环境化学课程报告 毒性及其机理 组长：宋智泉 组员：姜菁秋 施燕平 周 月

你知道哪些致命毒药？ 鹤顶红？ 为什么这些东西会置人于死地呢？ 含笑半步颠？ 三鹿奶粉?

目录 毒的概述 毒物的联合作用 毒作用的生物化学机制 毒作用的效应

目录 毒的概述 毒物的联合作用 毒作用的生物化学机制 毒作用的效应

毒的概述 进入生物机体后能使体液和组织发生 生物化学变化，干扰或破坏机体的正 常生理功能，并引起暂时性或持久 性的病理损害，甚至危及生命的物质 毒的概述 毒物（Toxicant) 中毒（Toxication） 有害物引起生物 机体出现功能或 器质性改变而出 现的疾病状态 毒物引起生物体 损害的性质和能力 毒性（toxicity）

目录 毒的概述 毒物的联合作用 毒作用的生物化学机制 毒作用的效应

毒物的联合作用 独立作用 即1不能加1 协同作用 即1+1>2 相加作用 即1+1=2 拮抗作用 即1+1<2 独立作用 独立作用 即1不能加1 协同作用 即1+1>2 拮抗作用 协同作用 相加作用 即1+1=2 相加作用 拮抗作用 即1+1<2

目录 毒的概述 毒物的联合作用 毒作用的生物化学机制 毒作用的效应

毒作用的生物化学机制 1. 酶活性抑制(激活) 2. 细胞膜损伤 3. 自由基与脂质过氧化 4. 干扰细胞能量产生 5. 与生物大分子共价结合

一、酶活性抑制(激活) 干扰正常受体-配体相互作用 干扰细胞内钙稳态 有机农药可与胆碱酯酶发生 共价作用，从而抑制其活性， 使其失去分解乙酰胆碱的能 力，导致乙酰胆碱累积,后者 与毒蕈碱性胆碱能受体和烟 碱型胆碱能受体结合，产生 毒 蕈样和烟碱样神经症状 正常情况下，细胞内的 钙浓度较低（10-7～ 10-8mol/L），细胞外浓 度较高（10-3mol/L）， 内外浓度相差103～104 倍。外源物通过干扰钙 稳态而引细胞损伤和死 亡

二、细胞膜损伤 许多外源物质可以作用于细胞膜，引起细胞膜的结构和功能改变 例如 CCl4—— 大鼠细胞膜磷脂和胆固醇含量下降 DDT、对硫磷——红细胞膜脂流动性降低

三、自由基和脂质过氧化 一些典型的自由基物种，如·OH可以直接进攻脂质分子，超氧阴离子(O2·-)可以间接引发脂质过氧化。 脂质过氧化产生的一系列后果： Ⅰ 生物膜结构的改变和功能障碍； Ⅱ 脂质过氧化的分解产物具有细胞毒性； Ⅲ 对DNA有影响； Ⅳ 与蛋白质分子的氨基作用，使膜蛋白产生交联和凝聚。

四、干扰细胞能量的产生 鹤顶红 有些外源物可以干扰糖类的氧化，使细胞不能产生ATP。 砒霜，即不纯的三氧化二砷，呈红色，又叫红矾，有剧毒，“鹤顶红”不过是古时候对砒霜的一个隐晦的说法而已 砷进入人体后，会和蛋白质的硫基结合，使蛋白质变性失去活性，破坏某些细胞呼吸酶，可以阻断细胞内氧化供能的途径，使人快速缺少ATP供能死亡；还能强烈刺激胃肠粘膜，使粘膜溃烂、出血，亦可破坏血管，发生出血，破坏肝脏，严重的会因呼吸和循环衰竭而死。 鹤顶红

五、与生物大分子的共价结合 直接烷化剂和二亚硫酸钠等可与核酸结合，产生DNA损伤 化学物质与细胞内的大分子之间通过共价键形成的加合物，使外源化学物质或其代谢物嵌入到生物大分子中而成为其中的组分，从而改变细胞内的生物大分子结构及其生理功能，一般的生物化学或化学方法不能使其解离 直接烷化剂和二亚硫酸钠等可与核酸结合，产生DNA损伤

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毒作用的效应 “三致作用” 环境内分泌干扰效应

三致作用 致突变 致癌 致畸

一、致突变 ①共价结合成加合物 ②碱基类似物的取代 ③改变碱基的结构 ④大分子嵌入DNA链 突变的类型可以分为基因突变和染色体突变。 引起基因突变和染色体突变的靶主要是DNA。其中DNA损伤的分子机理如下： ①共价结合成加合物 ②碱基类似物的取代 ③改变碱基的结构 ④大分子嵌入DNA链

二、致癌 致癌作用是指正常细胞发生恶性转变并发展成癌细胞的过程。 (2)癌基因学说 癌基因是一类能引起细胞恶性转化及癌变的基因，所有DNA分子中都存在癌基因，正常情况下处于阻遏状态，只有在体内相关的调节机制遭到破坏的情况下，癌基因才能表达，从而形成癌变。 1)突变致癌学说 细胞癌变由突变引起，即控制细胞分裂的基因或者控制细胞膜完整性的基因或者控制DNA修复的基因发生了突变，可分为引发、促长和进展三个阶段

三、致畸 关于致畸作用的机理： ①环境污染物作用于生殖细胞的DNA，使之发生突变，导致先天性畸形 ②生殖细胞在分裂过程中出现染色体数目缺少或过多的现象，从而造成发育缺陷 ③核酸的合成过程受到破坏引起畸形。 ④母体正常代谢过程被破坏，使子代细胞在生物合成过程中缺乏必需的物质（如维生素），影响正常发育等。

环境内分泌干扰效应 1）人工合成的药用雌激素，如己烯雌酚； 2）植物性雌激素，如异类黄酮； 3）真菌性雌激素，如玉米赤霉烯酮； 4）农药，如有机氯化合物DDT； 5）工业化学品，如多氯联苯； 6）生产和生活中无意生产的副产品， 如二噁英类物质 环境内分泌干扰物(enviromental endocrine disruptors,EEDs)定义：是指可通过干扰生物或人体为保持自身平衡和调节发育过程而在体内产生的天然的激素的合成、分泌、运输、结合、反应和代谢等，从而对生物或人体的生殖、神经和免疫系统等功能产生影响的外源性化学物质 分类 按照与受体结合的形式 按照EEDs的来源 1）具有雌性激素作用的物质，如双酚A； 2）干扰雌性激素作用的物质，如多氯联苯类； 3）抗雄性激素作用的物质，如p，p-DDE； 4）干扰甲状腺激素的物质，如二噁英类 资料来源：李　剑, 马　梅, 王子健，环境内分泌干扰物的作用机理及其生物检测方法，EnvironmentalMonitoring and Forewarning Vol. 2,No. 3,June 2010

作用机制：以环境雌激素为例 雌激素作为一种配体(ligand)和雌激素受体(ER)结合，导致原结合于受体上的热休克蛋白-90(hsp90)从受体上解离下来；结合了配体的ER发生构象改变并发生同型二聚体化，这种同型二聚体复合物和DNA上雌激素反应元件(ERE)具有高度亲和能力，当这种亲和反应发生时，同型二聚体复合物将使转录因子聚集到靶基因启动子上并促发基因转录的增强，继而mRNA翻译成蛋白质并表现出各种生理响应。

案例：儿童性早熟 大量的临床流行病学研究证实EEDs是儿童性早熟的重要致病因素之一： Fortes等证实乳腺早发育与大量摄入豆制品有关。 比利时佛蓝芒的调查研究证实，儿童血清中卵泡雌激素(FSH)的升高、乳腺早发育与血液、尿液中大量的EEDs相关。 2010年的研究证实月经初潮提前主要是由暴露于PCBs导致。 资料来源：朱琳、蔡德培，环境内分泌干扰物与儿童性早熟发病的关系，INTERNATIONAL JOURNAL OF ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM 2011,31(2)

EEDs导致性早熟的机制 EEDs的拟雌激素活性表现在： 干扰下丘脑-垂体-性腺轴的调节功能 促进雌激素生物合成 干扰天然雌激素的转运 对ER的影响 干扰雌激素的生物转化及消除

POPs的生态毒性 POPs属于环境内分泌干扰物 POPs是英文（Persistent Organic Pollutants）的缩写，中文名称为“持久性有机污染物”，它是一类具有长期残留性、生物累积性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质（大气、水、生物等）能够长距离迁移对人类健康和环境具有严重危害的天然的或人工合成的有机污染物 DDT POPs属于环境内分泌干扰物 资料来源：杨冬, 周启,持久性有机污染物的毒性及处理技术研究,GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY2007 年7 月第7 期( 总第104 期)

环境内分泌干扰物生态毒性 生殖和发育 生态效应 免疫学效应 许多野生动物的繁殖能力显著下降、鱼和鸟类的性别变化(雄性化、雌性化和双性化) 可能导致妊娠期缩短和新生儿体重降低，并且会发生智商和记忆缺陷问题以及肌神经发育的延迟。 生态效应 对鱼类、鸟类以及哺乳动物等所处的群落和生态系统的功能具有潜在的破坏性，导致一些野生动物数量的下降。例如，有研究发现美国的貂、欧洲的海獭以及部分海洋哺乳动物的畸形与EEDs污染有关。 免疫学效应 影响人类机体免疫功能，导致免疫抑制或免疫过度反应。另外，海豹食用了受到PCBs污染的波罗的海的海鱼会出现先天性和获得性免疫反应。 资料来源：杨冬, 周启,持久性有机污染物的毒性及处理技术研究,GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY2007 年7 月第7 期( 总第104 期)

拓展 至于“含笑半步颠"： 无毒 “含笑半步颠"是用蜂蜜，川贝，桔梗，加上天山雪莲配制而成，不须冷藏，也没有防腐剂

谢谢！ 请大家提问！！！ 报告人：姜菁秋 PPT制作：宋智泉 资料搜集：宋智泉、姜菁秋、施燕平、周月