6第六章外源化学物的一般毒性作用

青大医学院公卫系王树林外源化学物的一般毒性作用(commontoxicityofchemicalpoison)青大医学院公共卫生系王树林青大医学院公卫系王树林22020/1/12第六章外源化学物的一般毒性作用第一节概述第二节急性毒性作用第三节局部毒性作用第四节短期、亚慢性和慢性毒性实验青大医学院公卫系王树林32020/1/12第一节概述毒理学研究方法体外实验(invitro)流行病学研究(EpidemiologicalStudy)体内实验(invivo)整体动物实验人体观察离体器官组织：心、肝、肺、肾、脑细胞原代细胞、细胞株、细胞系细胞器：线粒体、微粒体等特殊毒性：致突变致畸致癌临床毒理学研究：中毒事故的处理或治疗描述流行病学研究：提出病因假说分析流行病学研究：验证病因假说，明确因果关系基础毒性：急性亚急性亚慢性慢性刺激性志愿者研究：低浓度、短时间、可逆性青大医学院公卫系王树林42020/1/12第一节概述毒理学研究方法分类：一、按染毒频率分为：急性毒性实验：24小时内一次或多次染毒蓄积毒性实验：多次重复染毒二、按染毒时间分为：急性毒性实验：24小时内一次或多次染毒亚急性毒性实验：1~30天重复染毒（短期重复染毒实验）亚慢性毒性实验：1~3个月重复染毒慢性毒性实验：3个月以上重复染毒青大医学院公卫系王树林52020/1/12第一节概述三、按整个实验时间分为：短期毒性实验：实验数天至数周内完成，如：诱变实验中期毒性实验：实验数周至数月内完成，如：特定靶器官的致癌实验长期毒性实验（终生毒性实验）：数月至终生致癌实验多代毒性实验：实验须经历一代、二代或三代。如：繁殖实验青大医学院公卫系王树林62020/1/12第一节概述我国对农药、食品污染物、化妆品和消毒剂等化学物毒性试验期限实验农药食品污染物化妆品消毒剂亚急性1-4周短期亚慢性3-6周90天至少90天90天慢性大鼠18月同左至少6月6月-2年小鼠24月同左青大医学院公卫系王树林72020/1/12一般毒性实验方法要点根据外源化学物种类的不同，急性毒性试验的程序和要求有所不同。但总体原则和要点是相似的。主要包括：青大医学院公卫系王树林82020/1/12一般毒性实验方法要点一．实验动物：1.选择（种属、品系、清洁级别）2.性别、年龄、体重3.数量、分组4.饲养环境5.环境适应与检疫6.禁食二．受试物：1.化学结构和理化性质2.环节质控：批次、保管、分样、称重、配制3.剂型：水溶液、混悬液、油溶液（溶剂和助剂）材料青大医学院公卫系王树林92020/1/12一般毒性实验方法要点三．染毒方法四．染毒剂量五．效应观察1.观察时间和周期2.观察指标a)整体一般观察①中毒体征及发生过程（发生时间）②死亡情况及时间分布③体重变化b)取材①病理检查②生化检验方法青大医学院公卫系王树林102020/1/12一般毒性实验方法要点六．结果统计和描述1.中毒体征和时间关系2.死亡情况与时间关系3.剂量（反应）效应关系4.生化检验结果的统计5.病理检查结果的描述七．分析讨论和评定1.分析讨论实验结果形成的原因2.分析讨论实验结果所揭示的问题3.对实验的评定4.对毒物的评定讨论结果青大医学院公卫系王树林112020/1/12一、实验动物（1、选择原则）实验动物的选择原则：尽量选择急性毒性反应与人近似的动物（种属）品系（如SD、Wistar大鼠等）纯化、适宜清洁级别（影响因素易控）易于饲养，试验动物操作方便繁殖生育力较强，数量较大能够保障供应价格较低，易于获得动物常用实验动物为大白鼠和小白鼠青大医学院公卫系王树林122020/1/12一、实验动物（2、性别、年龄、体重）性别动物应当是雌、雄各半如果在研究中发现待测化学物对雌、雄动物的毒性大小有明显差异时，应分别求出雌性与雄性动物各自的LD50值如果试验是为致畸试验作剂量准备，也可仅做雌性动物的LD50试验青大医学院公卫系王树林132020/1/12年龄急性毒性试验选用的实验动物年龄通常要求初成年的动物，且为健康未交配和受孕的动物；亚慢性要求性刚成熟，慢性要求初断乳。体重同一次试验同一批实验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20％。一、实验动物（2、性别、年龄、体重）青大医学院公卫系王树林142020/1/12动物种类生活年限(年)成年体重选择范围(g)时间(月)体重(g)急性实验慢性实验小鼠1.5~221518~2510~15大鼠2~2.53150150~25050~100豚鼠6~83250200~250150~200兔4~93~415001500~20001200~1500猫10~123~415001500~25001000~1500狗15~203~4100008000~15000400~8000实验动物的生活年限及体重选择一、实验动物（2、性别、年龄、体重）青大医学院公卫系王树林152020/1/12一、实验动物（3、数量、分组）数量在利用不同的方法测定化学物LD50时，实验设计中对动物数的要求不同霍恩氏法测LD50时要求有4个剂量组，每组4或5只动物概率单位法、Bliss法测定则要求5—7个剂量组，每组10只动物或10只以上对于不同的化学物测定应根据其相应的试验规程确定实验动物数量青大医学院公卫系王树林162020/1/12一、实验动物（3、数量、分组）分组：均衡性和随机性均衡性：要求各组动物的平均体重及体重的离散度尽可能一致。具体来说是（1）实验动物的体重不应超过全体实验动物平均体重的20％---控制离散度（2）每组之间的平均体重相差不应超过10％---控制均衡性随机性：每只动物分散到各组去的机会是均等的，以避免成见或系统误差青大医学院公卫系王树林172020/1/12一、实验动物（4、饲养环境）实验动物的饲养环境（无特殊环境要求时）应具有适宜性、清洁性、恒定性。小气候：温度(22±3℃)、湿度(30~70%)、通风、照明(昼夜各半)等。笼具垫料饮水饲料青大医学院公卫系王树林182020/1/12一、实验动物（5、环境适应与检疫）在选择和购买实验动物后，应先进行动物的染毒前环境适应和检疫观察。环境适应：让外购来的实验动物在本试验室条件下适应一段时间，减少环境和生理条件变化可能对试验结果的影响；筛检健康、体重等不符合试验要求的动物。在检疫期内出现临床异常者应予放弃，不可用于试验。检疫期内雌雄必须注意分笼饲养，防止交配和受孕。大鼠、小鼠、豚鼠、兔的检疫期为1周，犬、猴等适当地延长至2~3周。青大医学院公卫系王树林192020/1/12一、实验动物（6、禁食）禁食采用经口途径染毒，实验动物胃肠道内食物存留量对化学毒物的毒性可产生较明显的干扰，因此在试验给药前应作禁食处理。禁食时间：大鼠主要在夜间进食，所以要求染毒前应隔夜禁食。小鼠和大鼠基本类似，但由于其消化吸收和代谢速度较快，可隔夜禁食也可禁食4小时以上。大动物常在上午染毒，前一天正常给食，染毒前不喂食即可。禁食期间均正常给予饮水。染毒2小时后提供饲料。经口多次染毒，可不禁食。青大医学院公卫系王树林202020/1/12二、受试物处理受试物时应了解：受试物的纯度及杂质成分；化学结构理化性质：挥发性（熔点/沸点）、溶解性、PH、稳定性。化学结构和理化性质相似化合物的毒性资料。青大医学院公卫系王树林212020/1/12二、受试物受试物要求：分析纯同一种、同一批号成分和配方固定（如为异构体混合物，异构体比例必须固定）一次备齐所需受试物总量=(A×B×C×D)×1.2A为每组动物数；B为各处理组的剂量和；C为染毒次数（通常为天）；D为动物的平均体重；1.2为安全因子，包含损耗量。青大医学院公卫系王树林222020/1/12二、受试物处理受试物时每个环节都应质控批次运输保管分样称重配制贮存青大医学院公卫系王树林232020/1/12二、受试物常用剂型：水溶液、油溶液和混悬液。处理受试物时，所选溶剂或助剂的要求是：无毒、无特殊刺激性和气味；不与受试物发生反应，受试物在溶剂或助剂中稳定；不影响受试物的毒性（毒动学和毒效学）；受试物在溶剂或助剂中稳定。青大医学院公卫系王树林242020/1/12三、染毒途径一般毒性试验染毒途径(exposureroutes)的选择应考虑几方面因素：模拟人在生活和生产环境中实际接触该受试物的途径和方式；有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较；受试物的性质和用途；各种受试物毒性评价程序的要求等。最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经皮及注射途径。青大医学院公卫系王树林252020/1/12三、染毒途径（1、经口染毒）经口（胃肠道）染毒(oralexposure)经口途径：可分为灌胃、喂饲、吞咽胶囊等方式。经口灌胃染毒是急性毒性试验中最常用的染毒途径。一般来说新的化学物均先进行经口染毒途径的急性毒性试验，求出LD50值。通常以经口途径的LD50值来比较不同化学物急性毒性大小。青大医学院公卫系王树林262020/1/12三、染毒途径（1、经口染毒）灌胃：空腹灌胃后2-3h复食灌胃的体积不超过体重的1-2％：小鼠为0.2~1.0ml/只或0.1~0.5ml/10g较合适；大鼠为5ml/只(通常用0.5~1.0ml/100g）；家兔为10ml/2kg体重；狗不超过50ml/10kg青大医学院公卫系王树林272020/1/12三、染毒途径（2、经呼吸道)经呼吸道染毒在常温、常压下为气态，或在生产过程中和生活过程中以蒸气、气溶胶、烟、粉尘状态污染生产与生活环境空气，此时就有可能经呼吸道吸入吸入接触分为两种方式静式吸入动式吸入青大医学院公卫系王树林282020/1/12三、染毒途径（3、经皮肤）经皮肤染毒研究外源化学物经皮肤吸收应当尽量选择皮肤解剖、生理与人类较近似的动物为对象，目前多选用家兔和豚鼠。但由于研究化学物经皮肤吸收的毒性(求经皮LD50)所需的实验动物较多，使用家兔、豚鼠不够经济，也常用大鼠代替。青大医学院公卫系王树林292020/1/12三、染毒途径（3、经皮肤）经皮肤染毒程序给予受试物前24h，确定受试部位机械或化学脱毛面积10%～15%体表面积检查去毛部位有无异常现象单位体重相同容积染毒接触时间与人实际接触该化学物的时间相仿青大医学院公卫系王树林302020/1/12三、染毒途径（4、注射）注射途径可分为静脉注射或滴注、腹腔注射、肌肉注射、皮下注射、皮内注射、椎管内注射等。使用注射途径染毒时需注意控制注射量、注射速度。应调整受试物的pH及渗透压，pH一般应为5~8，用等渗溶液。毒物代谢动力学研究，注射药品毒性青大医学院公卫系王树林312020/1/12三、染毒途径（4、注射）注射方式小鼠大鼠豚鼠兔狗腹腔0.2~1.01~32~55~105~15肌肉0.1~0.20.2~0.50.2~0.50.5~12~5静脉0.2~0.51~21~53~105~15皮下0.1~0.50.5~10.5~21~33~10常用实验动物给于受试物的体积（ml）青大医学院公卫系王树林322020/1/12四、染毒剂量染毒剂量的确定剂量选择是一般毒性试验成功的基础。首先了解分析受试化学物的化学结构和其理化性质，查阅文献，找出毒性资料，并以前期研究得到的毒性参数为基础设计。做预试验。每个剂量组间的组距可以大些，有利于找出受试化学物的致死剂量范围。青大医学院公卫系王树林332020/1/12五、效应观察（1、观察时间和周期）观察时间和周期测定外源化学物的LD50(LC50)，一般要求计算实验动物接触化学物之后两周（14天）内的总死亡数对于一些速死性化学物求其LD50(LC50)也可仅计算24小时的死亡率有些速死性化学物的24小时LD50与两周LD50值往往没有差别但应注明是多少时间的LD50值，以便于在进行毒性比较时有共同的基础青大医学院公卫系王树林342020/1/12五、效应观察（2、整体毒效应观察）一．中毒体征及发生过程（发生时间）实验动物的毒性表现有一些规律，许多毒物染毒后，往往出现：1.兴奋→抑制→死亡。含有氰基（－CN）的氢氰酸和丙烯腈对大鼠和小鼠染毒2.抑制→死亡。N–苯甲酰基-（3