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第三章环境化学物的毒性作用及其机理(一)一般毒性
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3.7环境化学物对细胞结构与功能
的毒性作用
洪喻/北京林业大学
环境化学物对细胞结构与功能
的毒性作用
学习要求
记住环境化学物对细胞结构与功能的毒性
作用的七个方面
环境化学物对细胞结构与功能的毒性作用
1细胞膜损伤
环境化学物可通2干扰正常受体-配体的相互作用
过破环细胞的信号网
3干扰细胞内钙稳态
络、损伤细胞的结构
,导致细胞功能紊乱4线粒体损伤与细胞凋亡
甚至细胞死亡,进一
5干扰细胞内能量代谢
步发展可对组织、器
官及个体造成损害。6电兴奋性细胞失调
7选择性细胞损伤
环境化学物对细胞结构与功能的毒性作用
(一)细胞膜损伤
细胞膜的稳定性对机体内营养物质的生物转运、信号传递及内环境稳定非
常重要。
引起膜成分的改变,如四氯化碳可引起大鼠肝细胞膜磷脂和胆固醇含量下降;
改变膜脂的流动性,如乙醇可引起肝细胞线粒体膜脂流动性增加;
影响膜上某些酶的活力,如有机磷化合物可与神经元的突触小体膜及红细胞膜
的乙酰胆碱酯酶共价结合;
2+2+2+
改变膜蛋白影响膜的通透性,如Cd、Pb、Hg等重金属离子可与膜蛋白的巯
基、羰基、磷酸基、咪唑和氨基等作用,改变其结构和稳定性,从而改变膜的
通透性。
环境化学物对细胞结构与功能的毒性作用
(二)干扰正常受体-配体的相互作用
受体一般是细胞膜蛋白质分子,能与化合物(即配体)相结合而形成配体-
受体复合物,传递生物信号,激发一定的生物学效应产生。
许多环境化学物尤其是某些神经毒
物的毒性作用与其干扰受体-配体相
互结合的作用有关。
有机磷农药能抑制胆碱酯酶活性,
使其失去乙酰胆碱分解能力,导致
其积聚。
环境化学物对细胞结构与功能的毒性作用
(三)干扰细胞内钙稳态
2+
细胞内钙有结合态和离子态两种形式,仅Ca才具有生理活性。
2+-8-7
正常情况下细胞内Ca浓度较低(10~10mol/L),细胞外浓度较高(
10-3mol/L),内外浓度相差10000倍左右。
2+
Ca作为细胞的第二信使,可以激活细胞内多种酶,在调节细胞功能方
面起着关键性的作用。
硝基酚、二恶英、卤化链烷和一些重金
属离子均能促进细胞外钙进入细胞,从而干
扰细胞内钙稳态,引起细胞损伤,甚至死亡
。通常使用Ca2+激活蛋白酶的抑制剂可延缓
或消除环境化学物的这些细胞毒作用。
环境化学物对细胞结构与功能的毒性作用
(四)线粒体损伤与细胞凋亡
一些环境化学物可引起细胞线粒体内活性氧和活性氮形成急剧增加,
引起氧化应激,线粒体膜脂质发生氧化损伤而渗透性升高,使线粒体内蓄
2+
积的Ca流到细胞质内,而细胞质内的水分子大量流入线粒体,导致线粒
体肿胀,从而使在线粒体内进行的三羧酸循环受到破坏,ATP合成的功能
受到抑制,
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