第01章 食品毒理学绪论

张久亮博士Tel：13476230196Email：[e-mail]《食品毒理学》FoodToxicology教材：《食品毒理学》严卫星丁晓雯主编中国农业大学出版社普通高等教育“十一五”精品课程建设教材第一章：绪论1.1食品毒理学概述1.2食品毒理学研究方法1.3食品毒理学与食品安全1.4食品毒理学发展趋势本章学习的目的与要求掌握食品毒理学基本概念与研究内容熟悉食品毒理学研究对象和研究任务食品毒理学在食品安全中的作用了解食品毒理学发展趋势第一节食品毒理学概述食品应具备的基本条件是：1）卫生安全、无毒无害；2）含有人体所需要的营养素和有益成分；3）感官性状良好、可被人体接受。食品安全问题：大米里我们认识了石蜡从火腿里我们认识了敌敌畏从咸鸭蛋、辣椒酱里我们认识了苏丹红从火锅里我们认识了福尔马林从银耳、蜜枣里我们认识了硫磺从木耳中认识了硫酸铜食品安全问题：今天三鹿让同胞知道了三聚氰胺的化学作用外国人喝牛奶结实了中国人喝牛奶结石了日本人：一天一杯牛奶振兴一个民族中国人：一天一杯牛奶震惊一个民族2009年食品安全事件记录•多美滋婴儿奶粉问题浙江等地63名婴儿在饮用多美滋婴儿配方奶粉后出现肾结石的症状。•蒙牛特仑苏OMP奶–蒙牛特仑苏OMP牛奶由于添加安全性不明物质OMP2009年食品安全事件记录•韩国的好丽友食品、海太饮料韩国的好丽友食品、海太饮料等6家生产商生产的食品和饮料由于使用了可能含有三聚氰胺的西班牙产的食品添加剂，相关食品已被下令召回。2010年食品安全事件记录●2010年7月，三聚氰胺超标奶粉事件“卷土重来”，在青海省一家乳制品厂，检测出三聚氰胺超标达500余倍，而原料来自河北等地。事件发生后，有关部门要求严肃查处，杜绝问题奶粉流入市场，彻底查清其来源与销路，坚决予以销毁，并依法追究当事人责任●2010年7月5日报道最近有调查发现，美国的麦乐鸡竟然含有橡胶化学成分“聚二甲基硅氧烷”。美国麦当劳发言人称，在麦乐鸡中加入聚二甲基硅氧烷，是基于安全理由，用以防止炸鸡块的食油起泡。据世界卫生组织的动物测验显示，这种物质对人体无害。2010年食品安全事件记录●2010年5月23日中央电视台《每周质量报告》节目曝光：售价上千元、用于养生保健的“天然紫砂煲”竟然是由普通泥土与化学物质混合而成。然而，历经近一月的在社会上引起轩然大波的“紫砂门”事件，权威部门终于做出结论：专家认定紫砂安全无毒。●2010年3月19日，调查负责人武汉工业学院教授何东平召开新闻发布会，建议政府相关部门加紧规范废弃油脂收集工作，再次引起了人们对食品安全的担忧。据报道，目前我国每年返回餐桌的地沟油有200至300万吨。基本概念1.毒理学(toxicology)：是研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、生物学机制（biologicmechanisms）、危险度评价（riskassessment）和危险度管理（riskmanagement）的科学。毒理学主要分为三个研究领域，即描述毒理学、机制毒理学和管理毒理学。毒理学三个研究领域描述毒理学关注毒性鉴定，通过动物实验、体外试验、人体研究和流行病学研究以确定环境因子的毒性，以期为安全性评价，危险度评定和管理提供信息。机制毒理学是研究环境因子对生物体毒作用的细胞、分子以及生化机制。机制毒理学的研究成果对于应用毒理学的许多领域都是非常重要的。管理毒理学是根据描述毒理学和机制毒理学的研究结果，协助政府部门进行科学决策并制定相关法规条例和管理措施，以确保进入市场的化学品、药品、食品等足够安全，达到保护人体健康和保护环境的目的。基本概念2.卫生毒理学(healthtoxicology)是利用毒理学的概念和方法，从预防医学角度，研究人类生活和生产活动中可能接触到的外来化合物对机体的生物学作用，特别是损害作用，亦即毒性作用及其机理的科学。卫生毒理学属于预防医学的范畴，也是毒理学的一个分支学科。基本概念3.毒物(Toxicants)：是指较小剂量就可干扰和破坏生物体的动态平衡，甚至导致生物体死亡的化学物质。1.动植物中天然有毒物质2.化学性污染物（激素类药物、农药、抗生素等）3.细菌毒素和真菌毒素4.食品加工过程形成的污染物基本概念4.食品毒理学(FoodToxicology)概念：研究食品中外源化学物的性质、来源与形成，它们的不良作用与可能的有益作用及其机制，并确定这些物质的安全限量和评定食品的安全性的科学。作用：从毒理学的角度，研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的毒作用机理，检验和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安全范围，从而达到确保人类的健康目的。基本概念4.食品毒理学研究对象：外源化学物，包括有一定毒性的化学物如农药，包括毒性很小通常不称之为“毒物”的化学物如食用色素，也包括潜在有益作用的化学物如大蒜氨酸。基本概念5.外源化学物是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质，又称为“外源生物活性物质”。6.内源化学物是指机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产物或中间产物。毒理学研究外源化学物对机体的有害作用，而不是有益作用(如营养作用、治疗作用等)。古代与中世纪毒理学毒理学一词源于希腊文字“toxikon”公元前2735年，神农编辑完成了40卷“本草”典籍公元前2650年，黄帝撰写了《内经》古埃及、古希腊及古罗马等有关文献中都有关于有毒植物和矿物的描述，积累了关于有毒物质及中毒的知识。毒理学的起源与发展启蒙时代毒理学16世纪瑞士医生Paracelsus(1493-1541)意大利内科医生Ramazzini(1633-1714)1775年英国外科医生Pott(1714-1788)意大利内科医生Fontana(1720-1853)进一步发展了靶器官毒性概念。西班牙医生Orfila被认为是现代毒理学的奠基人，他是系统利用实验动物的第一个科学家，并发展了在组织和体液中鉴定毒物的化学分析方法。19世纪的Megendie、Bernard对依米丁、士的宁和箭毒、CO中毒的作用机制进行了研究。现代毒理学1930年实验毒理学的第一本杂志《ArchivesofToxicology》创刊，同年在美国成立了NIH1937年引起急性肾衰竭和死亡的“磺胺事件”，促使了美国FDA的成立1955年，Lehman和他的同事共同出版了《食品、药品和化妆品中化学物的安全性评价》通过了许多新的法规，创办了许多新的杂志，成立了国际毒理学协会（1965）药理学主要研究药物对生物体的有益作用，从而发挥其在治疗疾病中的效能；药理学是针对某一种功能异常的研究，如心功能、神经传递或肾重吸收异常。毒理学研究化学物质在一定条件下对生物体的有害作用。毒理学则研究化学物对机体的全面的有害作用，具有明显的多样性，是回答这样一个问题：“会有什么有害作用发生?”特别是化学物质的安全性毒理学评价(描述毒理学)，具有筛查的特征。毒理学：接触相————毒物动力学相————毒效相吸收弥散分布剂量－→溶解－--→代谢－→靶器官－--→效应挥发排泄药理学：药剂相—————药物动力学相———药效相图l-1毒理学和药理学的共性反应停thalidomide第二节食品毒理学研究任务、内容与方法1、食品毒理学的任务•任何一种化学物质在一定条件下都可能是对机体有害的，毒理学的任务就在于研究外源化学物质的毒性和产生毒性作用的条件，阐明剂量一效应(反应)关系，为制订卫生标准及防治措施提供理论依据。2、食品毒理学的研究内容食品中的外源化学物的来源、性质和结构；食品中各主要外源化学物（天然物、衍生物、污染物、添加剂）在机体的代谢过程和对机体毒性危害及其机理；食品外源化学物毒理学安全性评价；食品外源化学物对人体健康的危险性评估。3、食品毒理学的研究方法3.1动物体内试验也称为整体动物试验。检测外源化学物的一般毒性多在整体动物进行，例如急性毒性试验，亚急性毒性试验、亚慢性毒性试验和慢性毒性试验等。实验多采用哺乳动物，例如大鼠、小鼠、脉鼠、家兔、仓鼠、狗和猴等。在特殊需要情况下，也采用鱼类或其他水生生物、鸟类、昆虫等。哺乳动物在解剖、生理和生化代谢过程方面与人有很多相似之处，其结果原则上可外推到人；但体内试验影响因素较多，所以存在一定不确定性。3.2体外试验利用游离器官、培养的细胞或微生物进行毒理学研究，多用于外源化学物对机体毒性的筛选和机制研究。体外试验影响因素少，实验条件能严格控制，但体外试验不能全面反应体内毒性作用，尤其在危险性评价中不能作为危险性评价的最后依据。3.2体外试验(1)游离器官：利用器官灌流技术将特定的液体通过血管流经某一离体的脏器(肝脏、肾脏、肺、脑等)，借此可使离体脏器在一定时间内保持存活状态，与受试物接触，观察该脏器出现的毒性作用。(2)细胞：利用从动物或人的脏器新分离的细胞(原代细胞)或经传代培养的细胞如细胞株及细胞系。(3)微生物：利用微生物的表型变化作为致突变的一种检测方法。体内试验和体外试验各有其优点和局限性，应主要根据实验研究的目的要求，采用最适当的方法，并且互相验证。3.3人体试验通过偶然人体中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关于人体的毒理学资料，这是临床毒理学的主要研究内容。有时可设计一些不损害人体健康的受控的实验，但仅限于低浓度、短时间的接触，并且毒作用应有可逆性。3.4流行病学研究对于在环境中已存在的外源化学物如地方性饮食习惯或一些食品加工方式（腌制食品、烟熏和烧烤食品）带来的食品毒理学问题，可以用流行病学方法，获得某种食品危害因素与机体健康之间的关系，为危害因素确定提供线索。优点是接触条件真实，观察对象包括全部个体，可获得制定预防措施的依据。利用流行病学方法不仅可以研究已知环境因素(外源化学物)对人群健康的影响(从因到果)，而且还可对已知疾病的环境病因进行探索(从果到因)。但流行病学研究干扰因素多，测定的毒效应还不够深入，有关的生物学标志还有待于发展。研究方法毒理学体内试验毒理学体外试验流行病学研究优点易于控制暴露条件能测定多种效应能评价宿主持征的作用(如：性别、年龄、遗传特征等和其他调控因素饮食等)能评价机制影响因素少，易于控制可进行某些深入的研究(如：机制，代谢)人力物力花费较少真实的暴露条件在各化学物之间发生相互作用测定在人群的作用表示全部的人敏感性缺点动物暴露与人暴露相关的不确定性受控的饲养条件与人的实际情况不一致暴露的浓度和时间的模式显著地不同于人群的暴露不能全面反映毒作用，不能作为毒性评价和危险性评价的最后依据难以观察慢性毒作用耗资、耗时多(多为回顾性)，无健康保护难以确定暴露，有混杂暴露问题可检测的危险性增加必需达到2倍以上测定指标较粗(发病率，死亡率)第三节食品毒理学与食品安全食品毒理学是食品安全性的基础。食品毒理学的作用就是从毒理学的角度，研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的毒作用机理，检验和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安全范围，从而确保人类的健康。现代食品毒理学着重于通过化学和生物学领域的知识找寻毒性反应的详细机理，并研究特定物质产生的特定的化学或生物学反应机制，为食品安全性评估和监控提供详细和确凿的理论依据。食品安全性或安全食品的定义？食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素，从而导致消费者急性或慢性毒害或感染疾病，或产生危及消费者及其后代健康的隐患。食品安全性的概念1996年，WHO在其发表的《加强国家级食品安全性计划指南》中食品安全性被解释为“对食品按其原定用途进行制作和食用时不会使消费者受害的一种担保”。目前，食品安全性是指：“在规定的使用方式和用量的条件下长期食用，对食用者不产生不良反应的实际把握”。不良反应既包括一般毒性和特异性毒性，也包括由于偶然摄入所导致的急性毒性和长期微量摄入所导致的慢性毒性，例如致癌和致畸性等，这些都需要更明确地加以说明。化学性污染工业和环境污染引起的食品污染农药残留兽药残留食品包装材料污染