外源化学物在体内的生物转运.pptx

1内容概要 第一节食品中外源化学物质的来源食品中外源化学物质的来源 第二节 生物膜和生物转运 第三节 吸 收 第四节 分 布 第五节 排 泄第1页/共48页2第一节 食品中外源化学物质的来源根据其来源分为四大类根据其来源分为四大类：天然毒物天然毒物衍生物：食物在贮放和加工衍生物：食物在贮放和加工烹调过程中产生的烹调过程中产生的污染物：外来污染物：外来添加剂：外来添加剂：外来第2页/共48页3 一、天然毒物一、天然毒物一、天然毒物一、天然毒物（一）植物性有害物质（一）植物性有害物质（一）植物性有害物质（一）植物性有害物质 功能团功能团功能团功能团，如植物酚类；，如植物酚类；生理作用物质生理作用物质生理作用物质生理作用物质，如胆碱酯酶抑制剂或活化剂；，如胆碱酯酶抑制剂或活化剂；毒素的前体毒素的前体毒素的前体毒素的前体，如生氰甙；，如生氰甙；致癌物致癌物致癌物致癌物，如苏铁素；，如苏铁素；抗营养物抗营养物抗营养物抗营养物，如黄豆中的外源凝集素（，如黄豆中的外源凝集素（lectinslectins）。）。第3页/共48页4一、天然毒物一、天然毒物（二）动物性有害物质（二）动物性有害物质本身无毒的；本身无毒的；有的时候有毒的（条件性有毒）；有的时候有毒的（条件性有毒）；本身有毒的，如河豚鱼。本身有毒的，如河豚鱼。第一节 食品中外源化学物质的来源第4页/共48页5 二、衍生毒物二、衍生毒物二、衍生毒物二、衍生毒物（derived toxicantsderived toxicants）食品在制造、加工（包括烹调）或贮放过程中化学反应或酶反应形成的（或潜在）有毒物质食品在制造、加工（包括烹调）或贮放过程中化学反应或酶反应形成的（或潜在）有毒物质 三、污染物三、污染物三、污染物三、污染物生物学污染物和化学污染物生物学污染物和化学污染物 四、食品添加剂四、食品添加剂四、食品添加剂四、食品添加剂第一节 食品中外源化学物质的来源第5页/共48页6Absorption ADistribution D Metabolism M Excretion E第二节第二节 生物膜和生物转运生物膜和生物转运一、外源化学物的体内动态一、外源化学物的体内动态第6页/共48页7qualitative research （定性研究定性研究）A、D、M、E及过程及过程quantitative research （定量研究定量研究）用数学的方法研究体内外源化学物质浓用数学的方法研究体内外源化学物质浓度变化的规律，（毒动学参度变化的规律，（毒动学参parameterparameter）毒毒动动学学第7页/共48页8biotransportation（生物转运）（生物转运）外源化学物质外源化学物质 位置位置变化变化。（A A、D D、E E、）、）biotransformation （生物转化）（生物转化）外源化学物质外源化学物质 化学结构化学结构变化变化。（M M）体内体内体内体内第8页/共48页9Toxicokinetics(毒物动力学)Toxicodynamics(毒物效应动力学)一、外源化学物的体内动态一、外源化学物的体内动态第一节第一节 生物膜和生物转运生物膜和生物转运第9页/共48页10Transmembrane substancestransport？第10页/共48页11第二节 生物膜和生物转运一、外源化学物的体内动态外源外源外源外源化学物化学物化学物化学物接触皮肤皮肤皮肤皮肤肺肺肺肺消化道消化道粪粪 接触接触 排泄肝肝吸收再吸收胆汁胆汁代谢血液循环血液循环血液循环血液循环白蛋白结合型白蛋白结合型白蛋白结合型白蛋白结合型游离型游离型游离型游离型吸收靶器官靶器官(损害损害)器官组织器官组织(贮存贮存)分布肾肾肺肺分泌腺分泌腺尿尿呼气呼气乳汁、汗乳汁、汗排泄图3-1 外源化学物在体内的动态过程第11页/共48页12二、生物膜和生物转运二、生物膜和生物转运（一）生物膜印象（一）生物膜印象脂质双分子层脂质双分子层第二节第二节 生物膜和生物转运生物膜和生物转运第12页/共48页13（一）生物膜印象（一）生物膜印象生生物物膜膜组成组成脂质脂质糖糖蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、蛋白质：结构蛋白、受体、酶、载体、离子通道等离子通道等结构结构：液态镶嵌模型：液态镶嵌模型功能功能隔离功能隔离功能生化反应和生命活动的场所生化反应和生命活动的场所内外环境物质交换的屏障内外环境物质交换的屏障第二节第二节 生物膜和生物转运生物膜和生物转运第13页/共48页14（二）跨膜转运（二）跨膜转运跨跨膜膜转转运运主动转运主动转运(active transportactive transport)被动转运膜动转运膜动转运(cytosiscytosis)简单扩散简单扩散(simple diffusionsimple diffusion)易化扩散易化扩散(facilitated diffusionfacilitated diffusion)滤过滤过(filtrationfiltration)胞吞胞吞(endocytosisendocytosis),),胞饮胞饮(pinocytosispinocytosis)胞吐胞吐(exocytosisexocytosis)第二节第二节 生物膜和生物转运生物膜和生物转运第14页/共48页151.1.被动转运（下山转运）被动转运（下山转运）特点：（特点：（1 1）顺浓度差转运）顺浓度差转运 （2 2）不耗能）不耗能简单扩散 又称脂溶扩散 滤 过 又称水溶扩散 易化扩散 又称载体转运第15页/共48页16？transmembrane transportation1 1）膜两侧化学物质浓度差）膜两侧化学物质浓度差2）通透性）通透性:脂溶性脂溶性/离子障离子障易跨膜易跨膜脂溶性脂溶性解离度小解离度小极性低极性低第16页/共48页17（1 1）简单扩散（）简单扩散（lipid lipid diffusiondiffusion）（脂溶扩散）（脂溶扩散）：大大多数外源化学物质是通过该方式多数外源化学物质是通过该方式转运。转运。影响因素：影响因素：膜两侧浓度差：外源化学物膜两侧浓度差：外源化学物质在脂质膜的一侧浓度越高，扩散速度越质在脂质膜的一侧浓度越高，扩散速度越快，当膜两侧浓度相同时，扩散即停止。快，当膜两侧浓度相同时，扩散即停止。第17页/共48页18Permeable amount（通透量）（通透量）（C1 C2）膜面积膜面积通透系数通透系数膜厚度膜厚度R=AD(C1-C2)/X影响因素：影响因素：外源化学物质的脂溶性：外源化学物质的脂溶性：外源化学物质的脂溶性用脂水分配系数外源化学物质的脂溶性用脂水分配系数表示，分配系数越大，物质扩散就越快。表示，分配系数越大，物质扩散就越快。第18页/共48页19影响因素：影响因素：外源化学物质的外源化学物质的解离度解离度 ：非解离型外源化学物质因其脂溶性大，才非解离型外源化学物质因其脂溶性大，才能溶入脂质膜中，易于通过生物膜能溶入脂质膜中，易于通过生物膜 。外源化学物质的外源化学物质的p pKaKa及及所在环境的所在环境的pHpH。决定外源化学物质的解离度。决定外源化学物质的解离度。K2(pK2)第19页/共48页20Henderson-Hasselbalch Equation Weak acidic weak basic weak basic HA H+A-BHBH+H H+B+B Ka=H+A-/HA Ka=Ka=HH+B B /BHBH+1/Ka=HA/H+A-1/Ka=1/Ka=BHBH+/HH+B B pKa=pH-log A-/HA pKa=pH-logpKa=pH-log B B /BHBH+pHpKa=log A-/HA pKa pKa pH=logpH=log BHBH+/B B when pH=pKa,A-=HA B B =BHBH+第20页/共48页21 pHpK pHpKa a=log A=log A-/HA/HAweak acid(弱酸弱酸)Handerson-Hasselbalch equation10 pH-pKa=A-/HAHA=H+A-Ka =H+A-/HA（解离常数）（解离常数）pKa：Ka Ka 的负对数的负对数pH：H+浓度负对数浓度负对数第21页/共48页22BH+=H+BKa=H+B/BH+weak base (弱碱弱碱)-pKa-pH=logBH+/B10 pKa-pH=BH+/B第22页/共48页23膜两侧不同膜两侧不同pHpH状态，弱酸弱碱物质被动状态，弱酸弱碱物质被动运转达平衡时，膜两侧浓度比较：运转达平衡时，膜两侧浓度比较：例：某弱酸性物例：某弱酸性物 pKa=5.4pKa=5.4分子型离子型药物总量（分子型+离子型）血浆血浆 pH=7.4pH=7.4胃液胃液 pH=1.4pH=1.4HAHA1 1AA-100100 101101HAHA1 1AA-0.00010.0001 1.00011.0001第23页/共48页24（2 2）滤过扩散（膜孔或水溶扩散）滤过扩散（膜孔或水溶扩散）：指指分子量小的水溶性物质分子量小的水溶性物质如尿素、水、乙如尿素、水、乙醇等。受流体静压或渗透压的影响，通醇等。受流体静压或渗透压的影响，通过膜孔被动转运。过膜孔被动转运。归纳：归纳：弱酸性药物在酸性环境弱酸性药物在酸性环境中，解离少，吸收多，排泄少；中，解离少，吸收多，排泄少；而在碱性环境中，解离多，吸而在碱性环境中，解离多，吸收少，排泄多。收少，排泄多。当药物当药物p pKaKa不变时，改变溶液的不变时，改变溶液的pHpH，可明显影，可明显影响药物的解离度，从而影响药物的跨膜转运。响药物的解离度，从而影响药物的跨膜转运。第24页/共48页25（3 3）易化扩散）易化扩散（facilitated diffusionfacilitated diffusion）通过细胞膜上的某些特异性蛋白质通过细胞膜上的某些特异性蛋白质通过细胞膜上的某些特异性蛋白质通过细胞膜上的某些特异性蛋白质-通透酶帮助通透酶帮助通透酶帮助通透酶帮助而扩散，不需供应而扩散，不需供应而扩散，不需供应而扩散，不需供应ATPATPATPATP两种类型：两种类型：两种类型：两种类型：一种是所谓一种是所谓一种是所谓一种是所谓“载体载体载体载体”为中介：为中介：为中介：为中介：特点是：结构特异性特点是：结构特异性特点是：结构特异性特点是：结构特异性 饱和性饱和性饱和性饱和性 竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制竞争性抑制 不消耗不消耗不消耗不消耗ATPATPATPATP第25页/共48页26另一种是所谓另一种是所谓“通道通道”为中介：膜上存在多种离子通道蛋白，如为中介：膜上存在多种离子通道蛋白，如NaNa+、K K+、CaCa2+2+电压依赖性通道（电压依赖性通道（VDCVDC）受膜两侧电位差的影响）受膜两侧电位差的影响.化学依赖性通道化学依赖性通道（CDCCDC）主要受化学物质决定。）主要受化学物质决定。根据通道开关的条件可分为：根据通道开关的条件可分为：u电压门控通道电压门控通道u化学门控通道化学门控通道u机械门控通道机械门控通道 第26页/共48页27转运需要膜上的特异性载体蛋白转运需要膜上的特异性载体蛋白转运需要膜上的特异性载体蛋白转运需要膜上的特异性载体蛋白需要消耗需要消耗需要消耗需要消耗ATPATPATPATP，因由低浓度或低电位差的一侧，因由低浓度或低电位差的一侧，因由低浓度或低电位差的一侧，因由低浓度或低电位差的一侧转运到较高的一侧。如转运到较高的一侧。如转运到较高的一侧。如转运到较高的一侧。如MgMgMgMg2+2+2+2+ATPATPATPATP酶（钙泵）、酶（钙泵）、酶（钙泵）、酶（钙泵）、儿茶酚胺再摄取的胺泵等儿茶酚胺再摄取的胺泵等儿茶酚胺再摄取的胺泵等儿茶酚胺再摄取的胺泵等生理上泵出生理上泵出生理上泵出生理上泵出NaNaNaNa+与泵入与泵入与泵入与泵入K K K K两个过程耦联两个过程耦联两个过程耦联两个过程耦联胞饮胞饮 （胞饮、入胞）（胞饮、入胞）某些液态蛋白质或大某些液态蛋白质或大某些液态蛋白质或大某些液态蛋白质或大分子物质，可通过生物膜的内陷形成小胞吞分子物质，可通过生物膜的内陷形成小胞吞分子物质，可通过生物膜的内陷形成小胞吞分子物质，可通过生物膜的内陷形成小胞吞噬而进入细胞内。噬而进入细胞内。噬而进入细胞内。噬而进入细胞内。胞吐胞吐 胞吐又称胞裂外排或出胞。递质释放胞吐又称胞裂外排或出胞。递质释放胞吐又称胞裂外排或出胞。递质释放胞吐又称胞裂外排或出胞。递质释放2.2.主动转运（逆流转运主动转运（逆流转运）3.膜动转运膜动转运第27页/共48页28外源化学物质外源化学物质生物膜屏障生物膜屏障 血液循环血液循环第三节第三节 吸吸 收收第28页/共48页29定义：定义：外源化学物质自接触部位通过生理外源化学物质自接触部位通过生理屏障进入血液循环的过程。屏障进入血液循环的过程。多数多数外源化学物质通过外源化学物质通过被动转运被动转运被吸收被吸收少数少数外源化学物质通过外源化学物质通过主动转运主动转运被吸收被吸收吸收途径不同，外源化学物质的吸收量吸收途径不同，外源化学物质的吸收量就不同。如：静脉注射和静脉滴注直接进就不同。如：静脉注射和静脉滴注直接进入血液，没有吸收过程。入血液，没有吸收过程。第三节 吸 收第29页/共48页30不同部位皮肤对毒物的通透性不同：不同部位皮肤对毒物的通透性不同：阴囊阴囊 腹部腹部 额部额部 手掌手掌 足底足底小分子脂溶性、挥发性的物质或气体小分子脂溶性、挥发性的物质或气体如乙醚、如乙醚、SOSO2 2、NONO2 2、ClCl2 2、光气等可、光气等可从肺泡上皮细胞迅速吸收从肺泡上皮细胞迅速吸收 1.1.经消化道吸收经消化道吸收 口服吸收的主要部位是小肠。外源口服吸收的主要部位是小肠。外源化学物质从胃肠道吸收后，都要经化学物质从胃肠道吸收后，都要经过门静脉进入肝，再进入血液循环。过门静脉进入肝，再进入血液循环。首过效应首过效应2.2.经呼吸道吸收经呼吸道吸收 3.3.经皮肤吸收经皮肤吸收注射，肌注比皮下注射吸收快。注射，肌注比皮下注射吸收快。4.4.其他途径其他途径第30页/共48页31外源化学物质本身的理化性质外源化学物质本身的理化性质：脂溶性、解离度、分子量、pHpH等。首过效应首过效应 （首关效应）外源化学物质（首关效应）外源化学物质在胃肠道吸收后，首先要经过门静脉到在胃肠道吸收后，首先要经过门静脉到肝，再进入体循环。由于肝脏具有代谢肝，再进入体循环。由于肝脏具有代谢外源化学物质的功能，未被代谢的化学外源化学物质的功能，未被代谢的化学原形和代谢产物离开肝脏随体循环分布原形和代谢产物离开肝脏随体循环分布到全身，这种未到体循环就被肝脏代谢到全身，这种未到体循环就被肝脏代谢和排泄的现象称首过效应。和排泄的现象称首过效应。（二）影响外源化学物质吸收的因素（二）影响外源化学物质吸收的因素第31页/共48页32吸收环境吸收环境 胃的排空、肠蠕动的快慢、胃内容物的多少等血血/气分配系数气分配系数:气体在呼吸膜两侧的分压达到动态平衡时，在血液内的浓度与在肺泡空气中的浓度之比。气温、湿度、接触面积、皮肤的气温、湿度、接触面积、皮肤的血流量血流量也可影响皮肤的吸收（二）影响外源化学物质吸收的因素第32页/共48页33第三节 吸收六、吸收途径的毒理学意义六、吸收途径的毒理学意义不同的吸收途径会影响化学物进入血中的速度和浓度以及毒效应。不同的吸收途径会影响化学物进入血中的速度和浓度以及毒效应。吸收效率吸收效率吸收效率吸收效率 ：肺泡：肺泡消化道消化道皮肤皮肤Eg：SMON事件事件亚急性脊髓视神经炎亚急性脊髓视神经炎 (碘氯羟喹碘氯羟喹碘氯羟喹碘氯羟喹）subacute myelo-optico-neuropathy第33页/共48页34 分布分布(distribution)(distribution)指外源化学指外源化学物吸收进入血液或淋巴液后，随体物吸收进入血液或淋巴液后，随体循环分散到全身组织器官的过程。循环分散到全身组织器官的过程。不同的外源化学物在体内各器官不同的外源化学物在体内各器官组织的组织的分布不均匀分布不均匀。第四节第四节 分分 布布第34页/共48页35一、影响因素：一、影响因素：v血浆蛋白结合率血浆蛋白结合率v 组织局部血流量组织局部血流量 v 组织的亲和力组织的亲和力v 体内屏障体内屏障 第35页/共48页361.与血浆蛋白的结合可逆性结合可逆性结合暂失活性暂失活性暂时贮存暂时贮存不能跨膜转运不能跨膜转运不易代谢排泄不易代谢排泄有竟争置换作用有竟争置换作用分子量增大分子量增大第36页/共48页37 蛋白结合率高的外源化学物质，在体内消除较蛋白结合率高的外源化学物质，在体内消除较慢，滞留时间较长慢，滞留时间较长 饱和性和竞争性饱和性和竞争性 外源化学物与血浆蛋白结合对机体的生物学意外源化学物与血浆蛋白结合对机体的生物学意义义1.血浆蛋白结合血流丰富的器官，外源化学物质吸收后，可迅速达到血流丰富的器官，外源化学物质吸收后，可迅速达到血流丰富的器官，外源化学物质吸收后，可迅速达到血流丰富的器官，外源化学物质吸收后，可迅速达到较高浓度。较高浓度。较高浓度。较高浓度。重分布重分布重分布重分布redistribution:如如 铅铅 2.组织局部血流量第37页/共48页38 血脑屏障血脑屏障血脑屏障血脑屏障 是由血一脑、血一脑脊液及脑是由血一脑、血一脑脊液及脑是由血一脑、血一脑脊液及脑是由血一脑、血一脑脊液及脑脊液一脑三种屏障组成脊液一脑三种屏障组成脊液一脑三种屏障组成脊液一脑三种屏障组成胎盘屏障胎盘屏障胎盘屏障胎盘屏障 胎盘将母亲与胎儿血液隔开，胎盘将母亲与胎儿血液隔开，胎盘将母亲与胎儿血液隔开，胎盘将母亲与胎儿血液隔开，有些外源化学物质能进入胎儿循环，引起有些外源化学物质能进入胎儿循环，引起有些外源化学物质能进入胎儿循环，引起有些外源化学物质能进入胎儿循环，引起畸胎或对胎儿有毒性畸胎或对胎儿有毒性畸胎或对胎儿有毒性畸胎或对胎儿有毒性4.生理屏障3.组织的亲和力 假平衡假平衡假平衡假平衡第38页/共48页39二、毒物在机体内的贮存：毒理学意义（双重）血浆蛋白质作为贮存库：清蛋白 肝脏和肾脏作为贮存库 脂肪组织作为贮存库 骨骼组织作为贮存库 第四节第四节 分分 布布第39页/共48页40第五节第五节 排排 泄泄 排泄途径：排泄途径：肾脏是主要的排泄器官，肾脏是主要的排泄器官，肝脏、肺、胃肠道、乳汁、汗腺、唾肝脏、肺、胃肠道、乳汁、汗腺、唾液腺、泪腺也可排泄。液腺、泪腺也可排泄。是外源化学物及其代谢产物向机体外是外源化学物及其代谢产物向机体外转运的过程，是生物转运的最后一个转运的过程，是生物转运的最后一个环节环节。第40页/共48页41一、肾脏排泄一、肾脏排泄（1 1）肾小球滤过）肾小球滤过（2 2）肾小管重吸收肾小管重吸收（3 3）肾小管分泌肾小管分泌 第41页/共48页42（1 1）肾小球滤过）肾小球滤过游离游离物质物质-肾小管肾小管肾小球滤过肾小球滤过当尿中当尿中SS血液血液S极性低极性低脂溶性大脂溶性大重吸收重吸收排出体外排出体外极性高极性高脂溶性低脂溶性低第42页/共48页43（2 2）肾小管重吸收肾小管重吸收药物在肾小管的重吸收可通过药物在肾小管的重吸收可通过改变尿液改变尿液pH加以调节。加以调节。碱化尿液可使酸性毒物在尿中离子化碱化尿液可使酸性毒物在尿中离子化酸化尿液可使碱性毒物在尿中离子化酸化尿液可使碱性毒物在尿中离子化苯巴比妥中毒苯巴比妥中毒尿液碱化尿液碱化减少重吸收减少重吸收第43页/共48页44（3 3）肾小管分泌肾小管分泌机制机制:弱酸类弱酸类 (阴离子阴离子)弱碱类弱碱类 (阳离子阳离子)竞争性抑制竞争性抑制EgEg.青霉素青霉素 和和 丙磺舒丙磺舒第44页/共48页45（4 4）肾功能对排泄的影响）肾功能对排泄的影响肾功能：一般用尿液的形成量肾功能：一般用尿液的形成量及尿液成分的正常与否来衡量及尿液成分的正常与否来衡量血液中的新陈代谢物质主要从血液中的新陈代谢物质主要从肾即尿液中排泄肾即尿液中排泄肾功能低下，影响排泄肾功能低下，影响排泄第45页/共48页46二、经肝脏排泄二、经肝脏排泄 u肝肠循环：肝肠循环：某些外源化学物质经肝脏转化某些外源化学物质经肝脏转化后，并自胆汁排入小肠，被相应的水解酶后，并自胆汁排入小肠，被相应的水解酶转化成原型物质，被重吸收，称之。转化成原型物质，被重吸收，称之。u形成结合物，随胆汁混入粪便并被排出体形成结合物，随胆汁混入粪便并被排出体外外第46页/共48页47（三）其他途径：通过唾液、乳汁、汗液、泪液等排泄。通过唾液、乳汁、汗液、泪液等排泄。u乳汁排泄：乳汁乳汁排泄：乳汁pHpH略低于血浆，碱性药物略低于血浆，碱性药物（吗啡、阿托品）可较多自乳汁排泄，应（吗啡、阿托品）可较多自乳汁排泄，应注意。注意。u肺排泄：某些挥发性药物的主要排泄途径肺排泄：某些挥发性药物的主要排泄途径u胃肠道排泄胃肠道排泄第47页/共48页48感谢您的观看。第48页/共48页