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外源化学物在体内的生物转运
外源化学物与机体的相互作用:吸收(absorption), 分布(distribution) ,代谢(metabolism) ,排泄(excretion)
第二章外源化学物在体内的生物转运
外源化学物与机体的相互作用:
生物转运
外源化学物的生物转运实质上是穿过一系列生物膜构成的屏障的过程。
生物膜包括细胞膜和细胞器膜。
外源化学物生物转运方式表
转运对象
转运条件
转运特点
主动转运
药物、酸、碱、中性化合物、
阴离子、核苷、金属、小肽等
①可以逆浓度梯度转运;
②需要载体;
①消耗能量;
②载体对毒物具有选择性;
③转运量有一定极限、存在竞争性抑制
膜动转运
入胞
颗粒物、大分子物质
进入细胞
胞吐
某些大分子物质
转出细胞
第二节吸收
吸收:外源化学物从接触部位的生物膜转运至血循环的过程。主要的接触部位有消化道黏膜、皮肤和肺泡。
外源化学物在从接触部位转运到体循环的过程中已开始被消除,此即在胃肠道黏膜、肝和肺的?首过效应?。
一、经胃肠道吸收:
主要部位:小肠;
吸收方式:简单扩散、水溶扩散、载体中介、入胞或胞饮等;
影响因素:①外源化学物的脂溶性、pKa和胃肠道内的pH; ②胃肠道中的消化酶或菌群的作用;③胃肠道的内容物量;④胃排空时间和肠蠕动速度。
二、经呼吸道吸收:
主要部位:肺泡;
气态物质:水溶性,血-气分配系数。
气溶胶:颗粒的大小和化学物质的溶解性。
三、经皮肤吸收:
主要部位:表皮。
吸收阶段:①扩散通过表皮角质层;②扩散通过表皮较深层(颗粒层、棘层、生发层)和真皮,然后通过真皮内静脉和毛细淋巴管进入体循环。
影响因素:脂-水分配系数、分子量大小、皮肤完整性、皮肤湿度等。
其他途径:
静脉注射;腹腔注射;皮下及肌肉注射。
第三节分布
外源化学物随血液和淋巴液分散到全身各组织的过程称为分布。
器官或组织的血流灌注速率和对外源化学物的亲和力是影响分布的最关键因素。
贮存库及其意义
外源化学物在某些器官组织蓄积而浓度较高,但未对这些器官组织产生明显的毒作用,称为贮存库。
意义:①减少到达靶器官的量,避免急性中毒;②缓释游离型化学毒物,具有潜在危害。
贮存库的类型:
血浆蛋白;肝和肾;脂肪组织;骨骼组织。
机体的屏障作用
1. 血-脑屏障:①脑组织中的毛细血管内皮细胞间相互连接很紧密,几无间隙;②毛细管周围被星形胶质细胞突紧密包绕;③脑间质液中蛋白质浓度很低;④脑毛细血管内皮细胞含有ATP-依赖性转运蛋白。
胎盘屏障:①母体与胚胎的组织成分存在差别;②胎盘自身的结构。
3. 其他胎盘:血-眼屏障,血-睾屏障等。
第四节排泄
排泄是化学毒物及其代谢产物向机体外转运的过程。
主要途径:经肾脏随尿排出;经肝、胆通过肠道随粪便排出。
其他途径:随分泌液(汗液、乳汁和唾液)或经呼吸道排出。
经肾脏排泄:
肾脏是外源化学物及其代谢产物排泄的主要器官。肾单位是肾脏产生尿液的基本功能单位。经肾脏排泄包括肾小球的滤过、肾小管和集合管的重吸收和主动分泌三个步骤。
肾小球滤过:
滤过对象:血浆中的部分水和较小分子量的物质,将形成原尿。分子量过大或与蛋白质结合的外源化学物须经过进一步代谢或经其他途径清除。
肾小管和集合管的重吸收
原尿流经肾小管和集合管时,其中绝大部分水和某些有用物质将被重吸收到血液中。
主要部位:近曲小管。因此,近曲小管也成为许多重吸收毒物的毒性作用部位。
主要方式:被动转运。一般脂溶性化合物比水溶性化合物重吸收多,而随尿液排泄的较少。
影响因素:尿液的酸碱度。尿液pH较低时,有利于碱性化合物的排出;反之酸性化合物易于排出。
肾小管和集合管的主动分泌
肾小管和集合管还可通过主动转运方式将管壁细胞中的代谢物和血液中的某些物质排入肾小管中。
经肝随胆汁排泄
经胃肠吸收的外源化学物先通过门静脉流经肝脏再进入全身血液循环。外源化学物在肝脏经转化形成的一小部分代谢产物可被肝细胞直接排入胆汁,再进入小肠随粪便排出体外。
随胆汁进入小肠的化学物:一部分随粪便排出;另一部分进入?肠肝循环?。
肠肝循环的意义:
生理学意义:可使一些机体需要的化合物重新被利用。例如,各种胆汁酸的重吸收利用。
毒理学意义:毒物的重吸收使其在体内的停留时间延长,排泄减慢,毒性作用增强。例如,******经胆汁从肠道的排泄。
从肝细胞排入胆汁的方式:主动转运。
肝脏至少有三个主动转运系统,分别将有机酸类、胆红素、有机碱类及中性有机化合物由肝细胞排入胆汁。此外,可能还有一个主动转运系统负责金属的排泄。
其他排泄途径:
化学毒物经乳汁排泄具有特殊意义,因为有些化学毒物可经母体转运给婴