《食品毒理學》教學PPT課件整套電子講義

食品毒理學

緒論第一節(jié)概述

一、食品毒理學與其它相關學科的關系是食品衛(wèi)生學的組成部分，是毒理學的一個分支；近年成為食品工程、食品科學、食品加工、食品衛(wèi)生等專業(yè)的主干學科。以唯物辯證法和哲學為指導，以生物學、物理、化學、數(shù)學、統(tǒng)計學、解剖學、組織學、胚胎學、遺傳學、生物化學、生理學、病理學等為基礎，與微生物學、寄生蟲學、食品營養(yǎng)學共同評價食品的安全性。二、毒理學的產(chǎn)生、發(fā)展及現(xiàn)狀1、遠古時期（公元前16世紀左右）《淮南子修務訓》:“神農(nóng)氏嘗百草，日遇毒七十。”

我國最早的一部藥物學專著，《神農(nóng)本草經(jīng)》：上品：無毒，可久服,120種；中品：防治一般疾病，120種；下品：有毒，1252500多年前，孔子對他的學生講過：“五不食”原則：魚餒而肉敗，不食。色惡，不食。臭惡，不食。失妊，不食。不時，不食?！边@是文獻有關食品安全最早的記述。公元610年，隨，巢元方著，《諸病源侯論》：“凡古井冢及深坑中多有毒氣，不可輒入；必須入者，先下雞鴨毛試之，若毛旋不下既是有毒?！惫?590年，明，李時珍，《本草綱目》有對鉛的闡述：“鉛生石穴間……，其氣毒人，若連月不出，則皮膚痿黃，腹脹不能食，多致病而死?！?、西方醫(yī)學，對早期毒理學起著推動作用瑞士醫(yī)生及煉丹家Paracelsus(1493)對鉛、砷等重金屬進行了研究，提出：“化學物質毒性主要決定于劑量；劑量可以使任何一種物品成為毒物”“毒劑是化學物質，化學物質對人體的反應必須通過實驗觀察，有時治療作用與毒作用難以區(qū)別”西班牙學者Orfila(1787-1853)化學物質生物體提出化學分析在鑒定中毒案件中的作用，為近代法醫(yī)毒理學奠定了基礎。化學生物學3、20世紀以來，毒理學逐漸成為獨立的體系1944年以后，大量有機氯農(nóng)藥的使用不斷發(fā)生的中毒事件工業(yè)毒理學的發(fā)展工農(nóng)業(yè)三廢及排放物環(huán)境的嚴重污染生態(tài)平衡的破壞從宏觀到微觀：食品毒理學、農(nóng)藥毒理學、軍事毒理學、放射毒理學、分子毒理學20世紀70年代以來：外來化學物質的安全性評價對人整體、器官、組織的毒性作用對下一代的危害重點產(chǎn)生了：遺傳毒理學、行為毒理學、行為畸胎學等邊緣學科1978年，衛(wèi)生部組織8個單位編寫：《食品毒理》。這是我國第一步食品毒理學專著。1982年11月19日，第五屆全國人民代表大會常務委員會第二十五次會議通過《中華人民共和國食品衛(wèi)生法（試行）》1983年，《中華人民共和國食品衛(wèi)生標準》和《食品安全性毒理學評價程序》（試行方案）1994年，新頒布了《食品安全性毒理學評價程序與方法》（GB15193-94）1995年10月30日，《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》（現(xiàn)行）第八屆全國人民代表大會常務委員會第十六次會議通過。2003年，對《食品安全性毒理學評價程序與方法》進行了再次修訂。（現(xiàn)行GB15193-2003）2009年2月28日，十一屆全國人大常委會第七次會議，表決通過《中華人民共和國食品安全法》，于2009年6月1日起正式施行。、我國毒理學發(fā)展現(xiàn)狀和亟待解決的問題組織機構初具規(guī)模，但尚待完善，人員素質有待提高，管理滯后于市場發(fā)展，偽科學盛行檢測技術尚待普及和提高三株口服液、中華鱉精、腦白金……瘦肉精、蘇丹紅、三聚氰胺、丙毒、反式脂肪酸……毒理學試驗周期太長，尚待改進資金、技術、設備不足5、21世紀毒理學的發(fā)展趨勢1)采用多種方法相結合來評價化學物毒性將是一個重要趨勢傳統(tǒng)現(xiàn)代整體動物試驗與人體觀察相結合體外細胞、分子水平的毒性測試與人體志愿者試驗相結合復雜的整體試驗體外試驗；構效關系數(shù)學模型有害因素毒性試驗系統(tǒng)基因工程動物和細胞傳統(tǒng)的發(fā)病率和死亡率終點為生化指標所代替數(shù)月給藥的評價和毒性研究將在幾小時內完成2)大量新技術和新方法的應用將使毒理學研究水平更加深入如：轉基因動物在毒理學中的應用

轉基因動物是在其基因組中引入外來遺傳物質的動物，它集動物整體、細胞和分子水平于一體，更能體現(xiàn)生命整體的研究效果；因此成為毒理學的研究熱點之一。3）毒理學分支學科的形成和發(fā)展迅速根據(jù)研究手段與終點：免疫毒理學、分子毒理學、膜毒理學、遺傳毒理學、分析毒理學根據(jù)研究對象：昆蟲毒理學、獸醫(yī)毒理學、人體毒理學、植物毒理學根據(jù)不同外源化合物：金屬毒理學、農(nóng)藥毒理學、食品毒理學、放射毒理學、藥物毒理學、燃燒毒理學根據(jù)研究工作性質：描述毒理學（指常規(guī)毒性試驗和安全評價）、機理毒理學、管理毒理學三、食品毒理學的概念食品毒理學(Foodtoxicology)的概念是研究可能隨食品進入人體并具有一定毒性的外來化學物質，對人機體產(chǎn)生毒害影響及其毒性作用機理的科學。研究對象

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外來化學物質及其在一定條件下使機體發(fā)生的生物化學變化外來化學物質（Xenobiotics)既非人體的組成成分，也不是人體所需的營養(yǎng)物質，而是存在于人類生活和外界環(huán)境中，可能通過一定環(huán)節(jié)或途徑與機體接觸并進入機體，呈現(xiàn)一定生物學作用的化學物質。外來生物活性物質；外源化合物；外來化合物；常見的外來化合物有農(nóng)用化學品、工業(yè)化學品、藥物、食物添加劑、容器具包裝材料、日用化學品、各種環(huán)境污染物及食品中天然存在的物質，如霉菌毒素等。四、食品毒理學研究的內容與任務主要內容1）食品中可能出現(xiàn)的外來化合物的結構、理化性質，在食品或外環(huán)境中的存在形式。2）外來化合物隨食品被吸收進入機體后在體內分布、代謝轉化、蓄積和排泄的過程?！疚锎x動力學，簡稱“毒動學”。3）研究這些外來化合物及其代謝產(chǎn)物在體內引起的生物學變化，亦即對機體造成的毒性損害及機理。——毒物效應動力學，簡稱“毒效學”。

主要包括：對機體各器官、系統(tǒng)、組織、細胞等的急性毒性、慢性毒性、蓄積性、對生殖和發(fā)育的影響、致畸、致突變、致癌、致敏性以及對神經(jīng)行為和免疫機能的影響。2研究的任務1）對可能出現(xiàn)于食品中的食品添加劑、污染物、新的食品資源以及新的保藏加工方法進行安全性評價和毒性鑒定2）按照上述物質的性質、來源和使用方式，分別確定其對人體的毒性危險度、對人體無害的食品中最大限量；為制定有關食品衛(wèi)生標準提供科學依據(jù)3）為滿足食品衛(wèi)生理論和實際工作的需要，不斷改進研究方法，采用先進儀器，解決現(xiàn)有及即將出現(xiàn)的問題，使本學科不斷充實、深入。四、食品毒理學的研究方法實驗研究

2人群調查1）體內實驗法通常在整體動物進行；實驗多采用哺乳動物，例如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、倉鼠、狗和猴等。2）體外實驗法大多利用游離器官、原代培養(yǎng)細胞、細胞系和細胞器等進行。第二節(jié)毒理學主要的基本概念一、毒物、毒性、中毒毒物（Toxicant)指在一定條件下，較小劑量就能引起機體功能性或器質性損傷的化學物質；或劑量雖微，但積累到一定的量就能干擾或破壞機體的正常生理功能，引起暫時或持久性的病理變化、甚至危及生命的化學物質。毒性（Toxicity)指一種物質對機體造成損害的能力。

物質毒性的高低僅具有相對意義。關鍵是此種物質與機體接觸的劑量。除物質與機體接觸的量外，還與物質本身的理化性質以及其與機體接觸的途徑和時間有關。中毒（Toxication)指機體受到毒物的作用而引起的功能性或器質性病變。可分為急性中毒、亞慢性中毒、慢性中毒（包括慢性中毒的急性發(fā)作）二、危險毒和安全性危險度（Risk)指一種外來化學物質在具體的接觸條件下，對機體造成損害可能性的定量估計。安全性指一種外來化學物質在規(guī)定的使用方式和用量條件下，對人體健康不致產(chǎn)生任何損害，即不引起急性、慢性中毒，亦不對接觸者（包括老、弱、病、幼、孕婦）及其后代產(chǎn)生潛在危害。三、劑量劑量（Does)劑量的概念較為廣泛，可指給予機體的數(shù)量，或與機體接觸的外來化合物的數(shù)量、外來化合物吸收進入機體數(shù)量、外來化合物在靶器官作用部位或體液中的濃度或含量。一般劑量的概念，指給予機體的外來化合物的量或機體接觸的量。劑量的單位是以單位體重接觸的外來化合物的量表示，例如mg/kg體重。致死量（Lethaldoes)絕對致死量(LD100)

指能引起一組實驗動物全部死亡的最低劑量。半數(shù)致死量(LD50)指能引起一組實驗動物中死亡50%所需劑量，也稱致死中量。最小致死量(MLD)指僅能引起一組實驗動物個別死亡的劑量。最大耐受量(LD0)指能引起一組實驗動物全部中毒但無一死亡的劑量。最大無作用劑量(maximalno-effectlevel)

即在一定時間內，一種外來化合物按一定方式或途徑與機體接觸，根據(jù)目前的認識水平，用最靈敏的試驗方法和觀察指標，未能觀察到任何對機體的損害作用的最高劑量。又稱：未觀察到作用的劑量或未觀察到效應的水平（noobservedeffectlevel,NOEL)最小有作用劑量(minimaleffectlevel)

即在一定時間內，一種外來化合物按一定方式或途徑與機體接觸，能使某項觀察指標開始出現(xiàn)異常變化或使機體開始出現(xiàn)損害作用所需的最低劑量。也可稱為中毒閾劑量（toxicthresholdlevel)。表示一種外來化合物的最大無作用劑量和最小有作用劑量時，必須說明：試驗動物的物種品系接觸方式或途徑接觸持續(xù)時間觀察指標例如某種有機磷化合物在大鼠(wistar品系)經(jīng)口給予3個月，全血膽堿酯酶活力降低50%的最大無作用劑量為10mg/kg體重。四、效應和反應效應

表示一定劑量外來化合物與機體接觸后可引起的生物學變化。此種變化的程度用計量單位來表示，例如若干個、毫克、單位等。反應

是一定劑量的外來化合物與機體接觸后，呈現(xiàn)某種效應并達到一定程度的比率，或者產(chǎn)生效應的個體數(shù)在某一群體中所占的比率，一般以%或比值表示。五、劑量效應關系和劑量反應關系劑量效應（反應）關系是指作用于機體的劑量與引起某種生物效應的強度或發(fā)生率之間的相關規(guī)律。劑量效應和劑量反應關系都可以用曲線表示劑量效應強度或反映率劑量效應（反應）關系類型：1直線型2拋物線型3S狀曲線六、損害作用與非損害作用1非損害作用(no-adverseeffect)不引起機體機能形態(tài)、生長發(fā)育和壽命的改變；不引起機體某種功能容量的降低，也不引起機體對額外應激狀態(tài)代償能力的損傷。當機體停止接觸該種外毒化合物后，機體維持體內穩(wěn)態(tài)的能力不應有所降低，機體發(fā)生的一切生物學變化應在機體代償能力范圍之內，機體對其他外界不利因素影響的易感性也不應增高。穩(wěn)態(tài)（homeostasis)：是機體保持內在環(huán)境穩(wěn)定不變的一種傾向或能力。一般通過負反饋完成。功能容量：以解剖學、生理學、生物化學或行為方面的各項指標來表示。如，進食量、體力勞動負荷能力應激狀態(tài)(stress)：是各種外界不利因素在機體引起的所有非特異性生物學作用的綜合表現(xiàn)。2損害作用(adverseeffect)損害作用與非損害作用相反，應具有下列特點：機體的正常形態(tài)、生長發(fā)育過程受到嚴重影響，壽命亦將縮短。機體功能容量或額外應激狀態(tài)代償能力降低機體維持穩(wěn)定能力下降機體對其它某些因素不利影響的易感性增高3正常值在實際工作中，可選定一群按目前認識水平，認為“健康”或“正?！钡膫€體，對其進行某項觀察指標測定，以其平均值±2個標準差作為正常值范圍。必須明確“正常值”僅具有相對意義。確定某項指標變化是否偏離正常值范圍，可采用統(tǒng)計學方法；凡該觀察指標符合下列情況之一者，即可認為已偏離正常值范圍，屬于損害作用：。與對照組相比，具有統(tǒng)計學顯著性差異(P<0.05)，并且其數(shù)值不在正常值范圍內。與對照組相比，具有統(tǒng)計學顯著性差異(P<0.05)，而其數(shù)值卻在一般公認“正常值”范圍內；但如在停止接觸后，此種差異仍然持續(xù)一段時間，則屬于損害作用。與對照組相比，具有統(tǒng)計學顯著性差異(P<0.05)，而其數(shù)值卻在一般公認的“正常值”范圍內；但如機體處于功能或生物化學應激狀態(tài)下，此種差異更為明顯，則屬于損害作用。第一章外來化合物的毒作用機理和影響因素第一節(jié)外來化合物的毒作用產(chǎn)生和機理一、毒作用產(chǎn)生細胞生命活動的特點1）細胞的定性需求——酶的特異性2）細胞的定量需求——化學反應動力學3）需要一定的時間限制

2細胞水平生命活動的控制手段生物膜——酶——反饋抑制機理機體整體水平生命活動的協(xié)調控制手段血液循環(huán)系統(tǒng)——神經(jīng)系統(tǒng)——激素系統(tǒng)4毒作用產(chǎn)生在外來化合物作用下，如果上述任何一個或多個環(huán)節(jié)發(fā)生了混亂，并且在器官或組織的功能細胞總數(shù)上達到一定的比例，必將導致可察覺的功能失常。包括以肉眼可見的結構損傷或以可測定的功能損傷表現(xiàn)出來。二、毒作用的分子機理對細胞膜的損傷1）引起膜組成成分及膜蛋白結構的改變轉運載體毒物受體能量轉運泵的作用貫穿鑲嵌2）膜脂質過氧化3）直接與膜上某些酶發(fā)生作用

2細胞內鈣穩(wěn)態(tài)失調Ca2+

作為第二信使，溝通細胞之間的信息流通

靜息狀態(tài)[Ca2+]10-7mol10-3mol[Ca2+]10-5mol興奮狀態(tài)細胞運動、增值、更新、生殖細胞受精3共價結合（covalentbinding)

外來化合物酶核酸組織蛋白例：有機磷農(nóng)藥的毒作用機理氯乙烯與組織蛋白結合形成的“肢端溶骨癥”第二節(jié)外來化合物的毒作用的影響因素一、理化性質脂水分配系數(shù)是指化合物在脂(油)相和水相的溶解分配率，即化合物在水溶性與脂溶性間達到平衡時的平衡常數(shù)。它涉及化合物的吸收、分布、轉運、代謝和排泄

解離度3揮發(fā)度、蒸氣壓、分散度

如苯與苯乙烯的經(jīng)口LD50值相同，即其絕對毒性相同。但苯很易揮發(fā)，而苯乙烯的揮發(fā)度僅及苯的1/11，所以苯乙烯形成空氣中高濃度就較困難，實際上比苯的危害性為低。二、化學結構活性部位——某些功能團，不參與作用的部位——載體，影響體內轉運、蓄積、轉化受點理論化學物質毒性的特異性取決于與之相應的受點的存在，受點與化合物的反應決定了化合物作用的量效關系。受點：指生物原生質分子的某種化學基團。是受體的一部分受體:是載有受點的分子實體。配基：是指與受點結構具有一定互補性的分子。內源的，如激素、神經(jīng)遞質；外源的，生物素、藥物受點具有3個功能：1）識別和結合與其結構具有一定互補性的分子2）將受點—配基相互作用產(chǎn)生的信號傳遞至效應器3）產(chǎn)生相應的生物效應受點的5種特性：1）受點對配基有立體選擇性2）數(shù)量一定，有飽和性3）有競爭性，親和力強者首先與受點結合4）有一定生命周期，可不斷更新5）與配基一般呈非共價的可逆結合三、純度和溶劑

四、實驗動物的種屬差異

如，氯仿經(jīng)口給予大鼠、小鼠和猴，分別有80%、60%、20%轉化成CO2排出，而人則主要以原型排出；又例如，stock小鼠腹腔注射丙烯腈的LD50為15mg/kg，而NR小鼠則為40mg/kg。五、同種動物間的個體差異

遺傳因素和不同免疫狀態(tài)

年齡性別機體不同的生理和功能狀態(tài)營養(yǎng)狀況六、接觸途徑

接觸化合物的吸收速度和毒性大小順序：靜脈注射（呼吸道吸入）＞腹腔注射＞肌肉注射＞經(jīng)口＞經(jīng)皮膚七、毒物的濃度(稀釋度）

劑量和作用時間

給藥濃度（給20只小鼠灌胃相同劑量）氰化鉀氰化鈉1.25%水溶液9只死亡2只死亡5%水溶液19只死亡13只死亡八、環(huán)境及氣象因素

第三節(jié)外來化學物質的聯(lián)合作用一、聯(lián)合作用的概念（jointaction)

是指兩種或兩種以上的外來化合物對機體的交互作用。它們在機體中往往呈現(xiàn)十分復雜的交互作用?；虮舜擞绊懘x動力學過程，或引起毒性效應變化，最終可以影響各自的毒性或綜合毒性。二、聯(lián)合作用的類型相加作用（additionaljointaction)交互作用的各種化合物在化學結構上如為同系物，或其毒作用的靶器官相同，則其對機體產(chǎn)生的總效應等于各個化合物成分單獨效應的總和，這種現(xiàn)象即是化合物的相加作用。如，大部分刺激性氣體的刺激作用具有麻醉作用的化合物2協(xié)同作用(synergisticjointaction)

各化合物交互作用結果引起毒性增強，即其聯(lián)合作用所發(fā)生的總效應大于各個化合物單獨效應的總和。

可能原因：促進吸收速率加快排出延緩干擾體內降解過程體內的代謝動力學過程的改變3拮抗作用(antagonisticjointaction)各化合物在體內交互作用的總效應，低于各化合物單獨效應的總和?；衔镌隗w內產(chǎn)生拮抗作用的幾種可能形式：1）競爭性拮抗。如肟類化合物和有機磷化合物競爭與膽堿酯酶結合，致使有機磷化合物毒性效應減弱。2）化合物間引起體內代謝或轉運過程的變化。3）功能性或效應性拮抗。如阿托品治療有機磷化合物中毒4獨立作用(indeoendentjointaction)兩種或兩種以上的化合物作用于機體，由于其各自作用的受體、部位、靶細胞或靶器官等不同，所引發(fā)的生物效應也不相互干擾，從而其交互作用表現(xiàn)為化合物的各自的毒性效應，對此稱為獨立作用。三、急性聯(lián)合作用類型的評定聯(lián)合作用系數(shù)法1）先測出混合物和各化合物的LD50；2）假設各化合物之間的聯(lián)合作用是相加作用，求出混合物預期的LD50值；

混合物預期的LD501+A的LD50a+B的LD50b…+N的LD50nA、B、…N代表參加聯(lián)合作用的各化合物；a、b、n代表各化合物在混合物中的重量比；因此，a+b+…+n=13）以混合物預期的LD50值與實測的LD50值之比作為聯(lián)合作用系數(shù)。

K=預期的LD50實測的LD50

聯(lián)合作用系數(shù)K類型＜0.4拮抗作用0.4~2.7相加作用＞2.7協(xié)同作用國標采用Smyth法2等效應線法

1）在試驗條件和接觸途徑相同的情況下，分別求出兩化合物(如甲和乙）的LD50值及其95%可信限2）以橫縱坐標分別代表兩化合物的劑量范圍，分別將甲、乙的LD50值及其95%可信限點在坐標上；mg/Kgmg/Kg甲LD50乙LD503）將兩化合物的相應三點連成三條線，即等效應線。4）然后再各取兩化合物的等毒性劑量，求出混合物的LD50值；再以求出的混合物LD50劑量中兩個化合物所含的實際劑量分別在坐標軸上找到各自的劑量位置，并由相應劑量點作垂直線，視其交點位置進行聯(lián)合作用評定。mg/Kgmg/Kg甲LD50乙LD50ss:協(xié)同作用a:相加作用aat:拮抗作用at第二章外來化合物的體內過程和代謝試驗第一節(jié)生物轉運一、生物轉運機理簡單擴散(simplediffusion)

外來化合物由生物膜的分子濃度較高的一側向濃度較低一側擴散的過程。

特點：不需要消耗能量，外來化合物與膜不發(fā)生化學反應，生物膜不具有主動性。

影響因素：濃度梯度、脂溶性、解離狀態(tài)2載體擴散

不易溶于脂質的外來化合物，利用載體由高濃度向低濃度處移動的過程。也可稱為易化擴散或促進擴散（facilitateddiffusion)。其主要特點是：①轉運過程需要載體參加，但不消耗代謝能量；②生物膜具有一定主動性或選擇性例：水溶性葡萄糖由胃腸道進入血液、由血漿進入紅細胞并由血液進入神經(jīng)組織都是通過載體擴散。3主動轉運（activetransport)外來化合物透過生物膜由低濃度處向高濃度處移動的過程。其主要特點是：①可逆濃度梯度轉運，故消耗一定的代謝能量；②轉運過程需要載體參加。③載體既然是生物膜的組成成分，故有飽和性。④主動轉運有一定的選擇性。⑤如果兩種化合物基本結構相似，在生物轉運過程中又需要同一轉運系統(tǒng)，兩種化合物之間可出現(xiàn)競爭，并產(chǎn)生競爭抑制。4濾過(filtration)

濾過是外來化合物透過生物膜上親水性孔道的過程?？椎乐睆剑阂话?.4~4nm;

如小腸上皮細胞，0.4nm;腎小球7~10nm凡不溶于脂質，分子直徑小于親水性孔道的物質，可隨水分子濾過。5胞飲和吞噬

液體或固體外來化合物被伸出的生物膜包圍，然后將被包圍的液滴或較大顆粒并入細胞內，達到轉運的目的，前者稱為胞飲（pinocytosis)，后者稱為吞噬(phagocytosis)。機體內外來異物的消除，例如白細胞吞噬微生物，肝臟網(wǎng)狀內皮細胞對有毒異物的消除都與此有關。二、吸收1概念

吸收是外來化合物經(jīng)過各種途徑透過機體的生物膜進入血液的過程。2吸收途徑1）消化道吸收及影響因素胃腸道中pH值外來化合物的溶解度和分散度脂水分配系數(shù)胃腸蠕動和胃腸道內容物2）皮膚吸收及影響因素化學物濃度、脂溶性、分子量大小皮膚角質層厚度、接觸部位與面積氣象條件、勞動強度3）呼吸道吸收毒物狀態(tài)顆粒大小與吸收部位〉10um上呼吸道、氣管、支氣管3~10um肺泡管0.5~3um肺泡<0.5um懸浮，易被呼出分配系數(shù)=毒物在肺泡內空氣中中的濃度（mg/L)毒物在血液中的濃度（mg/L)3）呼吸道吸收溶解度與分子量肺的通氣量和血流量血氣分配系數(shù)三、分布1概念

分布是外來化合物通過吸收進入血液或其它體液后，隨著血液或淋巴液的流動分散到全身各組織細胞的過程。2影響分布的主要因素1）外來化合物與血漿蛋白結合

陰離子價越高，與血漿蛋白結合力越強血漿蛋白減少時，與毒物的結合力降低小兒血漿蛋白與毒物的結合力遠小于成人2）外來化合物與其他組織成分結合

多種蛋白質、粘多糖、核蛋白、磷脂等如：鉛——骨骼鎘——腎

DDT、六六六——脂肪組織

4）體內屏障（barrier)

胎盤屏障、血腦屏障、血眼屏障、乳腺屏障，等3）貯庫和靶器官某些外來化合物對脂肪、骨骼等組織具有特殊親和力和專一性，并在這些組織濃集，形成所謂貯庫和靶器官。四、排泄1概念

排泄是外來化合物及其代謝產(chǎn)物向機體外轉運的過程。2主要排泄途徑1）隨同尿液經(jīng)腎臟排泄②經(jīng)腎小球濾過后進入腎小管的物質有兩條去路：腎小管重吸收隨尿液排出有機陽離子有機陰離子轉運系統(tǒng)1）隨同尿液經(jīng)腎臟排泄①主要排泄機理：腎小球濾過、腎小球簡單擴擴散、腎小管主動轉運、腎小管分泌2）經(jīng)肝臟隨膽汁排泄②隨同膽汁進入腸道的系統(tǒng)有兩條去路：肝腸循環(huán)隨糞便排出2）經(jīng)肝臟隨膽汁排泄①毒物經(jīng)肝臟實質細胞進入膽汁的主要方式：主動轉運，并有最少有三種轉運系統(tǒng)：有機酸類和膽紅素有機堿類中性有機物還可能有一種轉運系統(tǒng)：負責金屬轉運排泄一、生物轉化的概念第二節(jié)生物轉化外來化合物在體內經(jīng)過一系列生物化學變化，形成其衍生物以及分解產(chǎn)物的過程稱為生物轉化，或稱為代謝轉化。一、生物轉化的概念生物轉化的場所：幾乎遍布全身；最主要的是肝臟。代謝酶系:非微粒體酶系——線立體、細胞漿微粒體酶系——內質網(wǎng)混合功能氧化酶，組成較為復雜，現(xiàn)在已經(jīng)知道的主要有細胞色素P-450氧化酶；還有還原型輔酶Ⅱ－細胞色素P-450還原酶二、生物轉化的主要反映類型外來化合物的生物轉化過程主要包括四種反應類型，即：

氧化反應、還原反應、水解反應、結合反應

(1)氧化、還原和水解反應是生物轉化第一階段的反應（也稱Ⅰ相反應）。

(2)結合反應是第二階段的反應（也稱Ⅱ相反應）。

結合反應類型可結合外來化合物反應場所1.葡萄糖醛酸結合含羥基、氨基、羧基的物質主要肝，此外胃腸粘膜皮膚2.硫酸酯結合醇、酚、胺類肝腎胃腸3.谷胱甘肽結合鹵代芳烴、鹵代硝基苯、環(huán)氧化物、少數(shù)芳烴肝、腎等組織4.乙?；磻u基、氨基、含硫化合物肝，胃腸道粘膜，肺、脾等組織胞液5.甲基化反應多種器官組織微粒體及胞液中6.氨基酸結合三、生物轉化的特點1反應的連續(xù)性例：阿斯匹林（乙酰水楊酸）——水解——羥化2反應類型多樣性3解毒與致毒的兩重性1）同一類型反應發(fā)生在不同物質，后果不同2）同一類型反應發(fā)生在同一底物的不同部位，后果不同例，苯胺N-羥化——致毒苯環(huán)羥化——解毒四、影響生物轉化的因素1毒物對代謝酶的抑制和誘導作用。

抑制是一種外來化合物使另一種化學物質的代謝酶系活力降低，使有關化學物的生物轉化過程變慢，以致延緩體內消除。誘導是一種外來化合物使另一種化學物代謝酶活力增強，并因此促進另一化學物的生物轉化過程，這種現(xiàn)象稱為代謝酶誘導。誘導現(xiàn)象的發(fā)生主要通過肝微粒體酶活力增強。

2影響毒物代謝的種屬差異和個體差異

第三節(jié)外來化合物的蓄積作用

一、蓄積性的概念

如果一種外來化合物反復多次進入機體而且其前此進入劑量尚未完全消除，后一次劑量又已進入，以致這一化學物質在體內的總量不斷增加，此種現(xiàn)象即稱為蓄積，外來化合物的這種性質稱為蓄積性。

1）物質蓄積：即量的蓄積，指當前后兩次劑量之間的時間間隔不足以使前次劑量轉化和排泄完畢，后次劑量又進入體內，此時體內總劑量便是前次剩余劑量和后次劑量總和，如此反復，使體內毒物蓄積量逐漸增加，導致機體出現(xiàn)中毒效應。2)功能蓄積：機體受到毒物損害作用時其修復（如酶的復活、再生、細胞的修補等等）也需要時間，倘若前次劑量造成的損害尚未完全修復，后次劑量又進入體內，則損害程度也逐漸加重。如此反復，也導致機體出現(xiàn)中毒效應。二、生物半減期及測定

生物半減期指進入機體的外來化合物由體內消除一半所需的時間（以T1／2表示）。

測定時，可將被檢物由靜脈注入，然后按一定時間間隔，連續(xù)多次測定該物質在血液中濃度。一般外來化合物在血液中濃度的下降速度是先快后慢，其在血液濃度的對數(shù)值與時間成直線關系，可在圖上根據(jù)濃度降低一半找出其對應的時間，即為血液濃度的生物半減期。三、蓄積率及測定

指在一定期間內，外來化合物在機體內的蓄積量與同一期間進入機體總量的百分比。

蓄積率越高，表明該化學物質蓄積性越大。

測定時，可用兩群條件一致的動物，第一群動物（蓄積群）在一定期間先每日給予一定劑量被檢化學物質，但動物不能發(fā)生死亡，經(jīng)一定時間給予一定劑量后，與第二群動物（對照群）同時分別測定該被檢物的LD50。（對照群LD50）—（蓄積群LD50）

蓄積期間給予蓄積群動物被檢物總劑量蓄積率＝×100%

四、蓄積系數(shù)與蓄積性毒性試驗LD50(n)

K＝────LD50(1)

（一）蓄積系數(shù)的概念：是指達到同一效應（如ED50或LD50）分次給予實驗動物所需外來化合物總劑量（以LD50(n)表示）與一次給予所需劑量（以LD50(1)表示）之比，以K表示。即：

K值越大，蓄積性越弱，反之，K值越小蓄積性越強。

1≤K＜3：明顯蓄積3≤K＜5：中等蓄積K≥5：輕度蓄積K＜1：高度蓄積（二）蓄積性毒性試驗

1固定劑量法

1）按常規(guī)方法測出受試化學物質的LD50；2）再取一批條件相同的實驗動物，分成兩組，20只／組左右，一組為試驗組，另一組為對照組，雌雄分別進行。3）每日以一定劑量受試物灌胃，可在1／20～1／50LD50之間選擇劑量，由于劑量固定，每日應根據(jù)體重調整灌胃量。4）同時每日觀察和記錄實驗組動物的累積死亡數(shù)，直至累積死亡數(shù)達實驗動物總數(shù)一半為止，計算累積總接觸劑量。按公式：

5）若接觸劑量已累積達五倍LD50，而受試動物死亡仍未達到半數(shù)，也可終止試驗，并作出K＞5的結論。LD50(n)

K＝────LD50(1)

2定期遞增劑量法

1）在測出受試物LD50后，同上法選擇條件相同的試驗動物，分成對照組與接觸組，每組動物亦20只左右，雌雄分別進行。2）試驗開始時的最初4天，每天給予動物1／10LD50的劑量然后以四天為一期，每期的每日劑量遞增為前一期每日劑量的1.5倍。3）直到有半數(shù)動物死亡或累積劑量達到LD50的5倍為止。如按上述劑量遞增，到第20天，累計劑量即可達到LD50的5.3倍。此法時間最長一般不超過28天。其余K值計算和蓄積系數(shù)評定與前述方法相同。五、耐受性

在某些情況下，某一外來化合物反復作用于機體后，有時本來可以引起機體呈現(xiàn)一定效應的劑量，卻不再能引起效應，必須加大劑量才能使機體呈現(xiàn)預期的效應。此種現(xiàn)象即機體對這一化學物質的耐受性或稱習慣性。

第四節(jié)毒物動力學

一、基本概念

1毒物動力學（toxicokinetics）

是利用數(shù)學方法研究外來化合物進入機體的生物轉化和生物轉運隨時間變化的規(guī)律和過程。

2室（compartment）：

它是毒物動力學數(shù)學模型，其含義是假設機體是由一個或多個室組成，室為有界的空間，外來化學物隨時間變化在其中運動，它不代表解剖學部位、器官或生理學功能單位，而是理論的機體容積。3．速率過程（rateprocess）

⑴一級速率過程

表明化學物質在機體內隨時間變化過程與化合物濃度成正比,即：

dc／dt=—KC

⑵零級速率過程

表明化合物在機體內隨時間變化過程與濃度無關，即：

dc／dt=—K

二、一室模型——整體理論數(shù)學模型

此學說認為：金屬毒物在體內的蓄積量決定于該金屬在體內的吸收量（攝入量×吸收率）及其由體內的排泄率，其中排泄率的高低取決于該物質生物半減期的長短。而體內蓄積量在每日吸收量與生物半減期兩個因素的制約下，不可能無限增加，在一定情況下將達到一極限值，即所謂最大蓄積量。

2、蓄積性具有以下特點：

（1）在每次攝入毒物劑量相同的條件下，穩(wěn)態(tài)時體內毒物平均蓄積量隨每次攝入量（α。）的增加而增加。

（2）在每次攝入毒物劑量相同的條件下，穩(wěn)態(tài)時體內毒物平均蓄積量隨攝入時間間隔的加大而減小。

（3）在每次攝入毒物劑量相同，時間間隔相同的條件下，不同外來化合物在體內達到穩(wěn)態(tài)時的平均蓄積量與其生物半減期成正比，因而可以用生物半減期作為外來化合物蓄積性的量度。1、公式：

穩(wěn)態(tài)時，體內的毒物的平均蓄積量A平均可由下式定義：

A平均＝1.44α。T1／2／τ

3、〔例〕

某地漁民每日食魚567克，魚中甲基汞含量為2mg／Kg，甲基汞的吸收率接近100％，甲基汞在人體內生物半減期約為70天，其中毒閾劑量為100mg／人，問此地漁民是否會出現(xiàn)汞中毒？

解:

由已知，

α。＝2×（567／1000）×100％＝1.134mgA平均＝1.44×1.134×70=114.31mg

由計算結果得知，人體最大平均蓄積量為114.31mg，超過中毒閾劑量，故有發(fā)生蓄積中毒的可能。

那么，此地漁民從開始進食該魚后，大約需經(jīng)多長時間才可能出現(xiàn)中毒效應呢？

為此，我們還需要進一步研究體內蓄積量達到中毒閾劑量所需的時間問題。

如前所述,第n次攝入毒物后的時間間隔內，體內平均蓄積量可由下式定義：An平均＝（∫0τAndt）／τ

將（7）式從0～τ范圍內取定積分得：∫0τAndt＝α0（1-e-nKτ）／kAn平均＝α0（1-e-nKτ）／kτ…（12）將（10）式代入（12）式得：An平均＝A平均（1-e-nKτ）

令f＝An平均／A平均，表示第n次攝入毒物后的時間間隔內，體內毒物平均蓄積量（An平均）占穩(wěn)態(tài)時平均蓄積量（A平均）的分數(shù)，則：e-nKτ＝1-f，兩邊同時取常用對數(shù)得：

-nkτ＝2.303lg(1-f),又K＝ln2／T1／2

所以，

nτ=-3.32T1／2lg(1-f)…………………（13）

式（13）中，若以f表示某物質的中毒閾劑量與穩(wěn)態(tài)時體內最大平均蓄積量之比，則nτ即為出現(xiàn)中毒效應所出現(xiàn)的時間。

由此可知，上例中發(fā)生中毒癥狀所需時間為：

nτ=-3.32×70lg(1-100／114.31)＝209.73天

即該地漁民食入此魚后約210天將發(fā)生汞中毒。

三、二室模型

K12：化合物從Ⅰ室向Ⅱ室的分布常數(shù)K21：化合物從Ⅱ室向Ⅰ室反分布常數(shù)K10：化合物從Ⅰ室消除的速率常數(shù)四、非線性動力學

第五節(jié)代謝試驗

一、代謝試驗的目的

是闡明外來化合物在體內吸收、分布、排泄等生物轉運過程和其轉變?yōu)榇x物的生物轉化過程。通過代謝試驗可以闡明下列情況：1）外來化合物在體內吸收、分布、排泄的速度和程度、蓄積的程度和主要蓄積器官，同時也可發(fā)現(xiàn)可能存在的靶器官。2）外來化合物在機體內可能的代謝產(chǎn)物，并對其毒性作用初步了解。

3）代謝試驗的結果還可提供某些外來化合物的代謝動力學參數(shù)，掌握毒物動力學全部情況后，可對其毒性作出初步估計。二、代謝試驗的方法

1、實驗動物與染毒劑量

可選用雌雄兩性大鼠或小鼠，按兩個劑量考慮：

（1）相當于引起中毒的劑量

（2）參照人體實際接觸的劑量

二、代謝試驗的方法2、受試物給予方式

（1）是靜脈注射，可對受試物的分布和排泄情況有較為直接明確的了解；

（2）是采用人體實際接觸的方式，在食品毒理學中，主要是經(jīng)口方式，多采用灌胃或將被檢物混入飼料，以便了解吸收過程的實際情況。三、代謝試驗的內容

1．測定受試物在血漿中的含量或濃度

2．測定受試物在胃腸中吸收情況3．測定受試物在主要器官中分布情況及主要濃集器官

4．測定受試物通過尿、糞、和膽汁的排泄情況

5．受試外來化合物在體內生物轉化情況

第三章動物毒性試驗第一節(jié)實驗動物概述一、實驗動物與實驗動物化世界上的動物通常被我們按照其與人類的關系分為：野生動物（WildAnimal）經(jīng)濟動物（EconomicAnimal）觀賞動物（OrnamentalAnimal）實驗動物（LaboratoryAnimal）。是指經(jīng)人工飼育，對其攜帶微生物實行控制，遺傳背景明確或來源清楚的，用于科學研究、教學、生產(chǎn)、檢定以及其它科學試驗的動物。實驗動物化：指以其它三類動物為來源，人為的使之變?yōu)閷嶒瀯游锏倪^程。實驗用動物：Animalforexeperiment是指某些未經(jīng)充分實驗動物化，而在某些實驗研究中經(jīng)常用到或不可不用的動物。實驗動物的特點：個體間的均一性；某些遺傳上的穩(wěn)定性；比較容易獲得。二、實驗動物的分類按微生物控制分：

種類飼養(yǎng)條件無菌動物（Germfreeanimal）隔離系統(tǒng)Isolationsystem悉生動物（Gnotobioticanimal）也叫已知生物體動物隔離系統(tǒng)Isolationsystem無特定病原體動物（SPF動物）（Specificpathogenfreeanimal）屏障系統(tǒng)中Barriersystem普通動物（Conventionalanimal）開放系統(tǒng)Opensystem（國際上）

我國的分類標準：——1994年國家技術監(jiān)督局發(fā)布一級，普通動物（Conventionalanimal，CV）二級，清潔動物（Cleananimal，CL）三級，無特定病原體動物（Specificpathogenfreeanimal，SPF）四級，無菌動物（Germfreeanimal，GF）二級，清潔動物的飼養(yǎng)要求：

有屏障設施，空氣經(jīng)過濾凈化，正壓，進入飼養(yǎng)環(huán)境的一切物品均應嚴格滅菌：飼料、墊料、飲水、籠器具、工作人員的衣物、實驗用品等。2按遺傳學控制分近交系（Inbredstrain）封閉群（Closecolony）突變系（Mutantstrain）系統(tǒng)雜交動物（Hybirdanima）現(xiàn)代遺傳工程產(chǎn)生的新品系1）近交系（Inbredstrain）

指近交程度相當于全同胞兄妹連續(xù)交配20代以上，近交系數(shù)達98.6%以上，基因達到高度純合和穩(wěn)定的動物群。①常見的培育方式：全同胞兄妹交配（B×Smating）父女或母子交配（回交，backcross）堂兄妹交配（cousinmating）不同的近交方式?jīng)Q定了近交程度提高的速度近交程度的衡量是以近交系數(shù)來表示的近交系數(shù)指群體中兩個等位基因源于同祖先同一基因的概率1960年，F(xiàn)alconer經(jīng)試驗獲得計算公式：Fn=1-(1-△F)nFn——第n代的近交系數(shù)n——近交代數(shù)△F——近交系數(shù)的代遞增率同胞兄妹交配：19.1%父女或母子交配：19.1%堂兄妹交配：8%同父異母者交配：11.0%③近交系動物的特點基因位點的純合性(homozygosity)遺傳組成的同源性(isogenicity)長期遺傳的穩(wěn)定性(stability)表現(xiàn)性的均一性(uniformity)遺傳特征的可辨別性(identifiability)遺傳組成的獨特性(individuality)國際分布性(internationaldistribution)背景資料的完整性(backgrounddata)④常用的近交系動物

日前世界上至少有250個小鼠品系，111個大鼠品系，20個家兔品系和14個豚鼠品系。在實驗中應用最多的絕大部分是小鼠和大鼠的近交系。

小鼠常用的近交品系主要有：C57BL、C3H、BALB/c、DBA/2、CBA、A、AKR、NAB、B10.D2、SJL。

大鼠常用的近交品系主要有：F344、LEW、BN、SHR、DA、PVG、WAG、AC1、WF、WKY。2）封閉群（Closecolony）也稱非近交系（noninbredstrain）、遠交群和遠交原種（outbred）。特點：具有雜合性，避免了近交衰退；較強的繁殖力和生活力，表現(xiàn)為：產(chǎn)仔多、胎間隔短、生長塊、成熟早、疾病抵抗力強，成本低，可大量供應。個體差異較大常用品系：小鼠：昆明、NIH、ICR、LACA；大鼠：Wistar、SD；DunkinHarleg豚鼠；新西蘭兔等。培育要求：5年以上不從外部引種，即不引進任何新的基因；只在群內進行隨機交配；群體大小應保持在50只以上。3）突變系（Mutantstrain）正常染色體的基因發(fā)生突變而具有了各種遺傳缺陷的動物，進行定向培育而成的近交系；或用遺傳學方法將突變基因導入已育成的近交系；這樣具有突變基因的近交系稱突變系。如果將突變基因保持在一個封閉群當中，稱突變原種（mutantstock）。4）系統(tǒng)雜交動物（Hybirdanima）指兩個不同近交系雜交產(chǎn)生的第一代動物，也叫F1動物。特點：具有雜交優(yōu)勢?？共×?，對環(huán)境和實驗處理的耐受性強，克服了近交衰退，適于各種長期慢性實驗；遺傳和表現(xiàn)型的一致性。具有與近交系相似的個體均一性同時具有兩個親本片系的特點。不能進一步繁殖而保持其遺傳組成不變，否則會出現(xiàn)遺傳分離和基因重組。5）現(xiàn)代遺傳工程產(chǎn)生的新型品系

①轉基因動物指以實驗方法導入的外源基因在其染色體基因組內穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的動物。如果外源基因在動物染色體上整合穩(wěn)定，則能進一步繁殖而保持外源DNA的存在。②嵌合體動物指將動物早期胚胎進行分割與同種或異種的胚胎細胞聚合而發(fā)育成的個體。不能進一步繁殖，只能在需要時隨時生產(chǎn)。三、實驗動物的選擇原則根據(jù)實驗目的和要求，可考慮以下幾個原則：1.近似性原則2.差異性原則3.易化原則4.相容和匹配原則5.重復性和均一性原則6.易獲性原則：還要考慮是否經(jīng)濟及是否容易飼養(yǎng)管理

還要注意動物的種類、品種或品系、質量（遺傳、微生物及營養(yǎng)狀況）和健康狀況等。三、實驗動物的選擇原則根據(jù)實驗的具體目的和要求，可考慮以下幾個方面：1.選用與人類的機能、代謝結構、及疾病特點相似的實驗動物。2.選用遺傳背景明確、具有已知菌群及模型性狀顯著且穩(wěn)定的動物。3.選用解剖生理特點符合實驗目的要求的實驗動物4.選用具有符合研究需要的某些特殊反應的動物。5.選用人畜共患疾病的實驗動物6.選用傳統(tǒng)應用的實驗動物。四、嚙齒類實驗動物的意義1.代謝方式與人接近，對化學物質敏感。2.體型大小適中。3.自然壽命不長，繁殖力強。4.實驗動物化程度高。

常選用大、小白鼠。其它嚙齒類動物如豚鼠、長爪沙鼠、地鼠等，

五、動物實驗所得數(shù)據(jù)的種屬差異毒理學實驗一般要求用兩種實驗動物（其中一種為非嚙齒類）對同一毒物進行試驗，以得到的兩個LD50之比來劃分種屬差異的大?。篖D50（A）／LD50（B）

易感性＜3沒有種屬差異3.1～9中等種屬差異＞9明顯種屬差異六、實驗動物的飼育環(huán)境溫度：各種實驗動物的最適溫度如下表，且要求溫差不大于3℃，動物小鼠大鼠兔貓狗靈長類溫度℃15-2018-2215-2015-2015-2020-24濕度：濕度過高微生物易于繁殖，過低（＜40％)易使灰塵飛揚，相對濕度還影響體溫調節(jié)。因此，濕度以40～70％為宜，尤以45～55％為最適相對濕度。（一）氣候因素氣流速度及空氣清潔度：要求空氣中的NH3不超過20ppm。因此要求有5-15次／小時的換氣量。氣流速度為10-25cm／s。再加上適當?shù)娘曫B(yǎng)密度和日常清潔工作。光照：光照與動物性周期有密切關系，尤其鼠類要避免日光直射。因此可以采用完全的人工光照，晝夜明暗交替，12h：12h或10h：14

h

。音響、噪音:

可引起動物緊張，大、小鼠尤怕突然音響，要求噪音不高于65分貝，一般60分貝以下（狗除外）。（二）物理化學因素6.臭氣動物室內的臭氣主要有氨、甲基硫醇、硫化氫等物質。以氨的濃度最高，故一般以氨的含量作為衡量空氣質量的重要指標。當氨濃度較高時，會刺激動物的粘膜而引起流淚、咳嗽，嚴重時可引起急性肺水腫，而造成動物死亡。高濃度的氨引起動物體質下降，從而影響動物實驗效果。為了抑制動物室內的臭氣，應減少動物飼養(yǎng)密度，2～3日左右頻繁地更換籠具、墊料，增加換氣次數(shù)。我國動物室的氨濃度標準為14mg／m3以下。7.

粉塵包括微生物在內。實驗動物室的粉塵可引起鼻、咽喉炎、哮喘、發(fā)熱、皮膚炎等過敏性癥狀，粉塵中的微生物也可造成動物污染。粉塵的數(shù)量與空氣過濾效果、換氣次數(shù)、空氣濕度、飼養(yǎng)方式、人員操作等有關。（三）居住因素：籠具、墊料、飲水器等七、動物營養(yǎng)要求飼料蛋白質最少占13—15％，最好18-24％,但通常不超過30％，而其中1／3為營養(yǎng)價值較高的蛋白質。飼料中脂肪占4-6％，一般不超過10％。碳水化合物在40-70％左右，粗纖維要占10-15％鈣占1.5％，磷占0.75％。此外，還要注意維生素E和B族維生素及食鹽的供應。大鼠對Vk與Vc無特殊要求，但豚鼠應注意Vc供應，兔子飼料中應保證有足夠的纖維素，狗的飼料中應有一定的肉食，還要保證有適當?shù)膽敉饣顒?成分名稱成分含量%主要微量元素含量（每kg飼料中）主要維生素含量（每kg飼料中）粗蛋白≥18鐵不低于100mg銅不低于10mg

不高于250mg鋅不低于30mg錳不低于80mg維生素A不低于7000IU維生素D3不低于800IU維生素E不低于60IU維生素K3不低于3mg維生素B6不低于8mg維生素B12不低于0.02mg粗纖維≤5粗灰分≤8鈣0.8-1.8總磷0.6-1.2賴氨酸≥1.35食鹽0.5水分≤10大、小鼠生長維持顆粒飼料北京科澳協(xié)力飼料有限公司按照GB14924·3-2001標準生產(chǎn)大、小鼠繁殖顆粒飼料成分名稱成分含量（%）主要微量元素含量（每kg飼料中）主要維生素含量（每kg飼料中）粗蛋白≥20鐵不低于100mg銅不低于10mg

不高于250mg鋅不低于80mg錳不低于80mg維生素A不低于15000IU維生素D3不低于600IU維生素E不低于120IU維生素K3不低于10mg維生素B6不低于12mg維生素B12不低于0.01mg粗纖維≤5粗灰分≤8鈣0.8-1.8總磷0.6-1.2賴氨酸≥1.35食鹽0.5水分≤10第二節(jié)常用試驗動物的一般處理一、試驗前觀察

動物在試驗前，一般要觀察一周，使實驗動物適應實驗室生活條件，同時淘汰一部分不健康與不適用的動物。慢性毒性試驗要求比較嚴格，最好觀察兩周，并反復仔細觀察。實驗動物必須健康并發(fā)育正常，體型豐滿，毛濃密且緊貼于皮膚表面，有光澤，眼明亮而有神，天然孔無分泌物，周圍清潔，食欲良好，運動敏捷自如，無異常姿態(tài)。

生理常數(shù)項目

大鼠小鼠豚鼠家兔貓狗妊娠天數(shù)（日）21～2318～2165～7228～3260～6858～63斷奶天數(shù)（日）25～3020～3021～3545～556060斷奶時體重（g）50±10～14200±700±性成熟時期（月）2.5～32±4±6～83～412±性成熟時體重（g）150～25020～30500～700

1000±出入較大每年胎次4～74～73～53～52～32每胎仔數(shù)5～95～9

1～5

3～53～61～10自然壽命（年）2～2.51.5～26～84～910～12

20±體溫（℃）37.5～39.5

38～3938～39.5

38～39.5

38～3937.5～39呼吸頻率（次／分）70～100140～180

80～12050～6010～30脈搏（次／分）270～350540～720

230～390

120～14070～120血壓（mmHg）90～120133～160

75～9082～124120～140常用實驗動物的生理常數(shù)二、試驗動物編號與標記

1染色標記：常用于大鼠、小鼠、豚鼠等動物紅色（0.5％中性紅或品紅溶液）——代表十位數(shù)黃色（3～5％苦味酸染料）——代表個位數(shù)習慣上按前中后和左中右次序分成9區(qū)，代表1～9。這樣，用此種方法即可標記99只動物。二、試驗動物編號與標記

鼠尾染色標記法二、試驗動物編號與標記

2剪耳標記：

用于兔、大鼠等在耳朵不同部剪一小孔（或用打孔器打一小孔）表示一定號碼。3其它，如掛牌和剪毛等方法

三、實驗動物的抓取和保定

大小鼠兔豚鼠犬

四、被檢物的給予方式和途徑1消化道染毒法1)灌胃法：是將液態(tài)、氣或固態(tài)受試化合物溶于某溶劑中，配制成一定濃度，裝入注射器等定量容器，經(jīng)過導管注入胃內。

①該種方法特點、要求：

能準確掌握給予被檢物的劑量與時間需做成一定劑型對每只動物逐一進行，工作量大，且容易造成損傷所以，一般只適用于一次給予被檢物的急性毒性試驗，灌胃前，動物應停食12h，否則胃的充盈程度不同，影響結果，灌胃后，至少經(jīng)3h再喂食。②被檢物的配制用水或經(jīng)過加熱的植物油配成均勻水溶液或油溶液。在水和油中均不溶的物質，可用吐溫—60（tween—60）或吐溫—80水溶液配成乳狀液將被檢物在蛋黃中研勻，逐滴加入植物油，蛋黃與油的比例為7.5：5，然后再加入適量水配成乳液也可用1～3％的淀粉液或1～3％羧甲基纖維素溶液配成懸浮液。在各種溶液中，被檢物濃度可根據(jù)給予動物劑量和可能灌入的液體容積而定。小鼠0.2～0.7ml；大鼠1～4ml左右為宜，大動物一般最多不超過動物體重的2％。2)自由采食（又叫喂飼法）

指將受試物摻入飼料或飲水中，讓動物自由攝入。

這種方法由于動物攝食量的變化和攝食中的損失，劑量不夠精確但無上述灌胃法缺點，適用于多次給藥的慢性試驗中。將被檢物摻入飼料中，必須注意下列問題：

被檢物必須在飼料中混合均勻，在飼料中不揮發(fā)、不分解破壞；被檢物不與飼料起反應，不影響飼料的感官性狀和動物食欲；不降低飼料的營養(yǎng)價值和消化吸收率；應盡量保證摻有被檢物的飼料，按設計劑量全部被試驗動物攝入；動物生長發(fā)育期間，隨時調整摻入數(shù)量，以保證按公斤體重計算的劑量穩(wěn)定。將被檢物摻入飲水的方法的基本原則與摻入飼料類似，每日飲水量小鼠約為1.5～3ml，大鼠8～15ml。在食品毒理學研究中，該方法較少采用。3)吞咽膠囊指將一定劑量的受試化學物裝入藥用膠囊內，強制放入到動物的舌后咽部，迫使動物咽下。

此種方法劑量準確，尤其適用于易揮發(fā)、易水解和有異味的化合物，適于兔、貓、狗等大動物。2經(jīng)呼吸道染毒

適于氣體、粉塵、蒸汽等狀態(tài)的毒物，這種方式又可分為兩種類型：

2）氣管注入：

是將受試物注入實驗動物氣管或肺內。此種類型實際上相當于對動物進行一次“手術”。1）呼入接觸法：

即將受試動物置于含有一定濃度的外來化學物的染毒柜中，或其它器皿中，動物自然吸入化學物。3經(jīng)皮膚染毒

主要有浸尾試驗和皮膚涂藥試驗。其目的是鑒定化學物經(jīng)皮膚吸收作用、局部刺激作用、致敏作用、光感作用等。比如化妝品安全性鑒定。五、實驗動物的性別鑒別1大鼠與小鼠：

幼年時主要依肛門與生殖孔的距離區(qū)分，間距大并有毛者為雄性，小并無毛者為雌性。成年雌性在腹部還可摸到乳頭，雄性臥位時可見睪丸。

2家兔：雄性生殖孔為圓形，用手指扒開可見中間有圓錐狀稍向下彎的陰莖，氣溫高時可見到或觸及睪丸。雌性生殖孔為一橢圓形間隙，呈尖葉形，上寬下窄，且距肛門較近，成年兔腹部可見乳頭。六、生物材料的采集1血樣的采集1）斷尾采血：大、小鼠，可少量多次采血。2）眼眶后靜脈叢采血：大、小鼠，中等采血量多次采血。3）心臟采血：大鼠、豚鼠、兔等，4）斷頭采血：大、小鼠，一次大量采血。5）摘眼球采血：大、小鼠，一次，大量6）耳緣靜脈采血：兔，多次7）股靜脈或股動脈采血：大鼠、兔等，一次（放血）或多次（抽血）試驗。采血量較大。8）頸靜脈或頸動脈采血：大鼠、兔等，多次

選擇采血方法應根據(jù)實驗動物品種、所需采血量、采血次數(shù)和操作條件確定。實驗動物的允許采血量

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━動物品種最大安全采血量（ml）最小致死采血量（ml）━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

小鼠0.10.3大鼠1.02.0豚鼠5.010.0家兔10.040.0━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

2血液標本的選擇1）全血：采血時加入適當抗凝劑，使血液不產(chǎn)生凝固，含有有形成份的標本。含水約81%。常用于碳氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白、硫血紅蛋白、細胞培養(yǎng)等測定，及制備血中各種細胞和全血分析用。常用抗凝劑有：肝素、草酸鉀、草酸鈉、草酸銨、草酸鋰、枸櫞酸鈉等。2）血漿：全血中加入適當抗凝劑，去除細胞成份后剩余部分的標本。含水約93%。

3）血清：是血漿中除去凝血因子纖維蛋白原的標本血清是生化分析中最常用的標本。

采血后可立即分離，可避免凝血時和運輸時溶血。其中含有一種纖維蛋白原和前凝血酶。多用于血液凝固機制方面的檢驗，如游離血紅蛋白、變性血紅蛋白、纖維蛋白質的分析及血漿分析3尿液的收集

因動物不同而異。包括代謝籠法、導尿管法、輸尿管引出法和膀胱瘺管法等。

4組織勻漿的制備

用器械在一定的溶液中將組織細胞磨碎，其設備為勻漿器?，F(xiàn)用的勻漿器有玻璃勻漿器、高速組織搗碎機、超聲波勻漿器等。

七、實驗動物的處死方法頸椎脫臼法（適于大、小鼠）；空氣栓塞法（適于犬、兔等大動物）；大量放血法（適于大、小鼠、犬等多種實驗動物）。

第三節(jié)毒理學試驗設計

一、試驗設計的內容

1、擬定相互比較的各種因素和水平。2、確定試驗的對象及數(shù)量3、分組：必須按照適當?shù)囊?guī)律將試驗對象有計劃的進行分組，并確定各組實驗動物所接受的劑量單位和劑量4、確定觀察指標。

二、試驗設計的基本原則

1、對比條件相同2、重復3、隨機化三、常用的幾種隨機分組方法

1完全隨機化設計將所有動物編號；從隨機數(shù)字表或計算器RND鍵上取得個數(shù)等于動物數(shù)的連續(xù)隨機數(shù)字，逐個與動物編號一一對應；以各隨機數(shù)除以預分組數(shù)，以余數(shù)的多少決定動物應分配的組號，如余1為第一組，余2為第二組，除盡為最后一組；上一步分完后，各組動物數(shù)可能不等，應從多的一組隨機取出一定只數(shù)補入缺少組，為此用大組的動物數(shù)去除這個隨機數(shù)，以余數(shù)決定把第幾個動物移入缺少的組，直至各組動物數(shù)相等為止。〔例〕2配對隨機分配設計是指在分配動物之前，先將動物按性別、年齡、體重、窩別或其它有關因素加以配對，以基本條件相同的二只動物為一對，配成若干對，然后再將每一對動物隨機分配于兩組中，步驟如下：將所有動物配對并編號，有多少對，編多少號。取得個數(shù)等于動物對數(shù)的連續(xù)的隨機數(shù)字，每個數(shù)字順序與編號一一對應。隨機數(shù)字為單數(shù)，則此對動物中第一只動物歸第一組，偶數(shù)則第一只動物歸第二組。3隨機區(qū)組設計隨機區(qū)組設計實際上是對配對設計的擴大，只是不把動物分成若干對，而是分成若干組，然后再把每區(qū)組動物根據(jù)隨機分配的方法，分配到各試驗組中去，步驟如下：將所有動物分成若干區(qū)組，每區(qū)組內動物數(shù)與研究工作預定的分組數(shù)相等，并依次編好區(qū)組號碼，每區(qū)組內動物也編好號，動物號為組間連續(xù)號。取得個數(shù)比區(qū)組內動物少一的連續(xù)的隨機數(shù)字，每個數(shù)字逐個與區(qū)組內動物編號一一對應（區(qū)組內最后一個編號的動物沒有對應的隨機數(shù)字）。3．每區(qū)組內第一個隨機數(shù)字被組內動物數(shù)除之，按余數(shù)把此動物歸入相應試驗組。第二個數(shù)字被組內仍未分組的動物數(shù)除之，按余數(shù)歸入剩余各組中相應的組。最后一個動物直接分配進仍未分配動物那一組，對其余各區(qū)組相同處理，直至各組分完?！怖车谒恼录毙远拘宰饔眉捌湓囼灧椒ǖ谝还?jié)急性毒性和急性毒性試驗

一、概念和試驗目的1急性毒性（acutetoxicity）概念

指機體（人或實驗動物）一次，或24小時內多次接觸外來化合物所引起的中毒效應（包括死亡）。2急性毒性試驗

是研究一次或24小時內多次給予實驗動物被檢化學物后，觀察在短期內（一般7天）引起動物毒性表現(xiàn)的實驗。3急性毒性試驗的目的

(1)測定受試物對一種或幾種實驗動物的半數(shù)致死量（LD50），以初步估計其對人類毒害的危險性。(2)了解受試物的毒性強度、性質和可能的靶器官，闡明受試物急性毒性的劑量反應關系。(3)為進一步進行亞慢性和慢性試驗以及其它特殊毒性試驗的劑量設計和毒性判定指標的選擇提供依據(jù)二、實驗動物的選擇動物種類

一般常用大鼠或小鼠；如果同時用兩種動物，其中一種為非嚙齒類如狗、猴等更為理想

2動物年齡

動物年齡不易過老過幼，一般應選用初成年者，

大、小鼠為出生后2～3個月左右，體重一般分別為200g（180～240g）和20g（18～25g）左右；

狗為