食品毒理學(xué)毒物動力學(xué)

關(guān)于食品毒理學(xué)毒物動力學(xué)第1頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日2毒物動力學(xué)（toxicokinetics）：以速率論的觀點(diǎn)為基礎(chǔ)，用數(shù)學(xué)模型分析和研究化學(xué)毒物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄的過程及其動力學(xué)規(guī)律。一、概述第2頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日3一、概述毒物動力學(xué)的作用（為以下方面提供科學(xué)、定量依據(jù)）：毒性試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)確定動物在受試物中的實(shí)際暴露水平解釋出現(xiàn)毒性的原因?qū)⒍拘再Y料從動物外推到人類第3頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日4一、概述方法：利用計(jì)算機(jī)程序，進(jìn)行房室數(shù)、計(jì)算模型、權(quán)重和收斂精度選擇并輸出各種參數(shù)和作圖。第4頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日5二、經(jīng)典毒物動力學(xué)1.基本原理

速率論和房室模型。房室模型：

用來描述毒物在體內(nèi)的分布情況；假設(shè)機(jī)體為房室，毒物進(jìn)入人體內(nèi)可分布于房室中。第5頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日6二、經(jīng)典毒物動力學(xué)因分布速率不同，分為一室開放、二室開放模型和多室模型?；瘜W(xué)毒物體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的速率過程：

分一級、零級和非線性三種類型。第6頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日7二、經(jīng)典毒物動力學(xué)2.表示方法

血漿毒物濃度隨時(shí)間變化的動態(tài)過程可用時(shí)量關(guān)系表示。即：時(shí)量曲線第7頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日8二、經(jīng)典毒物動力學(xué)時(shí)量曲線：在染毒后不同時(shí)間采血樣，測定血毒物濃度，以血毒物濃度為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)作圖，即為毒物濃度-時(shí)間曲線。時(shí)量曲線的實(shí)質(zhì)：是吸收、分布速率和消除速率的代謝值。第8頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日9二、經(jīng)典毒物動力學(xué)

3.非靜脈染毒的時(shí)量曲線：分為三個(gè)階段：潛伏期、持續(xù)期和殘留期。峰時(shí)間Tpeak；峰濃度：與劑量成正比；持續(xù)期：與毒物的吸收及消除速率有關(guān)。注：靜脈染毒無潛伏期。第9頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日10三、生理毒物動力學(xué)是一種比較符合毒物在體內(nèi)動態(tài)變化的具體狀況的模型。以“生理學(xué)室”表示與毒物體內(nèi)分布有主要關(guān)系的單個(gè)或多個(gè)臟器、組織或體液。第10頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日11三、生理毒物動力學(xué)毒物以血液的傳送為動力，透過各種生物膜進(jìn)入某“生理學(xué)室”；毒物離開時(shí)可能發(fā)生的消除，以該“生理學(xué)室”的各種清除率進(jìn)行描述。根據(jù)質(zhì)量平衡關(guān)系，按模型建立速度方程并求解，得到各個(gè)組織或器官的毒物濃度與時(shí)間關(guān)系。第11頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日12第四節(jié)毒物的生物轉(zhuǎn)化主要內(nèi)容生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶Ⅰ相反應(yīng)和Ⅱ相反應(yīng)毒物代謝酶的誘導(dǎo)和激活、抑制和阻遏第12頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日13一、生物轉(zhuǎn)化概述生物轉(zhuǎn)化的定義：指外源化學(xué)物在機(jī)體內(nèi)經(jīng)多種酶催化的代謝轉(zhuǎn)化。是機(jī)體對外源化學(xué)物處置的重要的環(huán)節(jié)，是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要機(jī)制。對于外源化學(xué)物或毒物，“生物轉(zhuǎn)化”和“代謝”兩個(gè)名詞常常作為同義詞使用。第13頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日14二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶（一）生物轉(zhuǎn)化

1.生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)的類型：I相反應(yīng):

包括水解反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)涉及暴露或引入一個(gè)功能基團(tuán)如-OH、-NH、-SH或-COOH，通常僅導(dǎo)致水溶性少量的增加。第14頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日15氧化、還原反應(yīng)的定義:

物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)；得電子的作用叫還原反應(yīng)。狹義：氧化指物質(zhì)與氧化合；還原指物質(zhì)失去氧的作用。例如：木材燃燒（氧化）鐵生銹（還原）還原劑+氧化劑--->氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物第15頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日16氧化反應(yīng)舉例:

2Mg+O2

＝2MgO

C+O2=CO22H2+O2=2H2OS+O2=SO2

H2+Cl2=2HCl汽油燃燒第16頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日17氧化劑的分類:

無機(jī)氧化劑：高價(jià)金屬氧化物、高價(jià)金屬鹽、硝酸、硫酸、氯酸鈉、臭氧、過氧化氫等；有機(jī)氧化劑（緩和）：硝基物、亞硝基物、過氧酸以及與無機(jī)氧化物形成的復(fù)合氧化劑。例如：高錳酸鉀（KMnO4，中、堿性條件）二氧化錳（MnO2）第17頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日18水解反應(yīng)的定義水與另一化合物反應(yīng)，該化合物分解為兩部分，水中氫原子加到其中的一部分，而羥基加到另一部分因而得到兩種或兩種以上新的化合物的反應(yīng)過程。如：NH4Cl+H2O=HCl+NH4-OH（NH3+H2O）第18頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日19二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶Ⅱ相反應(yīng):葡萄糖醛酸化硫酸化乙?；谆c谷胱甘肽結(jié)合與氨基酸結(jié)合。第19頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日20二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶

2.生物轉(zhuǎn)化的作用：①改變其毒效學(xué)性質(zhì)（生物活性、分子大小、溶解度等）；

②便于機(jī)體排出體外。第20頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日21二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶大多數(shù)情況，是生物轉(zhuǎn)化終止了藥物的藥效作用或降低了外源化學(xué)物的毒性。但對有的毒物卻可使毒性增強(qiáng)，甚至產(chǎn)生致癌、致突變和致畸效應(yīng)，又稱為代謝活化（metabolicactivation）或生物活化。第21頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日22二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶

3.經(jīng)代謝活化生成的活性代謝產(chǎn)物分類：

①生成親電子劑是電子對的接受者；在化學(xué)反應(yīng)過程中，是一個(gè)缺電子的帶正電的反應(yīng)點(diǎn)，通過從其他分子或離子取得電子或共用電子而形成共價(jià)鍵。第22頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日23親電子試劑如：Br+、Cl+、H3O+、RC+＝O、Cl2、Br2、I2、HCl、HBr、HOCl、H2SO4、F3C─COOH、BF3、AlCl3等。這些試劑容易與給出電子的不飽和化合物、有孤電子對的酚、胺等化合物反應(yīng)。

第23頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日24二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶②生成自由基自由基電子殼層的外層有一個(gè)不成對的電子，對增加第二個(gè)電子有很強(qiáng)的親和力故能起強(qiáng)氧化劑的作用。

第24頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日25自由基反應(yīng)反應(yīng)大致分為三個(gè)階段：（1）引發(fā)：通過熱輻射、光照、單電子氧化還原法等手段使分子的共價(jià)鍵發(fā)生均裂產(chǎn)生自由基的過程稱為引發(fā)。Cl22Cl·

光照第25頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日26自由基反應(yīng)反應(yīng)大致分為三個(gè)階段：（2）鏈（式）反應(yīng)：引發(fā)階段產(chǎn)生的自由基與反應(yīng)體系中的分子作用，產(chǎn)生一個(gè)新的分子和一個(gè)新的自由基；新產(chǎn)生的自由基再與體系中的分子作用又產(chǎn)生一個(gè)新的分子和一個(gè)新的自由基；如此周而復(fù)始、反復(fù)進(jìn)行的反應(yīng)過程稱為鏈（式）反應(yīng)第26頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日27自由基反應(yīng)Cl·+CH4→CH3·+HClCH3·+Cl2→Cl·+CH3Cl第27頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日28（3）終止：兩個(gè)自由基互相結(jié)合形成分子的過程稱為終止。Cl·+Cl·→Cl2

Cl·+CH3·→CH3ClCH3·+CH3→CH3—CH3

第28頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日29二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶

③生成親核劑

如：苦杏仁苷經(jīng)腸道菌群酶催化生成氰化物。親核試劑：是電子對的給予體，它在化學(xué)反應(yīng)過程中以給出電子或共用電子的方式和其他分子或離子生成共價(jià)鍵。

第29頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日30親核試劑例如：HO—、RO—、Cl—、Br—、CN—、R3N：、H2O、ROH等是親核試劑。多重鍵的π電子對也被看作是親核試劑。第30頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日31二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶④生成氧化還原劑如：硝酸鹽經(jīng)腸道菌群酶催化生成亞硝酸鹽。第31頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日32（二）毒物代謝酶

1.毒物代謝酶的基本特性特異性：對底物的專一性相對較差，一類或一種酶可代謝幾種外源化學(xué)物，而且還可代謝內(nèi)源性化學(xué)物等。外源化學(xué)物可刺激（誘導(dǎo)）很多生物轉(zhuǎn)化酶類合成。第32頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日33（二）毒物代謝酶

1.毒物代謝酶的基本特性某些生物轉(zhuǎn)化酶具有多態(tài)性，其結(jié)構(gòu)（即氨基酸序列）和活性不同。

有些手性外源化學(xué)物的生物轉(zhuǎn)化具有立體選擇性（對映體）。

第33頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日34二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶

2.毒物代謝酶的分布在脊椎動物，肝臟是含外源化學(xué)物生物轉(zhuǎn)化酶最豐富組織；次之為皮膚、肺臟、鼻粘膜、眼及胃腸道。第34頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日35二、生物轉(zhuǎn)化和毒物代謝酶

2.毒物代謝酶的分布其他組織如腎臟、腎上腺、胰、脾、心、大腦、睪丸、卵巢、胎盤、血漿、血細(xì)胞、血小板、淋巴細(xì)胞及大動脈等均有生物轉(zhuǎn)化酶。腸道菌群在某些外源化學(xué)物生物轉(zhuǎn)化中起著重要的作用。第35頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日36表2生物轉(zhuǎn)化的主要器管和細(xì)胞

轉(zhuǎn)化能力器官細(xì)胞強(qiáng)肝臟肺臟實(shí)質(zhì)細(xì)胞(肝細(xì)胞)clara細(xì)胞、Ⅱ型上皮細(xì)胞中等腎臟小腸皮膚近曲小管細(xì)胞黏膜內(nèi)層細(xì)胞上皮細(xì)胞弱睪丸輸精管與支持細(xì)胞第36頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日37三、I相反應(yīng)和Ⅱ相反應(yīng)（一）I相反應(yīng)生物轉(zhuǎn)化的I相反應(yīng)主要包括氧化、還原和水解反應(yīng)。

1.氧化作用RH+O2ROH+H2O酶還原型酶氧化型第37頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日38（一）I相反應(yīng)：氧化作用（1）細(xì)胞色素P450酶系又稱為微粒體混合功能氧化酶（MFO）或單加氧酶。該酶系主要由三部分組成：血紅素蛋白類（細(xì)胞色素P-450和細(xì)胞色素b5）第38頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日39（一）I相反應(yīng)：氧化作用黃素蛋白類（NADPH-細(xì)胞色素P-450還原酶和NADH-細(xì)胞色素b5還原酶）；磷脂類。第39頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日40

第40頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日41（一）I相反應(yīng)：氧化作用P450催化機(jī)制共7步：①氧化型細(xì)胞色素P450（Fe3+）與RH結(jié)合形成復(fù)合物；②在NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶作用下，NADPH提供一個(gè)電子，使其轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型細(xì)胞色素P450（Fe2+）復(fù)合物；第41頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日42（一）I相反應(yīng)：氧化作用

③此復(fù)合物與一分子氧結(jié)合形成含氧復(fù)合物；④Fe3+O2復(fù)合物加上一個(gè)質(zhì)子H+和NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶（或細(xì)胞色素b5）提供的第二個(gè)電子，轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2+OOH復(fù)合物；第42頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日43（一）I相反應(yīng)：氧化作用

⑤質(zhì)子的加入使Fe2+OOH復(fù)合物裂解，形成水和（FeO）3+復(fù)合物；⑥（FeO）3+復(fù)合物將氧原子轉(zhuǎn)移到底物，生成ROH，并提供一個(gè)電子，使氧活化；⑦釋放ROH產(chǎn)物，此時(shí)P450（Fe2+）轉(zhuǎn)變?yōu)镻450（Fe3+）。第43頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日44

第44頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日45（一）I相反應(yīng)：氧化作用另外，伴隨一些附加反應(yīng)：如果催化循環(huán)在不同的步驟中斷(解偶聯(lián))，則可分別產(chǎn)生一電子還原、生成超氧陰離子、生成過氧化氫和過氧化物旁路。

P-450催化氧化的總反應(yīng)：

第45頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日46（l）脂肪族和芳香族的羥基化；（2）雙鍵的環(huán)氧化作用；（3）雜原子（S-、N-、I-）的氧化和N-羥基化；（4）雜原子（O-、S-、N-和Si-）脫烷基作用；細(xì)胞色素P-450酶系參與的幾種反應(yīng)

第46頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日47（5）氧化基團(tuán)的轉(zhuǎn)運(yùn)；（6）酯的裂解；（7）脫氫作用。細(xì)胞色素P-450酶系參與的幾種反應(yīng)

第47頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日48（一）I相反應(yīng)：氧化作用注：前三種反應(yīng)類型中，（FeO）3+復(fù)合物脫去的氧與底物結(jié)合，否則底物將維持原態(tài)；第四種類型：底物氧化后，胺或醚裂解、重排，來自（FeO）3+復(fù)合物的氧與殘留烷基結(jié)合，生成一分子醛和酮；第48頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日49（一）I相反應(yīng)：氧化作用注：第六種類型：酯裂解后，與第四種反應(yīng)類型相似，產(chǎn)生一分子醛；第七種類型：底物脫去兩個(gè)H形成雙鍵結(jié)構(gòu)，H與O（由（FeO）3+復(fù)合物脫去）結(jié)合，產(chǎn)生水。第49頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日50（一）I相反應(yīng)：氧化作用（2）微粒體含黃素單加氧酶（FMO）

①

存在部位：肝、腎、肺等組織微粒體。

②

氧化對象：多種毒物的親核性氮、硫和磷雜原子。此酶以黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）為輔酶，需要NADPH和O2。由FMO催化的很多反應(yīng)也可為P-450催化，但不能在碳位上催化氧化反應(yīng)。第50頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日51（一）I相反應(yīng)：氧化作用

③

FMO催化底物形成的產(chǎn)物：催化親電子的胺：N-氧化物（催化伯胺氧化生成羥胺和肟）。氧化含硫的外源化學(xué)物（如硫醇、硫醚、硫酮、硫代氨去甲酸鹽、甲氰咪呱和舒林酸硫化物）和磷化氫分別生成S-和P-氧化物。第51頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日52（一）I相反應(yīng)：氧化作用

③

FMO催化底物形成的產(chǎn)物：肼類化合物、碘化物、硒化物和含硼化合物也是FMO的底物。第52頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日53

第53頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日54細(xì)胞色素P450與FMO的差異

經(jīng)FMO解毒，形成叔胺N-氧化物，但經(jīng)細(xì)胞色素P450可活化，產(chǎn)生有毒的親電化合物。在肝微粒體表達(dá)的FMO酶類調(diào)節(jié)控制與P450不同。第54頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日55細(xì)胞色素P450與FMO的差異對于大鼠，巴比妥或3-甲基膽蒽誘導(dǎo)P-450，阻FMO的表達(dá)；吲哚-甲醇與3-甲基膽蒽一樣誘導(dǎo)P-450，可明顯地抑制大鼠肝臟和小腸的FMO活性。第55頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日56（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化

①醇脫氫酶（ADH）：是一種含鋅酶；

存在部位：胞漿，分布于肝臟（含量最高）、腎臟、肺臟及胃粘膜。第56頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日57（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化

人ADH構(gòu)成：由兩個(gè)40kDa亞單位組成二聚體蛋白質(zhì)，其亞單位有6個(gè)不同的基因位點(diǎn)（ADH1-ADH6）編碼它們是α、β、γ、π和χ以及第6個(gè)亞單位δ與或者μ。第57頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日58（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化

②乙醛脫氫酶（ALDH）：以NAD＋為輔助因子將乙醛氧化成羧酸。第58頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日59（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化③二氫二醇脫氫酶：除幾種羥化類固醇脫氫酶和醛糖還原酶外，醛-酮還原酶（AKR）超家族還包括幾種二氫二醇脫氫酶。第59頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日60（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化④鉬水解酶（molybdozymes）：醛氧化酶和黃素脫氫酶/黃素氧化酶（XD/XO）為有含鉬酶，鉬酶的最適底物不是細(xì)胞色素P-450的底物。第60頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日61（3）醇、醛、酮氧化-還原系統(tǒng)和胺氧化⑤單胺氧化酶、二胺氧化酶：在肝、腎、腸、神經(jīng)等組織的線粒體中有單胺氧化酶，胞液中有二胺氧化酶；這些酶能使各種胺類氧化脫氨生成醛和氨。第61頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日62（4）過氧化物酶依賴性的共氧化反應(yīng)

共氧化的定義：包括氫過氧化物的還原和其他底物氧化生成脂質(zhì)氫過氧化物的過程。存在部位：各種組織和細(xì)胞內(nèi)。

第62頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日63例子：前列腺素的合成腎臟髓質(zhì)、血小板、血管內(nèi)皮細(xì)胞、胃腸道、腦、肺及尿膀胱上皮細(xì)胞含有前列腺素H合成酶（PHS），乳腺上皮細(xì)胞的乳過氧化物酶，以及白細(xì)胞的髓過氧化物酶。PHS具有兩個(gè)催化活性：一為環(huán)加氧酶，可將花生四烯的轉(zhuǎn)變成環(huán)狀內(nèi)氫過氧化物PGG2，該過程涉及2個(gè)氧分子加到花生四烯酸的每個(gè)分子上；另一是過氧化物酶，將氫過氧化物轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的醇PGH2，它通過外源化學(xué)物的氧化來完成。

第63頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日642.還原作用（1）硝基和偶氮還原是經(jīng)腸道菌群和兩種肝臟酶，如細(xì)胞色素P-450和NADPH醌氧化還原酶（一種胞漿黃素酶，也稱為DT-黃遞酶）催化。某些情況下，醛氧化酶也參與此反應(yīng)。第64頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日65（一）I相反應(yīng)：還原作用腸道菌群催化的硝基還原對某些芳香毒物的毒性起重要作用：如雄性大鼠肝致癌物二硝基甲苯的代謝活化。第65頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日66（一）I相反應(yīng)：還原作用（2）羰基還原作用

酶：醇脫氫酶、羰基還原酶。使某些醛類還原成伯醇，酮類還原成仲醇。肝臟的羰基還原酶活性主要在胞漿，而在微粒體則有不同的羰基還原酶。胞漿和微粒體羰基還原酶的區(qū)別：立體選擇由酮還原成仲醇的程度不同。第66頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日67

（3）二硫化物、硫氧化物和N-氧化物還原含硫基團(tuán)還原反應(yīng)在體內(nèi)較少。二硫化物還原并裂解成巰基毒物，如戒酒硫由肝、腎細(xì)胞胞漿中硫氧化還原依賴性酶催化還原。在肝、腎細(xì)胞胞漿中硫氧還蛋白依賴性酶類可還原硫氧化物（如亞砜），硫氧化物又可通過P-450或FMO而形成的，通過這些相反作用的酶系統(tǒng)的再循環(huán)可能延長某些外源化學(xué)物的生物半減期。第67頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日68（4）醌還原醌由NAD(P)H-醌氧化還原酶催化還原成氫醌，此酶是黃素蛋白，又稱為DT一黃遞酶，催化醌雙電子還原。醌的雙電子還原是無毒性的。但醌經(jīng)NADPH-P-450還原酶催化單電子還原，生成半醌自由基（產(chǎn)生毒性）。第68頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日69（5）脫鹵反應(yīng)機(jī)制：還原脫鹵反應(yīng)、氧化脫鹵反應(yīng)和脫氫脫鹵反應(yīng)。還原脫鹵反應(yīng)和氧化脫鹵反應(yīng)由P-450催化，脫氫脫鹵反應(yīng)由P-450和GSH-S轉(zhuǎn)移酶催化。這些反應(yīng)在一些鹵代烷烴的生物轉(zhuǎn)化和代謝活化中起重要的作用如肝臟毒物四氯化碳經(jīng)還原脫鹵反應(yīng)代謝活化，單電子還原生成三氯甲烷自由基（·CCl3）并產(chǎn)生各種其他代謝物。第69頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日703.水解作用（1）酯酶和酰胺酶

作用對象：含有羧酸酯（普魯卡因）、酰胺（普魯卡因酰胺）、硫酯（螺菌內(nèi)酯）、磷酸酯（對氧磷及酸配等功能基團(tuán)的外源化學(xué)物。水解產(chǎn)物：酯類毒物水解生成醇和酸，酰胺水解成酸和胺，硫酯被分解為羧酸和硫醇。主要由酯酶、酰胺酶、肽酶、環(huán)氧水化酶催化。第70頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日71（一）Ⅰ相反應(yīng)：水解作用（2）肽酶

（peptidase）存在部位：血液和組織中。

水解對象：肽類。

例如，氨基肽酶和羧基肽酶，分別在N-末端和C-末端水解氨基酸，而內(nèi)肽酶則在肽內(nèi)部特定部位裂解肽類。肽酶可裂解鄰近氨基酸之間的酰胺鍵，因此其功能是酰胺酶。第71頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日72（一）Ⅰ相反應(yīng)：水解作用（3）環(huán)氧水化酶

催化對象：由環(huán)氧化物與水的反式加成物。產(chǎn)物：具有反式構(gòu)型的鄰位二醇。在哺乳動物，環(huán)氧水化酶有五種形式：微粒體環(huán)氧水化酶（mEH）可溶性環(huán)氧水化酶（sHE）

膽固醇環(huán)氧水化酶LTA4水解酶水解內(nèi)源性環(huán)氧化酶

hepoxilin水解酶第72頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日73（二）Ⅱ相反應(yīng)又稱為結(jié)合作用。反應(yīng)物：毒物原有的功能基因或由I相反應(yīng)引入（暴露）的功能基因與內(nèi)源化合物或代謝物進(jìn)行的生物合成反應(yīng)。

內(nèi)源化合物：糖、氨基酸、谷胱甘肽、硫酸鹽（稱為結(jié)合劑）。反應(yīng)過程：結(jié)合劑首先獲得能量而活化，然后結(jié)合劑轉(zhuǎn)移到外源化學(xué)物上或者已活化的外源化合物轉(zhuǎn)移到結(jié)合劑上形成結(jié)合物。發(fā)生的場所：主要是肝臟，其次腎臟等。第73頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日74（二）Ⅱ相反應(yīng)Ⅱ相代謝酶存在部位：胞液（葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶例外，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上）。除了甲基化和乙酰化結(jié)合反應(yīng)外，其他II相反應(yīng)顯著增加毒物的水溶性，促進(jìn)其排泄。葡糖醛酸結(jié)合、硫酸結(jié)合、乙?；饔谩⒓谆饔蒙婕盎罨模ā案吣堋钡模┹o因子，而與谷胱甘肽（GSH）結(jié)合、與氨基酸結(jié)合則是與活化的毒物反應(yīng)。第74頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日75（二）Ⅱ相反應(yīng)

Ⅱ相反應(yīng)可引起代謝活化：如致癌物2-乙酰氨基芴（2-AAF）和2-氨基芴，可以在N-乙酰轉(zhuǎn)移酶和脫乙酰酶催化互相轉(zhuǎn)化，并均可經(jīng)P450和黃素單加氧酶催化形成N-羥基芳酰胺和N-羥基芳胺（近致癌物）。這兩種毒物與硫酸結(jié)合、乙?；推咸擒账峤Y(jié)合，結(jié)合物在酸性pH尿可水解或由小腸菌群的β-葡糖苷酸酶催化水解，生成N-羥基芳香胺，再自發(fā)性生成芳基氮賓離子（親電子劑），攻擊DNA，引起膀胱癌和結(jié)腸癌。第75頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日76第76頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日77（二）Ⅱ相反應(yīng)1、葡糖醛酸結(jié)合(glucuronidation)誘導(dǎo)酶：UDP-葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶（UDPGT）。作用：催化對毒物的代謝（解毒和活化）。外源性底物：羥基、羧基、氨基、巰基毒物。反應(yīng)過程：尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA）的葡萄糖醛酸部分C-1被活化，受到底物中O、N、S、C原子的親核攻擊，形成β構(gòu)型的糖苷酸結(jié)合物，并釋放UDP。第77頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日78（二）Ⅱ相反應(yīng)2、硫酸結(jié)合（sulfatecojugation）供體：3ˊ-磷酸腺苷-5ˊ-磷酰硫酸（PAPS）。酶：磺基轉(zhuǎn)移酶。產(chǎn)物：硫酸酯。毒物與硫酸、葡糖醛酸結(jié)合的相對量取決于染毒劑量：低劑量時(shí)主要與硫酸結(jié)合；劑量增加則主要與葡糖醛酸結(jié)合。ROH+PAPS磺基轉(zhuǎn)移酶ROSO3H+PAP第78頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日79（二）Ⅱ相反應(yīng)

3、乙?；饔茫╝cetylation）涉及酶催化或非酶催化的從乙酰輔酶A將乙?；D(zhuǎn)移到含伯胺、羥基或巰基的毒物。反應(yīng)部位：肝。主要轉(zhuǎn)化途徑：芳香伯胺、肼的伯胺基乙?；饔谩５?9頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日80（二）Ⅱ相反應(yīng)4、氨基酸結(jié)合（aminoacidconjupation）結(jié)合的毒物：羧酸、芳香羥胺。羧酸：必須首先經(jīng)酰基輔酶A合成酶催化，活化生成酰基輔酶A硫酯，再由N-乙酰轉(zhuǎn)移酶催化與氨基酸（如甘氨酸、谷氨酸、?；撬幔┑陌被磻?yīng)，形成酰胺鍵。第80頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日81（二）Ⅱ相反應(yīng)

5、甲基化作用（methylation）內(nèi)源性底物的甲基化(如組胺、氨基酸、蛋白、糖和多胺)對細(xì)胞的正常調(diào)節(jié)有重要的意義。甲基化反應(yīng)不是毒物結(jié)合的主要方式。第81頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日82（二）Ⅱ相反應(yīng)

6、谷胱甘肽結(jié)合（GST）GST催化還原性GSH（親核劑）與含有親電子C、N、S、O的毒物反應(yīng)，生成結(jié)合物。

GST的底物的共同點(diǎn)：有一定疏水性，含有親電子原子，并可與GSH發(fā)生非酶反應(yīng)。GSH結(jié)合物具有極性和水溶性，可經(jīng)膽汁排泄，并可經(jīng)體循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至腎，由尿排泄。第82頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日83第83頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日84四、毒物代謝物的誘導(dǎo)和激活、

抑制和阻遏毒物在體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化過程，受很多因素的影響，如物種、性別、遺傳、年齡、營養(yǎng)、疾病等。第84頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日85酶的誘導(dǎo)（induction）：

有些毒物可使某些毒物代謝酶系合成增加并伴活力增強(qiáng)的現(xiàn)象。誘導(dǎo)劑（inducer）：具有誘導(dǎo)效應(yīng)的毒物稱之誘導(dǎo)劑。誘導(dǎo)劑類型：雙功能、單功能誘導(dǎo)劑。（一）毒物代謝酶的誘導(dǎo)和阻遏第85頁，共95頁，2023年，2月20日，星期日86生物轉(zhuǎn)化酶誘導(dǎo)劑葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶NADPH-P-450還原酶環(huán)氧化物水化酶谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶細(xì)胞色素b肉堿乙酰轉(zhuǎn)移酶過氧化氫酶PB,3MC，TCDD，PCBPB