外源化学物毒性作用的影响因素

外源化学物毒性作用的影响因素

【内容】

化学物因素：化学结构、理化性质，不纯物和化 学物的稳定性 机体因素：物种、个体间遗传学差异，基因多态 性，环境基因组计划，个体因素对毒性易感性的 影响 环境因素：温度、气湿、气压

外源化学物或其代谢产物必须以具有生物 学活性的形式到达靶器官、靶细胞，达到 有效的剂量、浓度，持续足够时间，并与 靶分子相互作用，或改变其微环境，才能 够造成毒性作用。

了解影响毒作用因素的意义1.在评价化学物毒性时，可设法加以控制以 避免其干扰，使实验结果更准确，重现性 更好； 2.人类接触化学物时，这些因素并不能控 制， 因此，以动物实验结果外推人时，特别在 制订预防措施时，都应予以注意。

化学物因素化 理 学 化 结 特 构 性

不 纯 物 含 量 化学物的稳定性

一、环境化学物的结构和性质(一)化学结构与毒性：构效关系研究

★ 影响其毒作用的性质 ★ 影响毒作用的大小

1. 化学结构与毒作用性质苯：麻醉作用、抑制造血机能； 甲基苯、二甲基苯：对造血机能抑制作用不明显； 苯胺、硝基苯：形成高铁血红蛋白、肝脏毒性。 多环芳香烃： 三环以下的无致癌活性； 五环的具有明显致癌活性； 七环以上的母体化合物无致癌活性

2. 化学结构与毒性大小a. 同系物的碳原子数 碳氢化合物(烷、醇、酮等): ◆当碳原子数在2~7之间时：随C数的增加毒性增加。 ◆超过一定限度(7 ~9个)后：随C数的增加毒性下降。 ◆当碳原子数相同时：直链的>支链的；成环的>不成环 的； b. 卤代 常使毒性作用增强。 如： 肝脏毒性：CCl4>CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl 麻醉作用：CHCl3>CH2Cl2>CH3Cl> CH4

c. 羟化： 芳香族化合物及脂肪烃羟化，毒性增强。 d. 胺基：伯胺>仲胺>叔胺 e. 分子饱和度： 碳原子数相同时，不饱和键增加其毒性增 加，如乙烷<乙烯<乙炔的毒性。 f. 构型： ①同分异构体：一般对位>邻位>间位 ②旋光异构体：一般L型> D型

3. 化学结构与毒性的关系 研究化学结构与毒作用的关系在毒理学中 具有重要意义 通过比较，预测新化学物同系物生物活性 推测化学物的毒作用机理 按照人类要求生产高效低毒的化学物 结构-活性(SARs)关系研究，现已成为 毒理学的一个重要分支

近年来，对化学结构与毒作用研究日益深 入，特点是应用多参数综合考虑各种理化 参数，以回归分析方法，找出化学物结构 和生物效应之间的定量关系，称为定量构 效关系法 ( quantitative structure activity relationship, QSAR),即用数学模型来定量 描述化学物结构与活性关系的方法。

(二)理化

性质外源化学物的理化性质 溶解度 电离度 挥发度 分散度 纯度等均与其毒性或毒作用大小有关

1. 溶解度

脂/水分配系数(lipid/water partition coefficient):是指化学物在脂(油)相和水 相的溶解分配率，即化学物在脂相与水相达 到平衡时的常数。 一般脂/水分配系数越大，表明脂溶性高， 毒性越大

①毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小， 水中溶解度越大，毒性愈大。如As2S3溶解度较 As2O3小3万倍，其毒性亦小。 ②影响毒性作用部位：如刺激性气体中在水中 易溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道， 而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡，引起 肺水肿。 ③脂溶性物质易在脂肪蓄积，易侵犯神经系统。

2. 分散度

分散度：是指物质被分散的程度。

即颗粒越小分散度越大，反之，颗粒越大 分散度越小

影响进入呼吸道的深度： 分散度与颗粒在呼吸道的阻留有关. 大于10μm颗粒在上呼吸道被阻留 5μm以下的颗粒可到达呼吸道深部 小于0.5μm的颗粒易经呼吸道再排出 小于0.1μm的颗粒因弥散作用易沉积于肺 泡壁

影响溶解度：一般来说颗粒越大，越难溶 解 影响化学物活性：颗粒越小即分散度越大， 表面积越大，生物活性也越强，如一些金 属烟(锌烟、铜烟)因其表面活性大，可 与呼吸道上皮细胞或细菌等蛋白作用，产 生异性蛋白，引起发烧，而金属粉尘 (锌 尘和铜尘)则无此作用。

3. 挥发性

常温下容易挥发的化学物，其易形成较大 蒸气压，从而易于经呼吸道吸收。有些有 机溶剂的LD 50 值相等，即绝对毒性相同， 但由于其各自的挥发度不同， 所以实际毒 性相差较大。

如苯与苯乙烯的LC 50 值均为45mg/L,即 其绝对毒性相同 但苯容易挥发，而苯乙烯的挥发度仅及苯 的1/11,所以苯乙烯在空气中较难形成高 浓度，实际上比苯的危害性则低得多

相对毒性:将物质的挥发度估计在内的毒性 称为相对毒性。相对毒性指数对有机 溶剂来说，更能反映化合物经呼吸道 吸收的危害程度。