环境生物学污染物对生物的影响VIP免费

第二章污染物对生物的影响本章将讨论以下内容：•污染物在生物化学和分子水平上的影响•污染物在细胞和器官水平上的影响•污染物在个体水平上的影响•污染物在种群和群落水平上的影响•化学污染物对生物的联合作用2.1污染物在生物化学和分子水平上的影响•生物系统的各级生物学水平：生物分子细胞器细胞组织器官器官系统个体种群群落生态系统污染物进入机体后导致的生物化学变化包括：防护性生化反应和非防护性生化反应作用类型例子后果防护性混合功能氧化酶的诱导加快新陈代谢，生成水溶性代谢物，从而加速排泄金属硫蛋白的生成增加对金属的束缚速度，从而降低金属的生物利用率非防护性乙酰胆碱酯酶的抑制作用50％以上因抑制而产生可见的毒性效应DNA加合物的生成若导致突变会发生损害作用表2－1对污染物的防护性和非防护性生化反应2.1.1污染物对生物机体酶的影响•什么是酶（enzyme）？–酶是一种特殊的蛋白质，在生物体内对代谢活动起催化作用，本身不发生变化。受酶作用的物质称为基质（底物），在酶作用下的反应称为酶促反应。•酶和污染物的相互作用–污染物进入机体后，一方面在酶的催化下，进行代谢转化，另一方面也导致体内酶活性改变，影响酶的数量和活性。–另外有些环境污染物对酶有诱导作用。目前已发现多种环境污染物能诱导生物体内一些酶的活性增加，例如：有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、表面活性剂、增塑剂和染料中间体等，均可对酶产生诱导作用。•1污染物对酶辅助因子的影响–一些污染物能与酶的辅助因子——金属离子作用，从而使辅助因子失活，影响到酶的活性。–例如：氰化物等能与细胞色素酶中的铁离子结合，形成稳定络合物，而抑制细胞色素的酶活性，使其不能传递电子，则细胞内的氧化代谢过程中断，使机体不能利用氧，出现内窒息性缺氧。•2对酶活性中心的影响–污染物还能和酶的其它活性基团结合，如汞和砷与某些酶的活性基团结合就很牢固，从而使酶失去活性。•3破坏酶的结构–有些污染物能够取代酶分子中的某些成分，从而使酶失去活性。如铍的毒作用机理就是能取代某些酶分子中的镁和锰，破坏了酶的正常结构，使酶失去活性。污染物对生物体内酶的影响•4与酶激活剂作用–有些酶需要激活剂才能表现活性。酶激活剂往往是金属离子，凡是能与激活剂作用的污染物都能抑制酶的活性。•5污染物与基质竞争同种酶而抑制酶的作用–污染物与底物有相似的结构，也能酶形成复合物，从而竞相和酶发生作用。•酶的抑制–不可逆性抑制–非竞争性抑制–竞争性抑制混合功能氧化酶（MFO）•混合功能氧化酶（MFO）–MFO是污染物在体内进行生物转化相I过程中的关键酶系，它们对人工化学品解毒发挥了重要作用。–MFO引起的生物转化的反应特征相同，但底物、产物的化学特性差别很大，即具有多种催化功能。•混合功能氧化酶（MFO）的作用–MFO存在于所有的脊椎动物和大部分的无脊椎动物中，其作用是代谢非极性的亲脂性有机化合物，包括内源性化合物和外源性化合物。–从解毒作用来看，许多外源性化合物进入体内，经MFO作用后发生各种变化，大多数被转化成低毒易溶的代谢产物排出体外。但有的则变成高毒甚至致癌物。抗氧化防御系统酶•活性氧（ActiviatedOxygen）–带有2~3个电子的分子氧还原产物，主要有：·OH、O2、H2O2•活性氧的控制和消除–由体内产生的活性氧可为抗氧化防御系统控制，消除活性氧对机体的伤害作用。–某些污染物如多环芳烃、多氯联苯可在生物体内进行生物转化时产生大量活性氧。在一定范围内，这些活性氧可被体内的抗氧化防御系统清除，但当体内的抗氧化防御系统不能消除这些活性氧时，它们可使DNA链断裂、脂质过氧化、酶蛋白失活等，从而引起机体氧化应激或氧毒性。•抗氧化防御系统酶–超氧化物歧化酶（SOD）–谷胱甘肽氧化酶（GPx）–过氧化氢酶（Ct）2.1.2污染物对生物大分子的影响污染物对生物大分子的影响主要表现在以下方面：•干扰正常的受体——配体的相互作用–受体（receptor）是许多组织细胞膜上的大分子成分，配体（ligand）是生物体内的一些具有生物活性的化学物。正常情况下，受体与配体结合形成受体－配体复合物，产生一定的生物学效应。...