苯在生物体内的可能代谢途径
苯主要通过呼吸道吸入(47-80%)、胃肠及皮肤吸收的方式进入人体。一部分苯可通过尿液排出,未排出的苯则首先在肝中细胞色素P450单加氧酶作用下被氧分子氧化为环氧苯(7-氧杂双环[4.1.0]庚-2,4-二烯)。环氧苯与它的重排产物氧杂环庚三烯存在平衡,是苯代谢过程中产生的有毒中间体。接下来有三种代谢途径:与谷胱甘肽结合生成苯巯基尿酸;继续代谢为苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、偏苯三酚、邻苯醌、对苯醌等,以葡萄糖苷酸或硫酸盐结合物形式排出;以及被氧化为已二烯二酸。乙醇和甲苯可以降低苯的毒性。
含有苯环,所以是芳香化合物苯酚是一种常见的酚类物质。苯酚的好氧降解是将苯酚分解为邻苯二酚,邻苯二酚由邻位和间位途径经环裂解,最后形成三羧酸循环中间物。厌氧代谢的第一步是将苯酚羧化为4-羟基苯甲酸。苯酚的降解基因通常成簇排列,位于大质粒上或染色体上。
芳香族化合物(aromatic compounds )是一种碳氢化合物,历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香族化合物。芳香族化合物在高中阶段一般是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,但现代芳香族化合物存在不含有苯环的例子。芳香族化合物均具有“芳香性”。
但根据气味分类并不科学,现代芳香族是指碳氢化合物分子中至少含有一个带离域键的苯环,具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质(称芳香性,aromaticity)的一类有化合物。
如苯、萘、蒽、菲及其衍生物。苯是最简单、最典型的代表。它们容易发生亲电取代反应、对热比较稳定,主要来自石油和煤焦油。
有些分子中虽然不含苯环但也具有与苯相似的芳香性的化合物,称为非苯芳香化合物,如草盐、薁等。
先来看苯的生物转化:
苯先在CYP450的作用下转化成苯氧化物,苯氧化物再转化成苯酚,苯酚能变成邻苯二酚和对苯二酚,邻苯二酚最终能代谢成邻苯醌和1,2,4-三羟基苯,对苯二酚最终能代谢成对苯醌和1,2,4-三羟基苯;再回到苯氧化物,苯氧化物在谷胱甘肽酰-S-环氧化物转移酶的作用下会生成1-谷胱甘肽酰-2-羟基-3,5-环己二烯,另外也有研究表明黏康酸也可能是一种最终的代谢产物
苯的代谢发生在肝脏,但通过血液运送至骨髓
苯的这些代谢产物可以与生物某些组织的DNA发生共价结合形成DNA加合物,但是这种加合物水平很低,所以还不足以完全解释苯致白血病的效应
骨髓组织中的过氧化物酶把苯的中间代谢产物酚继续代谢为醌,半醌自由基形成过程中可产生大量的反应活性氧,这会导致DNA链的断裂和破碎引起细胞死亡或凋亡,此影响会导致造血反应失常和肿瘤的发生
苯的致癌机理还需要更多的研究来阐明,但说带苯环的就致癌那真是整个芳香族都躺枪了
关于二甲苯的危害
对环境的影响:
一、健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收.
健康危害:对皮肤、粘膜有刺激性,对中枢神经系统有麻醉作用.
急性中毒:短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊.重症者可有躁动、抽搐、昏迷.
慢性中毒:长期接触可发生神经衰弱综合征,肝肿大,女工月经异常等.皮肤干燥、皲裂、皮炎.
二、毒理学资料及环境行为
毒性:属低毒类.
急性毒性:LD505000mg/kg(大鼠经口);LC5012124mg/kg(兔经皮);人吸入71.4g/m3,短时致死;人吸入3g/m3×1~8小时,急性中毒;人吸入0.2~0.3g/m3×8小时,中毒症状出现.
刺激性:人经眼:300ppm,引起刺激.家兔经皮:500mg,中度刺激.
亚急性和慢性毒性:大鼠、豚鼠吸入390mg/m3 ,8小时/天,90~127天,引起造血系统和实质性脏器改变.
致突变性:微核试验:小鼠经口200mg/kg.细胞遗传学分析:大鼠吸入5400?g/m3,16周(间歇).
生殖毒性:大鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):1.5g/m3,24小时(孕1~18天用药),致胚胎毒性和肌肉发育异常.小鼠吸入最低中毒浓度(TCL0):500mg/m3,24小时(孕6~13天用药),致胚胎毒性.
代谢和降吸收在体内的甲苯,80%在NADP(转酶II)的存在下,被氧化为苯甲醇,再在NAD(转酶I)的存在下氧化为苯甲醛,再经氧化成苯甲酸.然后在转酶A及三磷酸腺苷存在下与甘氨酸结合成马尿酸.所以人体吸收和甲苯16%-20%由呼吸道以原形呼出,80%以马尿酸形式经肾脏而被排出体外,所以人体接触甲苯后,2小时后尿中马尿酸迅速升高,以后止升变慢,脱离接触后16-24小时恢复正常.一小部分苯甲酸与葡萄醛酸结合生成无毒物.甲苯代谢为邻甲苯酚的量不到1%.在环境中,甲苯在强氧化剂作用或催化剂存在条件中与空气作用,都被氧化为苯甲酸或直接分解成二氧化碳和水.
残留与蓄积:据WHO1983年报道,甲苯约有80%的剂量人人和兔的尿口以马尿液(苯甲酰甘氨酸)形式被排泄,而剩余物的绝大部分则被呼出.这些作者还报告,0.4%~1.1%的甲苯以邻甲酸被排泄.加一研究表明,主要代谢产物马尿酸从尿中迅速排出,在通常职业性接触条件下,马尿酸在接触终止24小时后几乎全部被排出.但由于每天工作中要重复接触8小时,继以16小时的不接触间隙,在工作周中马尿酸可能有一些蓄积,周末以后,马尿酸的浓度恢复至接触前的水平.政党代
尿酚是苯在尿中的代谢产物。苯在肝脏内氧化为酚和其它代谢产物。尿酚的排出量可反映接触苯的程度,但在停止接触后24-28小时即恢复正常,故应在下班时收集尿液进行测定。