三、毒物的生物转化 毒物的生物转化(biotransformation),亦称代谢转化(metabolic transformation),是指毒物在体内组织中,经酶催化或非酶作用转化成一些代 谢产物的过程。肝、肾、胃、肠、肺、皮肤和胎盘等组织都具有代谢转化的功能, 其中以肝脏代谢最为活跃。 通常,生物转化过程是将亲脂性毒物转化成极性较强的亲水性物质,以降低 其通过细胞膜的能力,从而加速其排出。所以,多数毒物经代谢转化后,变成低 毒或无毒的产物。这种生物转化称为生物解毒或生物灭活作用 (biodetoxication)。 但也有一些原来无毒或低毒的物质经代谢转化后,变成有 毒或毒性更大的产物。此种生物转化称为生物活化(bioactivation)或增毒作用 (toxication)。例如:有机磷农药对硫磷在体内经代谢转化成为对氧磷,其水溶 性增加 100 倍,但毒性比对硫磷高;苯并(a)芘及各种芳香胺致癌物,本身并不 直接致癌,须经代谢转化后才具有致癌作用。因此,研究和了解毒物代谢转化的 方式和机理,可对中毒机理的研究提供基础科学资料,对于治疗和诊断,以及采 取有效的预防措施具有重要的理论意义及实用价值。 1.生物转化的方式 毒物的生物转化是体内酶及各种物理、化学、生化、生理作用综合而得的过 程。参与生物转化的酶系统主要存在于肝细胞的微粒体、线粒体或可溶成分中, 所以肝脏是体内主要代谢转化器官。胃肠道、肾、肺、皮肤、胎盘和血液等组织 也有一些酶,可对外来化学物质进行代谢转化。当以不同途径吸收某一特定的化 学物时,其它器官对其代谢转化可能起主要作用,例如致癌物苏铁苷的代谢活化 主要是由肠道菌群进行,与肝脏无关。 外来化学物在体内的生物转化作用可 分为两大类:第一类为Ⅰ相反应,亦称降解反应(degradation reaction),包括 氧化、还原、水解等反应,这类反应直接改变物质的基团,使之分解;第二类为 Ⅱ相反应,也称结合反应(conjugation reaction),即毒物本身或它的代谢产物 与某种内源性化学物或基团的生物合成反应。大多数化学物先经Ⅰ相反应,增强 水溶性并为Ⅱ相反应形成适当的底物,再经Ⅱ相反应,即与某些极性强的物质(如 葡萄糖、硫酸、氨基酸等)结合,进一步增加其水溶性,以利于排出;少数化学 物可直接进入Ⅱ相反应 1)氧化反应 又可分为微粒体酶系催化的氧化反应以及线粒体或胞液中的非微粒体酶催 化的氧化反应。 (1)微粒体氧化 各种结构不同的化学物进入机体后,几乎都能被微粒体的 氧化所催化,进行氧化反应。参加氧化反应的微粒体酶,其特异性较低,该酶系 不仅对多种形式的氧化作用有催化能力,使氧分子呈现多种功能,还能在某些种 属动物中参与硝基和偶氮的还原作用,因此称为混合功能氧化酶(mixed function oxidase,MFO)。该酶系主要存在于肝细胞内质网中,一般所称的微粒 体并非是独立的细胞结构,而是肝细胞磨成匀浆后,分离得到的内质网碎片。三、毒物的生物转化 毒物的生物转化(biotransformation),亦称代谢转化(metabolic transformation),是指毒物在体内组织中,经酶催化或非酶作用转化成一些代 谢产物的过程。肝、肾、胃、肠、肺、皮肤和胎盘等组织都具有代谢转化的功能, 其中以肝脏代谢最为活跃。 通常,生物转化过程是将亲脂性毒物转化成极性较强的亲水性物质,以降低 其通过细胞膜的能力,从而加速其排出。所以,多数毒物经代谢转化后,变成低 毒或无毒的产物。这种生物转化称为生物解毒或生物灭活作用 (biodetoxication)。 但也有一些原来无毒或低毒的物质经代谢转化后,变成有 毒或毒性更大的产物。此种生物转化称为生物活化(bioactivation)或增毒作用 (toxication)。例如:有机磷农药对硫磷在体内经代谢转化成为对氧磷,其水溶 性增加 100 倍,但毒性比对硫磷高;苯并(a)芘及各种芳香胺致癌物,本身并不 直接致癌,须经代谢转化后才具有致癌作用。因此,研究和了解毒物代谢转化的 方式和机理,可对中毒机理的研究提供基础科学资料,对于治疗和诊断,以及采 取有效的预防措施具有重要的理论意义及实用价值。 1.生物转化的方式 毒物的生物转化是体内酶及各种物理、化学、生化、生理作用综合而得的过 程。参与生物转化的酶系统主要存在于肝细胞的微粒体、线粒体或可溶成分中, 所以肝脏是体内主要代谢转化器官。胃肠道、肾、肺、皮肤、胎盘和血液等组织 也有一些酶,可对外来化学物质进行代谢转化。当以不同途径吸收某一特定的化 学物时,其它器官对其代谢转化可能起主要作用,例如致癌物苏铁苷的代谢活化 主要是由肠道菌群进行,与肝脏无关。 外来化学物在体内的生物转化作用可 分为两大类:第一类为Ⅰ相反应,亦称降解反应(degradation reaction),包括 氧化、还原、水解等反应,这类反应直接改变物质的基团,使之分解;第二类为 Ⅱ相反应,也称结合反应(conjugation reaction),即毒物本身或它的代谢产物 与某种内源性化学物或基团的生物合成反应。大多数化学物先经Ⅰ相反应,增强 水溶性并为Ⅱ相反应形成适当的底物,再经Ⅱ相反应,即与某些极性强的物质(如 葡萄糖、硫酸、氨基酸等)结合,进一步增加其水溶性,以利于排出;少数化学 物可直接进入Ⅱ相反应 1)氧化反应 又可分为微粒体酶系催化的氧化反应以及线粒体或胞液中的非微粒体酶催 化的氧化反应。 (1)微粒体氧化 各种结构不同的化学物进入机体后,几乎都能被微粒体的 氧化所催化,进行氧化反应。参加氧化反应的微粒体酶,其特异性较低,该酶系 不仅对多种形式的氧化作用有催化能力,使氧分子呈现多种功能,还能在某些种 属动物中参与硝基和偶氮的还原作用,因此称为混合功能氧化酶(mixed function oxidase,MFO)。该酶系主要存在于肝细胞内质网中,一般所称的微粒 体并非是独立的细胞结构,而是肝细胞磨成匀浆后,分离得到的内质网碎片