第二节 农药在人体内转运方式的类型
生物转运是农药或环境污染物经各种途径和方式同机体接触而被吸收、分布和排泄等的过程的总称。这些过程都有类似的机理，即农药或环境污染物在被机体吸收、分布和排泄的每一过程都需要透过细胞的膜结构。细胞膜包括细胞外层的细胞膜（质膜），细胞内的内质网膜、线粒体膜和核膜等，这些膜也称为生物膜。一般生物膜由脂质分子和蛋白质分子组成。脂质分子主要是磷脂类。其亲水的磷酸部分和碱基部分，向着膜的外表面；疏水的脂肪酸部分，向着膜的中心。蛋白质分子镶嵌在脂质分子层内，疏水性氨基酸多在膜内；亲水性氨基酸则露在膜外。许多农药或环境污染物的毒作用，往往与生物膜这种结构直接有关。有些环境污染物的专一性受体，就是生物膜上的某些特殊蛋白质。例如有机磷化合物的专一性受体是生物膜表面上的乙酰胆碱酯酶。
污染物透过细胞膜的方式：接触机体的环境污染物透过生物膜的生物运转过程，主要分为被动转运和特殊转运两种形式。
（一）被动转运
被动转运（passive transport）特点是生物膜不起主动作用，不消耗细胞的代谢能量。这种转运形式包括简单扩散和滤过两种方式。
1.简单扩散
外源化学物大部分是具有一定脂溶性的大分子有机化合物，可首先溶解于膜的脂质成分而后扩散到另一侧。简单扩散（simple diffusion）过程可受下列因素的影响：
（1）生物膜两侧的浓度差 浓度差越大，扩散越快。如氧的气体分子由肺泡及毛细血管进入血液和CO2由血液进入肺泡细胞的过程，主要靠浓度差起作用。
（2）外源化学物在脂质中的溶解度 溶解度可用脂/水分配系数表示，即一种物质在脂相和水相的分配已达到平衡状态时的分配率比值称为脂/水分配系数。脂/水分配系数越大，越容易在脂肪中溶解，也越易透过生物膜。但由于生物膜中还含有水相，在生物转运过程中，外源化学物既要透过脂相，也要透过水相，因此脂/水分配系数在1左右者，更易进行简单扩散。
（3）外源化学物的电离状态 化合物分子在水溶液中分解成为带电荷离子的过程称为电离。离子型的化合物不易透过生物膜的脂质结构区。而化合物的电离状态既受其本身的电离常数（电离部分与未电离部分平衡时的常数）的影响，也受其所在溶液的pH影响。弱酸性化学物在酸性介质中非离子型多，在碱性介质中离子型多；弱碱性化学物在酸性介质中离子型多，而在碱性介质中非离子型多。
这一关系可用下式表示：
弱酸性化学物：［离子型］/［非离子型］ =10pH－pKa。
弱碱性化学物：［离子型］/［非离子型］ =10pKa－pH。
pKa是化学物在溶液中50%离子化的pH，为化学物固有定值。例如在pH 1的介质中，苯甲酸完全不电离，最易透过生物膜，pH 4则50%电离；在pH 7的介质中完全电离，不能透过生物膜。
2.滤过
滤过（filtration）是水溶性物质随同水分子经生物膜的孔状结构而透过生物膜的过程。凡分子大小和电荷与膜上孔状结构相适应的溶质皆可滤过转运，转运的动力为生物膜两侧的流体静压梯度差和渗透压差。此种孔状结构为亲水性孔道，不同组织生物膜孔道的直径不同。肾小球的孔道直径较大，约为70nm，分子量为60000以上的蛋白质分子不能透过，较小的分子皆可透过。肠道上皮细胞和肥大细胞膜上孔道直径较小，约为0.4nm，分子量小于200的化合物方可以通过。一般细胞孔道直径在4nm以下，所以除水分子可以通过外，有些无机离子和有机离子等外源化学物，亦可滤过。
（二）特殊转运
特殊转运（special transport）指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选择性和主动性，生物膜主动选择某种机体或由机体排出的物质进行的转运。特殊转运分主动转运、促进扩散和膜动转运。
1.主动转运
主动转运（active transport）的主要特点是可逆浓度梯度进行转运，转运过程消耗能量。能量来自细胞代谢活动所产生的代谢能（ATP）的释放。许多外源化学物的代谢产物经由肾脏和肝脏排出，主要是借助主动转运。机体需要的某些营养物质，例如某些糖类、氨基酸、核酸和无机盐等由肠道吸收进入血液的过程，必须通过主动转运逆浓度梯度吸收。
2.促进扩散
促进扩散（facilitated diffusion）的特点是需要载体，是顺浓度梯度由高浓度向低浓度而且不需要细胞供给能量的扩散性转运。葡萄糖、某些氨基酸、甘油、嘌呤碱等亲水化合物，由于不溶于脂肪，不能借助简单扩散进行转运，所以可在具有特定载体和顺浓度梯度的情况下进行转运。
3.膜动转运
膜动转运（cytosis）是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量。在一些大分子颗粒物质被吞噬细胞由肺泡去除或被肝和脾的网状内皮系统由血液去除的过程中起主导作用。
膜动转运又可分为胞吞作用（endocytosis）和胞吐作用（exocytosis）。前者是将细胞表面的颗粒物转运入细胞的过程。后者是将颗粒物由细胞内运出的过程。胞吞和胞吐是两种方向相反的过程。在胞吞作用中如果被摄入的物质为固体则称为吞噬（phagocytosis），如为液体则为胞饮（pinocytosis）。入侵机体细胞的细菌（含死亡的细菌）、病毒、组织碎片、铁蛋白、偶氮色素都可通过吞噬作用被细胞清除。所以胞吞和胞吐作用对体内外源化学物或异物的清除转运具有重要意义。