機器基礎計算模型

[拼音]：shengwu zhuanyun

[英文]：bio-transport

環境汙染物經各種途徑和方式同機體接觸而被吸收、分佈和排洩等過程的總稱。這些過程都有類似的機理，即環境汙染物在被機體吸收、分佈和排洩的每一過程都需要通過細胞的膜結構。細胞膜包括細胞外層的細胞膜(質膜)、細胞內的內質網膜、線粒體膜和核膜等，這些膜也稱為生物膜。一般生物膜由脂質分子和蛋白質分子組成。脂質分子主要是磷脂類。其親水的磷酸部分和鹼基部分，向著膜的內外表面；疏水的脂肪酸部分，向著膜的中心；蛋白質分子鑲嵌在脂質分子層內；疏水性氨基酸多在膜內；親水性氨基酸則露在膜外。許多環境汙染物的毒作用，往往與生物膜這種結構直接有關。有些環境汙染物的專一性受體，就是生物膜上的某些特殊蛋白質。例如有機磷化合物的專一性受體是生物膜表面上的乙醯膽鹼酯酶。

汙染物透過細胞膜的方式

接觸機體的環境汙染物透過生物膜的生物轉運過程，主要分為被動轉運和特殊轉運兩種形式。

（1）被動轉運。其特點是生物膜不起主動作用，不消耗細胞的代謝能量。這種轉運形式包括簡單擴散和濾過兩種方式。簡單擴散過程是環境汙染物由生物膜的高濃度一側，透過生物膜向低濃度一側轉運，這是脂溶性有機化合物的主要轉運方式。濾過過程是環境汙染物通過生物膜上的親水性孔道的轉運過程，親水性孔道由生物膜中蛋白質分子的親水性氨基酸組成，直徑小的約為4埃(如腸道上皮細胞)，直徑大的為40埃（如腎小球和毛細血管上皮細胞）。濾過是分子直徑小於生物膜親水性孔道直徑的水溶性化合物的主要轉運方式。

（2）特殊轉運。其特點是具有特定結構的環境汙染物和生物膜中的蛋白質構成的載體形成可逆性複合物進行轉運，生物膜有主動選擇性。這種轉運形式包括主動轉運和易化擴散兩種形式。主動轉運是環境汙染物由生物膜低濃度一側逆濃度梯度向高濃度一側轉運，這種轉運需要消耗細胞代謝能量，是水溶性大分子化合物的主要轉運形式。易化擴散也稱促進擴散或載體擴散，是環境汙染物與生物膜的載體結合，由生物膜高濃度一側向低濃度一側轉運。這種轉運不能逆濃度梯度，也不消耗細胞代謝能。

汙染物的吸收

接觸機體的環境汙染物通過多種途徑透過生物膜進入血液的過程。吸收的途徑主要經面板、肺和胃腸道。面板是人體的一道相當良好的屏障，能將環境汙染物隔絕於體外，但也有不少有毒的環境汙染物可通過面板被吸收，引起全身性中毒。肺的肺泡上皮細胞層極薄，表面積大，血管豐富，許多氣體、揮發性液體和氣溶膠，特別是脂溶性的環境汙染物能通過簡單擴散的方式被肺迅速和完全地吸收。胃腸道更是環境汙染物的主要吸收途徑，其方式也是簡單擴散，少數是主動轉運。分子量較小、不易溶於脂質而溶於水的環境汙染物可通過小腸上皮細胞上直徑為 4埃的親水性孔道被吸收。小腸是腸、胃道中重要的吸收部位。

汙染物的分佈

環境汙染物隨血液或其他體液的流動，分散到全身各組織細胞的過程。有些環境汙染物進入血液後，一部分可以和血漿蛋白質（主要是白蛋白）結合，而不易透過生物膜；另一部分呈遊離狀態，可以到達一定的組織細胞，呈現某種生物學作用。環境汙染物和血漿蛋白質的結合是可逆的，在一定條件下，可以轉變成遊離狀態。這種結合狀態和遊離狀態呈動態平衡，它們的毒理學作用也是不同的。

被吸收的環境汙染物，有些可在脂肪組織或骨組織中蓄積和沉積。如鉛有90％沉積在骨骼中;DDT和六六六等有機氯化合物則大量蓄積在脂肪組織中。在脂肪或骨骼中沉積的環境汙染物，一般對機體的毒性作用較小，但在一定的條件下，可被重新釋放，進入全身迴圈中。例如當飢餓時，體內的儲備脂肪便會重新分解代謝，而蓄積在脂肪中的有機氯化合物，也隨之遊離出來。體內還存在一些能阻止或減緩外來汙染物由血液向組織器官分佈的屏障，如血腦屏障和胎盤屏障等。它們可以分別阻止或減緩環境汙染物由血液進入中樞神經系統和由母體透過胎盤進入胎兒體內。這是人體的一種防禦功能。動物出生時，血腦屏障尚未完全建立，因此有許多環境汙染物，對初生動物的毒性比成年動物高。例如鉛對初生大鼠引起的一些腦病變，在成年動物的腦中並不出現。