第八章外源化学物的毒作用表现.

第八章外源化学物的毒作用表现1外源化学物毒作用一般毒性作用致突变作用生殖发育作用致癌作用2一般毒性作用急性毒性作用蓄积毒性作用亚慢性和慢性毒性作用一、一般毒性3一、一般毒性一般毒性是指外源化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对试验动物产生的综合毒效应。一般毒性与特殊毒性相对应特殊毒性：致癌作用、致突变作用、致畸和生殖毒性。分类：一次性大剂量染毒长时间低剂量重复染毒4一、一般毒性重要性：化学品安全性评价和危险性评价的重要组成部分。目的：发现外源化学物毒作用的靶器官，为靶器官毒理研究提供基础。5一、一般毒性靶器官毒性血液毒理学免疫毒理学生殖毒理学神经系统和行为毒理学呼吸毒理学肝脏毒理学肾脏毒理学心血管毒理学皮肤毒理学6一、一般毒性接触毒物时间急性毒性蓄积性（重复剂）毒性亚慢性毒性慢性毒性7急性毒性概述指机体（实验动物或人）一次或24h内多次接触外源化学物后在短期内(最长到14天)所产生的毒性效应。毒性效应包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。8急性毒性概述急性接触次数：一次或24h多次“一次”：经口和经注射途径染毒是指瞬间给予实验动物染毒，经呼吸道与皮肤染毒时，则指在一段规定的时间内使持续接触毒物的过程“多次”：当一次最大染毒剂量不能达到以充分了解该毒物急性毒性作用的目的，从而在24h内分次染毒。9急性毒性概述中毒效应出现时间瞬间死亡：氰化钾、煤气等迟发毒效应和死亡：有机磷农药快速和剧烈的毒效应后恢复轻微症状—恢复—严重中毒—死亡（毒菇）7~14d中毒效应的强度：一般行为、外观、大体形态、死亡10急性毒性试验目的试验目的：求出致死剂量以及LD50，通过LD50进行毒性分级评价外源性化学物的毒效应特征、靶器官、剂量-反应（效应）关系和对人体产生损害的危险性。为其它毒理试验研究提供接触剂量和观察指标选择的依据为毒理学机制研究提供线索11LD50：使受试动物半数死亡的毒物剂量LC50：使受试动物半数死亡的毒物浓度急性毒性试验要点实验动物的选择和要求毒性反应与人近似易于饲养、操作方便繁殖和生育能力强，能保障供给价格低易于获得大鼠小鼠豚鼠家兔12急性毒性试验要点年龄和体重通常要求选择刚成年动物进行试验，而且须是未曾交配和受孕的动物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～15kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20％。13急性毒性试验要点性别除特殊要求外，一般急性毒性试验对动物性别要求为雌雄各半。如果在预试验时发现化学毒物(如农药)对雌、雄动物毒效应的敏感性有明显差异，则应单独分别求出雌性与雄性动物各自的LD50。如果试验是为致畸试验作准备，也可仅作雌性动物的LD50测试。针对胚胎发育畸形情况14急性毒性试验要点适应环境，减少环境和生理的变化对实验结果的影响筛选健康动物，发现异常者应放弃雌雄分笼饲养，防止交配和受孕15急性毒性试验要点禁食经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食大鼠、小鼠——隔夜禁食；或染毒前禁食4h大动物——每日上午喂食前染毒染毒后继续禁食2~4h，但在禁食时要保障饮水16急性毒性试验要点受试前了解受试物的理化性质和毒性资料受试物配制水溶液——经口用蒸馏水或去离子水，注射用生理盐水；混悬液——0.5%羧甲基纤维素钠、10%阿拉伯乳糖、植物油，临用前配制。17急性毒性试验要点有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较受试物的性质和途径评价程序的要求常见：经口、经呼吸道、经皮及经注射途径。18急性毒性试验要点剂量选择化学结构及理化特性查阅文献（寻找经验）用少量动物，以较大的剂量间隔染毒，找出10~90%（0~100%）的致死剂量范围，然后可设计正式试验的剂量和分组。19急性毒性试验要点LD50计算可用来进行急性毒性分级获得信息有限仅是近似值，不准确不足以对化学物安全进行评价动物使用量多局限性20急性毒性分级级别大鼠口服LD50（mg/kg）相当于人的致死剂量mg/kgg/人极毒1微尝0.05剧毒1~50500~40000.5中等毒51~5004000~300005低毒501~500030000~25000050实际无毒5001~15000250000~500000500无毒15000500000500021蓄积毒性作用基本概念：化学毒物进入机体后，经过生物转化以代谢产物或化学物原型排出体外。但是，当化学毒物反复多次给动物染毒，化学毒物进入机体的速度(或总量)超过代谢转化的速度和排泄的速度(或总量)时，化学毒物或其代谢产物就有可能在机体内逐渐增加并贮留，这种现象称为化学毒物的蓄积作用。22外源性化学物排出体外机体直接代谢物储存库血浆蛋白脂肪组织肝脏肾脏骨骼物质蓄积功能蓄积基本概念基本概念：能用化学方法测得体内存在该化学物的母体或其代谢物测不出该化学物的原形或其代谢产物，却出现慢性毒性作用23研究目的化学毒物的蓄积作用是形成慢性中毒的物质基础，因此研究化学毒物在机体内的蓄积性是评价化学毒物能否引起潜在慢性毒性的依据之一，也是卫生标准制订过程选择安全系数的主要依据。241、了解外源化学物的蓄积毒性及其强弱；2、评价外源化学物是否具能引起慢性毒性，为毒性试验提供参考；研究目的3、为制定外源化学物在食品中的限量的安全系数提供依据；4、确定外源化学物能否用于食品，人类长期食用是否安全。25研究方法蓄积系数法将多次染毒使半数动物出现效应（或死亡）的蓄积剂量与一次染毒使半数动物出现相同效应（或死亡）的剂量的比值。K=ED50（n）ED50（1）K蓄积毒性分级1高度蓄积1~明显蓄积3~中等蓄积5~轻度蓄积26研究方法蓄积系数法K值越小，表示化学毒物的蓄积性越大K=1：化学毒在动物体内全部蓄积或每次染毒后毒效应是叠加的。K1：反复染毒出现过敏现象K5：蓄积毒性极弱27研究方法生物半减期法用毒物动力学原理描述化学毒物在机体内的蓄积作用。化学毒物在体内蓄积的速度和量与机体单位时间内吸收该物质的速度以及清除速度有关。即使化学毒物以相等的时间间距恒速地吸收入血液，该物质在一定剂量范围内在机体的蓄积量也不呈直线无限地增加，而是呈曲线形上升并有一定的极限。这是因为化学物质吸收进入机体的同时体内也发生着代谢转化及清除的过程。当化学毒物的吸收过程与代谢转化—清除的过程达到平衡时，其蓄积量基本上不再增加。28•T½•一种化学物以T½相等的时间间矩染毒，其在体内经过6个T½的接触就可以基本上达到蓄积的上限。•T½短，达到蓄积极限所需要的时间短•T½长，达到蓄积极限所需要的时间长研究方法生物半减期法29亚慢性毒性和慢性毒性亚慢性毒性：指实验动物连续接触较长时间、较大剂量的外源化合物所引起的毒性效应。慢性毒性：指实验动物长期（甚至终生）反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。1~6个月一般指2年30常年抽烟引起肺癌饮用假酒导致失明大鼠饮用三聚氰胺30天后产生组织坏死现象慢性毒性作用急性毒性作用亚慢性毒性作用31研究目的研究受试物亚慢性毒性剂量-反应关系，提出安全限量参考值。观察受试物亚慢性毒性效应谱、毒作用特点和靶器官探索受试物的毒作用机制观察长期接触受试物所致毒性作用和可逆性观察不同动物对受试物的毒效应差异，为确定安全系数提供依据32研究设计实验动物选择亚慢性毒性试验年龄：大鼠80~100g狗8~12月小鼠10~15g数量：小动物≥20大动物≥6性别：雌雄各半慢性毒性试验年龄：大鼠50~70g狗8月小鼠初断乳数量：小动物≥40大动物≥8性别：雌雄各半33研究设计剂量选择和分组3个剂量组（高剂量、中剂量、低剂量）和一个阴性（溶剂）对照组。高-引起明显毒性并且不发生死亡（或小于10%）；中-产生轻微的中毒效应；低-无中毒反应，相当于未观察到有害作用剂量设一个中间剂量组，最好是相当于观察到有害作用的最低剂量。34研究设计染毒方式尽量选择和人类接触途径相似的方式。一般采用口染毒方式。染毒时间亚慢性毒性染毒1~3个月；慢性毒性染毒6个月~2年。35研究观察染毒方式外观生长发育行为功能毒性体征最终体重脏器湿重脏/体比亚慢性、慢性毒性试验过程活杀解剖器官/组织大体尸解固定/染色显微镜检查生物体液血液学血清-化学-生化学尿分析生物学标志酶内源性成分胆汁尿脏器系数36研究观察染毒方式一般毒性指标动物体重和进食量：反映动物健康状况最基本的灵敏指标之一食物利用率：比较食物利用率，有助于了解化学物的毒性效应中毒症状：有助于判断化学毒物损害机体的部位和程度实验室检查生理、生化指标检查有助于进一步认识和研究毒作用靶器官、毒物体内代谢、独立机制。37研究观察染毒方式解剖病理组织学检查为进一步研究毒作用的靶器官提供线索和方向1、脏器系数减小，表明脏器可能出现萎缩、退化等2、病理组织学：从组织和细胞水平深入研究毒性作用性质、程度、靶器官和靶细胞；3、电镜超微结构：从亚细胞水平、分子水平揭示毒作用的本质。其他指标可逆性观察38研究要点长期毒性试验由于消耗时间长，人力、物力、财力消耗很大。所以对试验质量的控制是试验成功的先决条件。要点：1、重视试验项目管理，排除外部因素的干扰；2、重视试验合理性，准确设计剂量；3、控制试验环境；对不同试验动物的不同环境因素把控；4、检测条件的控制。39研究结果对生物膜的损害：膜通透性、流动性、和膜表面电荷对细胞钙稳态的影响：破坏正常生命活动所需的由第一信使刺激而产生的短暂的钙瞬变，危及细胞器和功能和骨架的结构，最终激活不可逆的细胞分解代谢。40研究结果机体内生物大分子的氧化损伤：化学毒物在机体内代谢（主要是氧化还原反应）产生自由基脂质过氧化损伤：细胞器和细胞膜结构破坏引起细胞毒性对DNA的影响（氧化和加合）41研究结果蛋白质氧化损伤：引起蛋白质凝集、交联、降解、断裂，出现生理功能受损核酸的氧化损伤：DNA断裂，缺失突变启动修复系统，如修复功能受损，引起突变活化癌基因4243本节重点什么是一般毒性作用？按照时间长短，可分为哪几种？蓄积性、急性、亚慢性、慢性毒性的特点是什么？二、致突变作用一、基本概念二、突变类型三、突变的发生与机制四、致突变试验与致突变作用评定44基本概念遗传物质发生变化引起遗传信息的改变，并产生新的表型效应。突变发生原因分为：自发突变：在自然条件下发生的突变，其发生过程长、发生频率低，对物种的进化有重要作用。诱发突变：人为或受各种因素诱发产生的突变，发生过程短、频率高，可能会对物种的生存产生危害。45突变类型46突变类型基因突变：是指基因在结构上发生了碱基对组成和排列序列的改变。1．碱基置换指DNA序列上的某一碱基被其他碱基所取代。转换：嘌呤与嘌呤碱基、嘧啶与嘧啶碱基之间的置换颠换：嘌呤与嘧啶碱基之间的置换2．移码突变指发生一对或几对（三对除外）的碱基发生增加或减少，以致从受损点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，并转译成为不正常的氨基酸。3个相邻的碱基（1个密码子）决定一个氨基酸47突变类型3．缺失或插入指DNA链中增加或减少的碱基对为一个或几个密码子，此时基因产物多肽链中会增加或减少一个或几个氨基酸，此部位之后的氨基酸序列无改变。4．片段突变指基因中某些小片段核苷酸序列发生改变，这种改变有时可跨越两个或数个基因，涉及数以千计的核苷酸。48突变类型染色体畸变：1、染色体结构畸变染色体或染色单体断裂，造成染色体或染色单体缺失或引起各种重排，出现染色体结构异常。2、染色体数目畸变基因中染色体数目的改变。体细胞二倍体（2n）；生殖细胞单倍体。正常体细胞染色体数目2n为标准，分整倍性畸变和非整倍性畸变。整倍性畸变指染色体数目的异常是以染色体组为单位的增减，非整倍性畸变系指比二倍体多或少一条或多条染色体。49非整倍体非整倍体指细胞丢失或增加一条或几条染色体。缺失一条染色体时称为单体，增加一条染色体时称为三体。染色