在猴体内经芳香族羟化后，形成不致癌的-OH-2AAF之故。因此，我们在进行毒性研究时，应多选用几种动物，减少种属差异。另外，同一物种的不同个体对毒物的反应也有差异。因此选用动物时，尽可能使条件基本一致，以减少个体差异。②、个体：A、性别：性别对毒性的影响主要见于成年动物。其差异主要与体内激素和代谢功能的差别有关。一般情况下，成年雌性动物比雄性动物对毒物毒性敏感，已发现苯、二硝基酚、对硫磷、艾氏剂等对雌性动物毒性较大，但也有些物质，如铅、乙醇等对雄性大鼠毒性大。另外，妊娠可增加雌性个体的敏感性。实验证明怀孕可明显增加孕鼠对某些毒性如农药的敏感性。哺乳期对一些金属的毒性反应也增强。因此，在毒理学研究中，通常选用两种性别的动物，以叫少性别差异，并不采用有孕的个体。B、年龄：很早就认识到幼小个体对毒物的敏感性要比成年个体高些，估计高1.5-10倍。由于他们组织器官未发育成熟，代谢转化能力低。例如新生大鼠一般对有机磷农药(马拉硫磷、对硫磷等)要比成年大鼠敏

感。但也不尽然，新生动物神经系统发育不全，故对中枢神经系统(CNS)的兴奋剂敏感性较差，而对抑制剂则较敏感。

如DDT对新生大鼠的LD50值为成年大鼠的20倍以上。由于组织器官逐渐衰老，代谢能力下降，排泄能力下降，而老年个体的感受性提高。因此，在毒理学研究中，一般选用成年个体，一减少年龄差异。C、营养状况：营养不良，尤其是蛋白质缺乏，由于酶蛋白合成减少而引起各种酶活性降低，使毒物在体内的转化过程缓慢，机体对多数毒物的解毒能力降低，显示毒物的毒性增加。如喂以低蛋白饲料的大鼠对各种农药的敏感性可增高2～26倍。D、健康状况：如肝脏是毒物最主要代谢器官，其病变会使解毒功能下降，毒物毒性增加；如肾脏是最主要的排泄器官，若肾功能不良者，毒物在体内蓄积，易发生中毒。人及动物的其他疾病也会影响毒性反应，如慢性支气管炎和肺气肿患者，易发生刺激性气体中毒，且其后果也较严重，如1952年英国伦敦烟雾事件死亡人数中，80％是心、肺病患者。E、遗传因素：主要表现在先天性代谢性疾病，原因不明的特殊体质，对某种化合物产生异常反应。例如遗传性红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症患者，对某些化合物（苯、已酰苯胺等）比较敏感，接触后容易发生溶血。F、精神心理因素：现代科学研究表明。良好的精神心理能启动人体一切自我调节的控制系统，增强抗病能力；而精神忧虑，则会削弱抗病能力，导致疾病的发生。

12、接触条件：接触毒物的途径不同，则吸收、分布、到达的组织器官不同，代谢转化也不同，毒性也会发生变化。静脉注射＞呼吸道＞腹腔注射＞皮下肌肉注射＞消化道＞皮肤

13、环境因素：①、气温：在正常生理情况下，高气温使机体皮肤毛细血管扩张、血循环加快、呼吸加速，使代谢亢进，促进毒物吸收，使毒性增高，温度下降可使毒性反应减轻。②、湿度：高湿度，尤其是伴随高气温的高湿环境，可使经皮肤接触吸收的化合物吸收速度加快，毒性增加。因为高湿环境汗液蒸发困难，皮肤角质层的水合作用加强，脂水分配系数较低的环境污染物也易吸收。此外也易于粘着皮肤表面，延长接触时间。

14、急性毒性的概念：指机体一次或24小时内多次接触某毒物后，在短期内发生的毒性效应。

15、急性毒性的目的：1）、粗略估计毒物的半致死剂量（LD50）2）、初步评价毒物对机体的毒性效应特征、靶部位3）、为其他毒性实验提供依据。

16、突变：遗传物质本身（DNA）发生的变化及其产生的新的表型效应。

17、致突变作用：指外来因素引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力。

18、基因突变：基因：是DNA的聚合体，是DNA分子具有完整功能的最小单位。基因突变：基因中DNA序列的改变。属于分子水平的变化，在光学显微镜下无法观察到，一般以表型的改变（生长状况、形态等）进行检测。

19、染色体突变：染色体主要由核酸和蛋白质组成，存在于细胞中。人体每一个成熟体细胞核中含有23对或46条染色体。染色体的结构发生变化，如易位、缺失、重复和倒位等。属于遗传物质大的改变，可在光学显微镜下观察（细胞欧有丝分裂中期）。

20、基因组突变：基因组代表了所有遗传物质的总和。基因组突变是指基因组中染色体数目的改变，也称染色体数目畸变。每一生物物种体细胞所具有的染色体数目是一致的，而且成双成对，属于二倍体，具有两套完整的染色体组（男xy、女xx）。生殖细胞的染色体是单倍体，仅具有一套完整的染色体组。细胞染色体数目的改变包括整倍体、非整倍体。整倍体以染色体组为单位的增减，如形成多倍体、三倍体、单倍体及三体型等；非整倍体是细胞丢失或增加一条或几条染色体。例如,人类体细胞正常为二倍体(2n),有46 条染色体。如果细胞有45或47条染色体,则定义为非整倍体。如果有69条染色体,则定义为多倍体, 此为三倍体。

21、突变的不良后果：主要取决于主要靶细胞类型。大多数真核生物由体细胞和生殖细胞组成。体细胞突变和生殖细胞突变会导致不同的不良后果。①体细胞突变的不良后果：体细胞多是二倍体，含有两组完全相同的染色体，其遗传损伤不会遗传给下一代，如果突变发生在体细胞，变异的遗传物质只能通过无性繁殖传递给子细胞，只在接触突变物的个体身上表现出来，而不能遗传到下一代。体细胞突变的后果中最受注意的是致癌问题，其次，胚胎体细胞突变可能导致畸胎，另外，体细胞突变与衰老、动脉硬化症有关。②、生殖细胞突变的不良后果：生殖细胞往往是单倍体，染色体改变的影响可遗传给下一代。生殖细胞突变的后果包括致死性突变和非致死性突变。致死性突变可以致死，影响后代的数量，包括显性致死、隐性致死。显性致死使精子不能受精，或合子在着床前死亡或着床后早期死亡，直接导致不育或流产与死胎。隐性致死需纯合子或半合子才出现死亡如果是杂合子则不出现死亡；非致死性突变具有遗传性，主要影响影响后代的质量，包括显性遗传和隐性遗传。显性遗传导致下一代的遗传病，如先天性心脏病、先天性糖尿病等发生率增。隐性遗传则增加下一代基因库的遗传负荷。基因库是指一种物种的群体中在生殖细胞内具有，并能传给下一代的全部基因的总和。遗传负荷指一种物种的群体中每一个携带的可遗传给下一代的有害基因的平均水平。

22、肿瘤：肿瘤是指细胞受致癌因素作用后发生恶性转化和增生所形成的新生物。在机体的任何部位、任何组织都可以发生肿瘤，包括良性肿瘤和恶性肿瘤。

23、致癌作用和致癌物：物质引起正常细胞恶性转化并发展成肿瘤的作用，即为致癌作用。具有致癌作用的物质称为致癌物。

24、化学致癌的机制：①、遗传机制学说：遗传机制学说认为，致癌因素损伤遗传物质DNA而引发肿瘤。下面从化学致癌过程来阐述化学致癌的机制。目前较为公认的学说是多阶段学说，认为肿瘤的发生是一个长期的、多阶段、多基因的改变累积的过程，涉及基因表达、细胞生理和生化的多种相互变化。其中，化学致癌作用主要包括三个阶段：引发阶段、促长阶段和进展阶段。A、引发阶段（启动阶段）：引发阶段是化学致癌作用的第一步，通常是一个相对迅速的过程。致癌物作用于遗传物质DNA，而诱发体细胞不可逆突变。具有引发作用的物质称引发剂，大多数为致突变物。B、促长阶段：使引发细胞增殖成为癌前病变的过程。是一个长期的过程，早期具可逆性，晚期则不可逆。具有促长作用的物质称促长剂，本身不能诱发肿瘤，只有作用于引发细胞才表现其致癌活性，通常为非致突变物。这个阶段需要持续给予促长剂，并且衰老、饮食、激素等可影响促长作用。随着对促长阶段的深入认识，认为此阶段是肿瘤形成过程较易受干扰的阶段，也是最容易取得预防效果的阶段。C、进展阶段：从癌前病变转变成肿瘤的过程，是一个不可逆的过程。具有进展作用的物质称进展剂。与前两个阶段相比要复杂得多，了解甚少，有待进一步研究。具引发、促长、进展的作用，称完全致癌物。而本身单独作用不具有引发、促长、进展作用，但能促进致癌物的全部致癌过程，增加肿瘤的发生率，称为助癌物，如乙醇、SO2等。②非遗传机制学说：认为致癌物不具有引起遗传物质改变的能力，可促进细胞分裂增殖，影响细胞分裂。虽然，对于非遗传毒性致癌机制的了解远不如对遗传毒性致癌机制，但是，对于某些致癌因素，对于它们所诱导的致癌过程起着关键作用，不容忽视。

25、环境化学致癌物的分类：①、根据作用机制分类：（1）遗传毒性致癌物：进入细胞后与DNA共价结合，引起机体遗传物质改变而诱导细胞癌变，这类致癌物为大多数。（2）非遗传毒性致癌物：没有与DNA共价结合的能力，不影响机体遗传物质。在致癌物中仅占少数，主要有免疫抑制剂、细胞毒剂、石棉、激素等。②、根据在机体内作用的情况分类：（1）直接致癌物：直接致癌物本身直接具有致癌作用，在体内不需要经过代谢活化即可致癌，多为亲电子剂。如烷基、芳香基环氧化物、内酯、硫酸脂、亚硝胺等。（2）间接致癌物：间接致癌物本身并不直接致癌，必须在体内经代谢转化形成代谢产物才具有致癌作用。如多环芳烃、芳香胺类、亚硝胺类、偶氮化合物等。大约95%的化学致癌物属于此类。

26、生殖发育是哺乳动物繁衍种族的生理过程，包括生殖细胞发生，经胚胎形成、发育到分娩、哺乳整个过程。

27，包括：雄性生殖系统：精子的形成、发育、储藏、传递；雌性生殖系统：卵子的形成、发育、着床、传递

28、发育毒性及其评价：发育毒性表现对发育过程的影响（后代），包括：a胚胎死亡：早期导致流产、晚期导致死胎b胎儿生长迟缓：体重、身长偏低.c功能发育不全：代谢、免疫、神经系统等方面的缺陷（发育畸形：组织器官肉眼可见的形态结构的异常，如无眼、单鼻孔婴儿等缺陷）生理生化功能、行为、精神等方面的异常，如智力低下,免疫力低下、听力低下等c29、畸形是指胚胎在发育过程，由于受到某种因素的影响，造成器官组织上的缺陷，并出现肉眼可见的形态结构异常，如无眼舌外伸、单鼻孔、无耳等；环境污染物通过母体作用于胚胎而引起胎儿畸形的现象，称为致畸作用。凡能引起胚胎发育障碍而导致胎儿发生畸形的物质，即为致畸物。包括物理的、生物的、化学的，其中主要是化学的环境因素。

30、环境污染物的安全性评价：（1）第一个阶段：急性毒性试验，是毒理学研究中最基础的工作，常常是认识毒物毒性作用的第一步。（2）第二阶段：致突变试验，评价受试物是否具有致突变作用，并预测其致癌性、生殖发育毒性。（3）

第三阶段：亚慢性试验（致畸试验、生殖实验、代谢实验）（4）第四阶段：慢性试验（致癌试验）

31、环境健康危险度评价：主要通过毒理学试验和流行病学研究资料，研究环境污染物在人群中造成健康危害的可能性。其内容分为4个阶段。1）、危害鉴定2）、剂量-反应评定：通过毒理学试验和人群研究，确定适合于人的剂量-反应曲线，计算出评估危险人群在某种暴露剂量下的危险度的基准值。3）、暴露评价4）、危险特征分析：通过对前三阶段的结果，进行综合分析，判断人群受到某种危害的可能性大小，进行危险度分析，最终以正规文件形式提供给危险度管理人员。

32、汞：①理化性质：常温下为白色液态，也称水银，易挥发；自然界以金属汞、无机汞、有机汞的形式存在，均可转化为甲基汞，毒性：有机汞›金属汞›无机汞；具生物浓缩现象；人为源：工业（塑料、电器、油漆、农药）三废，温度

计、化妆品、补牙汞合金。②毒性：A一般毒性：有机汞：中枢神经系统（感觉障碍、行为失调、语言障碍、视野缩小、听力障碍）；金属汞：急性（脑），慢性（中枢神经系统、皮炎）；无机汞：肾、肝脏B、特殊毒性：有机汞：发育毒性。

33、铅：①理化性质：银灰，质软，不易挥发，自然界以硫铅矿存在。人为源：矿产的开采、冶炼、生产的三废，汽车尾气，工业（电子、化工、塑料、陶瓷、辐射防护材料）②代谢：消化道吸收，分布：90%骨骼，还有毛发、牙齿，蓄积：半衰期：骨骼（21年，蓄积性强），软组织（20天）③毒性：A、一般毒性：靶部位：软组织（血液、神经系统、消化系统、免疫系统等），儿童智力B、特殊毒性：可能的致癌物，生殖发育毒性：女工对铅较敏感，特别是孕妇和哺乳期，可引起流产、早产、死胎及婴儿铅中毒。男工可引起精子数目减少、活动减弱及形态改变。

34、镉：①理化性质：银白，略带淡兰色光泽，较易挥发，具刺激作用；自然界以硫镉矿存在；人为源：矿产的开采、冶炼、生产的三废，烟草，工业（电子、农药、塑料、陶瓷、照相材料）②代谢：消化道、呼吸道（抽烟）吸收，半衰期：10-30年，蓄积性很强③毒性：A、一般毒性：主要影响肾脏，最典型的例子是日本著名的公害病──痛痛病，即身体积聚过量的镉损坏肾小管功能，造成体内蛋白质从尿中流失，久而久之形成软骨症和自发性骨折，周身疼痛；肺、骨骼（骨软化症）等损害，并可引发肺癌。牙釉黄色环；对人体生育能力也有所影响，它会严重损伤Y因子，使出生的婴儿多为女性。B、特殊毒性：可能的致癌物，生殖发育毒性

35、铬：①理化性质：银灰，脆而硬，不易挥发，具刺激作用、腐蚀作用；自然界以铬铁矿存在：Cr3+：稳定，毒性不大，Cr6+：毒性大100倍；人为源：矿产的开采、冶炼、生产的三废，工业（化工、钢铁生产）②代谢：半衰期：27天，蓄积性不强③毒性：A、一般毒性：为人体必需的微量元素之一。B、特殊毒性：Cr3+:可能的致癌物Cr6+:已知的致癌物。致突变性、生殖发育毒性

36、砷：①理化性质：又名砒，银灰，脆，易挥发，具刺激作用；自然界以金属矿存在，毒性大小：As3+›As5+；人为源：矿产的开采、冶炼、生产的三废，工业（农药、制革、玻璃、陶瓷），药物（皮肤病、兽药、白血病药）②代谢：排泄：尿、毛发、指甲、汗液；蓄积：半衰期：5天，蓄积性无③毒性：A、一般毒性：本来非金属砷因不溶解于水，是没有毒性的，但是，砷化物，特别是三氧化二砷，却是剧毒的。通常说的砷中毒，实际上是砷化物，主要是三氧化二砷中毒。三氧化二砷，又名砒霜。砷及其化合物在工农业中有着广泛的用途。农业上常用它们杀虫、毒鼠和灭钉螺；工业生产中砒及其化合物也常用于毛皮生产中消毒、防腐、脱毛；玻璃工业中用于脱色剂。常人接触砷数周后，即可发生慢性中毒。皮肤：色素沉着（眼脸），手掌、足角化层增厚、干燥皱裂。指甲：失去光泽、脆而薄、不规则增厚并出现白色横纹。头发：脆、易脱落B、特殊毒性：As3+ ：已知的致癌物，As5+ ：可能的致癌物，致突变性、生殖发育毒性

37、环境内分泌干扰物指由于人类的生产和生活活动而释放到环境中，对人和动物体内正常的激素功能施加影响，从而影响内分泌系统的化学物质，又称环境激素，环境荷尔蒙。

38、电离辐射：能量高冲击物质可使物质原子的核中成分或外周电子脱离原来位置，产生物质电离或电子激发。

39、