化學(xué)毒物的一般毒性作用

化學(xué)毒物的一般毒性作用第1頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一般毒性作用（generaltoxicity）毒性效應(yīng)一般毒性化學(xué)物的理化特性毒性大小和特征在體內(nèi)的蓄積和耐受特性毒作用的靶點(diǎn)和敏感指標(biāo)確定閾劑量和閾下劑量急性毒性試驗(yàn)蓄積毒性試驗(yàn)亞急性毒性試驗(yàn)亞慢性毒性試驗(yàn)慢性毒性試驗(yàn)特殊毒性生殖毒性、致突變、致癌和免疫毒性等第2頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)急性毒性作用及其評(píng)價(jià)一、概念急性毒性：機(jī)體一次或24h內(nèi)多次接觸外源化學(xué)物后所引起的快速劇烈的中毒效應(yīng)，包括一般行為、外觀及形態(tài)改變，甚至死亡效應(yīng)。第3頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、急性毒性試驗(yàn)的目的急性毒性試驗(yàn)是外源化學(xué)物毒性評(píng)價(jià)的第一步。1.確定化學(xué)物的LD50

或LC50

、毒效應(yīng)特征以及劑量-反應(yīng)關(guān)系。2.為后續(xù)毒性試驗(yàn)染毒劑量的設(shè)計(jì)和觀察指標(biāo)的選擇提供依據(jù)，為毒作用機(jī)制研究提供線索。第4頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、急性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇（二）各組劑量值與組數(shù)的確定（三）各組動(dòng)物數(shù)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組（四）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的喂養(yǎng)（五）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的染毒方法（六）試驗(yàn)周期（七）毒性觀察第5頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇基本要求：①動(dòng)物對(duì)化學(xué)物的毒性反應(yīng)與人基本一致；②操作方便、易于飼養(yǎng)管理、易于獲得且價(jià)格較低。此外，應(yīng)選用純品系的初成年動(dòng)物，雌雄各半；要求選用兩種或兩種以上的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，一種為嚙齒類，另一種為非嚙齒類。第6頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三品系指用計(jì)劃交配的方法獲得的起源于共同祖先的一群動(dòng)物。同一品系的動(dòng)物具有共同的遺傳來(lái)源、相似的外貌特征、獨(dú)特的生物學(xué)特性及穩(wěn)定的遺傳性能。第7頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇嚙齒類：大鼠、小鼠、兔子；非嚙齒類：貓、狗、豬、猴等。第8頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）各組劑量值與組數(shù)的確定研究受試物急性毒性→先測(cè)其LD50→尋找參考物質(zhì)→以LD50（參）為預(yù)期毒性中值→化學(xué)結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)→以4或1.6為劑量比值進(jìn)行分組和預(yù)實(shí)驗(yàn)→確定大致致死劑量范圍→正式試驗(yàn)的組數(shù)n與組距i→進(jìn)行正式急性試驗(yàn)。i=(logLD90－logLD10)/（n－1）或

i=(logLD100－logLD0)（n－1）第9頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）各組動(dòng)物數(shù)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組每組動(dòng)物數(shù)：小鼠≥10只，大鼠6~8只，家兔4~6只；每組動(dòng)物一般雌雄各半；采用隨機(jī)方法將動(dòng)物分配于各組。第10頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（四）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)溫度：22±3℃；濕度：30%~70%；無(wú)對(duì)流風(fēng)；籠養(yǎng)數(shù)適宜；人工晝夜；常規(guī)飼料、自由飲水。第11頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（五）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒方法灌胃；摻入飼料法；吞咽膠囊。（六）試驗(yàn)周期一般為2周。第12頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（七）毒性觀察1.中毒癥狀；2.體重；3.其他生理、生化指標(biāo)測(cè)定；4.死亡情況及LD50或LC50計(jì)算；5.病理解剖學(xué)和組織病理學(xué)檢查。第13頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三LD50的計(jì)算：LD50及其95%可信限的計(jì)算方法有：霍恩氏（Horn）法、簡(jiǎn)化寇氏（Karber）法、直接回歸法等。1.霍恩氏法：限定使用4個(gè)劑量組，組距i固定，每組動(dòng)物數(shù)相等（4只系列或5只系列），根據(jù)動(dòng)物的死亡情況直接查表求出LD50及其95%可信限。2.簡(jiǎn)化寇氏法：LD50=lg-1[Xm–i(∑p–0.5)]Sx50=i[（∑pq/n）?]LD50的95%可信限=lg-1（lgLD50±1.96×Sx50

）i——組距；Xm——最大劑量對(duì)數(shù)；p——各劑量組死亡率；q——各劑量組存活率；∑p——各劑量組死亡率之和；n——各組動(dòng)物數(shù)；

Sx50——lgLD50的標(biāo)準(zhǔn)誤。第14頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、急性毒性的評(píng)價(jià)主要參數(shù)：LD50或LC50；其他參數(shù)：Zac、劑量-反應(yīng)關(guān)系曲線的斜率或LD84/LD16；中毒癥狀。第15頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三我國(guó)食品急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(1994)急性毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50/（mg·kg-1）大致相當(dāng)于70kg體重人的致死劑量6級(jí)，極毒<1

稍嘗，<7滴5級(jí)，劇毒1~507滴~1茶匙4級(jí)，中等毒51~5011茶匙~35g3級(jí)，低毒501~500035~350g2級(jí)，實(shí)際無(wú)毒

5001~15000350~1050g1級(jí)，無(wú)毒>15000>1050g第16頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一些化學(xué)品的急性毒性/LD50化學(xué)品動(dòng)物染毒途徑LD50/（mg·kg-1）

乙醇小鼠經(jīng)口10000

氯化鈉小鼠腹腔4000

苯巴比妥鈉大鼠經(jīng)口250DDT大鼠經(jīng)口100

煙堿大鼠靜脈1

河豚毒素大鼠靜脈0.1TCDD豚鼠靜脈0.001

肉毒桿菌毒素大鼠靜脈0.00001第17頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)蓄積毒性作用及其評(píng)價(jià)一、基本概念如果一種外源化學(xué)物反復(fù)多次進(jìn)入機(jī)體而其前次進(jìn)入劑量尚未完全消除，則該化學(xué)物在體內(nèi)的總量將不斷增加并貯留，此現(xiàn)象稱為化學(xué)物的蓄積作用?；瘜W(xué)物的這種性質(zhì)稱為蓄積性。物質(zhì)容易蓄積的組織部位稱為貯存庫(kù)。第18頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三“蓄積”的含義：“物質(zhì)”的蓄積；“功能”的蓄積。第19頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三蓄積作用的意義：蓄積作用是外源化學(xué)物引起慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是制定食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)選擇安全系數(shù)的一個(gè)依據(jù)。第20頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三蓄積性的決定因素：進(jìn)入機(jī)體的速度從機(jī)體消除的速度第21頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)蓄積系數(shù)法；生物半減期法；蓄積率測(cè)定法；第22頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（一）蓄積系數(shù)法

蓄積系數(shù)K=ED50（n）ED50（1）LD50（n）LD50（1）或n——多次接觸受試物時(shí)產(chǎn)生預(yù)期效應(yīng)的染毒劑量之總和；

1——一次接觸受試物產(chǎn)生相同效應(yīng)的劑量；

ED——effectivedose；

LD——lethaldose。第23頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三蓄積系數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)蓄積系數(shù)K蓄積毒性分級(jí)<11~3~≥5高度毒性明顯毒性中等毒性輕度毒性第24頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三蓄積系數(shù)法類型：1.固定劑量法；2.定期遞增劑量法；3.20d試驗(yàn)法。第25頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.固定劑量法：測(cè)定LD50；試驗(yàn)組每日定時(shí)、“定量”對(duì)動(dòng)物染毒（劑量：在1/20~1/5LD50選擇）；出現(xiàn)半數(shù)死亡或染毒劑量累計(jì)達(dá)到5LD50時(shí)，終止試驗(yàn)；計(jì)算K值，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。第26頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2.定期遞增劑量法：①測(cè)定LD50；②染毒：Ⅰ期（1~4天），劑量：1/10LD50；Ⅱ期（5~8天），劑量：1.5/10LD50；Ⅲ期（9~12天），劑量：2.25/10LD50；Ⅴ期（17~20天），劑量：5.0625/10LD50；Ⅳ期（13~16天），劑量：3.375/10LD50；③出現(xiàn)半數(shù)死亡或20天后終止試驗(yàn)：④計(jì)算K值，進(jìn)行評(píng)價(jià)。第27頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3.20d試驗(yàn)法：①分組染毒：Ⅰ組，劑量：1/20LD50Ⅱ組，劑量：1/10LD50Ⅲ組，劑量：1/5LD50對(duì)照組Ⅳ組，劑量：1/2LD50②結(jié)果評(píng)價(jià)：如1/20LD50組出現(xiàn)動(dòng)物死亡，且有劑量-反應(yīng)關(guān)系，則為強(qiáng)蓄積性；若僅有1/2LD50組動(dòng)物有死亡，則為弱蓄積性。20d染毒Ⅰ組，劑量：1LD50Ⅱ組，劑量：2LD50Ⅲ組，劑量：4LD50對(duì)照組Ⅳ組，劑量：10LD50第28頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）生物半減期法原理：如果一種化學(xué)物每次進(jìn)入機(jī)體的時(shí)間間隔>t1/2，則在體內(nèi)蓄積的可能性??；時(shí)間間隔<t1/2，則容易蓄積；如二者相等也將蓄積。一般t1/2越長(zhǎng)，化學(xué)物蓄積可能性越大。第29頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）蓄積率測(cè)定法蓄積率=對(duì)照組LD50－蓄積試驗(yàn)組LD50蓄積期間給予試驗(yàn)組動(dòng)物受試物總量×100%蓄積試驗(yàn)組對(duì)照組蓄積量第30頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三死亡指標(biāo)的缺陷：實(shí)例：用死亡指標(biāo)測(cè)定氯丁二烯的蓄積毒性為弱蓄積性，推論其慢性毒性弱。實(shí)際上動(dòng)物長(zhǎng)期低劑量接觸氯丁二烯能引起肝損害為主的慢性中毒。原因：氯丁二烯一次染毒是引起動(dòng)物中樞麻痹而致死，但在蓄積毒性試驗(yàn)中氯丁二烯的靶器官為肝臟，其所引起的肝損害達(dá)不到致死的程度，而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。若改用肝損傷為觀察指標(biāo)，可得出正確結(jié)論。第31頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、機(jī)體的耐受性：在一些情況下，某種外源化學(xué)物持續(xù)多次對(duì)機(jī)體染毒，但沒引起預(yù)期毒效應(yīng)，必須進(jìn)一步加大劑量才行，這種現(xiàn)象稱為機(jī)體對(duì)該化學(xué)物的耐受性或習(xí)慣性。第32頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)亞慢性、慢性毒作用及其評(píng)價(jià)一、基本概念與試驗(yàn)?zāi)康膩喡远拘宰饔茫涸囼?yàn)動(dòng)物連續(xù)多日接觸較大劑量的外源化學(xué)物所出現(xiàn)的中毒效應(yīng)。亞慢性試驗(yàn)?zāi)康模?.確定亞慢性毒性的毒效應(yīng)特征及其閾劑量和最大無(wú)作用劑量，為確定是否需要進(jìn)行慢性試驗(yàn)，以及慢性試驗(yàn)和致癌試驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2.可了解受試物對(duì)成年動(dòng)物生殖機(jī)能的影響和對(duì)子代的致畸作用。第33頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、基本概念與試驗(yàn)?zāi)康穆远拘宰饔茫菏乖囼?yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期低劑量接觸外源化學(xué)物所引發(fā)的毒性效應(yīng)。慢性試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)確定化學(xué)物的慢性毒性特征及其慢性閾劑量和最大無(wú)作用劑量，為最終評(píng)價(jià)受試物能否用于食品，及其安全限量的制定提供依據(jù)。第34頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、亞慢性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)（一）試驗(yàn)動(dòng)物的選擇和喂飼環(huán)境對(duì)受試物的代謝接近人類；選擇敏感種屬品系，并兼顧慢性試驗(yàn)；剛斷乳的幼齡動(dòng)物；品系一致，體重相近；其他要求。飼料營(yíng)養(yǎng)平衡，環(huán)境穩(wěn)定適宜。第35頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（二）劑量選擇與劑量分組亞慢性試驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)3~4個(gè)染毒組和一個(gè)對(duì)照組（必要時(shí)設(shè)置溶劑對(duì)照組）；每組動(dòng)物數(shù)大鼠20~40只，狗6~8只，雌雄各半。第36頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（三）染毒途徑一般采用喂飼法；每日應(yīng)定時(shí)染毒，以保持化學(xué)物每日相似的生物效應(yīng)。（四）試驗(yàn)周期一般占實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生命的1/10。第37頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（五）毒性觀察指標(biāo)1.一般性指標(biāo)（1）一般綜合性觀察指標(biāo)

①體重；②食物利用率；③中毒癥狀；④臟器系數(shù)或臟/體比值；（2）一般化驗(yàn)指標(biāo)血象和肝腎功能檢測(cè)。2.病理學(xué)檢查3.特異指標(biāo)第38頁(yè)，共42頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）動(dòng)物選擇及飼養(yǎng)環(huán)境選擇剛斷乳，且生命期較短的動(dòng)物；生物學(xué)特性清楚；品系明確一致；環(huán)境：