环境毒理学基础(第二版) 

导读:3、环境污染物吸收有哪几条途径?并阐述影响吸收的因素(1)经呼吸道吸收,☆胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态都会影响消化道对环境化学物的吸收,☆环境化学物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素,103.环境化学物的联合毒性作用,将细胞、细胞器与周围环境分隔开的一层半渗透性薄膜,并为制定人接触该化学物的安全限量提供毒理学依据,环境化学物对母体子宫内胚胎或胚儿产生的毒性作用8.母体毒性,环境

环境毒理学基础(第二版) 

3、环境污染物吸收有哪几条途径?并阐述影响吸收的因素 (1)经呼吸道吸收

☆ 分压差和血/气分配系数:气体从高分压(浓度)处向低分压(浓度)处通透,肺泡气 和血液中该气态物质的分压(浓度)差愈大,吸收愈快。随着吸收量的增加,分压差逐渐 减小,吸收速度逐渐减慢。

☆ 溶解度和相对分子质量:非脂溶性的物质的吸收速度主要受相对分子质量大小的影响, 相对分子质量大的化学物吸收较慢;脂溶性的物质的吸收速度与相对分子质量大小关系不 大,而主要取决于其脂/水分配系数,系数大者,吸收速率较高。

☆ 肺的通气量和血流量的比值:通气/血液比值愈大,气体相对较易吸收。 ☆ 颗粒大小:颗粒物的吸收主要受颗粒大小的影响。 (2)经消化道吸收

☆ 消化道中的多种酶类和菌丛可是某些化学物转化成新的物质而改变其毒性。 ☆ 胃肠道内容物的种类和数量、排空时间及蠕动状态都会影响消化道对环境化学物的吸 收。

☆ 环境化学物的溶解度和分散度也是影响吸收的因素。 (3)经皮肤吸收

☆ 化学物透过角质层的速度与化学物相对分子质量的大小、脂/水分配系数及角质层的厚 度有关。

☆ 不同种属的动物表皮通透性不同,可能与角质层的厚度不同有关。 ☆ 高温促进皮肤血液和间质液流动,使化学物较易被皮肤吸收。 ☆ 角质层损伤因子。

103.环境化学物的联合毒性作用,类型及评定

环境化学物的联合毒性作用,指由两种或以上的化学物同时或短期内先后作用于机体所产生的的综合毒性作用。

类型主要有:(1)相加作用:指多种化学物同时作用于机体所产生的生物学作用的强度等于每一种化学物单独作用的总和。

(2)协同作用:指几种化学物同时作用于机体所产生的生物学作用的强度大于各种化学物单独作用强度总和。

(3)增强作用:一种化学物本身对机体无毒性,但与另一种有毒物质同时存在时可使该危害物的毒性增加。

(4)拮抗作用:指两同时作用于机体其中一种化学物可干扰另一种化学物的生物学作用,或互相干扰,使所产生的毒性作用的强度小于每种化学物单独作用的总和。

(5)独立作用:指多种化学物各自对机体产生不同的效应,其作用的方式、途径和部位也不同,彼此之间互无影响,仅表现为各自的东西作用。

(6)评定,一般采用急性毒性试验的方法,检测单个化学物和混合物的LD50,再用联合作用系数法和等效应线图法

102、简述生物膜的结构与功能

生物膜,将细胞、细胞器与周围环境分隔开的一层半渗透性薄膜。质膜和各种细胞器的膜结构的统称。

质膜:包围在细胞外的膜

生物膜主要由液晶态脂质双分子层和蛋白质构成,能保持细胞核细胞器内部理化性质的稳定,可选择性地允许某些物质透过以便吸收和排出一些物质,能传递信息,膜上的酶对化学物的生物转化过程起催化作用,生物膜在物质转运、能量转换、物质代谢、细胞识别及信息传递等过程起重要作用

2.经典急性毒性实验的设计原则和基本要求

设计原则:设一道数量的剂量组,组间有适当的剂量间距,以得到化学物引起死亡的剂量-反应效应关系和求得LD50

基本要求:实验动物,成年健康 常用大小鼠,雌雄各半,染毒剂量的设计,LD50,观察,染毒后一般观察14天,LD50的计算

1,实验动物物种选择的原则:对外源化合物的毒性反应及代谢过程与人类相似,自然寿命不太长;易于饲养和实验操作; 经济并易于获得;实验动物以选择哺乳动物为主。常用大鼠、小鼠、豚鼠、家兔和狗,其中大鼠使用最多。

3,急性毒性讲究目的,确定化学物的致死剂量,评价化学物对机体急性毒性的大小,毒效应的特征和剂量-反应关系,根据LD50值进行急性毒性分级

亚慢性毒性研究目的分析化学物长期接触的毒性作用特征及可能的毒性作用靶器官,求出亚慢性毒性的阀剂量或NOAEL,在无慢性毒性的资料时,依次进行受试化学物的危险度评价,为慢性毒性研究选择剂量计筛选观察指标提供依据

慢性毒性研究目的,确定受试化学物毒性作用的LOAEL 和NOAEL,依次进行受试化学物的危险度评价,并为制定人接触该化学物的安全限量提供毒理学依据,确定受试物慢性毒性作用的特征及靶器官,慢性毒性损害的可逆性

4.亚慢性和急性试验观察指标:中毒症状,体重,食物利用率,实验室检查,病理及病理组织学检查,特异性指标

3.实验动物:是指经人工培育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确,来源清楚,可用于科学研究的动物。

1突变,遗传物质发生的可改变生殖细胞或体细胞中的遗传信息并发生新的表现效应的改变 3.突变分为:基因突变、基因组突变, 染色体突变(分为:染色体畸变、染色体数目异常) 2基因突变,在基因中DNA序列的改变(碱基置换,移码突变,整码突变,片段突变等) 4.移码突变:从mRNA到蛋白质翻译过程中遗传密码子读码顺序的突变。

5.显性致死,发育中的精子或卵子细胞发生遗传学损伤,导致受精卵或发育中的胚胎死 5.癌基因,能引发细胞恶化转化及癌变的基因 6.畸形,包括外观,内脏,骨骼的畸形

7.胚胎毒性,环境化学物对母体子宫内胚胎或胚儿产生的毒性作用 8.母体毒性,环境化学物在一定剂量下对受孕母体产生的损伤作用 9.引发剂,具有引发作用的化学物

10.促发剂,具有促发作用的化学物

11.碱基类似物:与DNA分子中四种天然碱基结构相似的外源化学物。

12.致突变试验分类:基因突变试验,染色体损伤试验,非整倍体试验、DNA损伤试验 13.常用致突变试验:细菌回复突变试验(以营养缺失性突变株为试验系统,观察受试物引起其回复突变作用,如鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验,即Ames试验);哺乳动物细胞基因突变试验;染色体畸变试验;微核试验;果蝇伴性隐性致死试验;显性致死试验;小鼠精子畸形试验;程序外DNA合成试验;单细胞凝胶电泳试验;转基因动物致死突变试验。 13.Ames试验的目的:Ames试验是以微生物为指示生物的遗传毒理学体外试验,遗传学终点是基因突变,用于检测受试物能否引起鼠伤寒沙门菌基因组碱基置换或移码突变。 (2) Ames试验的原理:鼠伤寒沙门菌的标准试验菌株为组氨酸缺陷突变型,在无组氨酸的培养基上不能生长,在有组氨酸的培养基上可以正常生长。诱变剂可使沙门菌组氨酸缺陷突变型回复变为野生型,在无组氨酸培养基上也能生长。故可根据在无组氨酸的培养基上生成的菌落数量,判断受试物是否为诱变剂。 基础培养基, 选择培养基, 加富培养基

野生型菌株 突变菌株 组氨酸营养缺陷型(菌株)

14.人群流行病学观察1、接触标记 2、生物效应标记3、敏感性标记

12、致突变的作用机理:(1)、DNA损伤,突变:碱基类似物的取代;与DNA分子共价结合形成加合物;改变碱基结构,大分子嵌入DNA分子链。(2)非整倍体及整倍体的诱发(3)DNA损伤的修复与突变:有些损伤不能修复或错误修复,可固定为突变

11.突变的不良后果(1)体细胞突变的不良后果:体细胞突变癌变,体细胞突变与致畸,体细胞突变的其他后果(2)生殖细胞突变的不良后果:a.致死性突变,诱发物引起生殖细胞的突变可以是致死性的,这种突变不具有遗传性,而是造成配子死亡、死胎、自发流产等。 b.可遗传的改变::生殖细胞发生非致死突变会影响后代,表现为先天畸形等遗传性疾病、胚胎发育迟滞或导致遗传易感性改变等 12.DNA损伤修复与致突变作用的关系

DNA损伤修复机制关系到生物体清除大部分因环境因素诱导产生的DNA损伤,有些损伤不能修复或错误修复,可固定为突变,这样突变的产生不仅与DNA损伤的情况有关,DNA损伤修复也决定突变发生与否的重要因素

DNA损伤后突变的发生除了与DNA损伤修复的能力有关,还与DNA损伤修复的保真性密切相关

13.致突变实验的组合应用原则:应包括多个遗传学终点,实验指示生物包括若干进化阶段的物种,包括体外实验和体内实验,在预测可遗传的危害时,应包括体细胞和生殖细胞的实验

15.哺乳动物致癌实验设计的基本点::实验动物,剂量设置,染毒途径,实验期限,观察指标,结果分析

16.三窝两仔实验:通过三代生殖过程来过程环境化学物的影响,大鼠断奶或出生8周,开始接触受试物8到12周,直到性成熟,每周称量体重一次,记录进食量观察有无中毒症状或死亡,将雄雌亲代动物同笼交配,比例为1;1或2:1,直到受孕。雌鼠受孕后单笼饲养,继续接触受试物。交配3周后,如仍未受孕,则停止交配。 14 化学致癌的多级学说:引发,促长,进展 三阶段

(1)引发阶段,化学致癌物本身或其活性代谢物作用于DNA,诱发体细胞突变的过程,涉及原癌细胞的火花机肿瘤抑制基因

(2)促长阶段,引发细胞增殖成为癌前病变或良性肿瘤的过程 (3)进展阶段,从癌前病变或良性肿瘤转变为恶性肿瘤的过程

17.外源化学物对生殖发育的影响:(1)干扰生殖发育的任何环节,并造成损害作用。 (2)可以通过对内分泌系统,特别是对性腺的作用,发生间接的影响。

(3)神经系统对内分泌功能也有调节作用,通过下丘脑-垂体-睾丸轴(下丘脑-垂体-卵巢轴)两条途径作用于生殖发育过程 。

18.外源化学物对生殖发育损害作用的特点 :(1)生殖发育过程较机体其他系统更为敏感 (2)外源化学物对生殖发育过程影响的范围较为广泛和深远 19.生殖毒作用的机理:

17.环境化学物致畸作用的机理:基因突变和染色体畸变,生物合成的原料和能量不足,细胞的毒性作用,酶的抑制,对细胞膜损伤,非特异性发育毒性作用,母体及胎盘的正常功能受干扰

3、环境毒理学中的一般毒性研究采用的主要染毒途径: ①经口染毒:常用的方式有:灌胃、喂饲和吞咽胶囊等。 ②经呼吸道染毒:吸入染毒可分为静式吸入染毒和动式吸入染毒。 ③经皮肤染毒:液态、气态和粉尘状外源化学物都有可能与皮肤接触

18.外援化学物质可能在与皮肤的直接接触过程中引起局部的毒性效应主要有: 答:①皮肤原发性刺激 ②皮肤变态反应 ③光刺激反应和光变态反应 ④皮肤癌 ⑤皮肤色素异常 ⑥对皮肤附件的损害有些化学物可引起毛发脱落、痤疮、汗腺损害等。 5)亚慢性毒性和慢性毒性的评价方法:①实验动物 ②染毒途径 ③染毒期限 ④剂量分组 ⑤观察指标 ⑥观察结果

19.癌症的预防策略与措施:(1)、预防策略:准确鉴定恶性肿瘤的危险因素;减少危险因素的暴露和早期干预;早期警报与监测;重点保护恶性肿瘤的易感人群。

(2)、预防措施:一级预防(改变不良的生活方式;合理膳食和体力活动;环境保护和职业防护; 控制感染);二级预防(癌症的筛检;警惕癌症的早期“危险信号”)。三级预防(制定和完善癌症诊断、治疗和随访方案;综合治疗;开展癌症病人的社区康复工作;提高患者生活质量,对晚期病人施行止痛和临终关怀)

1、安全:是指某种化学物在规定的使用方式和用量条件下,对机体不产生任何危害。 2、安全性:是一个相对的概念,指化学物在一定的暴露下危险或危险度很低,其危险度可被社会所接受。

3、实际安全剂量:与可接受的危险度相对应的暴露剂量

4、安全性评价:是指通过规定的毒理学试验程序和方法以及对人群效应的观察,评价某种化学物的毒性及潜在危害,进而提出在通常的暴露条件下该物质对人体健康是否安全接触限量。

5.安全性评价的程序:第一阶段(急性毒性试验,眼刺激试验,皮肤致敏试验); 第二阶段(亚急性毒性试验和致突变试验);第三阶段(亚慢性毒性试验,致敏试验,繁殖试验,迟发性神经毒性试验)

6.环境健康评价步骤:(1)危害鉴定,(2)剂量-反应关系评定(3)暴露评价(4)危险性分析

7.BMD(基线剂量):可引起与本底相比发生一定有害反应率的95%置信区间的下限值 BMR(基线反应):BMD法。(特点:影响较小;结果可靠性,准确性好;可反映实验本身的变异程度;采用统一BMD推算RfD便于对不同研究结果进行比较) 8.多环芳烃:两个以上的苯环在一起的化合物

9.芳香族氨基化合物,由苯或其同系物的芳烃环上的H被氨基或硝基取代而形成

10.石棉肺,长期吸入较高浓度的石棉粉尘,以肺组织弥漫性纤维化病变为主的全身性疾病 11.生物烷化剂,一类化学性质活泼,能提供烷基使DNA、RNA及蛋白质等生物大分子发生烷基化的化学物质。

1,多环芳烃类物质的致癌机理。

K 区理论:凡致癌性多环芳烃都具有活泼的K 区,9、10碳双键,有明显双键性质,可催化核酸或蛋白质的酮-烯醇互变异构的过程,导致 生物大分子的不可逆改变。如果该多环芳烃同时具有L 区,7、12碳原子之间,则L 区必需比较不活泼。

湾区理论:湾区的角环在代谢活化过程中,对致癌反应起着关键性作用,其最终致癌形式为湾区环氧化合物。湾区正碳离子稳定性愈高,致癌性愈强。

2,亚硝胺类化合物:出现在腌制肉制品食品烟草化妆品和某些药物中,人体内合成场所是胃 致癌机理,此化合物在混合功能氧化酶的作用下,生成重氮烷,再经脱烃基作用生成自由甲基,是细胞的核酸和蛋白质烃基化,导致DNA改变,细胞突变,引发肿瘤 3重金属与石棉致癌机理

镍(Ni): 诱发呼吸道癌,在体内能一直B(a)P羟化酶,使B(a)P羟化,结合,排泄缓慢,能与DNA结合影响转录

铬Cr,引起肺癌,决定于原子价态和溶解度,六价铬和三价铬能致癌,溶于酸的铬酸盐危害最大

砷As,引起皮肤癌,五价砷进入人体还原为三价砷 石棉:纤维状硅酸盐矿物的统称,形状和大小致癌 4、叙述黄曲霉毒素的污染来源及致癌机理。

黄曲霉毒素的污染来源主要由黄曲霉和寄生曲霉产生的次生代谢产物。温特曲霉也能产生黄曲霉毒素,但产量较少。

黄曲霉毒素的致癌机理:黄曲霉毒素耐高温,在食品/配合饲料加工过程中难以被破坏, 当使用被污染的原料时,也导致食品/配合饲料被污染,造成人畜中毒。黄曲霉毒素对人和 动物健康的危害与黄曲霉毒素抑制蛋白质合成有关。黄曲霉毒素分子中的双呋喃环结构,是 产生毒素的重要结构。研究表明,黄曲霉毒素的细胞毒作用是干扰信息RNA 和DNA 的合成,进而干扰细胞蛋白质的合成,导致动物全身性伤害。据有关专家的研究报告,黄曲霉毒素B1 能与tRNA 结合形成加成物,黄曲霉毒素-tRNA 加成物能抑制tRNA 与某些氨基酸的 结合的活性,对蛋白质生物合成中的必需氨基酸,如赖氨酸、亮氨酸、精氨酸和甘氨酸与tRNA 的结合,均有不同程度的抑制作用,从而在翻译水平上干扰了蛋白质生物合成,影响细胞代 谢。黄曲霉毒素与动物疾病黄曲霉毒素中毒主要是指对动物肝脏的伤害,受伤害的个体因动 物种类、年龄、性别和营养状态而异

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