外源化學物的急慢性毒性及其評價

外源化學物的急慢性毒性及其評價第五章第一節(jié)外源化學物的性質(zhì)和來源大氣中的化學物食品添加劑與污染物職業(yè)性化學物

藥物其它來源常見的外源化學物：農(nóng)藥及滅鼠藥金屬及其化合物急性氣體中毒有機溶劑苯的氨基及硝基化學物第二節(jié)化學物中毒的臨床特點我國四咪唑(驅(qū)蟲凈tetramizole)導致遲發(fā)性腦炎，據(jù)推算約有20萬人藥物致聾?。?990年我國有聾啞兒童180余萬人，其中藥物所致耳聾占60％，約100余萬人，并且每年以2-4萬人遞增1999年5月在比利時發(fā)生的“二噁因污染食品”事件2001年1月，瘦肉精”(鹽酸克倫特羅)中毒事件

典型急性中毒事件慢性中毒事件1951年以來日本的水俁病事件1955年以來日本的富山縣痛痛病1961年以來四日市哮喘近年來日本慢性砷中毒日本政府于1974年宣布水俁病、痛痛病和四日市哮喘為公害病后，又宣布慢性砷中毒為第四公害病化學物中毒的臨床特點劑量與反應關(guān)系病變的廣泛性個體差異性病變的特異性第一節(jié)急性毒性試驗

急性毒性(acutetoxicity)是指機體(人或?qū)嶒瀯游?一次(或24h內(nèi)多次)接觸大劑量高濃度的外源化合物所引起的毒性效應包括引起死亡的效應。一、急性毒性的定義急性毒性試驗(acutetoxicitytest)是大劑量高濃度一次給予試驗動物，目的是了解外源性化合物短期內(nèi)的毒性作用，并對診斷、預防和急救治療提供科學依據(jù)。毒性效應的快慢和劇烈程度可因接觸化合物的性質(zhì)(主要是化學結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì))和染毒劑量不同而異?？纱篌w分為兩類：

急性致死性毒性試驗

急性非致死性毒性試驗急性毒性試驗的類型急性毒性求出受試化合物對一種或幾種試驗動物的致死劑量(通常以LD50為主要參數(shù))，確定有無毒性、毒性大小、毒作用特點。求出該化合物的劑量－反應關(guān)系，為亞急性、慢性毒性試驗等的劑量選擇、種屬選擇和觀察指標的選擇等提供依據(jù)。確定環(huán)境中受試化合物侵入機體的途徑，研究化合物在機體的生物轉(zhuǎn)運和生物轉(zhuǎn)化過程及其毒代動力學。研究化合物急性中毒診斷、預防和急救治療措施。急性毒性二、急性毒性研究的目的動物試驗設(shè)計,應考慮的要素及其要求？實驗動物的選擇和分組受試動物的染毒途徑和方式的選擇劑量組設(shè)計毒性反應指標的選擇選擇實驗動物的原則：要求在其接觸化合物之后的毒性反應應當與人接觸該化合物的毒性反應基本一致應選用兩種以上試驗動物，常選用大白鼠和小白鼠試驗動物操作方便，易于飼養(yǎng)，價格較低，易于獲得。

急性毒性三、實驗動物的選擇研究內(nèi)容實驗動物急性毒性免疫毒性放射病過敏反應嘔吐致熱反應氣體毒物對粘膜的刺激作用吸入性粉塵藥物對皮膚局部作用實質(zhì)性臟器的毒作用遲發(fā)性神經(jīng)毒性血壓變化動脈粥樣硬化慢性毒性致畸性致突變性、致癌性大、小鼠大、小鼠、最常用C57BL/6狗、大、小鼠，不宜用兔豚鼠(豚鼠>家兔>狗>小鼠>貓>青蛙)狗、貓，不宜用草食動物兔貓不宜用大鼠小鼠和狗(無汗腺)貓大鼠兔、豚鼠小鼠來亨雞狗、大鼠、兔兔、雞、鴿、猴

大鼠、狗大、小鼠、兔小鼠、大鼠實驗動物的選擇

急性毒性動物分組：均衡性和隨機性急性毒性要求各組動物的平均體重及體重的離散度盡可能一致。具體來說是：(1)實驗動物的體重不應超過全體實驗動物平均體重的20%－控制離散度;(2)每組之間的平均體重相差不應超過10%－控制均衡性。均衡性：每只動物分散到各組去的機會是均等的，以避免成見或系統(tǒng)誤差。一般采用隨機區(qū)組法。急性毒性隨機化：四、受試物的來源及染毒途徑

經(jīng)口染毒

經(jīng)呼吸道染毒

經(jīng)皮膚染毒

經(jīng)注射染毒急性毒性灌胃喂食吞咽膠囊空腹給予2－3h后復食灌胃的體積不超過體重的1－2%1.經(jīng)口染毒灌胃時應注意急性毒性2.經(jīng)呼吸道染毒

吸入接觸

將受試化合物注入動物氣管肺內(nèi)吸入接觸

靜式吸入

動式吸入急性毒性3.經(jīng)皮膚染毒人和動物的皮膚厚度皮膚類型

角質(zhì)層(

m)

表皮層(

m)完整皮膚(mm)

人豬大鼠無毛小鼠小鼠16.8

0.726.4

0.418.4

0.58.9

0.45.8

0.346.9

2.365.8

1.832.1

1.328.6

0.912.6

0.82.97

0.283.43

0.052.09

0.070.70

0.020.84

0.02急性毒性吸收速度：陰囊>前額＝頭皮>背部＝腹部>手掌及足掌手背>手掌定性試驗：小鼠和大鼠的浸尾試驗是常用的定性試驗方法。定量試驗：在試驗動物一脫好毛的部位涂布受試物，以求該化合物經(jīng)皮吸收的劑量－反應關(guān)系，求經(jīng)皮LD50

急性毒性觀察項目

評分

紅斑與焦痂形成

無紅斑很輕微紅斑易于察覺紅斑中度至嚴重紅斑嚴重紅斑至輕微焦痂形成水腫形成

無水腫很輕微水腫輕度水腫(邊緣隆起)中度水腫(隆起約1cm)重度水腫(隆起>1cm)

01234

01234

皮膚反應評價標準

急性毒性

不少外來化合物可引起皮膚接觸部位的局部損傷，研究化合物的局部毒性常用皮膚斑貼法或兔耳法及兔結(jié)膜囊刺激試驗。急性毒性局部作用試驗：4.經(jīng)注射染毒常用實驗動物給予受試物的體積(ml)注射方式小鼠大鼠豚鼠兔狗腹腔肌肉靜脈皮下0.2

1.00.1

0.20.2

0.50.1

0.51

30.2

0.51

20.5

12

50.2

0.51

50.5

25

100.5

13

101

35

152

55

153

10急性毒性五、毒性反應的觀察與檢查

氣管或系統(tǒng)觀察項目中毒后常見的表現(xiàn)CNS和神經(jīng)肌肉系統(tǒng)

植物神經(jīng)系統(tǒng)

呼吸系統(tǒng)

泌尿生殖系統(tǒng)

皮膚和被毛眼睛

行為運動狀態(tài)

對刺激反應性

腦脊髓反射肌肉張力瞳孔大小腺體分泌鼻呼吸表現(xiàn)陰戶乳腺陰莖顏色張力眼瞼眼球角膜體位異常叫聲異?；顒赢惓４襞P少動痙攣抽搐震顫強直麻痹運動失調(diào)易興奮感覺遲鈍或過敏反應低下或過高減弱或消失松馳或緊張散大或縮小流涎流淚鼻孔溢液鼻翼扇動徐緩過速困難衰竭腫脹分泌物增多會陰部污穢脫出皮膚充血紫紺被毛蓬松污穢眼球突出，充血，角膜混濁，血性分泌物急性毒性

受試動物給予受試物后，應密切注意各組動物的毒性反應情況。觀察時間：一般為2周觀察指標：

中毒癥狀死亡情況大體解剖急性毒性

中毒癥狀的觀察是了解該化合物急性毒性的十分重要的一環(huán)，是補充LD50這個參數(shù)不足的重要方面。故應詳細地觀察動物的中毒癥狀、發(fā)生發(fā)展過程及轉(zhuǎn)歸，死亡前癥狀特點，死亡時間等。這有助于揭示化合物甚至同類化合物的不同衍生物的急性毒性特征。急性毒性第二節(jié)急性毒性的主要指標

一、致死性急性毒作用指標

(一)LD50及其相關(guān)指標絕對致死量(absalutelethaldose,LD100)

是指引起一群機體全部死亡的最小劑量。一群是一個廣泛的概念，可能包括10、50、100或更多。急性毒性指引起一群個體50%死亡所需的劑量，也稱致死中量。LD50的數(shù)值越小，化合物的毒性越強，反之LD50的數(shù)值越大，則毒性越低.表示LD50的單位為mg/kg體重，如DDT的LD50為300mg/kg體重(大鼠,經(jīng)口)。急性毒性半數(shù)致死量(medianlethaldose,LD50)急性毒性半數(shù)致死濃度(LC50):引起一群個體50%死亡所需濃度，一般以mg/m3表示空氣中外源化合物的濃度，以mg/L表示水中外源化合物的濃度。最小致死劑量(minimumlethaldose,MLD或LD01)是指在一群機體中僅引起個別發(fā)生死亡的最低劑量。低于此劑量即不能使機體出現(xiàn)死亡。最大耐受劑量(maximallethaldose,MTD或LD0)

是指在一群個體中不引起死亡的最高劑量。接觸此劑量的個體可以出現(xiàn)嚴重的毒性作用，但不發(fā)生死亡。急性毒性(二)LD50的測定

預試:

求出LD0和LD100急性毒性正式試驗：劑量組：LD100之間安排5-7個劑量組，10只/組組距：0.65-0.85倍。計算方法：寇氏法和概率單位法最常用(三)LD50應用中的注意問題

試驗條件的同一性

不能反應這個化合物引起的中毒特征因此，有助于補充LD50參數(shù)不足的方法，除了中毒癥狀的描述之外，還有一個參數(shù)是求化合物的急性毒作用帶(acuteeffectzone)。急性毒性為何常用LD50或作為表示或衡量化合物急性毒性指標的理由

代表性好：動物死亡數(shù)的頻數(shù)分布情況，60-70%的死亡動物集中在LD50附近。

敏感性高：典型的劑量－反應曲線為S型，LD50斜度較大，50%劑量稍有變化，即可引起死亡率的明顯改變。

重現(xiàn)性好：實驗證明死亡率50%處其致死量非常一致，與LD100

和LD0等相比有更高的重現(xiàn)性。急性毒性

不能反映非致死性中毒、形態(tài)和功能變化等；

它是一系列實驗動物的統(tǒng)計值；

LD50僅能反映一個點的情況，而劑量死亡曲線的斜度不同，即使LD50相同，其危險性也不同。

急性LD50的觀察時間短促，會漏失對動物雙相死亡現(xiàn)象的認識。急性毒性LD50的缺點：毒作用帶(acuteeffectaone)：是指化合物毒性上線和毒性下限的比值，表示引起試驗動物死亡劑量和最低毒作用劑量之間的劑量范圍。急性毒作用帶通常是以LD50值與急性閾劑量的比值表示，即Zac＝LD50/Limac急性毒性

亦稱最小有作用劑量(minimaleffectlevel)，使機體某項靈敏的觀察指標發(fā)生異常變化或使機體出現(xiàn)損害作用所需的最低劑量?；蛑冈趯嶒灴傮w中的一組受試動物中個別動物出現(xiàn)毒性效應的最低劑量，在該劑量下的任何劑量均不應再出現(xiàn)毒性效應。這一比值的大小可以反應急性閾劑量與D50距離的寬窄。比值越大，表明化合物引起急性死亡的危險性越小，反之則越大。急性毒性急性毒作用閾(acutethresholdlevel,Limac)

第三節(jié)急性毒性的評價

農(nóng)藥的急性毒性分級級別大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大鼠經(jīng)皮LD50(mg/kg/4h)大鼠吸入LD50(mg/m3)2h劇毒高毒中等毒低毒<55

5

500>500<2020

200

2000>2000<2020

200

2000>2000急性毒性工業(yè)毒物急性毒性分級

毒性分級小鼠一次經(jīng)口LD50(mg/kg)小鼠吸入2hLD50(ppm)兔經(jīng)皮LD50(mg/kg)劇毒高毒中等毒低毒微毒<1011

100101

10001001

10000>10000<5051

500501

50005001

50000>50000<1011

5051

500501

5000>5000急性毒性外源性化合物經(jīng)口急性毒性分級標準急性毒性分級大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大約相當體重70kg人的致死劑量6級(低毒)5級(劇毒)4級(中等毒)3級(低毒)2級(實際無毒)1級(無毒)<11

5051

500501

50005001

15000>15000稍嘗，<7滴7滴

1茶匙1茶匙

35g35

350g350

1050g>1050g急性毒性外源化合物的急性毒性分級(WHO)

急性分級大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4h，死亡2-4只濃度(ppm)兔經(jīng)皮LD50(mg/kg體重)對人可能致死的估計量g/kg體重g/60kg體重劇毒<1<10

<5<0.050.1高毒1

10

5

0.05

3中等毒50

100

44

0.5

30低毒500

1000

350

5

250微毒5000

10000

2180

>15>1000急性毒性第六章亞慢性和慢性毒性及其評價

研究外來化合物的亞慢性和慢性毒性作用是是全面評價外來化合物的安全性的主要內(nèi)容之一，而且也為制訂衛(wèi)生標準提供實驗動物的試驗依據(jù)。為查明化合物的慢性中毒往往進行蓄積試驗，以初步判斷有無慢性中毒的可能，并且也有必要進行亞急性或亞慢性毒性試驗作為篩選慢性毒性試驗所需要觀察的毒性效應指標。第一節(jié)蓄積效應及其評價

蓄積毒性(cumulativetoxicity)是指低于一次中毒劑量的外源化學物質(zhì)，反復地與機體接觸一定時間后指使機體出現(xiàn)的中毒作用。用于觀察研究上述致毒作用過程的試驗稱為蓄積毒性試驗(cumulativetoxicitytest)。一、基本概念當外源性化學物連續(xù)、反復進入機體，而且進入的速度(或總量)超過代謝轉(zhuǎn)化和排出的速度(或總量)時，該物質(zhì)就又可能在體內(nèi)蓄積而產(chǎn)生蓄積毒性。物質(zhì)蓄積:指外源性化學物