食品毒理學化學毒物的一般毒性作用

1、第八章第八章 化學毒物的一般毒性作用化學毒物的一般毒性作用6/18/202116/18/20212要求要求 1. 了解了解LD50的計算方法、化學毒物所致機體損的計算方法、化學毒物所致機體損 傷的組織學改變及其評價。傷的組織學改變及其評價。 2. 熟悉蓄積毒性作用及其評價；急性、亞慢和熟悉蓄積毒性作用及其評價；急性、亞慢和慢性毒性試驗設(shè)計及評價。慢性毒性試驗設(shè)計及評價。 3. 掌握急性、亞慢性和慢性毒性試驗的基本概掌握急性、亞慢性和慢性毒性試驗的基本概念、染毒途徑。念、染毒途徑。 6/18/20213幾個概念：幾個概念： 化學毒物、毒物與非毒物化學毒物、毒物與非毒物一般毒性作用（一般毒性作用（

2、general toxicity）：）： 在一定劑量、一定接觸時間和接觸方式下對在一定劑量、一定接觸時間和接觸方式下對試驗動物產(chǎn)生的綜合毒性效應(yīng)（又稱為基礎(chǔ)毒性試驗動物產(chǎn)生的綜合毒性效應(yīng)（又稱為基礎(chǔ)毒性basic toxicity ）。）。 按接觸毒性時間的長短，一般毒性作用分為按接觸毒性時間的長短，一般毒性作用分為急性毒性、亞慢性毒性和慢性毒性。急性毒性、亞慢性毒性和慢性毒性。6/18/20214& 1 急性毒性作用及其評價急性毒性作用及其評價& 2 蓄積毒性及其評價蓄積毒性及其評價& 3 亞慢性和慢性毒性作用及其評價亞慢性和慢性毒性作用及其評價6/18/202151 急性毒性作用急性毒性作

3、用一、急性毒性概念和急性毒性試驗的目的一、急性毒性概念和急性毒性試驗的目的二、急性毒性試驗二、急性毒性試驗三、急性毒性評價（分級）三、急性毒性評價（分級）6/18/20216一、急性毒性概念和急性毒性試驗的目的一、急性毒性概念和急性毒性試驗的目的急性毒性急性毒性(acute toxicity)(acute toxicity)是指機體是指機體( (人或試驗動人或試驗動物物) )一次接觸或一次接觸或2424小時內(nèi)多次接觸小時內(nèi)多次接觸化學物后所引起化學物后所引起的快速劇烈的的快速劇烈的中毒效應(yīng)中毒效應(yīng)，包括一般行為、外觀改，包括一般行為、外觀改變、形態(tài)變化以及死亡效應(yīng)。變、形態(tài)變化以及死亡效應(yīng)。

4、試驗動物的染毒途試驗動物的染毒途徑不同，一次接觸的含義也有所不同。徑不同，一次接觸的含義也有所不同。6/18/202176/18/20218急性毒性試驗急性毒性試驗(acute test)(acute test)是指機體是指機體( (人或試驗動人或試驗動物物) )一次給與或一次給與或2424小時內(nèi)多次給予受試物后，短時小時內(nèi)多次給予受試物后，短時間內(nèi)動物所產(chǎn)生的毒性反應(yīng)，包括致死和非致死間內(nèi)動物所產(chǎn)生的毒性反應(yīng)，包括致死和非致死的指標參數(shù)。的指標參數(shù)。目的目的測試和求出化學毒物對一種或幾種試驗動物測試和求出化學毒物對一種或幾種試驗動物的致死量的致死量( (以以LDLD5050表示表示) )以及

5、其它的急性毒性參以及其它的急性毒性參數(shù)，了解急性毒作用強度。數(shù)，了解急性毒作用強度。并通過觀察動物中毒表現(xiàn)和死亡的情況，了并通過觀察動物中毒表現(xiàn)和死亡的情況，了解急性毒作用性質(zhì)、可能的靶器官和致死原解急性毒作用性質(zhì)、可能的靶器官和致死原因，提供化學毒物的急性中毒資料、初步評因，提供化學毒物的急性中毒資料、初步評價對人體產(chǎn)生損害的危險性。價對人體產(chǎn)生損害的危險性。6/18/202196/18/202110探求化學毒物急性毒性的劑量探求化學毒物急性毒性的劑量反應(yīng)關(guān)系與反應(yīng)關(guān)系與中毒特征。中毒特征。為亞慢性、慢性毒性作用試驗的染毒劑量為亞慢性、慢性毒性作用試驗的染毒劑量設(shè)計提供參考依據(jù)。設(shè)計提供參考

6、依據(jù)。研究化學毒物急性中毒的預防和急救治療研究化學毒物急性中毒的預防和急救治療措施。措施。為毒理學機制研究提供線索為毒理學機制研究提供線索 。 急性毒性試驗常用的毒性參數(shù)：急性毒性試驗常用的毒性參數(shù)：LD50（LC50）Zac（LD50/Limac）LD84/LD16(或或LC84LC16)劑量劑量反應(yīng)曲線斜率反應(yīng)曲線斜率6/18/202111二、急性毒性試驗二、急性毒性試驗( (一一) )試驗動物試驗動物 原則原則 ：急性毒性試驗要求選擇對化學毒物的代謝和急性毒性試驗要求選擇對化學毒物的代謝和毒效應(yīng)表現(xiàn)與人的反應(yīng)盡可能一致的試驗動物。毒效應(yīng)表現(xiàn)與人的反應(yīng)盡可能一致的試驗動物。（最基本和重要的

7、原則）（最基本和重要的原則）動物易于獲得動物易于獲得品系純化品系純化價格較低和易于飼養(yǎng)等條件。價格較低和易于飼養(yǎng)等條件。 6/18/2021121 1試驗動物的種屬和品系試驗動物的種屬和品系最好用兩種種屬的動物最好用兩種種屬的動物嚙齒類嚙齒類: :小鼠、大鼠、豚鼠或家兔小鼠、大鼠、豚鼠或家兔非嚙齒類：狗或猴。非嚙齒類：狗或猴。急性皮膚毒性試驗可選用成年大鼠、豚鼠或急性皮膚毒性試驗可選用成年大鼠、豚鼠或家兔，優(yōu)先考慮白色家兔。而急性吸入毒性家兔，優(yōu)先考慮白色家兔。而急性吸入毒性試驗和經(jīng)口急性毒性試驗則優(yōu)先考慮大鼠。試驗和經(jīng)口急性毒性試驗則優(yōu)先考慮大鼠。6/18/202113試驗動物的年齡和體重：

8、試驗動物的年齡和體重：急性試驗動物不宜過老或過幼，通常要求選擇急性試驗動物不宜過老或過幼，通常要求選擇剛成年動物進行試驗，而且須是未曾交配和受剛成年動物進行試驗，而且須是未曾交配和受孕的動物。例如：大鼠孕的動物。例如：大鼠180180240g240g、小鼠、小鼠181825g25g、家兔、家兔2 22.5kg2.5kg、豚鼠、豚鼠200200250g250g、狗、狗101015kg15kg。同一批試驗動物體重變異范圍不應(yīng)超過同一批試驗動物體重變異范圍不應(yīng)超過該批動物平均體重的該批動物平均體重的2020。 6/18/2021143.3.試驗動物的性別：試驗動物的性別：急性毒性試驗的主要內(nèi)容是求急

9、性毒性試驗的主要內(nèi)容是求LDLD5050，除特殊要，除特殊要求外，一般急性毒性試驗對動物性別要求為求外，一般急性毒性試驗對動物性別要求為雌雌雄各半雄各半。如果在預試驗時發(fā)現(xiàn)化學毒物。如果在預試驗時發(fā)現(xiàn)化學毒物( (如農(nóng)藥如農(nóng)藥) )對雌、雄動物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則對雌、雄動物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則應(yīng)單獨分別求出雌性與雄性動物各自的應(yīng)單獨分別求出雌性與雄性動物各自的LDLD5050。如果試驗是為致畸試驗作準備，也可僅作雌性如果試驗是為致畸試驗作準備，也可僅作雌性動物的動物的LDLD5050測試。測試。 6/18/2021154.動物數(shù)量與隨機分組：動物數(shù)量與隨機分組：大、小鼠等小動

10、物大、小鼠等小動物 每組每組10只只狗等大動物狗等大動物 每組每組6只只分組原則分組原則隨機化原則（了解）隨機化原則（了解）6/18/2021166/18/2021175.禁食：禁食：經(jīng)消化道染毒時，要求試驗前對動物禁食經(jīng)消化道染毒時，要求試驗前對動物禁食大鼠、小鼠大鼠、小鼠隔夜進食；染毒后禁食隔夜進食；染毒后禁食4h大動物大動物每日上午喂食前染毒每日上午喂食前染毒染毒后繼續(xù)禁食染毒后繼續(xù)禁食24h，但在禁食時要保障，但在禁食時要保障飲水。飲水。6/18/2021186.實驗動物的預檢：實驗動物的預檢：選擇健康動物選擇健康動物12周的檢疫期周的檢疫期 （二）試驗動物的飼養(yǎng)環(huán)境（二）試驗動物的飼

11、養(yǎng)環(huán)境恒定的溫度：恒定的溫度：223濕度：濕度：3070%照度：晝夜各半照度：晝夜各半飼料合格、飲水合格、墊料合格飼料合格、飲水合格、墊料合格6/18/202119（三）染毒途徑的選擇（三）染毒途徑的選擇: 染毒途徑（染毒途徑（exposure routes）的選擇需考慮：）的選擇需考慮：模擬人在生活和生產(chǎn)環(huán)境中實際接觸受試物的模擬人在生活和生產(chǎn)環(huán)境中實際接觸受試物的途徑和方式途徑和方式；有利于不同化學物之間急性毒性有利于不同化學物之間急性毒性大小的比較大小的比較；受試物的性質(zhì)和用途；各種受試受試物的性質(zhì)和用途；各種受試物毒性評價程序的要求等。物毒性評價程序的要求等。 最常用的染毒途徑為最常用

12、的染毒途徑為經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮特殊情況下也可采用注射途徑。特殊情況下也可采用注射途徑。6/18/202120經(jīng)口經(jīng)口( (胃腸道胃腸道) )接觸接觸 : 灌胃灌胃: :小鼠小鼠0.20.2 1.0ml/1.0ml/只或只或0.10.1 0.5ml/10g0.5ml/10g 大鼠一次灌胃體積不超過大鼠一次灌胃體積不超過5ml/5ml/只只 家兔不超過家兔不超過10ml/2kg10ml/2kg 狗不超過狗不超過50ml/10kg50ml/10kg 吞咽膠囊吞咽膠囊: : 經(jīng)呼吸道接觸經(jīng)呼吸道接觸 : 靜式吸入靜式吸入 動式吸入動式吸入 經(jīng)皮膚接觸經(jīng)皮膚接觸 :注射途徑接觸注射

13、途徑接觸: : 6/18/202121（四）染毒劑量與分組（四）染毒劑量與分組: 1 1查閱文獻查閱文獻了解化學毒物的結(jié)構(gòu)式、分子量、常溫常壓了解化學毒物的結(jié)構(gòu)式、分子量、常溫常壓下的狀態(tài)、熔點、沸點、密度、閃點、揮發(fā)度、下的狀態(tài)、熔點、沸點、密度、閃點、揮發(fā)度、蒸氣壓、水溶性和脂溶性等理化特性，生產(chǎn)批蒸氣壓、水溶性和脂溶性等理化特性，生產(chǎn)批號及純度，雜質(zhì)成分與含量等。號及純度，雜質(zhì)成分與含量等。6/18/2021226/18/2021231 1查閱文獻查閱文獻確定使用哪一種計算方法求確定使用哪一種計算方法求LDLD5050，然后再設(shè)計劑，然后再設(shè)計劑 量分組。量分組。LDLD5050的計算方

14、法常用寇氏法、概率單位法、的計算方法常用寇氏法、概率單位法、霍思法等?；羲挤ǖ?。找出與受試化學毒物結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)近似的化學找出與受試化學毒物結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)近似的化學物的毒性資料，并以文獻資料中相同的動物種系和物的毒性資料，并以文獻資料中相同的動物種系和相同接觸途徑所測得的相同接觸途徑所測得的LDLD5050(LC(LC5050) )值作為受試化學物值作為受試化學物的預期毒性中值。的預期毒性中值。 2 2預試驗預試驗 設(shè)定以此預期值作為待測化學物的中間劑量設(shè)定以此預期值作為待測化學物的中間劑量組，并在該劑量的上下各設(shè)計組，并在該劑量的上下各設(shè)計l l一一2 2個劑量組作個劑量組作為預試驗劑量。為

15、預試驗劑量。根據(jù)確定的劑量組進行染毒。根據(jù)確定的劑量組進行染毒。根據(jù)預試驗的死亡資料確定組距。根據(jù)預試驗的死亡資料確定組距。6/18/2021246/18/202125 可根據(jù)以下公式計算出劑量分組：可根據(jù)以下公式計算出劑量分組： i i=(=(lgLDlgLD9090- -lgLDlgLD1010) )(n-1)(n-1) 或：或：i=(lgLDi=(lgLD100100-lgLD-lgLD0 0) )(n-1)(n-1) 式中式中i i為組距為組距( (相鄰的兩個劑量組對數(shù)劑量相鄰的兩個劑量組對數(shù)劑量之差之差) )； n n為設(shè)計的劑量組數(shù)。為設(shè)計的劑量組數(shù)。3 3正式試驗正式試驗; ;

16、一般來說、根據(jù)試驗設(shè)計所選用的一般來說、根據(jù)試驗設(shè)計所選用的LDLD5050計算方法計算方法來確定組數(shù)。例如幾率單位法、寇氏法一般設(shè)來確定組數(shù)。例如幾率單位法、寇氏法一般設(shè)6 61010個劑量組；霍恩法固定設(shè)個劑量組；霍恩法固定設(shè)4 4個劑量組。求得個劑量組。求得i i值后以最低劑量組值后以最低劑量組(LD(LD0 0或或LDLD1010) )的對數(shù)劑量加的對數(shù)劑量加上一個上一個i i值，即是第二個劑量組的對數(shù)劑量，依值，即是第二個劑量組的對數(shù)劑量，依此類推直至最高劑量組，查各自的反對數(shù)即得出此類推直至最高劑量組，查各自的反對數(shù)即得出各組劑量的真實值。各組劑量的真實值。 1 2 3 4 5 6

17、 1 2 3 4 5 6 LgLD0 LgLD0+i LgLD0+2i LgLD0+3i LgLD0+4i 6/18/202126（五）試驗周期與毒效應(yīng)觀察（五）試驗周期與毒效應(yīng)觀察6/18/202127試驗周期：一般以兩周為宜試驗周期：一般以兩周為宜6/18/202128毒效應(yīng)觀察毒效應(yīng)觀察1.中毒癥狀中毒癥狀 2.體重體重在觀察試驗動物中毒癥狀的過程中，應(yīng)同時觀在觀察試驗動物中毒癥狀的過程中，應(yīng)同時觀察體重的變化。察體重的變化。體重可以反映動物中毒后的整體重可以反映動物中毒后的整體變化。體變化。體重改變的原因很多，若化學毒物刺體重改變的原因很多，若化學毒物刺激或損傷消化道可出現(xiàn)試驗動物飲食

18、減少甚至激或損傷消化道可出現(xiàn)試驗動物飲食減少甚至拒食，表現(xiàn)為體重減輕。若化學毒物引起腹瀉，拒食，表現(xiàn)為體重減輕。若化學毒物引起腹瀉，將影響食物吸收和利用，體重也會減輕。如果將影響食物吸收和利用，體重也會減輕。如果化學毒物影響水的攝取或腎能功急性損傷，也化學毒物影響水的攝取或腎能功急性損傷，也可能在體重上反映出來。所以，對存活動物尤可能在體重上反映出來。所以，對存活動物尤其是對低于其是對低于LDLD5050劑量組的存活動物應(yīng)在觀察劑量組的存活動物應(yīng)在觀察期期1414天內(nèi)稱量其體重的變化以便了解受試物天內(nèi)稱量其體重的變化以便了解受試物引起毒效應(yīng)的持續(xù)時間。引起毒效應(yīng)的持續(xù)時間。 6/18/2021

19、293.3.病理檢查及其他指標病理檢查及其他指標: :急性毒性試驗中，對死亡的動物均應(yīng)及時進行大急性毒性試驗中，對死亡的動物均應(yīng)及時進行大體解剖和病理組織學檢查，肉眼觀察主要臟器的體解剖和病理組織學檢查，肉眼觀察主要臟器的大體病理變化，如臟器大小、外觀、色澤的變化，大體病理變化，如臟器大小、外觀、色澤的變化，有無充血、出血、水腫或其它改變，對有改變的有無充血、出血、水腫或其它改變，對有改變的臟器進行取材做組織病理學檢查。對存活動物在臟器進行取材做組織病理學檢查。對存活動物在觀察期結(jié)束時進行大體病理檢查必要時做組織觀察期結(jié)束時進行大體病理檢查必要時做組織病理學檢查。根據(jù)試驗需要可進一步擴大觀察項

20、病理學檢查。根據(jù)試驗需要可進一步擴大觀察項目如體溫、心電圖、腦電圖或進行某些生化指目如體溫、心電圖、腦電圖或進行某些生化指標測定等。標測定等。6/18/2021304.死亡和死亡時間死亡和死亡時間重點觀察和記錄每只動物死亡的時間，特別重點觀察和記錄每只動物死亡的時間，特別是最早出現(xiàn)死亡的時間以及各個劑量組動物是最早出現(xiàn)死亡的時間以及各個劑量組動物的死亡數(shù)。分析中毒死亡時間的規(guī)律具有一的死亡數(shù)。分析中毒死亡時間的規(guī)律具有一定意義，可為深人研究化學物的毒作用機制定意義，可為深人研究化學物的毒作用機制提供參考。提供參考。 6/18/202131三、急性毒性評價三、急性毒性評價6/18/202132外

21、源化學物急性毒性分級（外源化學物急性毒性分級（WHO）毒性毒性分級分級大鼠一次大鼠一次經(jīng)口經(jīng)口LD50 (mg/kg)6只大鼠吸入只大鼠吸入4小時，死亡小時，死亡24只的濃度只的濃度(ppm)兔經(jīng)皮兔經(jīng)皮LD50(/mg/kg)對人可能致死的估計對人可能致死的估計量量g/kg總量總量(g/60kg)劇毒劇毒11051510006/18/202133我國食品毒理急性毒性分級法我國食品毒理急性毒性分級法(1994)急性毒性分級急性毒性分級大鼠經(jīng)口大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大致相當于大致相當于70kg人的致死量人的致死量6級級(極毒極毒)1稍嘗稍嘗,150001050克克6/18/202134L

22、D50為了便于比較化學物的毒性及有毒化學物的管理，為了便于比較化學物的毒性及有毒化學物的管理，國內(nèi)外根據(jù)國內(nèi)外根據(jù)LD50值大小提出了許多急性毒性分級值大小提出了許多急性毒性分級標準。標準。LD50值是一個常用的急性毒性評價指標，但不能值是一個常用的急性毒性評價指標，但不能表示急性毒性的全部內(nèi)容：表示急性毒性的全部內(nèi)容：1）以死亡作為觀察）以死亡作為觀察指標；指標；2）是一個統(tǒng)計學估計數(shù)值。）是一個統(tǒng)計學估計數(shù)值。比較不同外來化學物的比較不同外來化學物的LD50或比較同一化學物不或比較同一化學物不同實驗室所測定的同實驗室所測定的LD50值時，要注實意驗條件的值時，要注實意驗條件的同一性和量概念

23、的等效性，需要檢查完整的劑量同一性和量概念的等效性，需要檢查完整的劑量-反應(yīng)關(guān)系資料。反應(yīng)關(guān)系資料。6/18/202135LD50值的值的95%可信限，劑量可信限，劑量-反應(yīng)曲線反應(yīng)曲線的的斜率斜率及動物急性致死的時間都是劑量及動物急性致死的時間都是劑量-反應(yīng)關(guān)系資料內(nèi)容。反應(yīng)關(guān)系資料內(nèi)容。斜率小時，在劑量低于斜率小時，在劑量低于LD50值時，致死值時，致死作用大于斜率大的毒物。作用大于斜率大的毒物。致死效應(yīng)發(fā)生的時間越短，危害越大。致死效應(yīng)發(fā)生的時間越短，危害越大。6/18/202136同一化學物的同一化學物的LD50值在不同實驗室的測值在不同實驗室的測定結(jié)果可有定結(jié)果可有4-7倍；倍； L

24、D50相似的兩種物相似的兩種物質(zhì)，不同的致死劑量范圍內(nèi)致死毒性不質(zhì)，不同的致死劑量范圍內(nèi)致死毒性不定相同；定相同； LD50不同時，致死毒性不定有不同時，致死毒性不定有明顯差別。明顯差別。6/18/202137LD16與與LD84用于彌補用于彌補LD50的不足。的不足。用曲線表示劑量與死亡率之間的關(guān)系時，用曲線表示劑量與死亡率之間的關(guān)系時，LD16與與LD84的比值呈現(xiàn)一種兩端平直、中間的比值呈現(xiàn)一種兩端平直、中間陡峭的陡峭的S形曲線，其轉(zhuǎn)折點相當于動物死亡率形曲線，其轉(zhuǎn)折點相當于動物死亡率16和和84。LD16與與LD84正好是致死劑量反應(yīng)曲線的直線正好是致死劑量反應(yīng)曲線的直線部分，即與動物

25、死亡率的概率單位部分，即與動物死亡率的概率單位4.0和和6.0相相當，也是當，也是LD50值的值的16的值。（的值。（P27面，圖面，圖1-2）急性毒作用帶（急性毒作用帶（Zac）帶越寬，危險性越小。帶越寬，危險性越小。6/18/2021381.消耗的動物量大消耗的動物量大2.獲得的信息有限獲得的信息有限3.測得的測得的LD50僅僅是一個近似值，不能用來僅僅是一個近似值，不能用來 表示急性毒性的全部內(nèi)容。表示急性毒性的全部內(nèi)容。4.在安全性評價中僅評價動物死亡和簡單的在安全性評價中僅評價動物死亡和簡單的 癥狀觀察是不夠的，更需要的是生理學、癥狀觀察是不夠的，更需要的是生理學、 血液學及其它化驗

26、檢查所提供的深入細致血液學及其它化驗檢查所提供的深入細致 的毒性信息。的毒性信息。經(jīng)典急性毒性試驗的局限性經(jīng)典急性毒性試驗的局限性6/18/202139評價時需要考慮的其它指標和參數(shù)：評價時需要考慮的其它指標和參數(shù)： 劑量劑量-反應(yīng)曲線的斜率反應(yīng)曲線的斜率 動物急性致死的時間動物急性致死的時間 化合物化合物LD84 和和LD16 化合物的急性毒作用帶化合物的急性毒作用帶6/18/202140LD50的計算方法：的計算方法：寇式法和改進式寇式法寇式法和改進式寇式法概率單位概率單位-對數(shù)圖解法對數(shù)圖解法霍恩法霍恩法2 蓄積毒性作用及其評價蓄積毒性作用及其評價一、一、基本概念基本概念二二、 蓄積毒性

27、試驗方法及其評價蓄積毒性試驗方法及其評價 6/18/202141一、基本概念一、基本概念 蓄積作用（蓄積作用（accumulation)：當化學物：當化學物 與與機體發(fā)生亞慢性接觸，將反復進入機體，機體發(fā)生亞慢性接觸，將反復進入機體，而且當進入的速度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化與而且當進入的速度或總量超過代謝轉(zhuǎn)化與排出的速度或總量時，化學物就有可能在排出的速度或總量時，化學物就有可能在機體內(nèi)逐漸增加并貯留的現(xiàn)象機體內(nèi)逐漸增加并貯留的現(xiàn)象6/18/202142貯存庫貯存庫 鉛（鉛（PbPb）- -骨骼骨骼 鎘（鎘（CdCd）- -腎臟腎臟 DDTDDT、TCDDTCDD等等- -脂肪組織脂肪組織6/18/

28、202143易蓄積的部位稱為易蓄積的部位稱為貯存庫貯存庫。常見的貯存庫有血漿蛋白、脂肪組織、常見的貯存庫有血漿蛋白、脂肪組織、肝臟、腎臟及骨骼。肝臟、腎臟及骨骼?；瘜W物的貯存形式有：化學物的貯存形式有：母體、結(jié)合態(tài)、母體、結(jié)合態(tài)、轉(zhuǎn)化態(tài)轉(zhuǎn)化態(tài)。6/18/202144 蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ) 耐受性是蓄積性的另一種表現(xiàn)形式之一，耐受性是蓄積性的另一種表現(xiàn)形式之一，甚至可能隱藏著潛在的慢性中毒甚至可能隱藏著潛在的慢性中毒 一種外源化學物有無蓄積作用是評定該一種外源化學物有無蓄積作用是評定該化學物是否可能引起潛在慢性中毒的論化學物是否可能引起潛在慢性中毒的論

29、據(jù)之一，也是制定衛(wèi)生限量標準時安全據(jù)之一，也是制定衛(wèi)生限量標準時安全系數(shù)的一種依據(jù)系數(shù)的一種依據(jù) 蓄積作用實際上有二個含義：蓄積作用實際上有二個含義： 物質(zhì)蓄積物質(zhì)蓄積(material accumulation)(material accumulation) 功能蓄積功能蓄積(functional accumulation)(functional accumulation)6/18/2021456/18/202146物質(zhì)蓄積：物質(zhì)蓄積： 實驗動物反復多次接觸實驗動物反復多次接觸化學物后，用化學分析方法能夠測化學物后，用化學分析方法能夠測得機體內(nèi)存在該化學物或其代謝產(chǎn)得機體內(nèi)存在該化學物或其代

30、謝產(chǎn)物物 6/18/202147 功能功能 ( 機能機能 ) 蓄積蓄積 ：有的化學物在：有的化學物在長期接觸后，機體內(nèi)雖不能測出其長期接觸后，機體內(nèi)雖不能測出其原型或代謝產(chǎn)物，卻出現(xiàn)了慢性毒原型或代謝產(chǎn)物，卻出現(xiàn)了慢性毒性作用性作用6/18/202148功能蓄積可能是功能蓄積可能是 由于貯存體內(nèi)的化學物或其代謝產(chǎn)由于貯存體內(nèi)的化學物或其代謝產(chǎn)物的數(shù)量極微，不能檢出物質(zhì)的蓄物的數(shù)量極微，不能檢出物質(zhì)的蓄積積 或者是由于每次機體接觸化學物之或者是由于每次機體接觸化學物之后所引起的損害累積所致后所引起的損害累積所致二、蓄積毒性試驗方法及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價化學毒物的化學毒物的蓄積作用是

31、發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此研究化學毒物在機體內(nèi)的蓄積性是評價化學因此研究化學毒物在機體內(nèi)的蓄積性是評價化學毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是衛(wèi)毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是衛(wèi)生標準制訂過程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù)。生標準制訂過程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù)。6/18/2021496/18/202150蓄積毒性試驗是研究化學毒物基礎(chǔ)毒性的重要內(nèi)蓄積毒性試驗是研究化學毒物基礎(chǔ)毒性的重要內(nèi)容之一，容之一，目的是通過試驗求出蓄積系數(shù)目的是通過試驗求出蓄積系數(shù)K K，了解化，了解化學毒物蓄積毒性的強弱，學毒物蓄積毒性的強弱，并為慢性毒性試驗及其并為慢性毒性試驗及

32、其他有關(guān)毒性試驗的劑量選擇提供參考。他有關(guān)毒性試驗的劑量選擇提供參考。二、蓄積毒性試驗方法及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價(一一)蓄積系數(shù)法蓄積系數(shù)法 蓄積系數(shù)蓄積系數(shù)(accumulation coefficient)(accumulation coefficient)是是多次多次染毒使染毒使半數(shù)半數(shù)動物出現(xiàn)效應(yīng)動物出現(xiàn)效應(yīng)( (或死亡或死亡) )的累積劑量的累積劑量EDED5050(n)(n)與與一次一次染毒使染毒使半數(shù)半數(shù)動物出現(xiàn)相同效應(yīng)動物出現(xiàn)相同效應(yīng)( (或死亡或死亡) )的劑量的劑量EDED5050(1)(1)的比值的比值，即：，即：K KEDED5050(n)/ED(n)/E

33、D5050(1)(1)K KLDLD5050(n)/LD(n)/LD5050(1) (1) 6/18/202151 1 1固定劑量法：固定劑量法： 一般常選用大、小鼠灌胃或腹腔注射方法進行染一般常選用大、小鼠灌胃或腹腔注射方法進行染毒。毒。 先求出先求出LDLD5050，然后選取相同條件的，然后選取相同條件的4040只只( (或更多或更多) )實實驗動物，分為兩組，一為染毒組，一為對照組，每組驗動物，分為兩組，一為染毒組，一為對照組，每組至少至少2020只，雌雄各半。只，雌雄各半。 試驗組在試驗組在1 12020l l50LD50LD5050的范圍內(nèi)選定一個劑量，的范圍內(nèi)選定一個劑量，每日以固

34、定劑量、定時和相同途徑進行染毒每日以固定劑量、定時和相同途徑進行染毒, ,試驗期間試驗期間觀察記錄每組動物死亡數(shù)。觀察記錄每組動物死亡數(shù)。6/18/2021526/18/202153 當試驗組累積發(fā)生一半動物死亡即可終止試驗。此當試驗組累積發(fā)生一半動物死亡即可終止試驗。此時，計算累積總接觸劑量時，計算累積總接觸劑量LDLD5050(n)(n)，根據(jù)公式計算，根據(jù)公式計算K K值，然后依表值，然后依表6 65 5進行評價。但若接觸劑量已累進行評價。但若接觸劑量已累積達到積達到5 5個個LDLD5050劑量，也可終止試驗。劑量，也可終止試驗。 2 2劑量遞增法：劑量遞增法： 6/18/202154

35、6/18/2021553 3劑量固定的劑量固定的2020天蓄積法：天蓄積法： 它通常采用經(jīng)口灌胃染毒方式，將動物它通常采用經(jīng)口灌胃染毒方式，將動物隨機分為隨機分為5 5個組，包括陰性對照組和個組，包括陰性對照組和1/20 1/20 LDLD5050、l/10 LDl/10 LD5050、1/5 LD1/5 LD5050和和1/2 LD1/2 LD5050四個四個劑量組，每組動物數(shù)劑量組，每組動物數(shù)1010只，雌雄各半。每日只，雌雄各半。每日染毒一次，連續(xù)染毒染毒一次，連續(xù)染毒2020天。觀察每組雌雄合天。觀察每組雌雄合計的死亡動物數(shù)量。計的死亡動物數(shù)量。6/18/2021566/18/2021

36、57試驗結(jié)束時根據(jù)下列標準進行評定：試驗結(jié)束時根據(jù)下列標準進行評定： 各劑量組均無死亡，即為蓄積性不明顯；各劑量組均無死亡，即為蓄積性不明顯； 如僅如僅1/2LD1/2LD5050劑量組有死亡，其他組均無死亡，劑量組有死亡，其他組均無死亡，則為弱蓄積性；則為弱蓄積性； 如如1/20LD1/20LD5050劑量組無死亡，其他各組間死亡數(shù)劑量組無死亡，其他各組間死亡數(shù)有劑量反應(yīng)關(guān)系時，則為中等蓄積性；有劑量反應(yīng)關(guān)系時，則為中等蓄積性； 如如1/20LD1/20LD5050劑量組有死亡，且有劑量反應(yīng)關(guān)系，劑量組有死亡，且有劑量反應(yīng)關(guān)系，則為強蓄積性。則為強蓄積性。 ( (二二) )生物半減期法：生物

37、半減期法： 生物半減期生物半減期(biological half-life(biological half-life，t t1/21/2) )是是指進入機體的外源化合物由機體消除一半所需的指進入機體的外源化合物由機體消除一半所需的時間。時間。 用毒物動力學原理描述化學毒物在機體內(nèi)的蓄用毒物動力學原理描述化學毒物在機體內(nèi)的蓄積作用。積作用。 t t1/21/2以化合物在體內(nèi)的數(shù)量為基礎(chǔ)來表以化合物在體內(nèi)的數(shù)量為基礎(chǔ)來表示蓄積性，示蓄積性， 是表示外來化合物的蓄積性的重要指是表示外來化合物的蓄積性的重要指標。標。 6/18/2021586/18/202159根據(jù)攝入量、攝入時間間隔（根據(jù)攝入量、攝

38、入時間間隔（t)和和t1/2 ，可以，可以估計蓄積情況。估計蓄積情況。如果如果t t1/2,則蓄積則蓄積可能可能減少；反之則減少；反之則可能可能蓄蓄積。如果積。如果t= t1/2 ，也蓄積。，也蓄積。無論化學物無論化學物t1/2長短長短,在與它在與它等時間間隔接觸等時間間隔接觸化學物條件下，化學物都會蓄積化學物條件下，化學物都會蓄積，并且經(jīng)過，并且經(jīng)過6個個t1/2時，蓄積達到最大值?；瘜W物繼續(xù)進時，蓄積達到最大值?；瘜W物繼續(xù)進入機體，蓄積增加幾乎為零。蓄積與清除達入機體，蓄積增加幾乎為零。蓄積與清除達到平衡。到平衡。蓄積極限值蓄積極限值L(mg)=1.44化學物吸收量化學物吸收量（mg/d）

39、 t1/2（d）。）。6/18/202160t1/2測定方法：測定方法：將被檢測物由靜脈注入，然后按一定時間將被檢測物由靜脈注入，然后按一定時間間隔連續(xù)多次測定機體接觸受試物后試驗間隔連續(xù)多次測定機體接觸受試物后試驗動物動物血漿中該物質(zhì)的濃度血漿中該物質(zhì)的濃度，以時間為橫坐，以時間為橫坐標，以血漿中物質(zhì)濃度的對數(shù)值為縱坐標標，以血漿中物質(zhì)濃度的對數(shù)值為縱坐標繪圖，依圖求出直線的斜率繪圖，依圖求出直線的斜率ke(即速率常即速率常數(shù)），生物半減期數(shù)），生物半減期t1/2 0.693/ke。生物半減期較生物半減期較短短的物質(zhì)達到蓄積極限所需的物質(zhì)達到蓄積極限所需時間短，機體一旦停止接觸該物質(zhì)，也時間

40、短，機體一旦停止接觸該物質(zhì)，也易易于很快從機體消除。反之則不易消除。于很快從機體消除。反之則不易消除。6/18/202161（三）蓄積率及其測定（三）蓄積率及其測定蓄積率：在一定時間內(nèi)，外來化學物在體內(nèi)的蓄積率：在一定時間內(nèi)，外來化學物在體內(nèi)的蓄蓄積量積量與同一期間進入機體與同一期間進入機體總量總量的百分比。的百分比。測定方法：用兩組條件一致的動物，試驗組先每測定方法：用兩組條件一致的動物，試驗組先每日給予一定劑量被檢化學物，但動物不能發(fā)生死日給予一定劑量被檢化學物，但動物不能發(fā)生死亡，以一定時間給予一定劑量后再與對照組同時亡，以一定時間給予一定劑量后再與對照組同時分別測定該被檢物的分別測定該

41、被檢物的LD50。6/18/202162 如果被檢化學物在體內(nèi)有蓄積性（蓄積率如果被檢化學物在體內(nèi)有蓄積性（蓄積率1），則由于蓄積試驗組動物在進行），則由于蓄積試驗組動物在進行LD50測定前，體測定前，體內(nèi)已蓄積一定數(shù)量，所以其內(nèi)已蓄積一定數(shù)量，所以其LD50必定較對照組小。必定較對照組小。 兩組動物之間測得的兩組動物之間測得的LD50之差認為是前一時期之差認為是前一時期蓄積試驗組動物體內(nèi)的蓄積量。蓄積試驗組動物體內(nèi)的蓄積量。6/18/202163計算方法：蓄積率（計算方法：蓄積率（%）（對照組（對照組LD50-蓄積試驗組蓄積試驗組LD50）/蓄積期間給予蓄積試驗蓄積期間給予蓄積試驗組動物被檢

42、物質(zhì)總量組動物被檢物質(zhì)總量100%6/18/202164現(xiàn)有蓄積試驗都是以死亡為觀察毒效應(yīng)的現(xiàn)有蓄積試驗都是以死亡為觀察毒效應(yīng)的指標，不引起死亡的可能得出弱蓄積性的指標，不引起死亡的可能得出弱蓄積性的錯誤結(jié)論。如氯丁二烯。錯誤結(jié)論。如氯丁二烯。如果在蓄積毒性試驗時選用其它指標（如如果在蓄積毒性試驗時選用其它指標（如靶器官的損傷），求取靶器官的損傷），求取ED50（n）和和ED50（l），計算蓄積系數(shù)易得正確結(jié)論。計算蓄積系數(shù)易得正確結(jié)論。6/18/202165關(guān)于機體耐受性關(guān)于機體耐受性機體的耐受性機體的耐受性：某一外來化學物反復作用于機體：某一外來化學物反復作用于機體后，有時一些本來可以引起

43、機體呈現(xiàn)一定劑量的后，有時一些本來可以引起機體呈現(xiàn)一定劑量的效應(yīng)，卻沒有引起反應(yīng)，必須加大劑量才能使機效應(yīng)，卻沒有引起反應(yīng)，必須加大劑量才能使機體呈現(xiàn)預期效應(yīng)。體呈現(xiàn)預期效應(yīng)。6/18/202166在蓄積試驗結(jié)束時，將存活的動物給予一次沖擊劑量（一般用一次LD50的劑量）后統(tǒng)計動物死亡率與預先未經(jīng)化學物處理的對照組的死亡率進行比較，以觀察動物在小劑量長期染毒情況下是否出現(xiàn)對毒物的耐受性。耐受性是蓄積性的另一種表現(xiàn)形式。蓄積、耐受性與慢性中毒之間的關(guān)系是常要進一步研究的問題。3 亞慢性和慢性毒性試驗亞慢性和慢性毒性試驗一一 亞慢性毒性作用：亞慢性毒性作用： 亞慢性毒性的概念亞慢性毒性的概念 亞慢

44、性毒性試驗的目的亞慢性毒性試驗的目的 亞慢性毒性試驗的設(shè)計亞慢性毒性試驗的設(shè)計 二二 慢性毒性作用：慢性毒性作用： 慢性毒性的概念慢性毒性的概念 慢性毒性試驗的目的慢性毒性試驗的目的 慢性毒性試驗設(shè)計慢性毒性試驗設(shè)計 6/18/202167一、亞慢性和慢性毒性試驗的概念、目的一、亞慢性和慢性毒性試驗的概念、目的(一一) 概念：概念： 亞慢性毒性亞慢性毒性(subchronic toxicity)是指人是指人 或?qū)嶒瀯游镞B續(xù)接觸較長時間、較大劑量或?qū)嶒瀯游镞B續(xù)接觸較長時間、較大劑量的外源化合物所引起的毒性效應(yīng)。的外源化合物所引起的毒性效應(yīng)。慢性毒性慢性毒性(chronic toxicity)是指

45、人或?qū)嶒炇侵溉嘶驅(qū)嶒瀯游镩L期動物長期(甚至終生甚至終生)反復接觸低劑量的化反復接觸低劑量的化學毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。學毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。6/18/202168（二）試驗目的：（二）試驗目的： 1. 1.確定受試物亞慢性和慢性毒性的效應(yīng)譜，確定受試物亞慢性和慢性毒性的效應(yīng)譜， 對在急性及亞急性毒性試驗中發(fā)現(xiàn)的毒作用提對在急性及亞急性毒性試驗中發(fā)現(xiàn)的毒作用提供新的信息，并發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗供新的信息，并發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗中未發(fā)現(xiàn)的毒作用；中未發(fā)現(xiàn)的毒作用； 2.2.研究受試物亞慢性和慢性毒作用的靶器官；研究受試物亞慢性和慢性毒作用的靶器官； 6/18/2021696/18/20

46、21703.3.研究受試物亞慢性和慢性毒性劑量研究受試物亞慢性和慢性毒性劑量反應(yīng)反應(yīng)( (效效應(yīng)應(yīng)) )關(guān)系，以確定外來化合物的毒性下限，即關(guān)系，以確定外來化合物的毒性下限，即其觀察到有害作用的最低劑量其觀察到有害作用的最低劑量(LOAEL)(LOAEL)和未和未觀察到有害作用的劑量（觀察到有害作用的劑量（NOAELNOAEL），提出此），提出此受試物的安全限量參考值受試物的安全限量參考值; ;6/18/202171 4. 4.研究受試物亞慢性和慢性毒性損害的可逆性研究受試物亞慢性和慢性毒性損害的可逆性; ; 5. 5.亞慢性毒性試驗為慢性毒性試驗的劑量設(shè)計亞慢性毒性試驗為慢性毒性試驗的劑量設(shè)

47、計及觀察指標選擇提供依據(jù)及觀察指標選擇提供依據(jù); ; 6. 6.確定不同動物物種對受試物亞慢性和慢性毒確定不同動物物種對受試物亞慢性和慢性毒效應(yīng)的差異，為將毒性研究結(jié)果外推到人提供效應(yīng)的差異，為將毒性研究結(jié)果外推到人提供依據(jù)。依據(jù)。（一）實驗動物選擇（一）實驗動物選擇6/18/202172 亞慢性毒性試驗亞慢性毒性試驗 年齡：年齡：大鼠大鼠80100g 狗狗 812月月 小鼠小鼠1015g數(shù)量：數(shù)量：小動物小動物20 大動物大動物6性別：性別：雌雄各半雌雄各半 慢性毒性試驗慢性毒性試驗年齡：年齡：大鼠大鼠 5070g 狗狗 8月月 小鼠小鼠 初斷乳初斷乳數(shù)量：數(shù)量：小動物小動物40 大動物大動

48、物8性別：性別：雌雄各半雌雄各半（二）實驗動物染毒期限：（二）實驗動物染毒期限：工業(yè)毒理學工業(yè)毒理學 36個月個月食品毒理學食品毒理學 6個月個月1年年環(huán)境毒理學環(huán)境毒理學 6個月個月1年年致癌試驗致癌試驗 接近或等于動物的預期壽命接近或等于動物的預期壽命6/18/2021736/18/202174（二）實驗動物染毒期限（二）實驗動物染毒期限經(jīng)消化道經(jīng)消化道經(jīng)呼吸道經(jīng)呼吸道經(jīng)皮膚經(jīng)皮膚6/18/202175（三）實驗動物染毒方式（三）實驗動物染毒方式亞慢性毒性的劑量選擇亞慢性毒性的劑量選擇陰性對照組陰性對照組低劑量組低劑量組中劑量組中劑量組高劑量組高劑量組 急性毒性的閾劑量急性毒性的閾劑量 1

49、/201/5 LD50組距：組距：310倍，最倍，最低不小于低不小于2倍倍慢性毒性的劑量選擇慢性毒性的劑量選擇陰性對照組陰性對照組低劑量組低劑量組中劑量組中劑量組高劑量組高劑量組 亞慢性閾劑量亞慢性閾劑量1/51/2 1/10 LD50組距：組距：25倍，最低倍，最低不小于不小于2倍倍6/18/202176（四）試驗分組和劑量設(shè)計（四）試驗分組和劑量設(shè)計6/18/202177（五）觀察指標（五）觀察指標1.一般綜合性觀察指標：一般綜合性觀察指標：外觀體征、行為活動、體重、食物利用率外觀體征、行為活動、體重、食物利用率2. 一般化驗指標：肝腎功能和血象一般化驗指標：肝腎功能和血象3. 系統(tǒng)尸解和病理學檢查：系統(tǒng)尸解和病理學檢