10环境毒理学考试资料精简版Word文档格式.docx
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17、环境内分泌干扰物:
由于人类的生产和生活活动而释放到周围环境中的,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。
18、多介质环境目标值:
周围环境目标值(AMEG)表示化学物质环境介质中可以容许的最大浓度,生物体与这种浓度的化合物终生接触都不会受到有害影响
排放环境目标值(DMEG)是指生物体与排放流短期接触时,排放流中的化学物质最高可容许浓度,这种浓度的污染物不会对人体或生态系统产生不可逆转的有害影响,也称最小急性毒性作用排放值。
19、水环境影响度:
指水体中某化合物的实际浓度及其在水环境中的环境目标值之比,以AS表示。
20、外来化合物(找不到答案)补充:
外源化学物:
是在人类生活的外界环境中存在,可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质,又称为"
外源生物活性物质"
。
第一章绪论
环境毒理学的研究热点:
1、我国重要污染物的毒性机制、评价技术、健康危险度评价及预警的研究;
2、我国环境和食品中微量污染物毒性评价技术及预警的研究:
3、我国室内空气污染与人群健康危害的研究:
4、我国农药长期低剂量联合毒性效应的研究;
5、我国重要进出口产品主要毒性成分的毒理安全评价技术与指标体系;
6、我国环境内分泌干扰物对人群健康效应的危险度评估的研究和致生殖健康损害及出生缺陷的研究;
7、我国环境化学污染物致人群健康损害的分子机制研究。
第二章污染物在环境中的迁移转化(不考大题)
水的机械性迁移作用:
1、包括水中的自由扩撒作用和被水流搬运的作用;
2、影响因素:
水文条件、气候条件、水中悬浮物、排放浓度和距排放口距离;
3、一般规律:
污染物在水体中的浓度与污染源的排放量成正比,与平均流速和距污染源的距离成反比。
环境污染物的化学转化:
1、在大气中,污染物的转化以光化学氧化和催化氧化为主;
2、在水体中,污染物转化主要是氧化-还原作用、配合作用和生物降解作用。
生物性迁移:
污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。
是污染物在环境中最复杂而又最有重要意义的迁移方式。
生物性迁移的类型:
生物浓缩、生物积累、生物放大
土壤中,在pH较低时,金属溶于水而成离子状态易于迁移;
在pH较高时,金属易与碱性物质化合,呈不溶态沉淀难迁移(游离金属离子和脂溶性金属络合物是金属产生毒作用的主要形态)。
第三章环境污染物在体内的生物转运和生物转化
生物膜(出判断题和选择题)
生物膜的主要功能:
隔离功能,包绕和分隔内环境;
重要生化反应和生命现象的场所;
内外环境物质交换的屏障;
生物膜也是一些毒物的毒作用靶
脂溶性污染物,以被动扩散吸收;
水溶性污染物,以特殊转运吸收。
脂溶性物质进入人体的方式:
脂溶性的物质容易经过简单扩散的方式进入生物膜。
各个器官的转运方式以什么为主:
1、消化道:
(1)简单扩散是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。
(2)滤过小肠粘膜细胞膜上有直径0.4nm左右的亲水性孔道,分子量100左右,直径小于亲水性孔道的小分子,可随同水分子一起滤过而被吸收。
(3)主动转运 机体需要的某些营养物质如糖类、氨基酸、核酸、无机盐可由肠道通过主动转运逆浓度梯度被吸收,少数外源化学物,由于其化学结构或性质与体内所需的营养物质非常相似,也能通过主动转运进入机体。
(4)胞吞作用:
偶氮色素及某些微生物毒素可通过胞吞作用进入肠粘膜上皮细胞。
2、呼吸道吸收:
主要在肺。
吸收最快的是气体、小颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。
主要方式:
简单扩散
3、皮肤吸收:
皮肤吸收的两条途径:
(1)表皮
(2)毛囊、汗腺、皮脂腺
经皮吸收第一阶段:
外源化学物扩散通过角质层,极性物质似乎是通过含水的角质层蛋白细丝的外表面扩散;
非极性分子则溶解于蛋白细丝间脂质基质并扩散。
扩散速度与其脂溶性成正比,与其分子量成反比
经皮吸收第二个阶段:
毒物扩散通过表皮较深层(颗粒层、棘层和生发层)及真皮,然后通过真皮内静脉和毛细淋巴管进入体循环;
扩散的速度取决于血流、细胞间液体运动,以及与真皮成分的相互作用
4、肾脏排泄:
肾脏是排泄外来外源化学物最重要的器官,涉及肾小球的被动滤过、肾小管的重吸收和主动分泌。
肾近曲小管可重吸收经肾小球滤过的小分子量的血浆蛋白。
5、肝胆排泄:
1.与未吸收的食物混合:
外源化学物未吸收的部分与未消化吸收的食物混合,随粪便排泄。
2.胆汁排泄:
血循环中外源化学物进入胃肠道的最主要的机制
3.肠内排泄:
生物转化速度低和(或)肾或胆汁清除少的化合物的主要排泄途径。
4.肠壁和菌群:
外源化学物口服后未吸收部分及胆汁或肠壁中的部分通过膜渗透性被肠道微生物摄取并代谢。
6.其他排泄途径:
a肺:
许多气态外来化合物可经呼吸道排出体外。
其经肺排泄的主要机理是简单扩散,排泄的速度主要决定于气体在血液中的溶解度、呼吸速度和流经肺部的血液速度。
b乳汁:
许多外来化合物可通过简单扩散进入乳汁。
有机氯杀虫剂、乙醚、多氯联苯类、咖啡碱和某些金属都可随同乳汁排出。
c头发、指甲:
可富集汞、铜、砷等毒物。
主要的屏障有血-脑屏障和胎盘屏障:
1、血-脑屏障:
中枢神经系统的血管内皮细胞结合紧密,细胞间没有或仅有很小的孔隙。
脑毛细血管内皮细胞含有一种ATP依赖的转运体即多药耐受蛋白(mdr蛋白),它可将某些化学物质转运回血液。
中枢神经系统的毛细血管很大程度上被胶质细胞(星状细胞)包围。
中枢神经系统组织间液的蛋白质浓度较机体其他部位要低。
2、胎盘屏障:
胎盘是由母体血液循环和胚胎胎盘之间的几层细胞构成。
只有脂溶性、未解离、未与蛋白质结合的非解离状态的化合物,才有可能穿过血脑屏障进入脑组织。
大部分外来化合物透过胎盘的机理是简单扩散,而胚胎发育所必需的营养物质,则通过主动转运而进入胚胎。
其他屏障有血-眼屏障、血-睾丸屏障
贮存库有哪些以及贮存了什么物质?
1、血浆蛋白:
外来化合物进入血液之后往往与血浆蛋白,尤其是血浆白蛋白结合,使之不易透过膜进入靶器官,也影响化学物的排泄、转化及再分布。
这种结合大多为可逆的非共价结合。
2、肝和肾:
肝和肾具有与许多外源化学物结合的能力。
这些组织细胞中含有一些特殊的结合蛋白:
配体蛋白和金属硫蛋白,金属硫蛋白可与Zn、Cd、Hg、Pb结合。
3、脂肪组织:
脂溶性外来化合物如有机氯农药、有机汞农药、PCB等易于贮存于脂肪组织中,并不呈现生物学活性。
只有在脂肪被动用、外来化合物重新成为游离状态时,才出现生物学作用。
4、骨骼组织:
由于骨骼组织中某些成分与某些外源化学物有特殊亲和力,这些物质在骨骼中的浓度很高。
Pb、Si、Ba可取代骨质中的Ca而蓄积在骨质中。
生物转化有两种类型:
Ⅰ相反应,包括氧化、还原和水解;
Ⅱ相反应,包括毒物或其代谢产物与内源性代谢产物结合形成的结合物。
(葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、乙酰化、氨基酸结合、谷胱甘肽结合、甲基化)生物转化的主要场所是肝脏,还有肺、胃、肠和皮肤等。
生物转化的复杂性:
(一)生物转化的多样性:
是指同一种物质可发生多种反应。
同一种毒物由于代谢途径不同,其毒性作用也可能不一样。
(二)生物转化的连续性:
绝大多数毒物在体内的代谢转化往往不是单一的反应,常常是多个反应连续进行,表现出代谢转化的连续性。
当一些具有连续反应特点的毒物的正常代谢途径受干扰时,可以明显影响其毒效应。
(三)代谢转化的两重性(重点):
a是指一种物质通过肝脏转化后,其毒性大多变小,但个别也可增强。
一些致癌物质最初本无致癌活性,但通过生物转化后则成为致癌物。
如硫代磷酸酯在氧化性脱硫后所产生的磷酸酯毒性更强。
b酶诱导对于毒性作用的影响具有两重性。
若毒物经生物转化产生无毒或毒性小的代谢产物,则诱导可加强解毒作用;
相反若经生物转化产生毒性更强的代谢产物,或由无毒转化成有毒的代谢产物,则诱导可增强该毒物的毒性。
c从毒物经代谢转化后是否有利于排出的角度来看,一般情况下,代谢转化的结果往往是使化学物极性增强,成为水溶性更强的衍生物,以至影响分布,并更易随尿液和胆汁排出体外。
但也有例外,如磺胺类化合物与酰基结合后,其水溶性反而降低。
代谢饱和状态(重点,要举例说明):
当毒物的量达到一定浓度时,其代谢过程所需的基质可能被耗尽或者参与代谢的酶的催化作用不能满足其需求,单位时间内的代谢产物的量不再随之增加,正常的代谢途径也可能发生改变,这种代谢途径被饱和的现象称为代谢饱和。
(举例说明:
氯乙烯、溴苯)
溴苯:
正常:
MFO作用下环氧溴苯70%与GSH结合生成硫醚氨酸排出。
解毒
代谢饱和:
GSH(谷胱甘肽)消耗环氧溴苯积累肝细胞损害
第四章环境污染物的毒作用及其影响因素
污染物代谢动力学的几个主要参数及表示方式P39(表观分布容积、半减期、消除速度常数、消除率)
毒性试验常用参数:
致死剂量:
绝对致死量或浓度(LD100或LC100)
半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)
最小致死剂量或浓度(MLD,LD01或MLC,LC01)
最大耐受剂量或浓度(MTD,LD0或MTC,LC0)
半数效应剂量:
半数效应剂量(ED50)
阈剂量:
急性阈剂量、慢性阈剂量、最小有作用剂量(重点)、观察到的损害作用的最低剂量、最大无作用剂量(重点)、未观察到的损害作用剂量(每日容许摄入量(ADI)、最高容许浓度(MAC))阈值、观察到有害作用的最低剂量、末观察到的有害作用剂量
毒作用带(毒作用带的另一种表示方法是重点):
急性毒作用带:
为半数致死剂量与急性阈剂量的比值,表示为:
Zac=LD50/Limac
Zac值小,说明化学物质从产生轻微损害到导致急性死亡的剂量范围窄,引起死亡的危险性大;
反之,则说明引起死亡的危险性小。
慢性毒作用带:
为急性阈剂量与慢性阈剂量的比值,表示为:
Zch=Limac/Limch
Zch值大,说明Limac与Limch之间的剂量范围大,由极轻微的毒效应到较为明显的中毒表现之间发生发展的过程较为隐匿,易被忽视,故发生慢性中毒的危险性大;
反之,则说明发生慢性中毒的危险性小。
毒作用的类型:
局部和全身作用
可逆和不可逆作用
即刻和迟发作用
变态反应和特异性反应(重点:
举例区别)
(按毒作用发生的部位分类:
局部毒性、全身毒性:
按毒作用发生的时间分类:
急性毒性、慢性毒性、即刻毒性、迟发性毒性、远期毒性
按毒作用损伤的恢复情况分类:
可逆毒性、不可逆毒性
按毒作用性质分类:
一般毒性、特殊毒性(过敏性反应、特异体质反应:
缺乏胆碱酯酶:
给予琥珀酰胆碱后,呈现持续的肌肉僵直和窒息。
缺乏NADPH高铁血红蛋白还原酶:
对亚硝酸和高铁血红蛋白剂异常敏感,易引起高铁血红蛋白症))
自由基作用学说:
自由基的特点:
1、多数自由基反应性很强,寿命很短,如羟基自由基的寿命只有10-6秒;
但也有少数自由基反应性不强,寿命较长,并相当稳定,如多环芳烃自由基和醌类自由基等。
、
2、具有极高的反应活性。
可攻击核酸、蛋白质、脂质等生物大分子,导致结构和功能的异常,出现癌变、畸变、细胞死亡等。
生物体存在的自由基防卫系统:
1、超氧化物岐化酶SOD2、过氧化氢酶CAT3、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)4、还原型谷胱甘肽GSH5、尿酸6、组氨酸7、半胱氨酸
影响毒性作用的因素:
毒物因素(重点):
1、化学结构(QSAR定量构效关系:
试图寻找出分子的结构与其效应的定量关系,预测新分子的生物活性。
):
取代基的影响:
苯环上有甲基抑制造血不明显麻醉作用增强、苯环上有氨基则具有形成高铁血红蛋白作用、硝基苯或卤代苯具有肝毒性;
烷烃类取代基愈多,毒性愈大;
卤代常使毒性作用增强。
羟化:
芳香族化合物及脂肪烃羟化,毒性增强
异构体和立体构型:
异构体的生物活性有差异。
基团位置不同,毒性不同,带两个基团的苯环化合物,其毒性一般是对位>
邻位>
间位;
分子对称者毒性较不对称者大,如1,2二氯甲醚>
1,1二氯甲醚。
受体或酶一般只能与一种旋光异构体结合,产生生物效应,一般L型易与酶、受体结合具生物活性。
同系物的碳原子数和结构的影响:
碳氢化合物(烷、醇、酮等):
◆当碳原子数在2~7之间时:
随C数的增加毒性增加。
◆超过一定限度(7~9个)后:
随C数的增加毒性下降。
◆当碳原子数相同时:
直链的>
支链的;
成环>
不成环;
多环芳烃类:
三环以下的无致癌活性,如苯、萘、蒽等;
五环的具有明显致癌活性;
七环以上的母体化合物无致癌活性。
分子饱和度:
碳原子数相同时,不饱和键增加,其毒性亦增加。
与营养物和内源性物质的相似性:
外源化学物结构与主动转运载体的底物类似,可借助这些特异的载体系统吸收。
2、理化性质:
溶解性:
脂/水分配系数大:
简单扩散,通过生物膜,易在脂肪组织蓄积,侵犯神经系统;
分散度:
粒子越小分散度越大,其比表面积越大,生物活性越强。
挥发性:
挥发性大的液态化学物易形成较大的蒸气压,易于经呼吸道吸入。
挥发性的化学物加入饲料后可因挥发而减少接触剂量。
经皮吸收的液态化学物,挥发性大的较挥发性小、粘稠不易去除的危害性小。
比重:
在密闭的、长期空气不流通的空间,有毒气体可能因比重不同而分层。
3、毒物进入机体的途径:
毒物侵入机体的途径不同,在体内的分布和吸收速度也不同,吸收量大的毒性大,产生的毒性反应强。
毒物进入体内的途径不同,首先到达的器官和组织亦不同,尽管剂量相等而表现出的毒性反应在程度上却差异很大。
机体因素(重点):
1、个体差异的表现:
动物的不同物种、品系和个体,对同一化学物的毒性反应有量和质的差异。
个体之间的反应可存在较大差异。
化学毒物一般只造成一个或几个组织器官的损害。
2、机体其他因素对毒性作用易感性的影响:
机体的健康状况、免疫状态、年龄、性别、营养状况、生活方式等因素对于毒作用的敏感性可以产生不同程度的影响。
环境因素:
化学物的联合作用:
非交互作用:
相加作用、独立作用;
交互作用:
协同作用、加强作用、拮抗作用
化学结构与毒性大小
(1)不饱和键增加,毒性也增加,如二碳烃类的麻醉作用:
乙炔>
乙烯>
乙烷。
(2)碳氢化合物(烷、醇、酮等)的同系物的碳原子数:
◆当碳原子数在2~7之间时:
碳原子越多,毒性越强。
◆超过一定限度(7~9个)后:
碳原子越多,毒性越弱。
◆当碳原子数相同时:
(3)卤代:
取代的卤素原子越多,毒性作用越强。
◆肝脏毒性:
CCl4>
CHCl3>
CH2Cl2>
CH3Cl
◆麻醉作用:
CH3Cl>
CH4
(4)构型
◆同分异构体:
带两个基团的苯环化合物,其毒性一般是对位>
分子对称>
分子不对称,如1,2二氯甲醚>
◆旋光异构:
L型一般易与酶、受体结合,毒性大于D型。
第五章环境毒理学常用实验方法
急性毒性实验的目的:
1.求出致死剂量及其他急性毒性参数
2.观察中毒表现、毒作用强度和死亡情况,初步评价毒物的毒效应特征。
3.为其他毒理试验提供接触剂量和选择观察指标的依据。
4.为毒理学机制研究提供线索。
意义:
(课件中找不到)
实验动物的选择和要求
Ø
1、急性毒性反应与人近似;
2、易于饲养、操作方便;
3、繁殖力较强,数量较大;
4、价格较低,易于获得
给动物染毒的方法有何优缺点?
1、静式吸入染毒
方法:
将实验动物置于有一定体积的密闭容器中,加入液态或气态受试物,形成一定浓度的受试物空气环境进行染毒。
优点:
简单、方便、受试物消耗少,适合于小鼠。
缺点:
氧气减少;
浓度不稳定;
经皮吸收;
不适合稍大动物。
2、动式吸入染毒
将实验动物处于有空气流动的染毒柜中,新鲜空气不断流入,污染空气不断流出。
温度、湿度、氧及二氧化碳分压相对恒定,并又随时补充受试物,维持浓度稳定。
可采样监测受试物浓度,可持续接触受试物,无时间限制。
染毒途径影响受试物急性毒性:
静脉注射>
吸入>
肌肉注射>
腹腔注射>
皮下注射>
经口>
皮内注射>
经皮。
同一受试物不同染毒途径LD50的大小通常符合上述规律。
如何判断蓄积毒性的强度?
1、蓄积系数法:
以生物效应为指标,用经验系数(K)评价蓄积作用的方法,即将多次染毒与一次染毒所产生的毒性效应进行比较。
2、20天蓄积试验法:
观察停药后7天的死亡情况:
1/20LD50剂量组无死亡,则蓄积性不明显;
1/20LD50剂量组有死亡,且有剂量反应关系,则有较强的蓄积性。
3、生物半减期法:
生物半减期是指一种外来化合物在体内消除到原有浓度(或量)的一半所需要的时间。
因此,生物半减期越长的物质,其蓄积作用的可能性就越大。
亚慢性毒性实验的目的
研究亚慢性毒性剂量-反应(效应)关系,确定NOAEL和LOAEL,提出安全限量参考值;
观察亚慢性毒性效应谱、毒作用特点和毒作用靶器官;
观察亚慢性毒性作用的可逆性;
为慢性毒理试验的剂量设计和观察指标选择提供依据;
为其他试验中发现的或未发现的毒作用提供新的信息,
比较不同动物物种毒效应的差异,为受试物毒性机制研究和将研究结果外推到人提供依据。
慢性毒性实验的目的
1.研究慢性毒性剂量-反应(效应)关系
2.观察慢性毒性效应谱、毒作用特点和毒作用靶器官。
3.观察慢性毒性作用的可逆性。
4.为毒性机制研究和将毒性结果外推到人提供依据。
致突变作用于不同细胞的后果:
如是体细胞,其影响仅能在直接接触该物质的个体身上表现出来,而不可能遗传到下一代;
如是生殖细胞,其影响才有可能遗传到下一代。
体细胞突变的后果:
肿瘤、衰老、致畸、动脉硬化
生殖细胞突变的后果:
显性致死突变:
突变的细胞不能与异性细胞结合,或合子在发育成为成熟胎儿前死亡。
隐性致死突变:
子代从亲代那里各得一个隐性突变基因,成为可表达的纯合子而引起生殖障碍或死亡。
存活突变:
显性或隐性存活突变如不引起胚胎死亡,则可能在后代表达。
显性遗传会造成下一代遗传病发生率增加或新病种出现;
隐性遗传会增加下一代基因库的遗传负荷。
常用致突变试验方法:
1、体外基因突变试验:
Ames试验(鼠伤寒沙门氏菌/动物肝细胞微粒体试验)和哺乳动物体细胞株突变试验
2、细胞遗传学试验:
染色体畸变试验和微核试验
3、体内基因突变试验:
显性致死突变试验和果蝇伴性隐性致死试验
4、DNA损伤试验:
姐妹染色单体交换试验和程序外DNA合成试验
Ames试验的原理(重点):
突变的菌株必需依赖外源性组氨酸才能生长,而在无组氨酸的选择性培养基上不能存活,致突变物可使其基因发生回复突变,使它在缺乏组氨酸的培养基上也能生长。
阴性、阳性对照的设立的作用:
(举例说明)
1、阴性对照:
它是空白对照,即不加任何处理。
或者是溶剂对照。
阴性对照除了无处理因素外,与实验组完全相同。
作用:
获得实验的基础数据。
例如,Ames试验的阴性对照可了解所用的细菌的自发回复突变率;
证实除处理因素外无任何使回复突变率增加或减少的因素。
2、阳性对照:
是用某种已知能产生阳性反应的物质作为对照。
1、其目的是通过对阳性物质的试验证明实验方法的可靠;
2、验证实验者在本实验条件下,完成技术和鉴定致突变物的能力;
3、证实经一段时间后,本实验的重复性。
例如,Ames试验中阳性对照未出现阳性结果,应考虑突变菌株可能发生问题,另一种可能是代谢活化能力不足。
所以,当阳性对照结果未呈阳性,其实验组的实验数据可靠性亦大大降低。
致畸试验的敏感期:
一般在器官形成期,胚胎对致畸物最敏感,故此期称为敏感期或危险期。
一种致畸物在敏感期中与胚胎接触时,可因胚胎处于不同发育阶段(受孕后日数)而引起不同的畸形。
癌基因的多阶段理论以及对我们的启示(重点):
启示(参考答案,不确定是否正确):
肿瘤发生是一个长期的、多阶段、多基因改变累积的过程,具有多基因控制和多因素调节的复杂性。
化学致癌多基因、多因素参与的多阶段理论中化学致癌物、外源性因素(理化生物因素、营养等)、内源性因素(遗传、免疫、激素、精神等)、癌基因、抑癌基因DNA修复基因、代谢酶基因、凋亡基因抗凋亡基因等作用于生物体引起癌基因、抑癌基因等发生点突变、扩增、易位、重排、缺失等使癌基因活化,抑癌基因失活,导致细胞的增殖、分化、凋亡异常引起肿瘤。
第六章化学物质的毒理学安全性评价程序
毒理学安全性评价的意义:
1.了解某种物质的毒性及危害性的基础上,全面权衡其利弊和实际应用的可能性,从确保该物质的最大效益、对生态环境和人类健康最小危害性的角度,对该物质能否生产和使用作出判断或寻求人类安全接触条件的过程
2.卫生行政执法和处罚以法律法规为准绳,而毒理学安全性评价则是裁决的基础。
毒理学安全性评价的原则:
(1)根据受试物质的种类选择相应的程序:
不同的化合物所选择的程序不同。
一般根据化合物的种类和用途来选择国家、部委和各级政府发布的法规、规定和
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