為幫助大家順利復(fù)習(xí)備考,達(dá)到事半功倍的效果,下面將2020年公衛(wèi)執(zhí)業(yè)醫(yī)師《衛(wèi)生毒理學(xué)》輔導(dǎo)筆記10個(gè)??伎键c(diǎn)精講匯總的具體內(nèi)容整理分享給大家,希望對(duì)掌握本部分知識(shí)點(diǎn)提供幫助。
毒理學(xué)和毒性
1.毒理學(xué):是一門研究外源因素(化學(xué)、物理、生物因素)對(duì)生物系統(tǒng)的有害作用的應(yīng)用學(xué)科。
衛(wèi)生毒理學(xué):是從預(yù)防醫(yī)學(xué)的角度,研究人類在生產(chǎn)和生活過(guò)程中,可能接觸的外來(lái)化合物對(duì)機(jī)體損害作用及其機(jī)理的學(xué)科。它是毒理學(xué)的一個(gè)重要分支,也是預(yù)防醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。
2.毒性:指化學(xué)物對(duì)生物體引起損害作用的固有的能力。其大小取決于物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
毒效應(yīng):化學(xué)物對(duì)機(jī)體健康引起的損害作用。
3.外源化學(xué)物引起毒效應(yīng)的關(guān)鍵:機(jī)體的接觸量。
4.毒理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)研究方法:體內(nèi)試驗(yàn)。
【進(jìn)階攻略】損害作用:機(jī)體的功能發(fā)生了紊亂或有了病例損害等;非損害作用:生物學(xué)變化在代償能力范圍內(nèi),對(duì)機(jī)體的正常功能等方面沒(méi)有太大影響。
【易錯(cuò)易混辨析】毒性和毒效應(yīng)要注意區(qū)別,毒性是化學(xué)物固有的生物學(xué)性質(zhì),而毒效應(yīng)是化學(xué)物毒性在某些條件下引起機(jī)體健康損害作用的表現(xiàn),改變接觸條件就可能改變毒效應(yīng)。
毒作用
1.毒作用分類:①速發(fā)與遲發(fā)作用;②局部與全身作用:局部作用指發(fā)生在化學(xué)物對(duì)機(jī)體直接接觸部位的損傷作用。全身作用是指化學(xué)物吸收入血后,經(jīng)分布過(guò)程到達(dá)體內(nèi)其他組織器官所引起的毒效應(yīng);③可逆與不可逆作用:可逆作用指停止接觸化學(xué)物后,損傷可以逐漸恢復(fù);④特異質(zhì)反應(yīng)。
2.靶器官:化學(xué)物直接發(fā)揮毒作用的器官。
3.生物標(biāo)志:是機(jī)體由于接觸各種環(huán)境因子所引起機(jī)體器官、細(xì)胞、亞細(xì)胞的生理、生化、免疫和遺傳等改變的任何可測(cè)定指標(biāo)??煞譃榻佑|標(biāo)志(體液、排泄物中的外源化學(xué)物等)、效應(yīng)標(biāo)志(機(jī)體中可檢測(cè)的生理生化指標(biāo))和易感性標(biāo)志(機(jī)體的反應(yīng)能力)。
4.生物標(biāo)志可用于:①作為毒性測(cè)試的指標(biāo);②外源化學(xué)物毒作用機(jī)制/模式研究;③動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn)結(jié)果外推至人;④外源化學(xué)物對(duì)人體健康危險(xiǎn)度評(píng)定。
【進(jìn)階攻略】靶器官不一定是該物質(zhì)濃度最高的器官。如鉛蓄積在骨中,但其靶器官為中樞神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)。
劑量-效應(yīng)關(guān)系和劑量-反應(yīng)關(guān)系
1.效應(yīng):是量反應(yīng)(計(jì)量資料),表示暴露一定劑量外源化學(xué)物后所引起的生物個(gè)體、器官或組織的生物學(xué)改變。如某種毒物使紅細(xì)胞計(jì)數(shù)減少。
2.反應(yīng):是質(zhì)反應(yīng)(計(jì)數(shù)資料),指暴露某一外源化學(xué)物的群體中出現(xiàn)某種效應(yīng)的個(gè)體在群體中所占比例,如死亡率,疾病發(fā)生率。
3.劑量-效應(yīng)關(guān)系:表示化學(xué)物的劑量與個(gè)體或群體中發(fā)生的量效應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。
劑量-反應(yīng)關(guān)系:表示化學(xué)物的劑量與某一群體中質(zhì)效應(yīng)的發(fā)生率之間的關(guān)系。
4.劑量-反應(yīng)(效應(yīng))關(guān)系曲線有:直線、拋物線、S形曲線(最常見(jiàn))和U形曲線。
【進(jìn)階攻略】重點(diǎn)理解劑量-反應(yīng)關(guān)系的S形曲線。
【易錯(cuò)易混辨析】劑量效應(yīng)關(guān)系應(yīng)用的是個(gè)體,屬于量反應(yīng),斜率位置是個(gè)體易感性。劑量反應(yīng)關(guān)系應(yīng)用的是群體,屬于質(zhì)反應(yīng),斜率位置是群體中位易感性。
生物轉(zhuǎn)運(yùn)
1.生物轉(zhuǎn)運(yùn):化學(xué)毒物穿越機(jī)體的各種生物膜,進(jìn)行吸收、分布和排泄的過(guò)程。在此過(guò)程中,化學(xué)毒物自身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不發(fā)生變化。
2.被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):其特點(diǎn)是不需要載體,不消耗能量。包括簡(jiǎn)單擴(kuò)散和濾過(guò)兩種方式:
①簡(jiǎn)單擴(kuò)散:是由生物膜的高濃度一側(cè),透過(guò)生物膜向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn),是脂溶性有機(jī)化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式,也是大多數(shù)化學(xué)毒物通過(guò)生物膜的方式。脂/水分配系數(shù)過(guò)大或過(guò)小,都難以通過(guò)此種方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。
②濾過(guò):是分子直徑小于生物膜親水性孔道直徑的水溶性化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)方式。
3.特殊轉(zhuǎn)運(yùn):其特點(diǎn)是需要借助載體或特殊轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),生物膜有主動(dòng)選擇性。包括主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、易化擴(kuò)散、轉(zhuǎn)運(yùn)體和膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):
①主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):是逆濃度梯度,由低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。這種轉(zhuǎn)運(yùn)需要消耗能量,是水溶性大分子化合物的主要轉(zhuǎn)運(yùn)形式。
參與主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體為ATP-結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族,成員包括:①多藥耐受蛋白(Mdr)/P-糖蛋白(P-gp),可將化療藥物從腫瘤細(xì)胞中排出,導(dǎo)致腫瘤的耐藥;也可將化學(xué)毒物轉(zhuǎn)運(yùn)出小腸細(xì)胞、腦細(xì)胞、肝細(xì)胞、腎細(xì)胞等,使這些細(xì)胞免受損害;還可保護(hù)胎兒免受某些化學(xué)毒物的傷害。②多耐受藥物蛋白(Mrp),可將化學(xué)毒物的代謝產(chǎn)物移出細(xì)胞,葡萄糖醛酸和谷胱甘肽結(jié)合物是其適宜底物。③乳腺癌耐受蛋白(Bcrp),可將化學(xué)毒物代謝后的硫酸結(jié)合物排出細(xì)胞。
②易化擴(kuò)散:是化學(xué)毒物與生物膜的載體結(jié)合,由生物膜高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。
參與易化擴(kuò)散的主要載體為溶質(zhì)載體(SLC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族,成員有:①有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(Oatp),是位于細(xì)胞膜上的雙向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,可轉(zhuǎn)運(yùn)各種酸、堿和中性化合物,在肝臟攝取化學(xué)毒物的過(guò)程中尤為重要;②有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Oat),是腎臟攝取陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)體;③有機(jī)陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Oct),參與肝臟、腎臟對(duì)于陽(yáng)離子的攝取;④肽類轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Pept),可轉(zhuǎn)運(yùn)二肽、三肽及某些化學(xué)毒物和藥物。
③膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):某些顆粒物和大分子物質(zhì)的交換過(guò)程。需要消耗能量。
a.吞噬作用和包飲作用;
b.胞吐作用,向細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)。
【進(jìn)階攻略】脂/水分配系數(shù):當(dāng)一種物質(zhì)在脂相和水相之間的分配達(dá)到平衡時(shí),其在脂相和水相中溶解度的比值。
【易錯(cuò)易混辨析】簡(jiǎn)單擴(kuò)散和異化擴(kuò)散比較:
(1)相同點(diǎn):都是順濃度梯度,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)。
(2)不同點(diǎn):①簡(jiǎn)單擴(kuò)散:不需要載體,不消耗能量,不受飽和限速與競(jìng)爭(zhēng)性抑制的影響;②異化擴(kuò)散:對(duì)底物特異性選擇,需要載體,消耗能量,受飽和限速與競(jìng)爭(zhēng)性抑制的影響。
吸收、分布和排泄
1.吸收:是化學(xué)毒物從機(jī)體的接觸部位透過(guò)生物膜進(jìn)入血液的過(guò)程。
(1)經(jīng)胃腸道吸收:主要是經(jīng)簡(jiǎn)單擴(kuò)散,弱酸性物質(zhì)易于在胃內(nèi)吸收;弱堿性物質(zhì)易于在小腸(吸收的主要部位)吸收。影響因素:消化道內(nèi)容物的數(shù)量和性質(zhì)、胃腸的蠕動(dòng)和排空速度以及腸道菌叢等。
(2)經(jīng)呼吸道吸收:影響因素主要取決于脂溶性和濃度。
(3)經(jīng)皮膚吸收:分穿透階段和吸收階段兩種。一般認(rèn)為,非極性物質(zhì)透過(guò)角質(zhì)層的能力與脂溶性成正比,與分子量成反比。水溶性物質(zhì)難以透過(guò)角質(zhì)層,主要經(jīng)由毛囊、汗腺和皮脂腺進(jìn)入表皮深層。
2.分布:指化學(xué)毒物吸收后,隨血液或淋巴液分散到全身組織細(xì)胞的過(guò)程。分布后的化學(xué)毒物可以較高的濃度富集于某些組織器官,這些組織器官稱為貯存庫(kù)?;瘜W(xué)毒物的貯存庫(kù)可能就是其靶器官或單純的富集地點(diǎn)?;瘜W(xué)毒物在體內(nèi)的貯存庫(kù)有:血漿蛋白(白蛋白結(jié)合能力最強(qiáng))、肝臟與腎臟、脂肪組織和骨骼。
3.特殊屏障:血腦屏障、血腦脊液屏障、胎盤屏障。
4.排泄途徑有:經(jīng)腎臟(最重要)、經(jīng)糞便、經(jīng)肺部、其他排泄途徑(乳汁、汗液、唾液、毛發(fā)和指甲等)。
【進(jìn)階攻略】無(wú)機(jī)汞難以進(jìn)入腦組織,而甲基汞則可通過(guò)腦部屏障,造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。
毒物動(dòng)力學(xué)
1.一室開(kāi)放模型:化學(xué)毒物吸收入血后,能夠迅速而均勻地分布到全身體液和各組織臟器中,達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,稱為一室模型。
2.二室開(kāi)放模型:化學(xué)毒物吸收入血后,在體內(nèi)不同部位的轉(zhuǎn)運(yùn)速率不同,先進(jìn)入中央室(又稱I室,如腎、心、肝、肺等),再較緩慢地進(jìn)入周邊室(又稱Ⅱ室,如脂肪、皮膚、骨骼、靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的肌肉等),表現(xiàn)為一種有層次的分布過(guò)程,稱為二室模型。
3.表觀分布容積(Vd):Vd數(shù)值越大,表示化學(xué)毒物在體內(nèi)的分布范圍越廣。
4.消除速率常數(shù)(Ke):表示單位時(shí)間內(nèi)化學(xué)毒物從體內(nèi)消除的量占體存總量的比例。對(duì)于特定的化學(xué)毒物而言,其Ke值為一常數(shù)。Ke越大,化學(xué)毒物從機(jī)體消除的速度越快。
5.生物半減期(t1/2):指化學(xué)毒物的血漿濃度下降一半所需要的時(shí)間。t1/2越大,化學(xué)毒物從機(jī)體清除的速率越慢。
【進(jìn)階攻略】熟悉毒物動(dòng)力學(xué)主要參數(shù),掌握一室和二室開(kāi)放模型。
【易錯(cuò)易混辨析】
1.一級(jí)速率過(guò)程特點(diǎn)為:①化學(xué)毒物的生物半減期恒定;②單位時(shí)間內(nèi)消除化學(xué)毒物的量與其體存量成正比;③其半對(duì)數(shù)時(shí)-量曲線為一條直線。大多數(shù)化學(xué)毒物的體內(nèi)過(guò)程符合一級(jí)速率過(guò)程。
2.零級(jí)速率過(guò)程特點(diǎn)為:①化學(xué)毒物的生物半減期隨劑量增加而延長(zhǎng);②單位時(shí)間內(nèi)消除化學(xué)毒物的量恒定,相當(dāng)于機(jī)體的最大消除能力,而與其體存量無(wú)關(guān);③其半對(duì)數(shù)時(shí)-量曲線為一條曲線。部分需要轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)或限速酶代謝的化學(xué)毒物的體內(nèi)過(guò)程符合零級(jí)速率過(guò)程。
生物轉(zhuǎn)化和Ⅰ相反應(yīng)及相關(guān)酶
1.生物轉(zhuǎn)化:是指外源化學(xué)物在機(jī)體內(nèi)經(jīng)多種酶催化的代謝轉(zhuǎn)化。
2.I相反應(yīng)包括氧化、還原和水解反應(yīng)。
(1)氧化反應(yīng):細(xì)胞色素P450酶系、黃素加單氧酶(FMO)、微粒體外的氧化反應(yīng)。
細(xì)胞色素P450酶系主要包括血紅蛋白類(細(xì)胞色素P450和細(xì)胞色素b5)、黃素蛋白(NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶)和磷脂。該酶系是生物轉(zhuǎn)化酶中含量最多的,在各組織中肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含量最多。催化的基本反應(yīng)是單加氧反應(yīng)。
(2)還原反應(yīng):機(jī)體內(nèi)參與還原反應(yīng)的酶主要是細(xì)胞色素P450和黃素蛋白酶,腸道菌群還原酶。
(3)水解反應(yīng):機(jī)體催化化學(xué)毒物水解的酶包括酯酶、酰胺酶、肽酶和環(huán)氧化物水解酶。
【進(jìn)階攻略】I相反應(yīng)的結(jié)果是使被催化的底物暴露或獲得一些功能基團(tuán),不僅增加了反應(yīng)產(chǎn)物的水溶性,而且使之易于進(jìn)行Ⅱ相反應(yīng)。
Ⅱ相反應(yīng)及相關(guān)酶
1.Ⅱ相反應(yīng)即結(jié)合反應(yīng),是化學(xué)毒物原有的或經(jīng)I相反應(yīng)后引入或暴露出來(lái)的羥基、氨基、羧基、巰基、羰基和環(huán)氧基等基團(tuán)與內(nèi)源性輔因子之間發(fā)生的生物合成反應(yīng)。Ⅱ相反應(yīng)主要在肝臟進(jìn)行,其次為腎臟。除甲基化和乙?;饔猛猓渌蛳喾磻?yīng)顯著增加結(jié)合物的水溶性,促進(jìn)排泄。
2.常見(jiàn)的Ⅱ相反應(yīng)
(1)葡萄糖醛酸結(jié)合:葡萄糖醛酸結(jié)合是最常見(jiàn)的結(jié)合反應(yīng)。葡萄糖醛酸的供體來(lái)源是在尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)。催化的酶是葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶,反應(yīng)產(chǎn)物是β-葡萄糖醛酸苷。
(2)硫酸結(jié)合:內(nèi)源性硫酸的來(lái)源是3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸(PAPS),再在磺基轉(zhuǎn)移酶的作用下與酚類、醇類或胺類結(jié)合為硫酸酯。
(3)谷胱甘肽結(jié)合:谷胱甘肽(GSH),可在谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GST)催化下與含有親電原子C、N、S、O化學(xué)物生成結(jié)合物。被認(rèn)為是親電子劑解毒的一般機(jī)制。
(4)乙酰結(jié)合:乙酰輔酶A將乙?;D(zhuǎn)移到含有伯胺、羥基或巰基的化學(xué)物上,形成酰胺、酰肼結(jié)合物。
(5)氨基酸結(jié)合:羧酸、芳香羥胺兩類物質(zhì)。由N-酰基轉(zhuǎn)移酶催化與甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸等氨基酸的氨基反應(yīng),形成酰胺鍵。
(6)甲基化作用:由S-腺苷蛋氨酸供給甲基,與底物結(jié)合后,水溶性降低,不利于從機(jī)體排除,毒性降低。
【進(jìn)階攻略】掌握Ⅱ相反應(yīng)的基本內(nèi)容,幾種常見(jiàn)的Ⅱ相反應(yīng)要熟悉。
化學(xué)毒物的代謝活化
1.終毒物:指能直接與內(nèi)源性靶分子反應(yīng)或可引起機(jī)體生物學(xué)微環(huán)境改變、導(dǎo)致機(jī)體結(jié)構(gòu)和功能紊亂并表現(xiàn)毒物毒性的物質(zhì)。
2.化學(xué)毒物經(jīng)代謝活化生成的終毒物可分為4類:①親電子劑;②自由基;③親核劑;④氧化還原反應(yīng)物。
3.自由基:是原子外軌道含有一個(gè)或多個(gè)不成對(duì)電子的分子或分子片段。
4.自由基的特點(diǎn)
(1)順磁性、化學(xué)性質(zhì)活潑,反應(yīng)性高,半衰期短;
(2)自由基產(chǎn)生的損害可以傳遞,呈鏈?zhǔn)?
(3)作用半徑短;
(4)存在時(shí)間短,作用半徑小,一般無(wú)法捕獲,通過(guò)測(cè)定自由基損傷后的產(chǎn)物來(lái)證明,例如脂質(zhì)過(guò)氧化測(cè)定丙二醛(MDA)的含量。
【進(jìn)階攻略】醌經(jīng)NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶產(chǎn)生O2——_x000E_?_x000F_、過(guò)氫氧自由基、H2O2和?OH。四氯化碳經(jīng)脫鹵作用形成三氯甲基自由基(Cl3C_x000E_?_x000F_),與O2反應(yīng)形成甲過(guò)氧自由基(Cl3COO_x000E_?_x000F_)。
毒物代謝的影響因素
1.酶的誘導(dǎo):許多化學(xué)毒物可引起某些代謝酶的含量增加并伴有活力增強(qiáng)的現(xiàn)象。凡具有誘導(dǎo)效應(yīng)的化學(xué)毒物稱為誘導(dǎo)劑。
2.酶的誘導(dǎo)對(duì)于化學(xué)毒物的毒作用具有兩種影響:如果化學(xué)毒物經(jīng)生物轉(zhuǎn)化后生成無(wú)毒或毒性小的代謝物,可以加強(qiáng)解毒作用。如果化學(xué)物質(zhì)經(jīng)生物轉(zhuǎn)化成為終毒物,則可增強(qiáng)該物質(zhì)的毒作用。
3.競(jìng)爭(zhēng)性抑制:不影響酶的活性及含量,而是一種毒物占據(jù)了酶的活性中心,導(dǎo)致其他毒物的代謝受阻。
4.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制種類:①與酶的活性中心發(fā)生可逆或不可逆性結(jié)合;②破壞酶;③減少酶的合成;④變構(gòu)作用;⑤缺乏輔因子。
【進(jìn)階攻略】影響化學(xué)毒物代謝的因素包括遺傳和環(huán)境因素兩類:遺傳因素涉及動(dòng)物的物種、性別年齡等,表現(xiàn)為毒物代謝酶的種類、數(shù)量和活性的差別,代謝酶的遺傳多態(tài)性是不同個(gè)體對(duì)化學(xué)毒物敏感性存在差異的重要原因。環(huán)境因素表現(xiàn)為環(huán)境因素通過(guò)誘導(dǎo)或抑制代謝酶而影響化學(xué)毒物的生物轉(zhuǎn)化。