duli化學(xué)毒物的一般毒性作用

1、12/31/20211& 急性毒性作用& 蓄積毒性作用& 亞慢性毒性作用 & 慢性毒性作用 12/31/202121 急性毒性作用12/31/20213急性毒性試驗(yàn)的目的 測試和求出化學(xué)毒物對一種或幾種試驗(yàn)動物的致死劑量( (以LDLD5050表示) ) ，了解急性毒作用強(qiáng)度。 探求化學(xué)毒物急性毒性的劑量反應(yīng)關(guān)系。為亞慢性毒性試驗(yàn)、慢性毒性試驗(yàn)的染毒劑量設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。研究化學(xué)毒物急性中毒的預(yù)防、急救和治療措施。12/31/20214急性毒性試驗(yàn)( (一) )試驗(yàn)動物 試驗(yàn)動物選擇原則： 急性毒性試驗(yàn)要求選擇對化學(xué)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

2、驗(yàn)動物。 易于獲得的動物 純品系的動物 價格較低和易于飼養(yǎng)等。 12/31/20215急性毒性試驗(yàn)1 1試驗(yàn)動物的種屬最好選用兩種種屬的動物 嚙齒類: :小鼠、大鼠、豚鼠或家兔 非嚙齒類：狗或猴。12/31/20216急性毒性試驗(yàn)試驗(yàn)動物的年齡和體重： 急性毒性試驗(yàn)通常選擇剛成年動物進(jìn)行試驗(yàn)，而且必須是未曾交配和受孕的動物。 例：大鼠180180240g240g、小鼠181825g25g、家兔2 22.5kg2.5kg、豚鼠200200250g250g、狗101015kg15kg。同一批試驗(yàn)動物體重差異范圍不應(yīng)超過該批動物平均體重的1010 。 12/31/20217急性毒性試驗(yàn)3.3.試驗(yàn)動

3、物的性別： 一般急性毒性試驗(yàn)對動物性別要求為雌雄各半。如果在預(yù)試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)化學(xué)毒物( (如農(nóng)藥) )對雌、雄動物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則應(yīng)單獨(dú)分別求出雌性與雄性動物各自的LDLD5050。12/31/20218急性毒性試驗(yàn) 4.動物數(shù)量與隨機(jī)分組： 小鼠等小動物 每組不能少于10只 大鼠 每組68只 狗等大動物 每組46只 分組隨機(jī)化原則 5.禁食： 經(jīng)消化道染毒時，要求試驗(yàn)前對動物禁食 大鼠、小鼠隔夜禁食；染毒后禁食4h 大動物每日上午喂食前染毒 染毒后繼續(xù)禁食24h，但在禁食時要保證飲水。 6.實(shí)驗(yàn)動物的預(yù)檢： 選擇健康動物 12周的檢疫期12/31/20219急性毒性試驗(yàn) （二）試驗(yàn)動

4、物的喂養(yǎng)環(huán)境 恒定的溫度：223 濕度：3070% 飼料合格、飲水合格、墊料合格12/31/202110急性毒性試驗(yàn)（三）染毒途徑的選擇: 染毒途徑（exposure routes）的選擇要求：模擬人在生活和生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)際接觸受試物的途徑和方式。 最常用的染毒途徑為經(jīng)消化道、呼吸道、皮接觸及注射途徑。 12/31/202111急性毒性試驗(yàn)經(jīng)消化道接觸（食品）:灌胃和吞咽膠囊 灌胃量: : 小鼠0.20.2 1.0ml/1.0ml/只或0.10.1 0.5ml/10g0.5ml/10g 大鼠一次灌胃體積不超過5ml/5ml/只 家兔不超過10ml/2kg10ml/2kg 狗不超過50ml/10k

5、g50ml/10kg 12/31/202112（四）急性毒性試驗(yàn)的毒效應(yīng)觀察 1. 中毒癥狀觀察（嚙齒類）12/31/202113 2.體重變化 體重可以反映動物中毒后的整體變化。對存活動物，應(yīng)在觀察期1414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。3.3.病理檢查及其他指標(biāo): : 對死亡的動物均應(yīng)及時進(jìn)行大體解剖和組織病理學(xué)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，有無充血、出血、水腫或其它改變，對有改變的臟器進(jìn)行取材做組織病理學(xué)檢查。 對試驗(yàn)后仍存活動物，致死后進(jìn)行大體病理檢查必要時做組織病理學(xué)檢查。 12/31/202114 4.死亡和死亡時間

6、重點(diǎn)觀察和記錄各劑量組動物的死亡數(shù)及每只動物的死亡時間，特別是最早出現(xiàn)死亡的時間。12/31/202115（五）急性毒性試驗(yàn)程序 1. 劑量設(shè)計(jì) 先查詢資料,對毒性作出估計(jì),設(shè)計(jì)預(yù)試驗(yàn)方案。 組距（i i）是指相鄰兩組劑量比值的對數(shù)值。預(yù)試驗(yàn)設(shè)計(jì): 組距可以拉大一些，最初可以用4倍公比， 即， r = 4;組距 i i = log4=0.6 12/31/202116舉例：某化合物L(fēng)D50近似值為40mg/kg, 以此為中間劑量，以r=4 和 i=0.6 向上、向下各推2個劑量組，如下表： 組別 劑量（mg/kg) 對數(shù)值 1 2.5 1.6021-0.62 2 10.0 1.6021-0.6

7、3 40.0 1.6021 4 160.0 1.6021+0.6 5 640.0 1.6021+0.6212/31/202117 預(yù)試驗(yàn)的目的： 找出受試物對實(shí)驗(yàn)動物 的10%-90%的致死劑量范圍。計(jì)算出正式試驗(yàn)公比： 或 式中： a為最低組劑量（010%） b為最高組劑量（90100%） 12/31/202118 r確定之后, 則正式分組如下(一般分5-7組): 第一組 第二組 第三組 第四組 第五組 a ar ar2 ar3 ar4 ( a：為最低組劑量（010%） 去23頁 12/31/202119預(yù)試驗(yàn)在無資料可參考的情況下,可用以下的方法： 1. 3X3法: 每次9只動物, 分組3

8、，每組3只,r一般為10 如: 10, 100, 1000mg/kg 2. 序貫法(上下法): 預(yù)先等比設(shè)計(jì)一系列劑量,試驗(yàn)動物一只一只序貫進(jìn)行。 如: 20，40，80，160，320 12/31/202120 （七） LD50測定 A. 改良寇氏法(karber) 試驗(yàn)要求: 各組動物隨機(jī)分組,組內(nèi)動物數(shù)相同。 組間劑量要求按等比級數(shù)設(shè)計(jì)。 最低劑量組死亡率80%（最好要有0%及100%反應(yīng)組）。12/31/202121例: 小鼠腹腔注射測定敵百蟲LD50 經(jīng)預(yù)試驗(yàn),已確定了死亡率在0%-100%劑量范圍為300600mg/kg 1. 求公比: 5-1 r = 600/300 1.2 2.

9、 確定正式試驗(yàn)各組劑量: 組別 劑量(mg/kg) 1 a=300 2 ar =300 x1.2=360 3 ar2=300 x1.22=432 4 ar3=300 x1.23=518 5 ar4=300 x1.24=622回到20頁12/31/202122 3. 正式試驗(yàn)操作表 組別 劑量 動物數(shù) 死亡數(shù) p (mg/kg) 1 300 10 0 0 2 360 10 2 0.2 3 432 10 5 0.5 4 518 10 7 0.7 5 622 10 10 1.0 12/31/202123 4. 計(jì)算: Xk=log622=2.7933 (Xk最高劑量的對數(shù)） i=log1.2=0.0

10、792 p=2.4 （ p各組死亡率的總和） 代入公式: logLD50 = Xk-i(p-0.5) =2.7933-0.0792(2.4-0.5) = 2.6433 LD50 = log-12.6433 =439.87mg/kg 12/31/202124B. 霍恩氏法(Horn) 特點(diǎn): 此法簡便,使用動物少,但LD5095%可信限范圍較大。 方法： 該法使用4個染毒劑量，每組動物數(shù)相等，4或5只。 12/31/202125Horn法提出的兩個劑量系列： log2.15為組距（r=2.15）: ,1X10t, 2.15X10t, 4.64X10t, log3.16為組距（r=3.16） :

11、,1X10t, 3.16X10t, 10.0X10t, t 可等于0,1,2, 12/31/202126 測定結(jié)果: 根據(jù)所采取的劑量系列,每組動物數(shù)及各組動物死亡數(shù),查Horn氏表即得該化合物L(fēng)D50及LD5095%可信限。例：某化合物大鼠灌胃急性毒性試驗(yàn)（r=2.15)組別 劑 量 動物數(shù) 死亡數(shù) 1 46.4 5 1 2 100 5 2 3 215 5 4 4 464 5 5 12/31/202127 112/31/20212812/31/20212912/31/20213012/31/202131急性毒性評價12/31/202132急性毒性評價12/31/202133劑量-反應(yīng)曲線斜率

12、如圖A、B兩種外源化學(xué)物質(zhì)的LD50相等，其曲線斜率不同。A物質(zhì)的曲線斜率小，需要有較大的劑量變化才能引起明顯的死亡率改變；而B物質(zhì)的曲線斜率大，相對小的劑量變化即可引起明顯的死亡率改變。在較低劑量時，A物質(zhì)的危險性較大，而在較高劑量時，B物質(zhì)的危險性較大。 12/31/202134 一、基本概念二、 蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評價 2 蓄積毒性12/31/202135 當(dāng)化學(xué)毒物反復(fù)多次與動物接觸時，化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體的速度( (或總量) )超過代謝轉(zhuǎn)化和排泄的速度( (或總量) )時，化學(xué)毒物或其代謝產(chǎn)物就有可能在機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)毒物的蓄積作用(accumulation)(a

13、ccumulation)。一、基本概念12/31/202136 蓄積作用實(shí)際上有二個含義： 物質(zhì)蓄積(material accumulation)(material accumulation) 功能蓄積(functional accumulation)(functional accumulation)一、基本概念12/31/202137 化學(xué)毒物的蓄積作用是引起慢性毒性的物質(zhì)基礎(chǔ)，是評價能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一。 研究蓄積作用的意義：12/31/202138(一一)蓄積系數(shù)法 蓄積系數(shù)(accumulation coefficient)(accumulation coefficient)

14、是多次染毒使半數(shù)動物出現(xiàn)效應(yīng)( (或死亡) )的累積劑量EDED5050(n)(n)與一次染毒使半數(shù)動物出現(xiàn)相同效應(yīng)( (或死亡) )的劑量EDED5050(l l) 之比值，即：二、蓄積毒性試驗(yàn)方法或12/31/202139蓄積系數(shù)法原理某物質(zhì)LD50=40mg/kg 40 50%血壓升高 10 10 10 10 50%血壓升高公式的本質(zhì):實(shí)際給予的總量與蓄積量(有效量)的比值。12/31/202140 1 1固定劑量法 先求出LDLD5050，然后選取相同條件的4040只( (或更多) )實(shí)驗(yàn)動物，分為兩組，一為染毒組，另一為對照組，每組至少2020只，雌雄各半。試驗(yàn)組在1 12020l

15、l50LD50LD5050的范圍內(nèi)選定一個劑量，每日以固定劑量進(jìn)行染毒, ,試驗(yàn)期間觀察記錄每組動物死亡數(shù)。當(dāng)試驗(yàn)組累積發(fā)生一半動物死亡即可終止試驗(yàn)。此時，計(jì)算累積總接觸劑量LDLD5050(n)(n)，根據(jù)公式計(jì)算K K值，然后進(jìn)行評價。12/31/202141 2 2劑量遞增法： 12/31/2021423 32020天試驗(yàn)法： 設(shè)計(jì)：將動物隨機(jī)分為5 5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1/2 LD1/2 LD5050四個劑量組，每組動物數(shù)1010只，雌雄各半。每日染毒一次，連續(xù)染毒2020天

16、。觀察每組死亡動物的合計(jì)數(shù)量。 結(jié)果評定：各劑量組均無死亡，即為蓄積性不明顯；如僅1/2LD1/2LD5050劑量組有死亡，其他組均無死亡，則為弱蓄積性；如1/20LD1/20LD5050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；如1/20LD1/20LD5050劑量組有死亡，且有劑量反應(yīng)關(guān)系，則為強(qiáng)蓄積性。 12/31/202143根據(jù)K值大小對化學(xué)物質(zhì)蓄積毒性進(jìn)行分級： K 1 高度蓄積； 1 K 3 明顯蓄積； 3 K 5 中等蓄積； K 5 輕度蓄積。12/31/2021443 亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)12/31/202145(一) 概念： 亞慢性毒性(sub

17、chronic toxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動物連續(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)。慢性毒性(chronic toxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動物長期(甚至終生)反復(fù)接觸低劑量的化學(xué)毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。一、亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)12/31/202146（二）亞慢性毒性試驗(yàn)和慢性毒性試驗(yàn)的目的： 1. 1. 發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)的毒發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)的毒作用作用, ,如三聚氰胺。如三聚氰胺。 2. 2. 研究受試物亞慢性和慢性毒作用的劑量研究受試物亞慢性和慢性毒作用的劑量反反應(yīng)應(yīng)( (效應(yīng)效應(yīng)) )關(guān)系，確定其關(guān)系，確定其觀察到有害作用的

18、最低劑觀察到有害作用的最低劑量量(LOAEL)(LOAEL)和和未觀察到有害作用的最高劑量未觀察到有害作用的最高劑量（NOAELNOAEL）。 12/31/202147二、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì) （一）實(shí)驗(yàn)動物選擇 亞慢性毒性試驗(yàn) 年齡或體重： 大鼠80100g 狗 812月 小鼠1015g數(shù)量：小動物20 大動物6性別：雌雄各半 慢性毒性試驗(yàn)?zāi)挲g或體重： 大鼠 5070g 狗 慢性毒性試驗(yàn)亞慢性毒性試驗(yàn)蓄積毒性試驗(yàn)急性毒性試驗(yàn) 試驗(yàn)劑量大小比較：慢性毒性試驗(yàn)亞慢性毒性試驗(yàn) 蓄積毒性試驗(yàn)急性毒性試驗(yàn) 12/31/2021521.一般綜合性觀察指標(biāo)：外觀體征、行為活動、體重、食物利用率2. 一般化驗(yàn)指標(biāo)：血常規(guī)、肝功能3. 系統(tǒng)尸解和病理學(xué)檢查：（1）臟/ /體比值 （如肝/ /體比，即( (全肝濕重/ /體重) ) 100100 ）（2）病理組織學(xué)檢查二、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（五）觀察指標(biāo)(p114)12/31/202153急性毒性試驗(yàn)( (一) )試驗(yàn)動物 試驗(yàn)動物選擇原則： 急性毒性試驗(yàn)要求選擇對化學(xué)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(yàn)動物。 易于獲得的動物 純品系的動物 價格較低和易于飼養(yǎng)等。 12/31/202154急性毒性試驗(yàn)3.3.試驗(yàn)動物的性別： 一般急性毒性試驗(yàn)對動物性別要求為雌雄各半