環(huán)境毒理學第五章ppt課件

1、第五章 常見化學致癌物的環(huán)境毒理學有機污染物的危害致癌、致畸、致突變環(huán)境激素人類免疫系統(tǒng)遭到損害生物畸變和消逝1. 有機污染物的“致癌、致畸、致突變 在興隆國家和地域，有毒有機化學污染物對環(huán)境的危害已被列為當今世界上“三大環(huán)境問題之首。醫(yī)學科學已查明，8090%的癌癥與環(huán)境要素有關，而絕大多數(shù)致癌物那么是有毒有機物，如多環(huán)芳烴、亞硝胺、三氯甲烷等。國家環(huán)境維護局近三年發(fā)布的中國環(huán)境情況公報闡明，由于大氣與水污染的程度逐年加劇，我國寬廣城鄉(xiāng)人民的安康正日益遭到要挾。城市惡性腫瘤死亡人數(shù)在不斷增長，1995年全國平均的癌癥死亡率達128.6/10萬人，超越美國和日本。 2. 環(huán)境激素 近年來國外科

2、學家發(fā)現(xiàn)的多種野生動物性別的變異或生殖功能的衰退正在使人們驚呼“環(huán)境正在雌性化，這類環(huán)境雌激素約有70余種，如有機錫、汞、鄰苯二甲酸酯類、壬基酚、苯乙烯、DDT及其它有機氯化合物、殺蟲劑、二惡英類、多氯聯(lián)苯PCBs、殺菌劑、除草劑等。 已有許多研討實例闡明，人類精子數(shù)量和質量的降低、乳腺癌和睪丸癌發(fā)病率上升、動物的繁衍異常和生殖器畸形、無異性海鷗、海獅和海豚的集體自殺等景象都直接或間接與這類化學品有關。 3. 人類免疫系統(tǒng)遭到損害 實驗免疫毒理學研討業(yè)已證明，多氯聯(lián)苯、三氯乙烯等有機污染物可以損害哺乳動物包括人類的免疫系統(tǒng)。許多證聽闡明，有機污染物也會危害人類免疫系統(tǒng)。據(jù)M.Cone(1996

3、)報導，加拿大極地的土著居民是世界上知被有毒化學品污染最嚴重者，人體中有毒化學品經(jīng)過食物鏈當?shù)鼐用褚允芪廴镜啮L、海豹和鱒魚為主要食物大量積聚，母乳脂肪含PCBs高達1ppm以上，相當于加拿大非極地居民的6倍。1995年美國環(huán)境學界高層會議以為，必需深化研討有機污染物所導致的免疫系統(tǒng)失調，以防止人類生存才干的下降或喪失。 4. 生物畸變和消逝 近年研討察看到許多與外來物質有關的生物畸形和消逝的實例。流行病學研討闡明飲用水消毒副產(chǎn)物等外來物質使魚和水生貝殼類動物的腫瘤發(fā)病率升高，降低繁衍。太湖區(qū)的食魚性水鳥受許多有毒的合成氯化物影響；鳥類蛋中有機氯農(nóng)藥、PCBs等有機物的含量足以影響鳥類和幼鳥，明

4、顯降低幾種鳥類的繁衍力和種群數(shù)，DDT的降解產(chǎn)物DDE所引起的蛋殼變薄作用尤其明顯。近年來，美國和世界不少地方察看到兩棲動物種群消逝和畸形的景象，如1996年美國佛蒙特州豹蛙的缺腿畸形率為523% 。多環(huán)芳烴PAHs列于EPA優(yōu)先污染物表中的多環(huán)芳烴有16種。它們在水中的溶解度很小，多積累在底泥中，并很快被各種生物所吸收和代謝。另外多環(huán)芳烴主要為有機燃料不完全熄滅的產(chǎn)生，所以在大氣顆粒物中有較高的含量。常見的有機污染物亞硝胺和其它化合物列于EPA優(yōu)先污染物表中的亞硝胺和其它化合物有7種。其中二-甲基亞硝胺和二-正丙基亞硝胺能夠是水中的長效劑；二-苯基亞硝胺、二氯聯(lián)苯胺和1，2-二苯肼主要殘留于

5、底泥中被生物積累；丙烯腈的生物積累作用不大，但可長久存在于底泥和水體中。多氯聯(lián)苯PCBs列于EPA優(yōu)先污染物表中的多氯聯(lián)苯有7種。在水環(huán)境中PCBs易被吸附在底泥和顆粒物上，而在水中的溶解度很小。PCBs有很強的生物積累性。鹵代脂肪烴列于EPA優(yōu)先污染物表中的鹵代脂肪烴有26種。其中21種化合物由于蒸氣壓高，為揮發(fā)性有機化合物VOCs，主要存在于水體和大氣中。其它2種六氯環(huán)戊二烯和六氯丁二烯在底泥中為長效劑，能被子生物積累。其它3種二氯溴甲烷、氯二溴甲烷和三溴甲烷的歸宿還不清楚。單環(huán)芳香族化合物列于EPA優(yōu)先污染物表中的單環(huán)芳香族化合物有12種。其中6種主要呈揮發(fā)性有機物存在于大氣和水體中。另

6、6種氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、1，2，4-三氯苯和六氯苯存在于底泥中，可被生物積累。醚類列于EPA優(yōu)先污染物表中的醚類有7種。其中5種雙-氯甲基醚、雙-2-氯乙基醚、雙-2-氯異丙基醚、2-氯乙基-乙烯基醚及雙-2-氯乙氧基甲烷只存在于水中，其潛在的生物積累和在底泥上的吸附才干低。其中2種4-氯苯-苯基醚和4-溴苯-苯基醚主要存在于底泥中，并參與生物積累。苯酚類和甲酚類列于EPA優(yōu)先污染物表中的苯酚類和甲酚類有11種。其中3種苯酚、2-氯苯酚和2，4-二氯苯酚殘留于水體中；其它8種殘留于底泥中。特別五氯苯酚和2，4-二甲基酚易被生物積累，在我國的長江流域污染嚴重。酞

7、酸酯類列于EPA優(yōu)先污染物表中的酞酸脂類有6種?，F(xiàn)只需雙-2-甲基-乙基酞酸酯的研討成果。其積累于堆積底泥和生物體中。第三節(jié) 常見有機化學 致癌物的環(huán)境毒理學 一、多環(huán)芳烴類PAHs 二大類： 孤立多環(huán)芳香烴 稠合多環(huán)芳香烴。 稠合多環(huán)芳香烴對人類安康的要挾較大。稠合多環(huán)芳香烴是苯環(huán)間相互以兩個以上碳原子結合而成的多環(huán)芳香烴體系，其性質介于苯和烯烴之間。一類型 萘(C10H8)是稠合多環(huán)芳香烴中最重要和最簡單的一種。 蒽是分子式為C14H10的稠環(huán)烴。 菲是分子式為C14H10的稠環(huán)烴，由三個苯環(huán)作品字形稠合而成。 氮雜環(huán)多環(huán)芳烴是致癌性多環(huán)芳烴的另一種類，包括喹琳、苯并(C)吖啶、二苯并(a

8、，h) 吖啶、二苯并(c，h) 吖啶及它們的某些烷基取代物。 致癌的多環(huán)芳烴及其衍生物400 兩個以上的苯環(huán)組成的芳烴及其衍生物.主要類型： 苯環(huán)類 笏類、熒蒽類、膽蒽類 雜環(huán)類 多環(huán)芳烴類(Polycyclic aromatic hydrocarbons) 多環(huán)芳烴來源天然源： 植物和微生物的內源性合成 火山活動 一些礦物的成分人為源 家庭及生活爐灶，工業(yè)鍋爐等產(chǎn)生的煙灰，占50% 各種產(chǎn)生和運用焦油的工業(yè)過程，占20% 露天熄滅和失火、抽煙等，占27% 各種車輛及內燃機排出的廢氣，0.9% 地表水體中的PAHs主要源于人工排放，城市渣滓焚化或森林大火高溫(大于700)裂解反響過程而合成。

9、美國石油萘的消費在1976年為4.9萬噸，1980年為4.7萬噸，1981年為6.5萬噸。 中國，1983年萘的總產(chǎn)量為73萬噸，1984年為76.3萬噸，1985年為81萬噸，1986年為52萬噸。 中國2004年工業(yè)萘累計進口10.17萬噸，2005年工業(yè)萘累計進口10.79萬噸，2006年累計進口8.11萬噸，2006年累計進口6.21萬噸 氯代萘在美國的消費量很低，約為 270噸/每年，而蒽、苊 、菲等的用量很小 ，主要限于染料和塑料的消費。二PAHs的致癌作用1、構造與致癌活性 K區(qū)實際 化學致癌物在機體內的反響發(fā)生在K區(qū)和L區(qū)(兩個反響中心) K區(qū)：發(fā)生致癌反響的關鍵區(qū)域， 有致癌

10、作用的PAHs普通必需有K區(qū)。 L區(qū)：對致癌反響起拮抗作用。PAHs類型： K區(qū) PAHs致癌； K區(qū)+ L區(qū)不太活潑 PAHs與靶組織或細胞反響，誘發(fā)腫瘤； 如苯并a蒽7和12位被甲基帶入(圖) K區(qū)+ L區(qū)活潑 PAHs在接觸靶組織或細胞前已反響，不再致癌； 如苯并a蒽(圖) 灣區(qū)實際 苯并芘代謝過程中構成一種環(huán)氧化物，在這一化合物中，以其飽和的苯環(huán)為一側，并以飽和苯環(huán)相對應的另一苯環(huán)為一側，構成一個灣區(qū)。灣區(qū)的角環(huán)在代謝活化過程中，對致癌反響起著關鍵性作用 灣區(qū)正碳離子穩(wěn)定些愈高，致癌性愈強2、PAHs致癌機理PAHs經(jīng)MFO活化具有致癌性7，8環(huán)氧化物7，8二羥基化合物7，8-二氫二醇

11、-9，10-環(huán)氧化物致癌三 PAHs在環(huán)境中的遷移 轉化行為及降解作用1、 PAHs在環(huán)境中的遷移轉化2、 PAHs在環(huán)境中的降解光氧化作用 1，6-醌苯并芘 苯并a蒽 紫外線輻照，氧化 3，6-醌苯并芘 6，12-醌苯并芘生物復原作用 苯并a芘 水生生物 降解 微生物 降解 PAHs是地表水中滯留性污染物，最終的遷移能夠是吸附到堆積物之中，進展緩慢的生物降解，揮發(fā)、水解不是重要的遷移過程。 PAHs 能在水生生物的脂肪層富集。隨化合物溶解度降低，生物濃縮系數(shù)(BCFs)值添加。 藻類暴露于水中的萘、菲和芘污染物中，BCFs值為12600，24000和36300。魚體富集PAHs的BCFs值高

12、達10000。二、芳香胺類化合物有致癌作用的主要芳香胺類芳香胺類化合物的來源芳香胺燃料工業(yè)橡膠工業(yè)電纜電線工業(yè)焦化、煤氣、瀝青芳香胺原料產(chǎn)物食用香精、色素、糖精等芳香胺的致癌作用1、芳香胺的化學構造與致癌活性NH2-位于PAHs 中相當于萘的2位和聯(lián)苯的對位上的化合物，較強的致癌性NH2-位于萘的1位或聯(lián)苯的間位上的化合物，有弱活性芳香環(huán)上NH2-的對位或鄰位上的H被甲基、甲氧基、氟或氯取代的化合物，致癌性加強 氨基中的氮羥化硫酯化與核酸的堿基作用鄰位羥基化衍生物酯化衍生物癌細胞溶于水2、芳香胺的致癌機理活化過程 當2-乙酰氨基芴的終致癌物與細胞中其他親核基團結合，而未與DNA或蛋白質結合，不

13、致癌。 當2-乙酰氨基芴不經(jīng)過N-羥化，而在其他C原子上構成1-羥基AAF，3-羥基AAF，5-羥基AAF，6-羥基AAF，7-羥基AAF，8-羥基AAF，那么失活三、N-亞硝基化合物引起人類腫瘤的強化學致癌物兩類 N-亞硝胺 R1、R2烷基或芳基 N-亞硝酰胺 R1烷基或芳基 R2酰胺基亞硝胺和其它化合物(Nitrosamines and miscellaneous compounds) 1、 N-亞硝基化合物來源染料、橡膠、皮革、制藥和電氣消費；在環(huán)境和人體中亞硝酸與胺或酰胺化合構成； 影響要素：亞硝酸、胺或酰胺的濃度； pH 接觸時間胺酰胺2、 N-亞硝基化合物的致癌作用化學構造不同引起

14、不同部位腫瘤 N-亞硝基化合物化學構造不同，靶器官不同，引起不同部位腫瘤 R1，R2對稱 肝癌 二甲基/二乙基亞硝胺； R1，R2不對稱 R1CH3 食道癌 甲基苯基亞硝胺 ；緣由：不同的器官存在不同的具有特殊活性的酶，這些酶可以催化具有特定構造的N-亞硝基化合物的致癌活性，即不同N-亞硝基化合物對不同器官具有親和性N-亞硝基化合物的致癌機理 羥基二甲基亞硝胺單烷基亞硝胺羥基重氮甲烷+DNA親核基團DNA損傷四、烷化劑直接致癌物化學性質活潑提供烷基使蛋白質和核酸等細胞大分子化合物烷基化致癌性烷化劑 致癌機理環(huán)化作用，釋放出Cl-張力環(huán)開裂生物大分子堿基烷化反響 共價結合加合物烷化劑 活性陽離子正碳離子乙亞胺基陽離子酯類化合物 不需求環(huán)化生成正碳離子 生物大分子堿基烷化反響 共價結合加合物DNA 等生物大分子烷基化兩種作用a) 堿基配對性質發(fā)生改動；產(chǎn)生去嘌呤作用； 使嘌呤烷化后，同糖的結合鍵斷裂，使其從DNA 長鏈上零落，呵斥空擋。等到復制時，與空擋相對的地方就 可以配上任何一個堿基。 二者均能引起突變，使基因的構造和功能發(fā)生改動，構成癌腫的根底。五、黃曲霉毒素黃曲酶