W3——生物转运转化
[目的要求]
1．掌握：化学毒物在体内生物转运的过程，化学毒物进入和排出机体的主要途径及主要影响因素，化学毒物在机体内的生物转化形式、特点；
2．熟悉：外源化学物在体内通过生物膜的方式，影响外源化学物在体内生物转运的因素及生物转运的毒理学意义，和毒物代谢酶的诱导和抑制，细胞色素P450酶系的催化机制；
3．了解：毒物动力学研究和分析的基本过程及毒物动力学的主要参数
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概述
化学毒物的体内动态过程
毒物对机体的毒性作用一般取决于两个因素：
•毒物的固有毒性和接触量
•毒物及其代谢产物到达作用部位的效率
化学毒物和机体之间的相互作用从机体接触化学毒物开始，经过
吸收(absorption) →分布(distribution) →生物转化即
代谢(metabolism) →排泄(excretion) 过程，是机体对化学毒物进行一系列处置(disposition) 的过程
ADME过程：absorption, distribution, metabolism, excretion
（吸收、分布、代谢、排泄）
生物转运(biotransportation)
•化学毒物的吸收、分布和排泄的过程，化学毒物穿越生物膜的过程，本身结构和性质不发生改变，即化学毒物在体内量改变的过程
生物转化(biotransformation)
•化学毒物经酶催化后化学结构和理化性质均发生改变的代谢过程，即化学毒物在体内质改变的过程
消除(elimination)
•代谢过程与排泄过程使得原物质在体内的数量减少
毒物动力学(toxicokinetics)
•研究化学毒物的数量在ADME过程中随时间变化的动态规律。通过建立数学模型，计算各项动力学参数，定量描述机体对于化学毒物进行处置的特征
（近似药代动力学）
第一节 化学毒物在体内的生物转运
一、化学毒物跨膜转运
生物膜(biomembrane)
生物转运包括吸收、分布与排泄等过程
生物转运的实质是化学毒物多次通过生物膜的过程
生物膜定义及功能：
•将细胞或细胞器与周围环境分隔开的一层半透膜
•功能：将细胞或细胞器与周围环境隔离；保持细胞或细胞器内部理化性质的稳定；选择地允许或不允许某些物质通过，主动摄入或排出一些物质
化学毒物通过生物膜的方式
被动转运
1、简单扩散
•脂溶扩散，是大多数化学毒物通过生物膜的方式，不消耗能量，不需要载体，不受饱和限速与竞争性抑制影响
（必须有脂溶性）
影响因素：
•生物膜两侧浓度梯度差
•化学毒物的脂溶性，可以脂/水分配系数来表示，即化学毒物在脂相和水相之间的分配达到平衡时，其在脂相和水相中浓度的比值(脂相中的浓度/水相中的浓度)。脂水分配系数越大，越容易透过生物膜而进行扩散
•化学毒物的解离状态。呈离子状态的化学毒物不易通过生物膜；反之，非解离状态的化学毒物则容易透过
弱酸/碱的解离程度决定于本身的解离常数(pK)和所处介质中的酸碱度(pH)
小结（重点）
简单扩散方式不消耗能量，不需载体，不受饱和限速与竞争性抑制的影响
简单扩散方式的条件：
•膜两侧存在浓度梯度
•化学毒物有脂溶性
•化学毒物是非解离状态（离子形式具有低的脂溶性，不易通过膜脂质）
2、滤过（filtration）
滤过是化学毒物透过生物膜上亲水性孔道的过程。大量的水可借助渗透压梯度和液体静压作用通过孔道进入细胞，化学毒物以水为载体，随之而被动转运
不同的膜通道大小存在差异，多数细胞中通道小（<4nm）仅允许分子量不超过几百的分子通过，肾小球孔道大（70nm）,允许比白蛋白（分子量60000）分子量低的物质通过
特殊转运
化学毒物借助载体或特殊转运系统而发生的跨膜运动
1、主动转运
不溶于脂质的亲水性化合物由低浓度处透过生物膜向高浓度处移动并消耗能量的过程
载体往往是生物膜上的蛋白质，可与被转运的化学毒物形成复合物而转运至膜的另一侧，然后释放化学毒物，载体回到原处，并继续第二次转运
在毒理学上，主动转运方式对于被吸收后的化学毒物在体内不均匀分布及由肾、肝排泄过程特别重要
主要特点：
•特异选择性，物质具有某种结构特征
•可以饱和，存在转运极限（载体既然是生物膜的组成成分，所以有一定的容量；当化合物浓度达到一定程度时，载体可以饱和，转运即达到极限）
•存在竞争性抑制（如果两种化合物基本结构相似，在生物转运过程中又需要同一转运系统，两种化合物之间可出现竞争，并产生竞争抑制）
•可逆浓度梯度转运，故消耗一定的代谢能量
2、易化扩散
在载体蛋白的帮助下，水溶性的小分子物质顺浓度梯度的扩散，如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等
化合物与膜上的蛋白质或酶构成的载体结合（与主动转运相同），只能由高向低转移，它不需消耗能量
膜动转运
指细胞与外界环境之间进行的某些颗粒物或大分子物质的交换过程，以转运时生物膜的形态发生变化为特征。具选择性并消耗能量
•胞吞作用：吞噬作用（固体）和胞饮作用（可溶性物质或液体）
•胞吐作用
二、吸收
概念：
吸收（absorption） 是指化学毒物从机体的接触部位透过生物膜进入血液的过程
化学毒物主要通过消化道、呼吸道和皮肤吸收。试验中还采用腹腔注射、静脉注射、肌肉注射和皮下注射等特殊的染毒途径
胃肠道
经胃肠道吸收：
是化学毒物的主要吸收途径之一
多数为简单扩散。主动转运，滤过，吞噬，胞饮
毒物的吸收可发生于整个胃肠道，甚至是在口腔和直肠中，但主要是在小肠，其次是胃
经胃肠道吸收方式
1、简单扩散
•非解离状态、脂溶性高易于吸收
•取决于化学毒物的解离常数pKa、胃肠道腔内pH：弱酸性物质在胃内(pH2)主要呈非解离状态，脂溶性大，主要在胃和十二指肠内吸收；弱碱性物质在胃内呈解离状态难以吸收，在小肠(pH接近于7)主要呈非离解状态，因此易被吸收。
碱化尿液（促进部分弱酸性物质排出）
分子量较小的水溶性化学毒物可经膜孔滤过
2、主动转运
•某些化学毒物可以通过相同的特殊转运系统吸收。氟尿嘧啶通过嘧啶转运系统吸收，铊、钴和锰通过铁转运系统吸收，铅通过钙转运体吸收。某些二肽和寡肽转运体在含有β-内酰胺结构的药物的主动吸收中发挥重要的作用
一些颗粒物质和液滴可通过吞噬或胞饮作用进入小肠上皮细胞
影响胃肠道吸收因素
消化道内容物的数量和性质
胃肠的蠕动和排空速度
肠道菌群
主动转运蛋白可减少外源化学物的吸收，如多药耐受转运体(mdr)定位于肠细胞，当mdr的底物进入肠细胞时，可被排回到肠腔，不易从胃肠道吸收
首过消除（first pass elimination）
经胃肠道吸收的化学毒物通过门静脉系统到达肝脏，进行生物转化后，再进入体循环。可以使得通过体循环到达靶器官的化学毒物原形数量减少，明显影响其所致毒作用的强度和性质
呼吸道
经呼吸道吸收
气态物质(气体和蒸气)，气溶胶形式
是生产性毒物进入机体的主要途径，其吸收以肺为主
持续性接触
对肺组织细胞直接作用，直接进入体循环，未经肝脏代谢转化，吸收迅速
1、气态物质（气体和蒸汽）
•以气体和蒸气存在的化学物，达到肺泡后主要经过被动扩散，通过肺泡壁吸收入血液
•吸收与作用的部位：浓度和脂溶性（NH3；NO2）
•吸收速度的快慢：肺泡和肺毛细血管的浓度差（分压差）
•肺通气量和经肺血流量对于维持分压差有重要意义。两者越大越有利于吸收
2、血/气分配系数
•在饱和状态时，气体在血液中的浓度(mg/L)与在肺泡气中浓度(mg/L)之比。血/气分配系数越大，即溶解度越高，表示该气体越易被吸收
3、气溶胶（aerosol）
•定义：指固体或/和液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系，其中的气体介质称为连续相，微粒称为分散相，其成分复杂，大小不一
•雾：水滴－气体；烟、飘尘：固体颗粒－气体
•雾的吸收与气态物质相似，主要受脂溶性和吸入浓度的影响
•烟和粉尘的颗粒直径的大小与其到达呼吸道的部位关系密切
•可溶性颗粒很快被吸收入血引起中毒
不溶性颗粒则可引起肺尘埃沉着病
4、烟和粉尘
•≥5μm，鼻咽部；
• 2-5 μm，肺的气管支气管区域
•1μm及以内，可达肺泡
皮肤
经皮肤吸收
指化学毒物透过完整皮肤进入血液的过程。
皮肤经常与外界化学物接触，是一道非常紧密的屏障，大多数化学毒物不易透过，但是确有一些化学毒物可经皮肤吸收，足以引起中毒
经皮肤吸收主要机理是简单扩散，扩散速度与很多因素有关。
在穿透阶段主要有关因素是化学毒物分子量的大小、角质层厚度和化学毒物的脂溶性。非极性物质通过的速度与脂溶性成正比，与分子量成反比
人体不同部位皮肤对化学毒物的通透性不同：
阴囊 > 腹部 > 额部 > 手掌 > 足底
其他途径
静脉注射：化学毒物直接进入血液，进入体循环，分布到全身
腹腔注射：丰富的血流供应和相对广大的表面积，化学毒物的吸收迅速
皮下或肌肉注射：局部吸收，吸收较慢，可直接进入体循环
三、分布
概念
化学毒物通过吸收进入血液和体液后，随血流和淋巴液分散到全身各组织的过程称为分布（distribution）
器官或组织的血流量和对化学毒物的亲和力是影响化学毒物分布的最关键的因素
在初始分布阶段，血液灌注高的器官（心肝肾），化学毒物浓度高。但随时间延长，分布受到化学毒物经膜扩散速率和器官组织对化学毒物的亲和力的影响，引起化学毒物的再分布（redistribution）
再分布
有些毒物不易通过细胞膜而使其分布受限，仅存在于血液中；
有些毒物可迅速通过细胞膜而分布在全身；
有些毒物因为蛋白结合、主动转运或高度脂溶性而在机体的某些部位蓄积 例：铅-骨骼
化学毒物在组织器官中的贮存
进入机体内的化学毒物常出现在特定器官蓄积的现象。靶器官常有蓄积现象，靶器官以外的蓄积现象也不少见。
凡是化学毒物蓄积的部位均可认为是贮存库(storage depot) 。贮存库中的化学毒物总是与血浆中的游离型保持动态平衡。有蓄积的化学物可有很长的生物半衰期
血浆蛋白作为贮存库
血浆中各种蛋白均有结合其他化学物质的功能。不同的化学毒物与血浆蛋白质结合的量不同，白蛋白的结合量最高。结合型化学毒物由于分子量增大，不能跨膜转运，暂无生物效应，不被代谢排泄，可延缓消除过程和延长化学毒物的毒作用
化学毒物与血浆蛋白结合是暂时、可逆的，与血浆中游离型化学毒物形成动态平衡。当游离型分布到其他组织或排出体外，血浆浓度降低，结合型与血浆蛋白分离，成为游离型。且结合能力饱和时，继续暴露化学毒物，血浆中游离型化学毒物增高，毒性增强
例： 1. 保泰松置换双香豆素 → 出血
2. 磺胺药置换胆红素 → 核黄疸
3. 血浆蛋白量、质↓ → 易中毒
肝和肾作为贮存库
肝和肾对多数化学毒物有很高的结合能力。肝脏和肾脏可消除化学毒物，也有一定的蓄积作用。 这些组织细胞中含有一些特殊的结合蛋白
脂肪组织作为贮存库
脂溶性高的化学毒物，如多氯联苯类(PCB)和有机氯农药如滴滴涕(DDT)和林丹(HCH)等，又由于不易被机体代谢，所以进入体内后容易储存在脂肪组织
当机体大量接触这些化学物时会引起急性的中枢神经系统损伤，此时向脂肪组织的蓄积有一定的缓和作用。（缓解中枢神经受伤）
但是，DDT、HCH和PCB等在禁止使用多年以后，依然可在体内脂肪中检测出微量存在，说明它们一旦进入体内，再从体内消除就需要很长的时间。这些化学物从脂肪组织向血液中释放的再分布情况不容忽视 （排出困难）
骨骼作为贮存库
骨骼也可作为许多外来化合物的贮存沉积场所。
铅可取代骨骼中的钙，被机体吸收的铅有90%沉积于骨骼中，对机体危害相对较小。但在一定条件下，可游离释放，进入全身循环，对机体造成损害
铅、氟、锶和镉等可在骨蓄积
•有害： 氟蓄积量大时可能妨碍骨组织对钙等元素的摄取，造成骨的明显损害(氟骨症)。放射性锶：骨肉瘤
•无害：铅在体内90％以上蓄积于骨，但骨不是靶器官
血-脑屏障（特殊屏障）
血-脑屏障（blood-brain barrier, BBB）是由毛细血管内皮细胞和星形胶质细胞组成的
形成BBB的重要性在于保障血液和脑之间正常的物质交换和阻挡非脑营养物质进入脑组织。并非是对化学毒物进入中枢神经系统的完全屏障，仅表现为较身体其他多数部位的通透性小
化学毒物经BBB的转运主要是以简单扩散的方式，脂溶性，解离度，分子量
甲基汞通过BBB的氨基酸转送载体进入脑内，是造成中枢神经系统中毒的重要原因。在新生儿阶段BBB还没有完成形成，所以新生儿的脑组织容易受到外源化学物的影响 水俣病
胎盘屏障（特殊屏障）
由胎盘形成的屏障调控妊娠母体和胎儿之间的物质交流（提供胎儿营养素，处理胎儿代谢废物）
非离子型、脂溶性高和分子量小的化学毒物容易通过
虽有“胎盘屏障”的概念，但至今还没有肯定胎盘在防止毒物从母体进入胚胎的特殊作用。进入母体的化学毒物可经胎盘转运引起胎儿危害，如药物反应停引起的海豹畸形胎儿事件和由环境甲基汞污染引起的胎儿性水俣病
另外，经胎盘屏障有些致癌物如多环芳烃类和雌激素等也可能引起胎儿远期危害
简单扩散：大部分毒物；
主动转运：与内源性嘌呤和嘧啶结构类似的抗代谢物
生物转化：防止某些有毒物质到达胎体
胎体不同组织中毒物的浓度取决于胎体组织富集毒物的能力
四、排泄
概念
排泄（excretion） 是化学毒物及其代谢产物向机体外转运的过程。
毒物主要经肾脏（尿）、经粪便和经肺（呼气）排出。还可随各种分泌物，如汗、唾液、泪水和乳汁等排出
经肾脏（尿）排泄
肾脏排泄化学毒物的效率极高，也是最重要的排泄器官。经此途径排出的化合物比其他途径要多。许多化学毒物从尿中排泄之前，必须经过生物转化变成水溶性更大的物质
主要排泄机制：肾小球滤过；肾小管重吸收；肾小管分泌
经粪便排泄
混入食物的化学毒物：化学毒物未吸收的部分与未消化吸收的食物混合，随粪便排泄。
随胆汁排出的化学毒物：血循环中化学毒物进入胃肠道的最主要的机制
肠道排泄的化学毒物：生物转化速度低和(或)肾或胆汁清除少的化合物的主要排泄途径
肠道菌群
由胆汁进入肠道后的结局
•随粪便排出（上有）
•肠肝循环（enterohepatic circulation）：由于肠液或细菌的酶催化，葡糖醛酸结合物和硫酸结合物被水解，脂溶性增加而被肠道重吸收，返回肝脏，形成肠肝循环，使其从肠道排泄的速度显著减慢，生物半衰期延长，毒作用持续时间延长
经肺排泄
在体温下主要以气相存在的物质主要通过肺排出。挥发性液体与其气相在肺泡处于动态平衡，也可通过肺排泄（如一氧化碳、某些醇类和挥发性有机化合物都可经肺排泄）
在血液中溶解度低的气体可经肺快速排泄，例如乙烯排泄较快；而溶解度高的气体则经肺排泄速度缓慢，例如氟烷经肺排出较慢
其他排泄途径
脑脊液
乳汁
汗液和唾液
毛发和指甲
第二节 化学毒物在体内的生物转化
一、生物转化的意义
定义：
化学毒物在体内经历酶促反应或非酶促反应而形成代谢产物的过程
改变毒物的化学结构和理化性质，从而影响其毒性的强度和性质，以及在体内的分布过程和排泄速度
代谢解毒与代谢活化
化学毒物经过生物转化后成为低毒或无毒的代谢物，这一过程称为代谢解毒(metablolic detoxication)。但有些化学毒物经过生物转化后，毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至可产生致突变、致畸、致癌作用，这种现象称为代谢活化(metablolic activation) 或生物活化(bioactivation) 。所以不应把代谢只看作解毒过程，而是代谢过程对外来化合物的毒性有二重性
活性中间产物（reactive intermediate）可分为四类：亲电子剂，自由基，亲核剂，氧化还原剂
化学毒物溶解度的变化
被机体吸收的大多数化学毒物具有较好的脂溶性，但对于排泄，则是障碍。
排泄就取决于他们经“生物转化”过程转变为水溶性的能力
生物转化涉及两类反应，I相反应（氧化，还原，水解）和Ⅱ相反应（结合）
分类
Ⅰ相反应包括氧化（oxidation)、还原（reduction)和水解（hydrolysis),主要将功能基团如-OH、-NH2、-SH、-COOH等，引入到分子内；反应使化合物水溶性增高，更为主要的是使化合物成为适合于II相反应的底物
Ⅱ相反应又称结合反应：毒物原有的功能基团或由I相反应引入的功能基团与内源性辅助因子结合，生成一种易于从机体排出的水溶性结合产物
二、生物转化酶
基本特性
1、广泛的底物特异性
•一类或一种酶可代谢几种化学毒物，而且还可代谢内源性化学物。
2、机体内各组织广泛分布，肝脏最多
3、多态性
4、立体异构体
分类
生物转化酶类在体内持续地少量表达，称为结构酶
化学毒物可刺激(诱导)很多生物转化酶类合成，称为诱导酶
结构
某些生物转化酶具有多态性，其结构和活性不同。不同个体的生物转化酶多态性，造成化学毒物生物转化速度的个体差异。化学毒物生物转化酶中氨基酸改变对催化活力的影响通常存在底物依赖性
有些手性外源化学物的生物转化具有立体选择性，即一种对映体(或立体异构体)的生物转化速率要快于另一对映体。
有些手性外源化学物具有抑制生物转化酶的能力，也具有立体选择性
分布
肝脏是含化学毒物生物转化酶最丰富组织，次之为小肠、皮肤、肺脏、鼻粘膜、眼等
在肝脏及大多数组织中，主要位于内质网(微粒体)和细胞质，在线粒体、细胞核及溶酶体则较少分布
生物转化酶的亚细胞分布与化学毒物的溶解性相适应
三、生物转化反应类型
Ⅰ相反应
氧化反应
氧化反应通常是化学毒物代谢的第一步反应
反应部位以微粒体（Microsome）内为主，是内质网在细胞匀浆过程中形成的碎片，并非独立的细胞器
细胞色素P450酶系
氧化酶系中最重要
又称为微粒体混合功能氧化酶(microsomal mixed function oxidase, MFO)或单加氧酶(monooxygenase)
组成：血红蛋白类（细胞色素P450和细胞色素b5）；黄素蛋白（NADPH-细胞色素P450还原酶）；磷脂
P450是催化反应的活性中心
较为广泛的底物特异性，每种P450亚型的底物特异性不明显，且有交叉。可以催化许多种化合物，即有环氧化、脂肪烃或芳香烃羟化、N-脱烷基、还原作用等。不仅对外来化合物有作用，而且可催化内源性化合物，如前列腺素、胆酸或Vit D3的代谢
双刃剑，不仅代谢解毒，也可以代谢活化（增毒）
有许多的化合物可诱导它的活性。常见的诱导剂：苯巴比妥、3-甲基胆蒽、多氯联苯等
分类和命名（大概不重要的部分）
超基因家族，大鼠肝脏有13种亚型
相同氨基酸序列低于40%：不同的基因家族；
40%-55%：同一基因家族的不同亚族；
高于55%：属于同一亚族
CYP1A1（基因族，基因亚族，基因），小鼠和果蝇用小写英文字母（Cyp1a1）
表达产物（酶），正体，全部大写：CYP1A1
基本反应：单加氧反应形成各种羟化物
羟化物将进一步分解，形成各种产物
RH+O2+NADPH+H++=ROH+H2O+NADP+
主要反应类型
•脂肪族或芳香族碳的羟基化
•双键的环氧化
•杂原子(S-、N-、I-)氧化和N-羟基化
•杂原子(O-、S-、N-)脱烷基
•氧化基团的转移
•酯裂解
•脱氢
（有一堆反应类型图示，详见PPT）
黄素加单氧酶（应该不重要）
肝、肾、肺等组织微粒体
可氧化多种毒物的亲核性氮、硫和磷杂原子。此酶以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)为辅酶，需要NADPH(还原型辅酶Ⅱ)和O2
由FMO催化的很多反应也可为P450催化，但作用机制不同。FMO不能在碳位上催化氧化反应,可催化杂原子氧化
吡咯烷生物碱、千里光宁、倒千里光碱及单响尾蛇毒蛋白等FMO解毒，经P450活化，生成有毒的亲电化合物
FMO与P450表达有物种差异，吡咯生物碱对大鼠剧毒，豚鼠则是低毒
微粒体外的氧化反应（应该不重要）
肝组织胞液、血浆和线粒体中，有一些专一性不太强的酶，可催化某些外来化合物的氧化与还原
•醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase,ADH），含锌酶，位于胞浆，主要在肝脏
•醛脱氢酶（aldehyde dehydrogenase,ALDH）催化乙醛氧化成乙酸
•钼羟化酶
•单胺氧化酶、二胺氧化酶：能使各种胺类氧化脱氢生成醛和氨
过氧化物酶依赖的共氧化反应
还原反应
在哺乳动物组织中还原反应活性较低，但在肠道菌群内还原酶的活性较高
在体内氧张力较低的情况下，含有硝基和偶氮羰基的外源性化学物及二硫化物、硫氧化物等，在体内可被还原，所需电子或氢由NADH或NADPH提供
参与的主要酶是细胞色素P450酶系和黄素蛋白酶
硝基和偶氮还原
芳香硝基化合物----芳香硝基还原酶---相应的胺
偶氮化合物---还原酶---伯胺
（反应图例见PPT）
水解反应
水解作用主要由酯酶和酰胺酶、肽酶、环氧化物水解酶催化，血浆、肝、肾、肠粘膜、肌肉和神经组织中有许多水解酶，微粒体中也存在
许多外来化合物，例如酯类、酰胺类和含有酯式键的磷酸盐取代物极易水解
酯酶是广泛存在的水解酶，酯酶和酰胺酶可分别水解酯类-醇和酸，水解胺类-酸和胺,硫酯-酸和硫醇
环氧化物水解酶，环氧化物--邻位二醇
Ⅱ相反应-结合反应
是化学毒物原有的或经过Ⅰ相反应后引入或暴露出来的羟基、氨基、羰基以及环氧基等基团与内源性辅因子间发生的生物合成反应。
所形成的产物为结合物(conjugate)
反应作用
在一般情况下，通过结合反应一方面可使化学毒物分子上某些功能基团失去活性以及丧失毒性
另一方面，大多数化学毒物通过结合反应，可使其极性增强，脂溶性降低，加速由体内的排泄过程
反应速度快，化学毒物的清除速率由Ⅰ相反应决定
常见结合反应
葡糖醛酸结合(glucuronidation)
葡糖醛酸结合是最常见的结合反应，主要是化学毒物及其代谢物与葡糖醛酸结合
尿苷二磷酸葡糖醛酸（UDPGA）是葡糖醛酸的供体，在葡糖醛酸基转移酶的作用下与化学毒物及其代谢物的羟基、氨基和羧基等基团结合，反应产物是β-葡糖醛酸苷。
葡糖醛酸必须为内源性代谢产物，直接由体外输入者不能进行结合反应
硫酸结合(sulfation)
化学毒物及其代谢物中的醇类、酚类或胺类化合物可与硫酸结合，形成硫酸酯
内源性硫酸的来源是含硫氨基酸的代谢产物，但必须先经三磷酸腺苷活化，成为3’-磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸(PAPS)，再在磺基转移酶的作用下与酚类、醇类或胺类结合为硫酸酯。苯酚与硫酸结合较为常见
硫酸结合反应多在肝、肾、胃肠等组织中进行；由于体内硫酸来源所限，不能充分提供，故较葡糖醛酸结合反应为少
（亲和力高但结合容量低）同一种毒物与硫酸和葡糖醛酸结合的相对量取决于染毒剂量。在低剂量时主要的代谢产物为硫酸结合物，剂量增加则与葡糖醛酸结合的比例增加
化学毒物的硫酸结合物主要经尿排泄，少部分从胆汁排泄。毒物与硫酸结合后尿中有机硫酸酯与无机硫酸盐比值明显增加，可以用作一些毒物的接触指标
谷胱甘肽结合(glutathione conjugation)
谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase，GST)催化还原性GSH(亲核剂)与含有亲电子C、N、S、O的毒物生成结合物。该结合物具有极性和水溶性，可经胆汁排泄，或进入体循环，由尿排泄
机体内有毒金属和环氧化物能与谷胱甘肽结合而被解毒。亲电子剂解毒和消除自由基
谷胱转移酶在肝、肾中都含有，肝细胞胞液含量较多
甲基化作用(methylation)
内源性底物(组胺、氨基酸、蛋白质、糖、多胺等)的甲基化，对细胞的正常调节有重要的意义，不是化学毒物的主要结合方式，仅当化学毒物符合这些酶的底物要求，甲基化作用(methylation)才有重要性。
甲基化反应由S-腺苷甲硫氨酸(SAM)供给甲基。甲基化反应可分为N-，O-，S-甲基化，由甲基转移酶催化。这种结合形成的产物虽然可能比母体毒物水溶性降低，但一般都能使毒物解毒
乙酰化作用(acetylation)
具有芳香胺或肼基团的化学物代谢的主要途径。形成水溶性小的酰胺/肼。
乙酰辅酶A，N-乙酰转移酶
氨基酸结合(amino acid conjugation)
羧酸和芳香羟胺的主要代谢途径
内源性的氨基酸，甘氨酸、谷氨酸、牛磺酸
羧酸—酰基-CoA合成酶， N-酰基转移酶，解毒；
芳香羟胺—N-酯，氨酰基-tRNA合成酶，氮/碳宾离子，增毒
