相信很多考生想要知道如何掌握《衛生毒理學》中生物轉運、吸收、分布和排泄的知識點內容，為幫助大家更好的備考，現在將【徐小鷗】2019年公衛執業醫師《衛生毒理學》課程精講——生物轉運、吸收、分布和排泄分享給大家，具體講義內容如下：

一、生物轉運

（一）概念

生物轉運：化學毒物穿越機體的各種生物膜，進行吸收、分布和排泄的過程。

在生物轉運中，化學毒物自身的結構和性質不發生變化。

（二）化學毒物的膜轉運機制

1.被動轉運 是化學毒物順濃度差通過生物膜的過程。

（1）簡單擴散：又稱脂溶擴散，是大多數化學毒物通過生物膜的方式。該轉運方式不消耗能量，不需要載體，不受飽和限速與競爭性抑制的影響。

生物膜兩側的濃度梯度對于擴散速率的影響最為重要。

脂／水分配系數：當一種物質在脂相和水相之間的分配達到平衡時，其在脂相和水相中溶解度的比值。

化學毒物必須具有脂溶性，但其脂／水分配系數過大或過小，都難以通過此種方式跨膜轉運。

處于非解離態的物質極性弱，脂溶性好，容易跨膜擴散。

（2）濾過

是化學毒物透過生物膜上親水性孔道的過程。

借助于流體靜壓和滲透壓使水通過膜上的微孔，溶解于水的分子直徑小于膜孔的化學毒物隨之被轉運。

一般細胞的膜孔只能通過分子量為數百Da以下的極性分子如水、乙醇、尿素、乳酸等以及O2、CO2等氣體分子。

2.特殊轉運 化學毒物借助于載體或特殊轉運系統而發生的跨膜轉運。

（1）主動轉運：是化學毒物在載體的參與下，逆濃度梯度通過生物膜的過程。

主動轉運特點：①轉運系統對于化學毒物的結構具有特異選擇性；②載體具有一定的容量；③被轉運的化學毒物之間可發生競爭性抑制；④需要消耗能量。

參與主動轉運的載體為ATP-結合盒（ABC）轉運蛋白超家族，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胞中排出，導致腫瘤的耐藥；也可將化學毒物轉運出小腸細胞、腦細胞、肝細胞、腎細胞等，使這些細胞免受損害；還可保護胎兒免受某些化學毒物的傷害。②多耐受藥物蛋白（Mrp），可將化學毒物的代謝產物移出細胞，葡萄糖醛酸和谷胱甘肽結合物是其適宜底物。③乳腺癌耐受蛋白（Bcrp），可將化學毒物代謝后的硫酸結合物排出細胞。

（2）易化擴散

又稱為載體擴散。但化學物質為順濃度梯度轉運，因此不需消耗能量。由于有載體的參與，易化擴散也存在對底物的特異選擇性、飽和性和競爭性抑制。

參與易化擴散的主要載體為溶質載體（SLC）轉運蛋白家族，成員有：①有機陰離子轉運多肽（Oatp），是位于細胞膜上的雙向轉運蛋白，可轉運各種酸、堿和中性化合物，在肝臟攝取化學毒物的過程中尤為重要；②有機陰離子轉運蛋白（Oat），是腎臟攝取陰離子的轉運體；③有機陽離子轉運蛋白（Oct），參與肝臟、腎臟對于陽離子的攝取；④肽類轉運蛋白（Pept），可轉運二肽、三肽及某些化學毒物和藥物。

（3）轉運體：即載體，參與化學毒物及其代謝產物主動轉運的轉運體分為兩類。

ATP-結合和轉運蛋白（ABC）超家族包括：①多藥耐受蛋白（Mdr）；②多耐受藥物蛋白（Mrp）；③乳腺癌耐受蛋白（Bcrp）。

溶質載體（SLC）為主的轉運蛋白家族包括：①有機陰離子轉運多肽（Oatp）；②有機陰離子轉運蛋白（Oat）；③有機陽離子轉運蛋白（Oct）； ④肽類轉運蛋白（Pept）。

（4）膜動轉運

指細胞與外環境之間進行的某些顆粒物或大分子物質的交換過程。

①吞噬作用和胞飲作用：是通過細胞膜的流動將某些固體顆粒、液態微滴或大分子物質包繞并吞入細胞的過程；

②胞吐作用：是某些顆粒物或大分子物質通過上述方式從細胞內轉運到細胞外的過程。

二、吸收、分布和排泄

（一）吸收的途徑和影響因素

1.吸收：是化學毒物從機體的接觸部位透過生物膜進入血液的過程。

吸收主要的部位是胃腸道、呼吸道和皮膚。在毒理學試驗中還采用腹腔注射、靜脈注射、皮下注射和肌肉注射等。

2.經胃腸道吸收

小腸是吸收的主要部位，其次是胃。

簡單擴散 小腸內的pH達到6以上，弱堿性物質比弱酸性物質易于吸收。

主動轉運 5-氟尿嘧啶可利用嘧啶的轉運系統吸收。鉈、鈷、錳可利用鐵的轉運系統，鉛可利用鈣的轉運系統。

少數物質經過濾過、吞噬作用和胞飲作用被吸收。

消化道內容物的數量和性質、胃腸的蠕動和排空速度以及腸道菌叢等均可對化學毒物的吸收產生影響。

存在于腸道黏膜上皮細胞刷狀緣膜上的轉運體Mdr、Mrp和Bcrp可將其底物（如免疫抑制劑環胞霉素、抗腫瘤藥物紫杉醇、長春新堿、秋水仙素等）由細胞內排回腸腔，使它們難以吸收。

經胃腸道吸收的化學毒物可在胃腸道細胞內代謝，或通過門靜脈系統到達肝臟進行生物轉化，或不經生物轉化直接排入膽汁。

這種化學毒物進入體循環之前即被消除的現象稱為體循環前消除或首過消除，可使經體循環到達靶器官的化學毒物原形數量減少，但BaP、DDT等毒物可通過淋巴管吸收，直接吸收入血。

3.經呼吸道吸收

空氣中的化學毒物以氣態（氣體、蒸氣）和氣溶膠（煙、霧、粉塵）的形式存在。

氣態物質在呼吸道吸收主要取決其脂溶性和濃度。鹽酸，二氧化硫。

當氣態物質由肺泡氣進入血液的速度與由血液返回肺泡氣的速度達到動態平衡時，其在血液中的濃度與在肺泡氣中的濃度之比稱為血／氣分配系數。

氣溶膠中霧的吸收與氣態物質相似，脂溶性和吸入濃度是主要影響因素。煙和粉塵的顆粒直徑大小與其到達呼吸道的部位關系密切。吸入的顆粒物可經沖擊、重力、截留和彌散4種機制沉積在呼吸道。

直徑≥5μm；

直徑2.5μm左右的細顆粒；

直徑在1μm及以下的顆粒物；

直徑在0.1μm及以下，尤其在10——20nm。

4.經皮膚吸收

穿透階段是指化學毒物通過被動擴散透過表皮角質層的過程。一般認為，非極性物質透過角質層的能力與脂溶性成正比，與分子量成反比。

吸收階段是指化學毒物通過表皮深層（顆粒層、棘層和生發層）和真皮層并經靜脈或毛細淋巴管進入體循環的過程。

角質層受損、皮膚潮濕、充血及發炎等有利吸收。

5.經其他途徑吸收

靜脈注射可使受試物直接入血，往往導致最為迅速、明顯的毒效應。

腹腔表面積很大、血液供應豐富，故注入的受試物吸收速度快，吸收后主要經門靜脈進入肝臟，然后才能進入體循環。

皮下、肌內注射易受局部血液量和毒物劑型的影響，吸收速度相對較慢，但可直接進入體循環。

（二）分布過程、部位和影響因素

1.分布的概念 指化學毒物吸收后，隨血液或淋巴液分散到全身組織細胞的過程。

2.分布過程和影響因素

器官或組織的血流量及其對化學毒物的親和力是影響分布的關鍵因素。隨時間推移，分布受到化學物經膜擴散速率和及其與組織器官親和力的影響，發生再分布。

分布后的化學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。化學毒物的貯存庫可能就是其靶器官或單純的富集地點。

3.化學毒物在體內的貯存庫

（1）血漿蛋白

清蛋白是血漿中含量最豐富的蛋白質，結合能力最強。轉鐵蛋白、銅藍蛋白、α-脂蛋白和β-脂蛋白

結合后的化學毒物不能分布到血管外組織發揮生物學作用，在一定程度上可減緩急性毒效應的發生；但又可使化學毒物消除的時間延長。

化學毒物與血漿蛋白的結合是暫時的、可逆的。

（2）肝臟與腎臟

陰離子轉運多肽、含多個巰基的可誘導的金屬硫蛋白（MT）均發揮一定結合作用，可能與它們的代謝和排泄功能有關。

（3）脂肪組織

許多有機毒物易于分布和富集在脂肪組織中，如氯丹、DDT、二噁英、多氯聯苯和多溴聯苯等。

化學毒物在脂肪組織中并不呈現生物學活性，但當發生快速的脂肪動員時，其中的化學毒物會大量入血導致游離型毒物的濃度突然增加，可造成靶器官的損害。

（4）骨骼

鉛和鍶可置換骨質羥磷灰石晶格結構中的鈣。氟可替代骨質中的-OH而沉積在骨骼中。

化學毒物與骨組織的結合也是可逆的，可以通過晶體表面的離子交換和破骨活動從骨中釋放入血，使血漿濃度增加。

4.特殊屏障

屏障 某些器官或組織的生物膜具有特殊的形態學結構和生理學功能，可以阻止或延緩某些化學毒物進入。

（1）血腦屏障和血腦脊液屏障

血腦屏障：主要由腦內的毛細血管內皮細胞、基底膜和星形膠質細胞構成，內皮細胞之間結合緊密，可有效阻止極性物質通過。只有既具有脂溶性，又非轉運蛋白底物的化學毒物才有可能進入腦內。

血腦脊液屏障：主要是由腦脊液側的內皮細胞構成，它們具有緊密連接和主動轉運系統，可防止化學毒物透過。轉運速度與化學物的脂溶性和解離度有關。

（2）胎盤屏障

胎盤屏障由分隔母體和胎兒血液循環的一層或幾層細胞構成。

人有3層，細胞的層數越少，通透性越強。化學毒物經過胎盤屏障的主要方式是簡單擴散。胎盤屏障的作用有限，多種化學毒物包括藥物、農藥、重金屬、有機溶劑等都可經胎盤轉運至胎兒體內。

（三）排泄途徑和影響因素

1.排泄：化學毒物由不同途徑排出體外的過程。

經過腎臟、糞便、肺臟和其它途徑排泄。

2.經腎臟排泄

（1）腎小球濾過 分子量小于白蛋白（60kDa）的物質，只要不與血漿蛋白結合，都可以在腎小球濾過，濾過后根據脂溶性大小進行排泄。

（2）腎小管分泌 多為主動過程。被分泌到腎小管腔內的化學毒物可經尿液排出體外，也可被重吸收。轉運體把化學毒物由血液轉運至腎小管細胞、再將其排入腎小管管腔。

3.經糞便排泄

（1）混入食物中未被吸收的化學毒物

（2）隨膽汁排泄的毒物 肝臟具有各種轉運體可將化學毒物從血液轉運到肝臟；另一些轉運體把肝細胞內的化學毒物或其代謝產物轉運到膽汁。

一般情況，分子量大于325Da的物質可從膽汁排出，谷胱甘肽或葡萄糖醛酸結合物主要由膽汁排出。經膽汁排出的多數物質經肝內代謝而水溶性增強，進入腸道后可隨糞便排出體外。

4.經肺和其他途徑排泄

體溫下以氣態存在的物質以及揮發性液體均可經簡單擴散方式由肺排出；排出的速度與吸收的速度相反，如乙烯可被快速排泄。

其他排泄途徑包括乳汁、腦脊液、汗液、唾液、毛發和指甲等。

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