第一章环境毒理学概述

环境毒理学总学时:40学分:2考查资源环境学院讲授内容第一章环境毒理学概述第二章环境毒理学的基本原理第一节环境有毒物的接触和暴露方式第二节环境有毒物的吸收、分布和排泄第三节环境化学物的生物转化第四节毒物代谢动力学第五节有毒物毒性作用的一般原理第六节环境化学物的毒性评定方法第三章环境毒理学的基本研究方法第一节急性毒性试验第二节亚慢性和慢性毒性试验第三节环境流行病学方法第四章环境毒理学的应用第一节环境有毒物的毒理学评价第二节在环境监测和人群健康影响研究中的应用第三节在制定环境卫生基准中的应用第五章环境毒理学各论第一节环境有毒物的分类第二节环境农药污染第三节环境重金属污染第六章毒理学实验基础参考书籍Toxicology—PrinciplesandApplication,Raymond,J.M.et.alCRCPress，1999《环境毒理学》，孟紫强，中国环境科学出版社，2000《环境毒理学》，惠秀娟，化学工业出版社，2003现代环境卫生学，蔡宏道，人民卫生出版社，1995农药环境毒理学研究，蔡道基，中国环境科学出版社，1999第一章环境毒理学概述一、毒理学(Toxicology)毒理学：是研究物理、化学和生物因素，特别是化学因素对生物机体的损害作用及其机理的科学。环境毒理学:研究环境污染物，特别是化学污染物对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。环境生态毒理学生态毒理学环境毒理学核心为非人类生物，扩展到人类核心为环境污染物对人的影响，扩展到动植物毒物：进入生物机体的外源性物质，累积到一定程度后，可以达到干扰机体生理平衡，导致其组织、器官或生理过程受到不良影响的程度。外源性化学物(Xenobiotics)：是一类“外来生物活性物质”，又称外来化学物，以区别于代谢过程中形成的产物和中间产物——内源化学物。二、毒理学发展简史早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识。1550BC已有文献记载。在16世纪，瑞士著名医生Paracelsus提出有毒物的剂量反应。“Everythingisapoison…itisonlythedosethatmakesitnotapoison”18世纪西班牙化学家和生理学家BonaventuraOrfila:现代毒理学的奠基人。---组织和体液中的毒物的化学分析鉴别---试验动物的系统应用毒理学在19世纪得到快速发展。三、毒理学的分类按工作任务范围分：工作毒理学；环境毒理学；生态毒理学；法医毒理学；临床毒理学。按外源性化合物的类型分：食品毒理学；金属毒理学；药物毒理学；放射毒理学。按研究手段分：分子毒理学；细胞毒理学；组织毒理学；遗传毒理学；免疫毒理学。毒理学、环境毒理学与其它基础科学的联系毒理学是典型的综合科学：毒理学临床毒理学营养毒理学环境毒理学职业毒理学医药学诊断化学病理学营养学食品学分析化学环境科学生态学环境化学生理学病理学生物化学免疫学遗传学其它职业医学四、环境污染物(一)环境污染物的种类1．化学类：环境类激素(内分秘干扰物)可分3类：外源性雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。2．物理类：医源电离辐射x、υ射线，CT等等；环境电离辐射；环境中紫外线的强化；激光与电磁辐射场等。3生物类：细菌、病毒等。(二)环境污染对机体作用的特点1、接触剂量小2、长时间内反复接触甚至终生接触3、多种污染物同时作用于机体4、接触人群的易感性差异较大(三)环境污染物与机体的交互作用环境因子信息传递通路细胞基因组编码功能蛋白：适应或代偿环境因素的不利影响错误应答：周期调控失常五、环境毒理学的研究对象、内容及意义研究对象：对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物，包括物理性、化学性及生物性污染物，其中以环境化学物为主要研究对象。研究内容和任务：①环境污染物及其转化产物对机体的损害及作用机理②探索污染物对人体健康损害的早期观察指标③定量评定有毒环境污染物对机体的影响环境毒理学的作用和意义：环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。在环境监测和人群健康影响研究中的应用在制定环境卫生基准中的应用污染物处理保护地球生物圈包括人类在内的各种生物的生存和持续发展六、环境毒理学的研究方法试验材料：根据研究目的可选用植物、微生物、非哺乳类动物及哺乳类动物。研究方法1.整体试验2.体外试验3.调查研究：以已有试验结果、已有知识为基础，采用医学流行病学的调查方法体内实验法多在整体动物进行，也称整体动物实验。实验动物（laboratoryanimal）：指经人工培育，对其携带微生物实行控制，遗传背景明确，来源清楚，可用于科学研究的动物。一般的实验动物有:狗小鼠大鼠家兔豚鼠仓鼠1实验动物和人对外源化学物的反应敏感性不同，有时甚至存在着质的差别2高剂量向低剂量外推的不确定性3小数量实验动物到大量人群外推的不确定性4成年健康动物向年老体弱及患病个体外推的不确定性实验动物的毒理学实验资料外推到人群接触的安全性时的不确定性1化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。基本假设①人是最敏感的动物物种；②人和实验动物的生物学过程与体重(或体表面积)相关。2实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。3成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物和人可能的暴露途径基本一致。描述毒理学试验的基本原则按照染毒时间的长短：急性毒性试验(acutetoxicity)，一次或24小时；亚急性毒性试验(subacutetoxicity)，15-30天；亚慢性毒性试验(subchronictoxicity)，1-3个月；慢性毒性试验(chronictoxicity)，6个月-2年，低剂量反复染毒按照实验目的的不同：繁殖实验、蓄积实验、代谢实验及“三致实验”体外实验法：植物、微生物、动物体外试验（器官、组织、细胞、亚细胞、分子水平试验）研究方法流行病学研究受控的临床研究毒理学体内试验毒理学体外试验优点·真实的暴露条件·规定的限定暴露条件·易于控制暴露条件·影响因素少，易于控·在各化学物之间发生相·在人群中测定反应·能测定多种效应制互作用·对某组人群(如哮喘)·能评价宿主特征的作用·可进行某些深入的研·测定在人群的作用的研究是有力的(如：性别、年龄、遗究(如：机制，代谢)·表示全部的人敏感性·能测定效应的强度传特征等和其他调控因·人力物力花费较少素饮食等)·能评价机制缺点·耗资、耗时多·耗资多·动物暴露与人暴露相关·不能全面反映毒作用·多为回顾性，无健康·较低浓度和较短时的不确定性不能作为毒性评价和保护间的暴露·受控的饲养条件与人的危险性评价的最后依·难以确定暴露，有混杂·限于较少量的人群实际情况不一致据暴露问题(一般50)·暴露的浓度和时间的模·难以观察慢性毒作用·可检测的危险性增加必·限于暂时、微小、式显著地不同于人群的需达到2倍以上可逆的效应暴露·测定指标较粗(发病率，·一般不适于研究最死亡率)敏感的人群毒理学研究方法的优缺点基因水平上的研究1、识别易感基因环境应答基因(环境易感基因)：对环境因子具有特定的反应，影响人体对有害环境因子（特别是环境化学物）易感性的基因。人类对环境因素易感的基因非常之多，总称为环境基因组。易感性形成的原因：①代谢酶的遗传多态性；②修复能力的差异；③受体因素；④宿主因素等多方面。2、以癌前病变为主，寻找相关的标志物，为癌的早期诊断、早期预测、早期治疗提供依据。环境基因组计划(EGP)两个主要目标：①促进识别环境暴露后决定疾病危险差异的环境反应基因结构与功能上的多态性。②促进疾病病因学中基因环境交互作用的流行病学研究。最终目标：绘制所有环境反应基因中易感基因的多态性结构变异谱并阐明各自的功能，为疾病危险度的评价、病因学研究及痰病防治提供理论依据。环境毒理学的发展方向1、多种环境污染物对机体的联合作用2、环境污染物在环境中的降解和转化产物及其引起的生物学变化3、进一步研究致畸作用的机理4、早期观察的敏感指标：环境污染物对动物神经功能、行为表现、免疫机能的影响5、环境污染物化学结构与毒性作用的关系6、由细胞水平研究提高到分子水平