第八章环境生物化学与毒理化学 Chapter 8. Environmental biochemistry and Lexicological che nistry s忑
Chapter 8. Environmental Biochemistry and Toxicological Chemistry 第八章 环境生物化学与毒理化学
81物质通过生物膜的方式 81.1生物膜的结构 70年代( Singer and Nicholson,1972)提出 的液态镶嵌模型:磷 脂质双分子 脂双分子层构成细胞 蛋白质 膜的骨架(75-100A), 亲水基团排列于内外 亲水性基团 两面;蛋白质分子覆 疏水性基闭 盖、镶嵌、贯穿(物质图1.膜的液态镶嵌式模型(膜外侧蛋 转运的载体,酶;膜白质和脂质分子上可能存在的糖链 孔)。 未画出)
8.1 物质通过生物膜的方式 8.1.1 生物膜的结构 70年代(Singer and Nicholson, 1972)提出 的液态镶嵌模型：磷 脂双分子层构成细胞 膜的骨架(75-100Å)， 亲水基团排列于内外 两面；蛋白质分子覆 盖、镶嵌、贯穿(物质 转运的载体，酶；膜 孔)。 图1. 膜的液态镶嵌式模型 (膜外侧蛋 白质和脂质分子上可能存在的糖链 未画出)
81物质通过生物膜的方式 磷脂酰胆碱 磷脂的结构:一个分子甘 油的两个羟基同两个分子am H一N“ CHaCHE 的脂酸结合,另一个羟基 CHCH---CH O甘油 同一个分子磷酸结合,磷《 CHOH-CHOH 酸再同一个碱基结合。 CHOH CHOH CHO 根据碱基的不同,动物细 烃基链 丝氨 胞膜中的磷脂主要有四种: 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇 coo 胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂 酰肌醇。 图2.磷脂的分子组成
磷脂的结构：一个分子甘 油的两个羟基同两个分子 的脂酸结合，另一个羟基 同一个分子磷酸结合，磷 酸再同一个碱基结合。 根据碱基的不同，动物细 胞膜中的磷脂主要有四种： 磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇 胺、磷脂酰丝氨酸和磷脂 酰肌醇。 图2. 磷脂的分子组成 8.1 物质通过生物膜的方式
81物质通过生物膜的方式 8.1.2物质通过生物膜的方式 1.膜孔过滤 直径小于膜孔的水溶性物质,可借助膜两侧的静水压 及渗透压经膜孔滤过。 2.被动扩散 do__DA △C 脂溶性物质从高 △ 浓度向低浓度侧扩散。 △x---膜厚度; △C 膜两侧物质浓度梯度; 扩散速率服从费克定 A---扩散面积; 律: D---扩散系数;
1. 膜孔过滤 扩散系数； 扩散面积； 膜两侧物质浓度梯度； 膜厚度； − − − − − − − − − − − − = − D A C x x C DA dt dQ 8.1.2 物质通过生物膜的方式 8.1 物质通过生物膜的方式 脂溶性物质从高 浓度向低浓度侧扩散。 扩散速率服从费克定 律： 直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧的静水压 及渗透压经膜孔滤过。 2. 被动扩散
81物质通过生物膜的方式 脂/水分配系数越大,分子越小,不容易离解的分子,扩散系 数越大。被动扩散不需要耗能,不需要载体参与,没有特异 性选择、竞争性抑制及饱和现象。 3.被动易化扩散 在高浓度侧与膜上特性性蛋白质结合,通过生物膜,至低 浓度侧解离出原物质。 它受到膜特异性载体及其数量的制约,因此有特异性选择, 竞争性抑制和饱和现象
在高浓度侧与膜上特性性蛋白质结合，通过生物膜，至低 浓度侧解离出原物质。 它受到膜特异性载体及其数量的制约，因此有特异性选择， 竞争性抑制和饱和现象。 8.1 物质通过生物膜的方式 3. 被动易化扩散 脂/水分配系数越大，分子越小，不容易离解的分子，扩散系 数越大。被动扩散不需要耗能，不需要载体参与，没有特异 性选择、竞争性抑制及饱和现象
81物质通过生物膜的方式 4.主动转运( Active Transport; Passive Transport): 在需要消耗一定的代谢能量下,一些物质可在低浓度 侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合,通过生物膜,至高 浓度侧解离出蛋白质和原物质。 所需要的能量来自于ATP。这种转运具有特异性选择、 竞争性抑制和饱和现象。例如钾离子的主动转运
8.1 物质通过生物膜的方式 在需要消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度 侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高 浓度侧解离出蛋白质和原物质。 所需要的能量来自于ATP。这种转运具有特异性选择、 竞争性抑制和饱和现象。例如钾离子的主动转运。 4. 主动转运(ActiveTransport; Passive Transport)：
81物质通过生物膜的方式 5.胞吞和胞饮 少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力,当其 与膜接触后,可改变这部分膜的表面张力,引起膜的外包 或内陷而被包围进入膜内,固体物质的这一转运称为胞吞, 液体物质的这一转运称为胞饮 总之,物质通过生物膜的方式取决于膜内外环境、膜 的性质和物质的结构
少数物质与膜上某种蛋白质具有特殊的亲和力，当其 与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包 或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞， 液体物质的这一转运称为胞饮。 总之，物质通过生物膜的方式取决于膜内外环境、膜 的性质和物质的结构。 8.1 物质通过生物膜的方式 5. 胞吞和胞饮
82污染物质在生物体内的转运 吸收 污染物质在生物分广转运 体内的运动过程|排泄 生物转化消除 821吸收 吸收是污染物质从机体外通过各种途径通透体膜进入血 液的过程。吸收途径主要是消化道、呼吸道和皮肤
吸收 分布 排泄 生物转化 污染物质在生物 体内的运动过程 转运 消除 吸收是污染物质从机体外通过各种途径通透体膜进入血 液的过程。吸收途径主要是消化道、呼吸道和皮肤。 8.2 污染物质在生物体内的转运 8.2.1 吸收
82污染物质在生物体内的转运 口腔 食管被动扩散 消化道 被动护「污染物质的脂溶性 血液流速 肠 pH与酸碱性 被动扩散 呼吸道是吸收大气 滤过 污染物的主要途径吞噬 皮肤:一般分子量低于300,液态或溶解态脂溶性强的物质
口腔 食管 胃 肠 消化道 被动扩散 被动扩散 污染物质的脂溶性 血液流速 pH与酸碱性 8.2 污染物质在生物体内的转运 呼吸道是吸收大气 污染物的主要途径 被动扩散 滤过 吞噬 皮肤：一般分子量低于300，液态或溶解态脂溶性强的物质
82污染物质在生物体内的转运 822分布 污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后,由血液运 送至机体各组织;或与组织成分结合;以及在再反复等过程。 在污染物质的转运过程中,以被动扩散为主。 血脑屏障 胎盘屏障 与血浆蛋白结合 金属硫蛋白结合 关键:脂溶性大小
污染物质被吸收后或其代谢转化物质形成后，由血液运 送至机体各组织；或与组织成分结合；以及在再反复等过程。 在污染物质的转运过程中，以被动扩散为主。 血脑屏障 胎盘屏障 与血浆蛋白结合 金属硫蛋白结合 8.2.2 分布 8.2 污染物质在生物体内的转运 关键：脂溶性大小