毒作用的生物化學機制是什麼

① 試說明化學物質致突變、致癌和抑制酶活性的生物化學作用機理。

不同的化學物質致突變、致癌和抑制酶活性的生物化學作用機理是不同的。
以二惡英為例：

二惡英類化學物質的毒性機理

二惡英類化學物質毒性的分子機制還沒完全研究清楚，但經過二十多年的研究人們對其機理也有了一定的認識。總的說來二惡英類化學物質產生作用並不是通過直接的損傷，二惡英類化學物質並不與蛋白質和核酸形成加合物，也不直接損害細胞DNA。它們的作用主要是通過芳香烴受體誘導基因表達，改變激酶活性，改變蛋白質功能等而起作用。

一、芳香烴受體介導的基因表達

通過芳香烴受體介導基因表達（如P4501A1）是二惡英類化學物質毒性作用最主要也是最基本的作用機制。芳香烴受體是一高分子量的蛋白質（110-150KD），與二惡英類化學物質有可逆轉的高親和力，主要存在於細胞漿中（也有小部分在胞核中），其作用模式類似於甾體類受體，但也有不同。該蛋白屬於basichelix-loop-helix PAS(Per-Arnt-Stim)超家族，該家族均為轉錄因子)，均含有兩個功能部位即：basichelix-loop-helix部位和PAS功能部位，該族蛋白對激活基因的轉錄具有重要意義。且各芳香烴受體具有明顯的種間，種內和組織差異。芳香烴受體在細胞漿中是以380 KD的復合物無活性的形式存在，除自身外還有3-4種蛋白質與之結合，其中只鑒別出了90 KD的熱休克蛋白（heatshock protein, HSP90），該蛋白對受體的活性具有重要影響。
芳香烴受體介導的基因表達基本的作用過程可區分以下幾個基本過程：①二惡英類化學物進入細胞；②化合物與芳香烴受體結合；③配體-受體復合物與DNA識別位點結合；④特異基因的轉錄及翻譯；⑤表達蛋白發揮作用。在這些過程中，前三步研究的較清楚，而後續過程還不是很清楚．

1. 二惡英類化學物質進入細胞。通常認為二惡英類化學物質通過被動擴散方式進入細胞漿（由於二惡英類化學物質為脂溶性物質），但也有幾個研究顯示被動擴散並不能完全解釋二惡英類化學物質的毒性反應。如：該類物質可刺激肝細胞的生長和脂肪的浸潤，上皮細胞的肥大增生，這些觀察表明細胞膜在二惡英類化學物質的毒性作用中起著一定作用。

2. 二惡英類化學物質與芳香烴受體的結合。二惡英類化學物質進入胞漿後即與胞漿中的芳香烴受體結合，該結合過程將導致芳香烴受體激活。但該結合導致的物理化學變化目前並不清楚。有實驗顯示配體-芳香烴復合物的形成並不能與DNA結合位點結合，不足以導致生物反應，說明受體的激活是一個多步驟的過程。體外研究中溫度對芳香烴受體的激活有重要作用，於4℃形成的復合物並不能正確與基因位點結合，而在高於在20℃形成的復合物則有生物活性，說明該過程需要溫度依賴性的激活步驟。HSP90對受體的激活起著重要作用，HSP90對於配體的結合是必須的，並且可以抑制未與配體結合的受體與DNA結合（設想為抑制受體與核中的轉錄因子結合）。當配體與受體結合，原結合於受體的HSP90即脫落下來，暴露出受體的DNA結合位點，導致受體的激活。

3. 配體-受體復合物與DNA的結合。二惡英類化學物質與芳香烴受體的結合使芳香受體激活，隨後配體-受體復合物即轉移入胞，在細胞核中聚集。該復合物在與DNA結合以前必須與細胞核中的一種蛋白結合即芳香烴受體核轉位子蛋白（Ah receptor nuclear translocator protein, ARNT）結合，才能獲得與DNA結合的能力。該蛋白質分子量為87kDa，也屬於basic helix-loop-helixPAS(Per-Arnt-Stim)超家族，含有兩個功能部位即：basic helix-loop-helix（bHLH）部位和PAS功能部位。它與同屬一個家族的芳香烴受體結合形成異二聚體，對於與DNA的結合意義重大。僅保留芳香烴受體核轉位子蛋白的bHLH和PAS部位，可保存ARNT形成二聚體及與DNA結合的能力，其中bHLH部位的兩個α-helilx結構主要參與二聚體的形成，而basic結構則僅與DNA的結合有關；PAS部位包括兩個亞結構即PASA和PAS B，去除兩者之一，僅輕微影響異二聚體形成能力，但兩者均去除則嚴重影響異二聚體形成能力。AhR/ ARNT復合物然後與特異基因上游部位的增強子即二惡英反應元件（dioxin responsive element, XRE）結合即可激活基因的轉錄。二惡英/外來物反應元件的核心序列為5′-T/GNGCGTGA/CG/CA-3′。

4. 特定基因的轉錄和翻譯。二惡英類化學物質激活的基因表達包括細胞色素P4501A1和1A2，谷胱甘肽S轉移酶，甲基醌氧化還原酶，醛脫羥酶等。其中最主要的是細胞色素P4501A1和1A2，同時也研究的最為廣泛。AhR/ARNT復合物與增強子核心序列結合後，通過何種方式激活基因的轉錄研究較少。一般而言AhR/ ARNT復合物與增強子核心序列的結合後可導致DNA鏈的彎曲，核染色質的斷裂，從而增加了激活啟動子的機率，增加了CYP1A1起始轉錄的機率，導致細胞色素P4501A1的mRNA在核中的聚集。Roberton等研究發現，在細胞色素P4501A1轉錄起始點上游，281-950個鹼基間有九個順式反應元件，其中三個為二惡英反應元件，另六個元件的作用不詳。但當AhR/ ARNT復合物與二惡英反應元件結合後其餘幾個反應元件更易與各自的蛋白作用因子結合。表明基因的轉錄可能主要是通過Oozing方式.轉錄後的信使RNA即進入細胞漿，結合於核糖體開始蛋白質的翻譯。

5. 表達蛋白作用的發揮。對這一過程的研究很少，主要還是對細胞色素P4501A1和1A2表達產物的研究，如：芳烴羥化酶，可將前致癌物轉化為致癌物，從而促進機體癌症的發生。

以上為二惡英類化學物質介導機體基因表達的基本方式，目前對該過程的研究仍是二惡英類化學物導致毒性的主要研究方向。

Fig.1. The mechanismof action for dioxin-like chemicals.

二、芳香烴受體介導的蛋白激酶途徑

二惡英毒性作用的另一條途徑是通過激活蛋白激酶，然後通過激酶途徑產生各種生物學活性。首先發現的蛋白激酶為酪氨酸蛋白激酶。Enan等在1996發現2,3,7,8-TCDD在非細胞條件下可使豚鼠脂肪細胞胞漿中的酪氨酸蛋白激酶的活性增高，且該作用為芳香烴受體依賴性的。不久他們進一步發現酪氨酸蛋白激酶不僅可被2,3,7,8-TCDD激活，並且酪氨酸蛋白激酶在胞漿中特異地與芳香烴受體復合物結合。Enan等認為酪氨酸蛋白激酶在胞漿中與芳香烴受體復合物結合，當配體與芳香烴受體結合，則使酪氨酸蛋白激酶被釋放且被激活。從而使細胞內蛋白質的酪氨酸殘基的磷酸程度增加。這種磷酸化作用對於細胞的增殖和分化具有重要意義。Blankenship等通過實驗也得出了類似的結論。不久又發現了cAMP依賴的蛋白激酶，Enan等發現2,3,7,8-TCDD可通過芳香烴受體使細胞內的cAMP依賴的蛋白激酶激活，從而使細胞內Ca+2水平增高，細胞分泌功能加強，以及對糖原分解和合成途徑及葡萄糖的攝取產生影響，這對二惡英導致的機體脂肪消耗和進行性衰竭具有重要意義．

三、二惡英類化學物質對機體營養代謝影響的分子機制

二惡英類化學物質對機體營養代謝的影響主要體現在：高脂血症（高甘油三酯和高膽固醇），進行性衰竭，細胞葡萄糖攝取減少。在生化方面的表現主要為：影響脂蛋白脂肪酶，低密度脂蛋白受體和葡萄糖轉位蛋白（glucose transport proteins, GLUT）。

二惡英類化學物質對細胞葡萄糖攝取的抑制與其影響GLUT濃度的作用相關。Hugh等研究表明2,3,7,8-TCDD對細胞攝取葡萄糖的抑制主要是通過GLUT-4濃度的下調而發生作用，芳香烴受體拮抗劑可拮抗二惡英類化學物質對細胞葡萄糖攝取的抑制，且各二惡英類化學物質與芳香烴受體的結合能力與它們抑制細胞葡萄糖攝取的能力一致。Hugh等的研究結果說明二惡英類化學物質主要是通過芳香烴受調控GLUT-4的濃度，從而抑制葡萄糖的攝取，但中間的具體過程目前還不清楚。細胞攝取葡萄糖的減少將導致脂肪組織中脂蛋白脂肪酶的活性降低和肝臟細胞膜上低密度脂蛋白受體的下調，也是二惡英類化學物質導致衰竭綜合症的基本原因。脂蛋白脂肪酶主要作用為水解血清甘油三酯，使之轉位於脂肪組織，該酶活性的降低則導致高甘油三酯血症和脂肪組織的耗竭。肝臟細胞膜上低密度脂蛋白受體途徑為低密度脂蛋白代謝的主要途徑，該受體的下調則導致血清低密度脂蛋白濃度上升，則血清膽固醇濃度也上升．

二惡英類化學物質毒性的分子機理經過十餘年的研究，至今以有一個大致的輪廓，但很多細節問題還沒有完全研究清楚，尤其是基因表達後，表達產物如何發揮作用；蛋白激酶激活後如何導致毒性效應；以及芳香烴受體存在於機體的意義也就是其生理作用和內源性配體。這些問題是當前二惡英類化學物質毒理機制研究的重點及熱點，對這些問題的研究將對二惡英毒性的評價、預防和治療都具有十分重要的意義。

② 微生物毒素的化學成分與作用機制有哪些

毒素的化學成分與作用機制都很復雜，其作用位點有植物細胞的質膜蛋白、線粒體、葉綠體或特定的酶類等，依毒素種類不同而異。植物細胞膜損傷，透性改變和電解質外滲幾乎是各種敏感植物對毒素的普遍反應。毒素還鈍化或抑制一些主要酶類，中斷相應的酶促反應，引起植物廣泛的代謝變化，包括抑制或刺激呼吸作用，干擾光合作用，抑制蛋白質合成，干擾酚類物質代謝或使水分關系紊亂等。總之，毒素處理的植物在形態上、生理上和生化上都發生了一系列重要變化。證明毒素的作用，可以從病原菌培養液中提取毒素，用以處理植物，檢查是否出現預期的症狀。也可以利用不產生毒素的突變菌株（tox-菌株）接種植物，確定其致病性的降低。

③ 有機磷農葯中毒與解毒的生物化學機制是什麼

有機磷農葯中毒的機理：

一般認為是抑制了膽鹼酯酶的活性,造成組織中乙醯膽鹼的積聚,其結果引起膽鹼能受體活性紊亂,而使有膽鹼能受體的器官功能發生障礙.凡由臟器平滑肌,腺體,汗腺等興奮而引起的症狀,與毒蕈中毒所引起的症狀相似,則稱為毒蕈樣症狀；凡由交感神經節和橫紋肌活動異常所引起的症狀,與煙鹼中毒所引起的症狀相似,故稱煙鹼樣症狀。

解毒機制：

膽鹼能神經抑制劑，如阿托品，拮抗乙醯膽鹼的毒蕈鹼樣作用，提高機體對乙醯膽鹼的耐受性，尤其可解除平滑肌痙攣，抑制支氣管分泌，保持呼吸道通暢，防止發生肺水腫並對高血壓和心律失常有拮抗作用。

膽鹼酯酶復活劑，有解磷定，氯解磷定，雙復磷，可奪取與膽鹼酯酶結合的有機磷，恢復膽鹼酯酶分解乙醯膽鹼的活力，對解除煙鹼樣作用和促進昏迷病兒蘇醒有明顯作用，與阿托品有協同作用。

④ 毒的致毒機理

此類物質稱為環境毒物。由於毒物作用的結果，使肌體發生各種病變，這種病變稱為中毒。
毒物進入生物體後，同肌體發生作用，損害肌體組織，擾亂或破壞肌體正常代謝機能，引起病變以致危及生命的過程，稱為致毒機理。
（1）腐蝕性毒物作用
常見的腐蝕性毒物有強酸、強鹼和許多氧化劑，這些都能破壞組織細胞。
①濃硫酸。能使機體細胞結構脫水，細胞死亡後其蛋白質結構由於肽鍵在酸性條件下催化水解而被破壞。
②光氣。吸入肺部發生水解反應，產生鹽酸：COCl2+H2O→2HCl+CO2
由於強酸對組織的脫水使用引起肺水腫，水在肺中積聚，損壞了肺組織，使之不能吸氧，致使受害者窒息。
③氫氧化鈉。能腐蝕肌體組織，氫氧根OH—也能催化肽鍵水解
（2）代謝性毒物
代謝性毒物比破壞組織的腐蝕性毒物更隱蔽，是一種潛在的危險性毒物。代謝性毒物干擾重要的生物化學歷程。使生物化學歷程停止或阻礙其有效地進行，從而引起疾病或死亡。
①一氧化碳（CO）。一氧化碳干擾細胞的氧傳遞，一氧化碳像氧一樣，能與血紅蛋白（Hb）結合。
Hb O2(aq)+CO(g)→Hb CO(aq)+O2(g)
一氧化碳中毒的程度主要取決於Hb?CO的飽和度，45%~50%時，發生惡心、嘔吐與昏迷；90%時死亡。
由於血紅蛋白與一氧化碳的結合能力大於與氧氣的結合能力，一氧化碳達到一定濃度，可導致人體內因缺氧而死亡。雖然一氧化碳不是積累性毒物，但如果某些重要細胞，如腦細胞，缺氧超過幾分種，就會造成永久性的損傷。人對一氧化碳的忍受量也不完全相同，一般來說，貧血或低血紅蛋白的人更為敏感。一氧化碳對任何人都是有害的，因此吸煙，也能因此而慢性中毒。
②氰化物。比如氫氰酸（HCN）常用作倉庫和船艙的熏蒸劑。天然CN—來自櫻桃、李、梅、桃和杏的果仁。
氰根CN—的毒性能迅速起作用，但CN—中毒機理不同於一氧化碳，它不阻止細胞獲得氧，而是干擾氧化酶，使氧化酶失去活性，結果是雖然有充足的氧氣進入細胞，但用氧氣維持生命的歷程停止了，因此使細胞死亡。如果過程發生在生命中樞，中毒者將死亡。
③重金屬。重金屬可能是所有代謝性毒物中最常見的，比如甲基汞Hg(CH3)2能降低腦、肝蛋白合成活性，還可導致腦細胞合成蛋白氨基酸比例失調，造成腦神經傳導障礙。汞引起神經中毒表現為精神障礙等神經系統症狀（日本水俁病）。
（3）神經性毒物
①罌粟—嗎啡—海洛因。嗎啡是由罌粟液汁製得的。10kg鴉片可製得1kg嗎啡。嗎啡與醋酸酐按1∶1反應生成海洛因。一般吸食的海洛因純度只有9%~10%。鴉片和海洛因都是對人體十分有害的成癮性毒物。全世界年交易額僅次於軍火交易。
嗎啡的急性中毒可導致昏迷、嚴重缺氧和血壓降低，最後死於呼吸麻痹。經常使用嗎啡有成癮性，突然停用會出現許多生理反應，如嘔吐、擴瞳、呼吸困難以及難以忍受的痛苦表情。
②肉毒毒素。肉毒毒素是由肉毒梭菌產生，是一種強烈的神經毒素，注入人體3μg即可致死，是食物中毒中危害最嚴重的一種。
我國由肉毒毒素引起中毒的食品中有91.5%是植物性食物，其餘是動物性食品。主要有豆醬、臭豆腐、豆豉等。這些發酵食品常帶有肉毒梭菌，但肉毒毒素對熱極不穩定，在80℃加熱30min，或在100℃加熱10~20min即可被破壞。

⑤ 毒性是物理性質還是化學性質

毒性是化學性質。

1、毒性反應是由化學物質與生物系統的化學成分進行可逆或不可逆的相互作用，而干擾機體正常代謝及自穩機制，以致引起細胞死亡、細胞氧化、突變、惡性變、變態反應或炎症反應，主要是一個分子過程。

2、毒性又稱生物有害性，一般是指外源化學物質與生命機體接觸或進入生物活體體內後，能引起直接或間接損害作用的相對能力，或簡稱為損傷生物體的能力。也可簡單表述為，外源化學物在一定條件下損傷生物體的能力。

(5)毒作用的生物化學機制是什麼擴展閱讀：

1、毒是環境中的化學物質，在一定的條件下進入肌體後，能與肌體發生生物化學或生物物理作用，進而干擾或破壞肌體的正常生理功能，引起暫時性或持久性的病理狀態，甚至危及生命。

2、一般因用葯劑量過大或用葯時間過長引起，治療量有時也可發生。根據葯物的不同，中毒症狀表現各異，主要是對中樞神經、消化、血液和循環系統以及對肝、腎造成功能性或器質性損害，嚴重者可危及生命。

3、毒性反應的類型、嚴重程度主要取決於毒物的理化性質、接觸狀況、生物系統或個體的敏感性。

4、有些外源化學物的急性毒性與慢性毒性完全不同，如苯的急性毒性表現為中樞神經系統的抑制，但其慢性毒性卻表現為對造血系統的嚴重抑制。

⑥ 動植物內源有毒成份及其產生的機理

食品毒理學基本知識與安全性評價概述

第一節 概述
一、毒理學的歷史沿革及其發展
毒理學（toxicology）是一門既老又新的學科，是研究化學、物理、生物等因素對機體負面影響的科學。其起源可追溯到數千年前，古代人類應用動物毒汁或植物提取物用以狩獵、戰爭或行刺，如我國用作箭毒的烏頭鹼就已經為毒理學的形成奠定了基礎。隨著歐洲工業生產的發展，勞動環境的惡化，發生了各種職業中毒。學者們在研究職業中毒過程中促進了毒理學的發展。20世紀50年代由於社會生產的快速發展，大量化學物進入人類環境，這些外源化學物對生物界、尤其是對人類的巨大負面效應引起了關注，如震驚世界的反應停事件、水俁病事件、TCDD污染以及多種化學物的致癌作用等等，使毒理學研究有了長足的進步，此後化學物中毒機理的研究也伴隨著生物學、化學與物理學的發展而廣泛展開，以至目前毒理學從不同領域、不同角度、不同深度形成了眾多的、交叉的毒理學分支學科。食品毒理學是現代毒理學的一門分支學科。
二、基本概念
1、毒理學：經典毒理學是研究化學物質的測定、事故、特性、效應和調節的中毒有害作用機理和保護作用的一門學問。主要研究內容是外源性化學物的有害作用及機理。現代毒理學是研究環境物理、化學和生物因素對生物體毒作用性質、量化機理和防治措施。
2、衛生毒理學(hygienic toxicology)：是從衛生學角度，利用毒理學的概念和方法，研究人類生產和生活可能接觸的環境因素（理化和生物因素）對機體的生物學作用，特別是毒性損害作用及其機理和防治措施的科學。為工業毒理學、環境毒理學、食品毒理學的統稱。也是毒理學的一個分支學科。
3、食品毒理學：應用毒理學方法研究食品中可能存在或混入的有毒、有害物質對人體健康的潛在危害及其作用機理的一門學科；包括急性食源性疾病以及具有長期效應的慢性食源性危害；涉及從食物的生產、加工、運輸、儲存及銷售的全過程的各個環節，食物生產的工業化和新技術的採用，以及對食物中有害因素的新認識。食品毒理學的研究方法包括：
①生物試驗採用各種哺乳動物、水生動物、植物、昆蟲、微生物等，但常用的仍是哺乳動物，如小鼠、大鼠、狗、家兔、豚鼠和猴等。可採用整體動物、離體的動物臟器、組織、細胞、亞細胞甚至DNA進行。
②人群和現場調查, 即採用流行病學和衛生學調查的方法，根據已有的動物實驗結果和環境因素如化學物的性質，選擇適當的指標，觀察生態環境變化和受試因素接觸人群的因果關系、劑量一反應關系。
4、毒物：在一定條件下，較小劑量就能夠對生物體產生損害作用或使生物體出現異常反應的外源化學物稱為毒物。食物中的毒物來源有：天然的或食品變質後產生的毒素等、環境污染物、農獸葯殘留、生物毒素、以及食品接觸所造成的污染。
5、外源化學物（xenobiotics）：是存在於外界環境中，而能被機體接觸並進入體內的化學物；它不是人體的組成成分，也不是人體所需的營養物質。近來，確切的概念應稱為「外來生物活性物質」。
6、毒性：是指外源化學物與機體接觸或進入體內的易感部位後，能引起損害作用的相對能力，或簡稱為損傷生物體的能力。也可簡述為外源化學物在一定條件下損傷生物體的能力。
7、「三致」作用：指致突變、致畸、致癌作用。
三、表示毒效應的常用指標
1、半數致死量(median lethal dose，LD50)： 較為簡單的定義是指引起一群受試對象50%個體死亡所需的劑量。因為LD50並不是實驗測得的某一劑量，而是根據不同劑量組而求得的數據。故精確的定義是指統計學上獲得的，預計引起動物半數死亡的單一劑量。LD50的單位為mg/kg體重，LD50的數值越小，表示毒物的毒性越強；反之，LD50數值越大，毒物的毒性越低。
毒理學最早用於評價急性毒性的指標就是死亡，因為死亡是各種化學物共同的、最嚴重的效應，它易於觀察，不需特殊的檢測設備。長期以來，急性致死毒性是比較、衡量毒性大小的公認方法。LD50在毒理中是最常用於表示化學物毒性分級的指標。因為劑量—反應關系的「S」型曲線在中段趨於直線，直線中點為50%，故LD50值最具有代表性。LD50值可受許多因素的影響，如動物種屬和品系、性別、接觸途徑等，因此，表示LD50時，應註明動物種系和接觸途徑。雌雄動物應分別計算，並應有95%可信限。
2、絕對致死劑量（absolute lethal dose，LD100）：指某實驗總體中引起一組受試動物全部死亡的最低劑量。
3、最小致死劑量（minimal lethal dose，MLD或MLC或LD01）：指某實驗總體的一組受試動物中僅引起個別動物死亡的劑量，其低一檔的劑量即不再引起動物死亡。
4、最大耐受劑量（maximal tolerance dose，MTD或LD0或LC0）：指某實驗總體的一組受試動物中不引起動物死亡的最大劑量。
5、最小有作用劑量(minimal effective dose) 或稱閾劑量或閾濃度：是指在一定時間內，一種毒物按一定方式或途徑與機體接觸，能使某項靈敏的觀察指標開始出現異常變化或使機體開始出現損害作用所需的最低劑量，也稱中毒閾劑量。
6、最大無作用劑量(maximal no-effective dose) ：是指在一定時間內，一種外源化學物按一定方式或途徑與機體接觸，用最靈敏的實驗方法和觀察指標，未能觀察到任何對機體的損害作用的最高劑量，也稱為未觀察到損害作用的劑量。最大無作用劑量是根據亞慢性試驗的結果確定的，是評定毒物對機體損害作用的主要依據。
四、劑量、劑量—效應和劑量—反應關系
劑量：既可集體接觸化學物的量，或在實驗中給予機體受試物的量，又可指化學毒物被吸收的倆量或在體液和靶器官中的量。大小意味著生物體接觸毒物的多少，是決定毒物對機體造成損害的最主要的因素。
效應：即生物學效應，指機體在接觸一定劑量的化學物後引起的生物學改變。生物學效應一般具有強度性質，為量化效應或稱計量資料。例如，有神經性毒劑可抑制膽鹼酯酶，酶活性的高低則是以酶活性單位來表示的。效應用於敘述在群體中發生改變的強度時，往往用測定值的均數來表示。
反應：指接觸一定劑量的化學物後，表現出某種生物學效應並達到一定強度的個體在群體中所佔的比例，生物學反應常以「陽性」、「陰性」並以「陽性率」等表示，為質化效應或稱計數資料。例如，將一定量的化學物給予一組實驗動物，引起50％的動物死亡，則死亡率為該化學物在此劑量下引起的反應。
「效應」僅涉及個體，即一個動物或一個人；而「反應」則涉及群體，如一組動物或一群人。效應可用一定計量單位來表示其強度；反應則以百分率或比值表示。
劑量-反應關系, 是指不同劑量的毒物與其引起的質化效應發生率之間的關系。劑量-反應關系是毒理學的重要概念，如果某種毒物引起機體出現某種損害作用，一般就存在明確的劑量反應關系（過敏反應例外）。劑量反應關系可用曲線表示，不同毒物在不同條件下引起的反應類型是不同的。

第二節 毒物在體內的生物轉運與生物轉化
一、毒物生物轉運及概念
外源化學物與機體接觸、吸收、分布和排泄的過程稱為生物轉運；外源化學物由機體接觸到入血液的過程稱為吸收；通過血流分散到全身組織細胞中為分布；在組織細胞中，外源化學物經各種酶系的催化，發生化學結構與物理性質的變化的這一過程稱為代謝。代謝產物和一部分未經代謝的母體化學物排除體外的過程為排泄。
外源化學物的吸收：一毒物的吸收途徑主要是胃腸道，呼吸道和皮膚，在毒理學實驗中有時也利用皮下注射，靜脈注射，肌肉注射和腹腔注射等方法使毒物被吸收。食品毒理學中，經消化道吸收是主要的途徑，小腸是主要吸收部位。
影響胃腸道吸收的因素
（1）外源化學物的性質 一般說來，固體物質且在胃腸中溶解度較低者，吸收差；脂溶性物質較水溶性物質易被吸收；同一種固體物質，分散度越大，與胃腸道上皮細胞接觸面積越大，吸收越容易；解離狀態的物質不能藉助簡單擴散透過胃腸粘膜而被吸收或吸收速度極慢。
（2）機體方面的影響 胃腸蠕動情況 、胃腸道充盈程度 、胃腸道酸鹼度、胃腸道同時存在的食物和外源化學物、某些特殊生理狀況
外源化學物排泄
排泄是外源化學物及其代謝產物由機體向外轉運的過程，是機體物質代謝過程中最後一個重要環節。排泄的主要途徑是腎臟，隨尿排出；其次是經肝、膽通過消化道，隨糞便排出；揮發性化學物還可經呼吸道，隨呼出氣排出。
二、生物轉化
（一）基本概念：外源化學物通過不同途徑被吸收進入體內後，將發生一系列化學變化並形成一些分解產物或衍生物，此種過程稱為生物轉化或代謝。肝臟是機體內最重要的代謝器官，未經肝臟的生物轉化作用而直接分布至全身，對機體的損害作用相對較強。
外源化學物的生物轉化過程分兩項反應：
第一相反應主要包括氧化、還原和水解；
第二相反應主要為結合反應, 結合反應指化學物經第一相反應形成的中間代謝產物與某些內源化學物的中間代謝產物相互結合的反應過程。
絕大多數外源化學物在第一相反應中無論發生氧化、還原或水解反應，最後必須進行結合反應排出體外。結合反應首先通過提供極性基團的結合劑或提供能量ATP而被活化，然後由不同種類的轉移酶進行催化，將具有極性功能基團的結合劑轉移到外源化學物或將外源化學物轉移到結合劑形成結合產物。結合物一般將隨同尿液或膽汁由體內排泄。 常見有葡萄糖醛酸化、硫酸化、乙醯化、氨基酸化、谷胱甘肽化、甲基化。

第三節 毒作用機制
一、直接損傷作用。如強酸或強鹼可直接造成細胞和皮膚粘膜的結構破壞，產生損傷作用。
二、受體配體的相互作用與立體選擇性作用，產生特徵性生物學效應。
三、干擾易興奮細胞膜的功能。毒物可以多種方式干擾易興奮細胞膜的功能，例如，有些海產品毒素和蛤蚌毒素均可通過阻斷易興奮細胞膜上鈉通道而產生麻痹效應。
四、干擾細胞能量的產生。通過干擾碳水化合物的氧化作用以影響三磷酸腺苷（ATP）的合成。例如，鐵在血紅蛋白中的化學性氧化作用，由於亞硝酸鹽形成了高鐵血紅蛋白而不能有效地與氧結合。
五、與生物大分子（蛋白質、核酸、脂質）結合。毒物與生物大分子相互作用主要方式有兩種，一種是可逆的，一種是不可逆的。如底物與酶的作用是可逆的，共價結合形成的加成物是不可逆的。
六、膜自由基損傷①膜脂質過氧化損害。②蛋白質的氧化損害。③DNA的氧化損害。
七、細胞內鈣穩態失調。正常情況下，細胞內鈣穩態是由質膜Ca2+轉位酶和細胞內鈣池系統共同操縱控制的。細胞損害時，這一操縱過程紊亂可導致Ca2+內流增加，導致維持細胞結構和功能的重要大分子難以控制的破壞。
八、選擇性細胞死亡。這種毒性作用是相當特異的。例如，高劑量錳可引起腦部基底神經節多巴胺能細胞損傷，產生的神經症狀幾乎與帕金森氏病難以區分。在胎兒發育的某一階段給孕婦服用止吐葯物「反應停」，由於胚胎細胞毒性，使早期肢芽生成細胞丟失，而造成出生時嬰兒缺肢畸形。
九、體細胞非致死性遺傳改變。毒物和DNA的共價結合也可以通過引發一系列變化而致癌。
十、影響細胞凋亡。凋亡是在細胞內外因素作用下激活細胞固有的DNA編碼的自殺程序來完成的，又稱為程序性死亡。細胞凋亡是基因表達的結果，受細胞內外因素的調節，如果這一調控失衡，就會引起細胞增殖及死亡平衡障礙。細胞凋亡在多種疾病的發生中具有重要意義。例如，腫瘤的發生，病毒感染和愛滋病關系，組織的衰老和退行性病變以及免疫性疾病，病毒感染性疾病的發病機理都與凋亡有密切關系。如果受損傷的細胞不能正確啟動凋亡機制，就有可能導致腫瘤。

第四節 毒物的毒效應
一、急性毒性
指機體一次給予受試化合物，低毒化合物可在24小時內多次給予，經吸入途徑和急性接觸，通常連續接觸4小時，最多連續接觸不得超過24小時。在短期內發生的毒效應。食品毒理學研究的途徑主要是經口給予受試物，方式包括① 灌胃 ② 喂飼 ③ 吞咽膠囊等。
急性毒性研究的目的，主要是探求化學物的致死劑量，以初步評估其對人類的可能毒害的危險性。再者是求該化學物的劑量-反應關系，為其它毒性實驗打下選擇染毒劑量的基礎。
（一）急性致死毒性實驗：最常用的指標是LD50，它與LD100、LD0等相比有更高的重現性；是一個質化反應，而不能代表受試化合物的急性中毒特性。急性毒性分級標准並未完全統一。無論我國或國際上急性分級標准都還存在著不少缺點。我國《食品安全性毒理學評價程序和方法》(GB 15193.3-94)頒布的急性毒性（LD50）劑量分級標准見表。

表 急性毒性份級（LD50）劑量分級

急性毒性分級 大鼠口服LD50 相當於人的致死劑量
mg/kg mg/kg g/人
極 毒 <1 稍 嘗 0.05
劇 毒 1～50 500～4000 0.5
中 等 毒 51～500 4000～30000 5.0
低 毒 501～5000 30000～250000 50.0
實際無毒 5001～15000 250000～500000 500.0
無 毒 >15000 >500000 2500.0

（二）非致死性急性毒性 ：為了克服致死性急性毒性只能提供死亡指標這一缺點，非致死性急性毒性可提供常規的非致死急性中毒的安全界限和對急性中毒的危險性估計。評價指標有急性毒作用閾（Limac）。毒性效應是一種或多種毒性症狀或生理生化指標改變。對於某些生理生化的改變，如體重、體力或酶活性等，Limac是指均值與對照組比較時，其差異有統計學意義的最低劑量。無論毒性效應是量效應還是質效應，在Limac及其以上1～2個劑量組中應存在劑量-反應關系。Limac越低，該受檢物的急性毒性越大，發生急性中毒的危險性越大。

二、蓄積毒性
當化學物反復多次染毒動物，而且化學物進入機體的速度或總量超過代謝轉化的速度與排出機體的速度或總量時，化學物或其代謝產物就可能在機體內逐漸增加並貯留某些部位。這種現象就稱為化學物的蓄積作用，大多數蓄積作用會產生蓄積毒性。
蓄積毒性：指低於一次中毒劑量的外源化學物，反復與機體接觸一定時間後致使機體出現的中毒作用。一種外源化學物在體內蓄積作用的過程，表現為物質蓄積和功能蓄積兩個方面。在外源化學物毒理學評定的實際工作中，可根據受試物的蓄積毒性強弱作為評估它的毒性作用指標之一，也是制定衛生標准時選用安全系數大小的重要參考依據。

⑦ 一氧化碳中毒的生物化學機制

一氧化碳中毒的生物化學機制：一氧化碳與血紅蛋白（Hb）可逆性結合引起缺氧，隨著碳氧血紅蛋白含量的逐漸增加，氧合血紅蛋白中氧的解離和組織內二氧化碳的輸出受到阻礙，最終導致組織缺氧和二氧化碳滯留。

一氧化碳在大氣中數量最多、分布最廣，是煤、石油等含碳物質不完全燃燒的產物，其生成機理為：RH→R→RO2→RCHO→RCO→CO（R表示碳氫自由基團）。

主要來源於冶金工業中煉焦、煉鐵等生產過程；化學工業中合成氨、甲醇等生產過程；礦井放炮和煤礦瓦斯爆炸事故；汽車等交通工具尾氣的排放；鍋爐中燃料的不完全燃燒；家庭居室中煤爐產生的煤氣或液化氣管道漏氣以及火山爆發、森林火災、地震等自然災害中一氧化碳的釋放。

此外，高層大氣的化學反應、二氧化碳的輕微解離作用及動物新陳代謝過程中也會產生少量的一氧化碳。

(7)毒作用的生物化學機制是什麼擴展閱讀

在通常狀況下，一氧化碳是無色、無臭、無味、難溶於水的氣體。

一氧化碳分子是不飽和的亞穩態分子，在化學上就分解而言是穩定的。 常溫下，一氧化碳不與酸、鹼等反應，屬於惰性氣體。

但一氧化碳與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起燃燒、爆炸，屬於易燃、易爆氣體。[26]因一氧化碳分子中碳元素的化合價是+2，能被氧化成+4價，具有還原性；且能被還原為低價態，具有氧化性。

由於一氧化碳分子中碳氧鍵很牢固，需要有很高的活化能，故一氧化碳實際上不能進行無催化分解。當一氧化碳活性吸附在某些物質的晶體表面上時，才有可能進行分解。

⑧ 生物化學原理分析高血氨的毒性作用機制合成尿素的代謝過程及其生理意義

咨詢記錄 · 回答於2021-12-16

⑨ 試述有機磷農葯中毒與解毒的生物化學機制

以下內容和資料，來自互聯網。
有機磷農葯從消化道、呼吸道和皮膚進入機體，經血液和淋巴液循環分布到全身各器官和組織產生毒性作用。有機磷農葯中毒的機理，一般認為是抑制膽鹼酯酶的活性，有機磷農葯屬於不可逆性膽鹼酯酶抑制劑。具體說就是，有機磷化合物與人體神經系統的膽鹼酯酶(ChE)結合成磷醯化膽鹼酯酶(即中毒酶)，使膽鹼酯酶(ChE)喪失正常水解乙醯膽鹼(ACh)的功能，導致膽鹼能神經遞質乙醯膽鹼(ACh)大量積聚，作用於有關器官的膽鹼能受體(ChR)，產生嚴重的膽鹼能神經功能紊亂，而使有膽鹼能受體的器官功能發生障礙，表現為膽鹼能危象的各種症狀。凡由臟器平滑肌、腺體、汗腺等興奮而引起的症狀，與毒蕈中毒所引起的症狀相似，則稱為毒蕈樣症狀；凡由交感神經節和橫紋肌活動異常所引起的症狀，與煙鹼中毒所引起的症狀相似，故稱煙鹼樣症狀。

有機磷農葯中毒的解毒葯有兩大類，即生理拮抗劑(抗膽鹼能葯)與中毒酶重活化劑(又稱復能劑)。此外還有復方制劑。
生理拮抗劑主要有兩類：（1）外周性抗膽鹼能葯，如阿托品、山莨菪鹼等，主要作用於外周M膽鹼受體，對中樞作用小。（2）中樞性抗膽鹼能葯，如東莨菪鹼、苯那辛、苄托品、丙環定等，對中樞M、N膽鹼受體作用大，對外周M膽鹼受體作用小。此外，尚有神經節阻斷劑(作用於外周N1受體，如六甲溴銨)和神經肌肉阻斷劑(作用於外周N2受體，如筒箭毒鹼)，但因毒副作用較大，臨床上很少應用。最近新研製一種抗膽鹼能葯鹽酸戊乙奎醚(又稱長效托寧)，對中樞MR(M膽鹼受體)、NR(N膽鹼受體)和外周MR均有作用，作用比阿托品強，選擇性作用於M1、M3受體亞型，而對M2受<br>體亞型作用極弱，因此心率增快的副作用小，作用時間較長，生物半衰期約6~8h。
中毒酶重活化劑，主要為肟類重活化劑，此類葯物可使被有機磷農葯抑制的ChE恢復活性，亦作用於外周N受體，拮抗外周N症狀。有下列幾種：（1）氯解磷定(氯磷定，PAM—C1)一重活化作用強，毒性小，水溶性大，可供靜脈注射，亦可供肌內注射，市場有售，是我國目前最好的重活化劑。（2）碘解磷定(解磷定，PAM-1)一重活化作用較差，毒性小，水溶性小，只可供靜脈注射，市場有售，是我國次選的重活化劑。（3）甲磺磷定一為解磷定的甲磺酸鹽，水溶性小，僅供靜脈注射，我國尚未上市，主要在英國使用。（4）雙復磷(DM04)一重活化作用強，毒性較大，水溶性大，可供靜脈注射，亦可供肌內注射。但目前國內尚未上市，多見於歐洲各國。（5）雙解磷(TMB4)一重活化作用最強，毒性大，水溶性大，可供肌內注射。因對肝臟毒性大，我國已取締其使用，而仍用於美國及北約組織國家。（6）HI6-重活化作用強，對多種有機磷(包括難治性神經性毒劑梭曼)抑制的膽鹼酯酶有重活化作用，毒性小，水溶性大，但水溶液不穩定。尚未廣泛應用於臨床。
復方制劑，是為了在戰地對有機磷類化學毒劑(神經性毒劑)中毒的傷員進行戰地急救，將生理拮抗劑與中毒酶重活化劑聯合組成復方，稱為神經毒急救針劑。急救針劑系根據有機磷毒物中毒救治的治療原則(見後)，選用了較好的(葯效學與葯物動力學)葯物組成，不但對神經性毒劑中毒有較好的療效，且對有機磷農葯中毒的療效也非常顯著。國外如前華約組織國家的NEMICOL復方制劑(含阿托品、苯那辛及雙復磷)和北約組織國家的TAB復方制劑(含雙解磷、阿托品及苯那辛)。國內有解磷注射液(含阿托品、苯那辛及氯磷定)和苯克磷注射液(含苄托品、丙環定及雙復磷)。