食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化

食品毒理學(xué)2014-09-17食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化授課內(nèi)容緒論第一章毒理學(xué)基本概念第二章外源化學(xué)物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化第三章食品毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第四章影響毒性作用的因素第五章化學(xué)毒物的一般毒性作用第六章化學(xué)毒物的生殖毒性與致畸作用第七章化學(xué)毒物的致突變作用第八章化學(xué)毒物的致癌作用第九章食品中常見毒性物質(zhì)的分析食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化第二章外源化學(xué)物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化（1）第一節(jié)生物轉(zhuǎn)運(yùn)一、生物膜與生物轉(zhuǎn)運(yùn)二、吸收三、分布四、排泄第二節(jié)生物轉(zhuǎn)化一、生物轉(zhuǎn)化的意義二、生物轉(zhuǎn)化類型三、影響生物轉(zhuǎn)化因素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化ADME過程吸收(Absorption)分布(Distribution)代謝(Metabolism)排泄(Excretion)生物轉(zhuǎn)運(yùn)--吸收、分布與排泄生物轉(zhuǎn)化--代謝變化第一節(jié)生物轉(zhuǎn)運(yùn)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)運(yùn)（biotransport）

是指外源化學(xué)物主要依據(jù)物理學(xué)規(guī)律，本身不發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)改變，從接觸部位吸收，轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入血液、再轉(zhuǎn)運(yùn)至組織與臟器、最終轉(zhuǎn)運(yùn)到排泄器官離開機(jī)體的過程。一、生物膜與生物轉(zhuǎn)運(yùn)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化（一）生物膜(biomembrane)是細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜的總稱。（厚度7-10nm）膜的脂質(zhì)成分鑲嵌在脂質(zhì)中的蛋白成分生物膜的多孔性食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì)分子磷脂雙分子層糖類生物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理——生物膜結(jié)構(gòu)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化親水頭部疏水尾部磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸所組成的分子，“頭”部是親水的，“尾”部是疏水的。磷脂分子的結(jié)構(gòu)模型食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化（二）生物轉(zhuǎn)運(yùn)方式1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散2.膜孔濾過3.易化擴(kuò)散A.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)B.（4.）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)5.胞吞作用6.胞吐作用C.膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)濃度高→低濃度低→高食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化1.簡(jiǎn)單擴(kuò)散

化學(xué)物由生物膜濃度較高的一側(cè)向濃度較低的一側(cè)擴(kuò)散，當(dāng)兩側(cè)濃度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，擴(kuò)散即終止。濃度梯度生物膜兩側(cè)濃度差叫濃度梯度或濃度差A(yù).被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化順濃度梯度，不需要消耗能量毒物與生物膜不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生物膜不具有主動(dòng)性，是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理學(xué)過程

（1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散的特點(diǎn)在一般情況下，大部分外源化學(xué)物是通過簡(jiǎn)單擴(kuò)散進(jìn)行生物轉(zhuǎn)運(yùn)（2）毒理學(xué)意義O2、N2、CO2、乙醇、尿素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化濃度梯度差外源化學(xué)物在脂質(zhì)中的溶解度

脂水分配系數(shù)=脂相中溶解度/水相中溶解度電離或離解狀態(tài)和體液中的pH生物膜兩側(cè)體液的蛋白質(zhì)濃度和與蛋白質(zhì)結(jié)合的親合力（3）影響簡(jiǎn)單擴(kuò)散的因素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化外源化學(xué)物透過生物膜上親水性孔道的過程依靠生物膜兩側(cè)的滲透壓梯度和液體靜壓的作用2.膜孔濾過食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化化學(xué)物分子量的大小:

4nm孔道：>200的分子不通過

70nm孔道：>60000分子不通過（1）影響因素水及一些溶于水而不溶于脂質(zhì)的物質(zhì)，可通過濾過完成生物轉(zhuǎn)運(yùn)過程。（2）毒理學(xué)意義食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化外源化學(xué)物先同體內(nèi)某些物質(zhì)（載體）呈物理性結(jié)合后，再透過生物膜的過程。特殊轉(zhuǎn)運(yùn)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化不易溶于脂質(zhì)的化學(xué)物，利用載體由高濃度向低濃度處移動(dòng)的過程。3.易化擴(kuò)散不能逆濃度遞度由低濃度處向高濃度處移動(dòng)，所以不消耗代謝能量；由于利用載體，生物膜具有一定主動(dòng)性或選擇性，但又不能逆濃度梯度，故又屬于擴(kuò)散性質(zhì)，也可稱為促進(jìn)擴(kuò)散

。水溶性分子食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化B.（4.）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)化學(xué)物質(zhì)伴隨能量消耗，從細(xì)胞膜的低濃度側(cè)向高濃度側(cè)擴(kuò)散過程。特點(diǎn)：1.載體2.能量代謝3.飽和性 4.選擇性5.競(jìng)爭(zhēng)性脂溶性低的化學(xué)物食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)運(yùn)過程需要載體參加；可逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)，消耗一定的代謝能量；載體有一定的容量，當(dāng)化合物濃度達(dá)到一定程度時(shí)，載體可以飽和，轉(zhuǎn)運(yùn)即達(dá)到極限；主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)有一定的選擇性；競(jìng)爭(zhēng)抑制：如果兩種化合物基本結(jié)構(gòu)相似，又需要同一轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)時(shí)就發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)抑制。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化5.胞吞作用液體或固體外源化學(xué)物被伸出的生物膜包圍，然后將被包圍的液滴或較大顆粒并入細(xì)胞內(nèi)，達(dá)到轉(zhuǎn)運(yùn)的目的，前者稱為胞飲，后者稱為吞噬，總稱為胞吞作用。

C.膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)6.胞吐作用胞質(zhì)內(nèi)大分子顆粒物由細(xì)胞內(nèi)運(yùn)出細(xì)胞的過程，稱胞吐作用。食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化吞噬作用胞飲作用液體或極小的顆粒物質(zhì)較大的固體顆粒物質(zhì)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化吸收（Absorption）是指外源化學(xué)物從接觸部位通過生物膜屏障進(jìn)入機(jī)體及血液循環(huán)的過程。主要途徑消化道呼吸道皮膚二、吸收食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化消化道是外源化學(xué)物的主要吸收途徑。外源化學(xué)物在消化道的吸收可在任何部位進(jìn)行，但主要在小腸。吸收方式：主要是通過簡(jiǎn)單擴(kuò)散，還可以通過濾過、胞飲或吞噬和主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。（一）經(jīng)消化道吸收食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化消化道消化腺口腔咽食管胃小腸大腸十二指腸空腸回腸盲腸闌尾結(jié)腸直腸大消化腺：唾液腺、胰腺、肝。小消化腺：唇腺、舌腺、頰腺、腭腺、食管腺、胃腺、腸腺。消化系統(tǒng)盲腸闌尾直腸食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化小腸組織學(xué)結(jié)構(gòu)小腸絨毛食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化外源化學(xué)物的性質(zhì)機(jī)體方面的影響胃腸道的蠕動(dòng)情況胃腸道的充盈程度胃腸道的酸堿度胃腸道中的某些物質(zhì)及菌叢

芳香硝基化合物還原成芳香胺（致癌、致甲狀腺腫）影響消化道吸收因素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化是指經(jīng)消化道吸收的外源化學(xué)物首先進(jìn)入肝臟、并可在肝臟中進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化作用。肝臟的首過效應(yīng)食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化肺泡生理結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)不經(jīng)過肝臟的生物轉(zhuǎn)化，直接進(jìn)入體循環(huán)而分布全身主要通過簡(jiǎn)單擴(kuò)散

（二）經(jīng)呼吸道吸收氣體、蒸氣與氣溶膠經(jīng)肺吸收的影響因素不同食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化呼吸系統(tǒng)示意圖食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化呼吸道分布示意圖食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化

肺泡和終末細(xì)支氣管微細(xì)結(jié)構(gòu)肺泡肺-血屏障食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化氣態(tài)毒物的濃度

即毒物在吸入空氣中的分壓（或稱張力）氣態(tài)毒物在血液中的溶解度肺泡的通氣量和血流量

肺泡通氣量與血流量的比值稱為通氣/血流比值氣態(tài)毒物經(jīng)肺吸收的影響因素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化粒子大?。簹馊苣z的直徑＞5μm者多數(shù)被阻留在上呼吸道，2~5μm沉積在氣管、支氣管區(qū)域，通常只有＜1μm的粒子才可吸入肺泡水溶性：溶解度大的易在上呼吸道吸收，溶解度低的氣溶膠易到達(dá)肺泡被吸收氣溶膠毒物經(jīng)肺吸收的影響因素食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化穿透階段：外源化學(xué)物透過皮膚表皮，即角質(zhì)層的過程吸收階段：由角質(zhì)層進(jìn)入乳頭層和真皮，并被吸收入血吸收方式：簡(jiǎn)單擴(kuò)散（三）經(jīng)皮膚吸收食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化皮膚組織學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖（1）食品毒理學(xué)外源化學(xué)物在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化皮膚組織學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖（2）表皮真皮皮下組織角質(zhì)層透明層顆粒