毒理学笔记考点

1、毒 理 学第一章 绪 论第一节、毒理学概念毒理学：传统定义-是研究外源化学物对生物体损害作用的学科。 外源化学物（外源生物活性物质)指在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定生物学作用的化学物质.现代毒理学定义：是研究所有外源因素（化学、物理、生物因素）对生物系统的损害作用、生物学机制、安全性评价与危险性分析的科学。毒理学主要的研究领域：描述毒理学、机制毒理学、管理毒理学1、 描述毒理学：直接关注的是毒性鉴定（毒性试验），为安全性评价和危险度管理提供信息。同时可为化学物的毒作用机制提供线索。2、 机制毒理学：研究重点是外源因素对生物系统产生损害作用的细胞、生化、分子

2、机制。 研究资料的用途：1）、证实与人类直接相关的实验动物中所观察到的损害作用；（有机磷）；2）、验证可能与人类无关的发生于实验动物中的有害效应；（糖精）；3）、设计和生产较为安全的化学物以及合理治疗化学中毒和临床疾病；（反应停）；4）、进一步加深对基础生理学、药理学、细胞生物学和生物化学的了解。3、管理毒理学：主要的职责和任务是根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协助政府部门制定相关法规条例和管理措施并付诸实施，以确保化学物、药品、食品等进入市场时足够安全，达到保护人体健康的目的。还需根据危险度评定的原理和方法,结合描述毒理学和机制毒理学研究提供的科学信息,制定相关的卫生标准.4、

3、毒理学其它特殊领域包括：法医毒理学、临床毒理学、环境毒理学第二节、毒理学简史1、古代与中世纪毒理学毒物(poison)是指较低剂量进入机体后能引起疾病或危及生命的物质。2、 启蒙时代毒理学：Paracelsus的格言：所有的物质都是毒物，不存在任何非毒物质，剂量决定了一种物质是毒物还是药物。3、现代毒理学第三节 毒理学展望毒理学是借助多个学科成长并繁荣起来的科学。随着现代生物技术信息的快速扩增和现代分析技术与方法的超常发展，毒理学的研究领域、评价过程和相关管理信息系统正发生着革命性的变化。 可以预料，毒理学科学的未来发展趋势将是：从高度综合到高度分化；从体内试验到体外试验；从构效关系到定量构效

4、关系；从定性毒理学到定量毒理学；从微观、宏观到人体；从观察现象、探明机制到科学规范管理。第二章 毒理学基本概念第一节、毒性和毒效应 一、外源化学物和毒性外源化学物（外源生物活性物质)：指在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定生物学作用的化学物质。 内源化学物：是指机体内原已存在的和代谢过程中形成的产物或中间产物。毒物：是指较低剂量进入机体后能引起疾病或危及生命的物质。毒性：是指化学物引起有害作用的固有的能力。毒效应：化学物对机体健康引起的有害作用。中毒：是生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。1、 外源性化学物的分类（按用途及分布范围分类）：

5、工业毒物（工业原料、中间体、辅助剂、杂质等）、环境污染物（工业“三废”）、食品中有毒物质（天然毒素、食品变质产生的毒素、食品中不合格的添加剂等）、农用化学物（农药、化肥、生长激素等）、嗜好品（香烟、化妆品、日用品中的有害成分）、生物性毒物（微生物、植物、动物产生的毒物）、医用药物（包括兽医用药）、军事毒物、放射性核物（内源性毒物、含氧自由基、含氮自由基、同型半光氨酸）二、损害作用和非损害作用损害作用：是指影响机体行为的生物化学改变，功能紊乱或病理损害，或者降低对外界环境应激的反应能力。非损害作用：机体发生的生物学改变应在机体适应代偿能力范围之内，对其它外界不利因素影响的易感性也不应增高。第二节

6、 外源性化学物作用于人体的毒效应谱一、毒效应谱：机体接触外源化学物后,取决于外源化学物的性质和剂量,可引起多种变化,称为，可以表现为:机体对外源化学物的负荷增加;意义不明的生理和生化改变;亚临床改变;临床中毒;甚至死亡。二、毒作用分类：（一）速发性或迟发性作用 速发性毒作用：外源性化学物在一次暴 露后的短时间内所引起的即刻毒作用。迟发性毒作用：在一次或多次暴露某种外源性化学物后，经一定时间间隔才出现的毒作用。（二） 局部或全身作用局部毒作用：指外源化学物在机体暴露部位直接造成的损害作用。全身毒作用：指外源化学物被机体吸收并分布至靶器官或全身后所产生的损害作用。（三） 可逆或不可逆作用可逆作用：

7、指停止暴露后可逐渐消失的毒作用。不可逆作用：指在停止暴露后其毒性继续存在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。（四） 超敏反应：是机体对外源化学物产生的一种病理性免疫反应。 致敏原引起超敏反应的外源化学物。（五） 特异质反应：通常是指机体对外源化学物的一种遗传性异常反应性（过强或过弱），主要由于基因多态性，而与免疫性超敏反应无关。三、选择性毒性、靶器官和高危险人群选择性毒性：指一种化学毒物只对某种生物产生损害作用，而对其他种类生物无害；或只对机体的某一组织器官有毒性，而对其它组织器官不具有毒性。靶器官：外源化学物直接发挥毒作用的器官。高险危人群：易受环境因素损害的那部分易感人群。构成易感性的

8、生物学基础：年龄、性别、遗传因素、营养及膳食情况、疾病状况等。 四、生物学标志生物学标志：指外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该外源化学物或生物学后果的检测指标。1、暴露生物学标志：是测定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代谢物或与内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或靶剂量的指标，提供关于暴露于外源化学物的信息。 （可用于评价暴露水平）2、效应生物学标志：指机体中可测出的生化、生理、行为或其它改变的指标（包括反映早期生物效应、结构和/或功能改变、疾病）提示与不同靶剂量的外源化学物或其代谢物有关联的对健康有害效应的信息。 （可用来评价外源化学物对人体健康影响）3、易感性生物学标

9、志：是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标，即反映机体先天具有或后天获得的对暴露外源性物质产生反应能力的指标。（可用于筛选易感人群）第三节 剂量和剂量-反应关系一、剂量和暴露特征（一）剂量:是决定外源性化学物对记忆损害作用的重要因素。1.给予剂量（潜在剂量）：机体实际摄入、吸入或应用于皮肤的外源化学物的量。2.应用剂量：指直接与机体的吸收屏障接触可供吸收的量。3.内剂量（吸收剂量）：指已被吸收进入体内的量。4.送达剂量：指内剂量中可到达所关注的器官组织的部分。5.生物有效剂量（靶剂量）：是指送达剂量中到达毒作用部位的部分。（二）暴露剂量：以单位体重暴露外源化学的量。1、暴露剂量：以单位体重暴

10、露外源化学物的量（mg/kg)或环境中的浓度(mg/m3,mg/L)。2、暴露途径：经口、吸入、经皮、注射。3、暴露特征：途径、期限、频率。二、剂量反应关系和量反应、质反应（一）效应和反应 效应（量反应)：表示暴露一定剂量的外源化学物后所引起的一个生物个体、器官或组织的生物学改变。(用计量单位表示) 反应(质反应)：指暴露某一化学物的群体中出现某种效应的个体在群体中所占的比率。(以率或比值表示)（二）剂量效应关系、剂量反应关系 剂量效应关系：表示化学毒物的剂量与个体中发生的毒效应强度之间的关系。剂量反应关系：表示化学毒物的剂量与群体中出现某种效应的个体在群体中所占的比例之间的关系。1、合理应用

11、剂量反应关系概念，应有三个前提：所研究的反应是接触化学物而引起的； 反应强度与剂量有关；要有定量测定毒性的方法和准确表示毒性大小的手段。2、剂量反应关系的毒理学意义：、有助于发现化学物的毒效应性质；、所得到的有关参数可用于比较不同化学物的毒性；、有助于确定机体易感性分布；、是判断某种化学物与机体出现某种损害作用存在因果关系的重要依据；、是安全性评价和危险性评价的重要内容。三、量反应和剂量效应曲线（整体动物）（p23）四、质反应和剂量反应关系曲线（p24）五、毒物兴奋效应 毒物兴奋性剂量反应关系曲线的基本形式呈U型曲线，即在低剂量条件下表现为适当的刺激（兴奋）反应，而在高剂量条件下表现为抑制作用

12、。六、时间因素 时间因素可涉及两个方面： 发生效应前的时间； 效应持续的时间。第四节 毒理学的研究方法 毒理学的研究方法：1、体内试验（整体动物试验）2、体外试验：利用游离器官、培养的细胞或细胞器、生物模拟系统进行毒理学研究、3、人体观察：通过中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关于人体的毒理学资料，主要评价新药的安全性。4、流行病学研究第五节 毒性参数和安全限量一、毒性参数和安全限量(一)致死剂量/浓度（毒性上限参数）：是在急性毒性试验中以死亡为终点的各项毒性参数。1、.绝对致死剂量/浓度（LD100或LC100)：指引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量或浓度。2.半数致死剂量或浓度(LD5

13、0，LC50)：是指引起一组受试实验动物半数死亡的剂量或浓度。(mg/kg, mg/M3) LD50值越小，表示毒物的毒性越强；反之，LD50值越大，毒物的毒性越低。半数耐受限量（TLm)：表示一群水生生物中50个体在一定时间内可以耐受（不死亡）的某种外源化学物在水中的浓度。（mg/L)3. 最小致死剂量或浓度（MLD,LD01/MLC,LC01）：指一组受试实验动物中，引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。4. 最大非致死剂量或浓度（LD0或LC0）：指一组受试实验动物中，不引起动物死亡的最大剂量或浓度。(二) 观察到有害作用的最低水平（LOAEL）：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种物质

14、引起机体（人或实验动物）某种有害作用的最低剂量或浓度。(三) 未观察到有害作用水平（NOAEL)：在规定的暴露条件下，通过实验和观察，一种外源化学物不引起机体（人或实验动物）可检测到的有害作用的最高剂量或浓度。(四) 阈值：为一种物质使机体（人或实验动物）开始发生效应的剂量或浓度。即低于阈值时效应不发生，而达到阈值时效应将发生。（NOAEL-LOAEL之间） 有阈值（一般毒性、致畸作用） 无阈值（致癌、致突变）（五）安全限值1、对毒效应有阈值的化学物：制定安全限值前提是获取LOAEL或NOAEL 安全限值：每日允许摄入量（ADI）、参考剂量（RfD）、参考浓度（RfC）、最容许容许浓度（MAC

15、）等。2、 对毒效应无阈值的化学物，不能利用安全限值的的概念，只能引入实际安全剂量（VSD）的的概念。安全限值 动物试验外推到人通常有3种基本方法： 利用不确定系数（安全系数）；（有阈值安全系数/无阈值人实际安全剂量） 利用药物动力学外推； 利用数学模型。二、剂量反应关系比较1、比较剂量反应关系 急性毒作用带（Zac)：为半数致死剂量与急性阈剂量的比值。(Zac=LD50/Limac) Zac值小，表示化学物从产生轻微损害作用到导致急性死亡的剂量范围窄，引起死亡的危险性大；反之，说明引起急性死亡的危险性小。慢性毒作用带（Zch)：急性阈剂量与慢性阈剂量的比值。Zch=Limac/Limch Z

16、ch值大，表示Limac与Limch之间的剂量范围大，由轻微的慢性毒效应到较为明显的急性中毒之间剂量范围宽，易被忽略，故发生慢性中毒的危险性大；反之，则说明发生慢性中毒的危险性小。3、 药物的治疗指数和安全范围 治疗指数（TI)LD50/ED50 TI越大安全越大安全性越高。安全范围(MOS)LD01/ED994、 安全范围和暴露范围暴露范围（MOE)：作为衡量人群“暴露量”估计值与动物实验中获得的NOAEL差异大小的指标。MOE大，发生有害作用危险性小。 表示方式：MOE=NOAEL/人群暴露量安全范围（MOS)：是人群“暴露值”估计值与安全值差异大小的指标。MOS大，发生有害作用危险性大。

17、 表示方式：MOS=人群暴露量/安全限量5、 强度和效能 强度：指相等效能时剂 量的差别。效能：是指效应的差 别。（以最大效应代表效能）第三章 外源化学物在体内的生物转运和生物转化机体对外源化学物的处置包括：吸收、分布、代谢、排泄，又称ADME 过程1、生物转运：吸收、分布和排泄具有共性，即都是外源化学物穿越生物膜的过程，且其本身的结构和性质补发生变化。 2、生物转化(代谢转化)：代谢则不同，是外源化学物转化为新的衍生物的过程，形成的产物结构与性质均发生了改变。 代谢、排泄过程合称消除。外来化合物对机体的毒性，一般取决于 ：化学物自身固有的毒性和机体接 触的剂量；外来化合物或其活性代谢产物在靶

18、器官中的浓度及持续时间。研究化学毒物在体内的ADEM的意义：有助于阐明外源化学物单独作用或联合作用所致毒效应的机理及物种差异存在的原因，为机体化学毒物中毒的预防和治疗提供科学依据。第一节 外源化学物在体内的生物转运一.生物膜与生物转运1、生物膜：是将细胞或细胞器与周围环境分开的半透膜。是细胞膜(质膜)和细胞器膜的总称。2、生物膜的结构特点：是一种可朔的、具有流动性的脂质与蛋白质镶嵌而成的双层结构，厚度约为79nm。（流动镶嵌模型） 生物膜上充满水份的孔道膜孔3、生物膜的功能：隔离功能，将细胞或细胞器与周围环境分隔开以保持内环境稳定；内外环境物质交换的屏障；是进行许多重要生化反应和生命现 象的场

19、所。二、外源化学物通过生物膜的方式1、被动转运简单扩散（脂溶扩散）、滤过被动转运：是外源化学物顺浓度梯度通过生物膜的过程，不消耗能量。（1）简单扩散（脂溶扩散）特点：不消耗能量，不需要载体，不受饱和限速和竞争抑制的影响。具备条件：外源化学物有脂溶性 ，膜两侧存在浓度梯度，化学物以非解离状态存在。（2）脂/水分配系数：指当一种物质在脂相和水相之间的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比值。（3）滤过：是一些水溶性小分子化合物通过生物膜上亲水孔道的过程。 2、特殊转运主动转运、易化扩散、膜动转运（吞噬、胞饮和胞吐 作用）（1）主动转运：指外源化学物在载体参与下，逆浓度梯度通过生物膜转运过程。特

20、点：转运的量受限；需消耗能量；对化学物有特异选择性；使用同一转运系统的外源化学物之间可发生竞争性抑制。 主动转运对于外源化学物在体内分布不均匀及排泄具有重要意义。（2）易化扩散（载体扩散）：需载体参加，故对底物有特异选择性、饱和性和竞争性。顺浓度梯度转运，不需消耗能量.（3） 膜动转运：有吞噬作用和胞饮作用 对固体颗粒物的胞吞称吞噬；对液滴的胞吞称胞饮。（细胞外细胞内）胞吐作用（细胞内细胞外）二.吸收：是指外源化学物从接触部位透过生物膜进入血液循环的过程。吸收途径：消化道、呼吸道、皮肤、注射(肌肉、静脉、腹腔、皮下等）三.分布：外源化学物通过吸收进入血液或体液后，随血流和淋巴液分散到全身组织的

21、过程。影响分布的主要因素：1）器官组织的血流量； 2）化学物与器官的亲和力；3）化学物在血液中的存在状态及穿透生物膜的能力； 4）化学物进入器官和组织时是否有屏障。1、蓄积：外源化学物以相对较高浓度富集于某些组织器官的现象。2、贮存库：毒物蓄积的部位。（外源化学物的蓄积部位可能是其靶器官）化学毒物在体内贮存作用的意义：1）可减少靶器官中毒物的量，对急性中毒有保护作用。2）贮存库中的蓄积的毒物是慢性毒性作用发生的物质基础。体内主要贮存库有：1）血浆蛋白，2）肝、肾，3）脂肪，4）骨骼。3、 特殊的屏障：血脑屏障、胎盘屏障四、排泄：外源化学物及其代谢产物经不同途径排出机体的过程。排泄途径：肾（尿液

22、）、粪便、肺（呼吸）、脑积液、汗液、乳汁、唾液等。第二节 外源化学物在体内的生物转化生物转化（代谢转化)：是指外源性化学物在机体内经酶促反应或非酶促反应而形成代谢产物的过程。一、生物转化的意义：代谢解毒：外源化学物经生物转化，成为低毒或无毒代谢物的过程。代谢活化（生物活化)：外源化学物经生物转化后，毒性非但没有减弱，反而明显增强，甚至产生致突变、致癌和致畸作用的现象。代谢活化产物（活性中间产物）包括：1.亲电子剂、2.自由剂、3.亲核剂、4.氧化还原反应物二、生物转化酶三、生物转化的类型相反应:包括氧化反应、还原反应、水解反应相反应：结合反应1、氧化反应： 细胞色素P-450酶系：又称混合功能

23、氧化酶（ MFO ）/单加氧酶）P-450催化氧化的总反应：底物（RH)+O2+NADPH+H+产物(ROH)+H2O+NADP+四、影响外源化学物生物转化的某些因素：遗传因素、环境因素1、毒物代谢酶的遗传多态性遗传多态性：是指在群体中出现了频率大于1的多种等位基因形式。2、毒物代谢酶的诱导和阻遏酶的诱导：外源化学物引起某些 代谢酶的合成增加并伴活力增强的现象。（凡具有诱导效应的毒物称为诱导剂）酶的阻遏：指对某些代谢酶诱导的同时可阻遏另一些代谢酶的合成。3、毒物代谢酶的抑制与激活酶激活：指外源化学物直接作用于酶蛋白，使其活性增加，但不涉及酶蛋白的诱导合成。酶抑制包括两类：1.竞争性抑制 2.非

24、竞争性抑制第三节毒物动力学1、毒物动力学：研究外源化学物的数量在ADME过程中的动态变化规律。2、毒物动力学研究的目的：通过建立数学模型，计算求出各项动力学参数，以定量描述机体对外源化学物处置的特征。毒物动力学研究对于明确靶器官、揭示外源化学物或其代谢产物的水平与毒效应强度和性质之间的关系、探究中毒机理具有重要意义。 一、经典毒物动力学基本概念速率型 一级速率过程：指毒物在体内某一瞬间的变化速率与其瞬时含量的一次方呈正比。特点：毒物的生物半衰期恒定；单位时间内消除毒物的量与体存量呈正比；其半对数时量曲线为一条直线。零级速率过程：指毒物在体内某一瞬间的变化速率与其瞬时含量的另次方呈正比。 特点：

25、单位时间内消除毒物的量恒定，相当于机体的最大消除能力，而与机体存量无关；其半对数时量曲线为一条直线。第四章 毒作用机制终毒物：是指与生物靶分子（如受体、酶、DNA、微丝蛋白、脂质）反应或严重地改变生物学（微）环境、启动结构（或）功能改变（其结构表现为毒性）的化学物。增毒：外源化学物在体内经体内经生物转化为终毒物的过程。解毒：消除终毒物或阻止终毒物生成的生物转化过程。第五章 毒作用影响因素毒性：指外源化学物造成机体损害的能力。毒作用（毒效应)：指机体接触化学物后所致的各种生物学变化。 主要影响因素：化学物因素、机体因素、外源化学物与机体所处的环境条件、化学物的联合作用第一节 化学物因素一、 化学

26、结构：直接影响其毒作用的性质和毒性的大小化学结构与毒性的关系：取代基的影响、异构体和立体构型的影响、同系物的碳原子数和结构的影响 二.理化性质（一）溶解度 脂/水分配系数：指达到动态平衡时化学物在脂相（正辛醇）和水相中的溶解分配率的平衡系数。（二）分子量和微粒的大小 分散度越大粒子越小，其比表面越大，表面活性越大。（三）挥发性相对毒性=绝对毒性（LC50）比值×挥发度比值（四）气态物质的血/气分配系数 血/气分配系数：当呼吸膜两侧气体的分压达到动态平衡时，其在血液中的浓度和肺泡气中的浓度之比。（五）比重（六）电离度和荷电性三、不纯物和外源化学物的稳定性1、化学物的纯度：评价外源化学物

27、的毒性应尽可能采用其纯品。除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸（2,4,5-T），四氯二苯-对位-二噁英（TCDD）2、化学物的稳定性：毒物在使用情况下补稳定可能影响其毒性。第二节 机体因素一、物种、品系及个体的遗传学差异（一）解剖、生理学的差异：其根本原因是基因组的不同，表现在解剖、生理学和代谢过程的不同。（二）代谢的差异:包括量的差异和质的差异，是音像外源化学物的主要因素。（三）修复能力的个体差异：不同组织对化学物所致损害的修复能力又差异，如脑组织的再生能力差，而肝、肾等器官再生能力强。二、 宿主其它因素对于毒性作用敏感性的影响：健康状况、年龄、性别、营养条件、生活方式年龄毒作用代谢后毒性减弱代

28、谢后毒性增强酶活性幼年成年老年第三节 环境因素一、气象条件：气温、湿度、气压二、季节或昼夜节律三、动物笼养形式四、外源化学物的接触特征和赋型剂（一）接触途径：静脉注射吸入>腹腔注射肌肉注射皮下注射皮内注射口服>经皮（二）接触持续时间：急性大剂量与较长时间低剂量染毒的毒性表现不同，慢性重复染毒在每次给要之后除了长期的、低水平的或慢性的效应之外也可能引起一些急性效应。（三）接触频率：一定剂量的外源化学物，一次全部给予动物时可引起严重中毒，若分多次给予可能只引起轻微的毒作应，甚至不引起毒作用。（四）溶剂或助溶剂：要求是无毒的、不与受试物发生化学反应、不影响受试物的毒性、受试物在溶剂或助溶

29、剂中稳定。第四节 化学物的联合作用联合作用：同时或先后接触两种或两种以上外源化学物对机体产生的毒性作用。一、非交互作用（non-interaction）（一）相加作用：多个化学物对机体产生联合作用的毒性效应等于各个化学物单独对机体产生效应的算术总和。(1+1=2) 如：刺激性气体、同分异构体物、PCB-TCDD（二） 独立作用：外源化学物对机体产生联合作用所表现的毒效应为各自的毒效应。（1+1=1+1）二、交互作用交互作用：两种或两种以上外源化学物造成比预期的相加作用更强（协同、增强）或更弱（拮抗）的联合作用。协同作用：外源化学物对机体产生的联合作用总毒性效应，大于各个化学物单独对机体作用时产

30、生的毒性效应总和。（1+12） 如：马拉硫磷-苯硫磷加强作用：指一种化学物对某器官或系统并无毒性，但与另一种化学物同时或先后暴露时使其毒性效应增强，称为加强作用。 （0+11） 如： 促癌剂、助癌剂拮抗作用（抑制作用）：化学物对机体产生的联合作用毒效应低于各个化学物单独对机体的毒效应总和。 (1+1<2) 如：功能拮抗（去甲肾上腺宿治疗巴比妥中毒）、化学拮抗（二巯基丙醇重金属中毒）、灭活、处置拮抗、受体拮抗。一些物理因素与化学毒物共同作用于机体时，可影响化学物的毒性：1、温度在30以上时，酚和甲醛的联合毒性作用增强。2、紫外线照射不足和高温都可使机体对六氯苯的抵抗力降低，而最适剂量的紫外

31、线照射，可提高机体对六氯苯的耐受性。3、噪声能增加耳毒性药物如卡那霉素对耳蜗的损害作用。一些能引起代谢低下、体温下降的毒物，在低温条件下毒性作用增加。 第六章 外源化学物的一般毒性作用一般毒性作用（基础毒性）外源性化学物在一定的剂量、一定的接触时间和一定接触方式下对实验动物产生的综合毒性能力。第一节 急性毒性作用一、概述（一）急性毒性概念 急性毒性：是指机体（人或实验动物）一次或24小时内多次接触一定剂量外源化学物后在短期内所发生的毒作用及死亡。（二）急性毒性试验目的：1.求出LD50（或LC50）及其它急性毒性参数，根据LD50值进行急性毒性分级；2.通过观察动物中毒表现、毒作用强度和死亡情

32、况，初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量-反关系和对人体产生损害的危险性。3.为进一步毒理学试验的剂量设计及观察指标提供参考依据；4.为毒性机制研究提供初步线索。二、急性毒性试验方法的要点： 1、经典的急性毒性试验：以死亡为试验观察终点，常采用的方法有概率单位法、改进寇氏法、霍恩氏法等。2、急性毒性替代试验：OECD推荐固定剂量法、急性毒性分级法、上下移动法等。（一）经典的急性毒性试验1、实验动物的选择和要求：大鼠为首选动物。品系、年龄（体重）、性别等。2、受试物配制及染毒容量：等容量、等体积3、染毒途径: 应选择人实际接触的途径为实验染毒途径。4、实验观察期限：一般为14天。 （二）

33、急性毒性替代试验1、固定剂量法：试验不以动物死亡作为观察终点；利用预先选定的或固定的一系列剂量染毒；节省动物。2、急性毒性分级法：以动物死亡为终点的分阶段试验法；每阶段动物3只；平均24个阶段；节省动物。3、上下移动法：以动物死亡为终点；每个剂量一只动物；节省动物。（三）毒性作用观察：中毒症状出现及消失的时间、症状发展过程、体重变化、死亡出现时间、病理学检查、实验观察时间（14天）三、LD50应用中的有关问题半数致死剂量（LD50）或半数致死浓度（LC50）：是指化学物质引起一半受试对象出现死亡所需的剂量（或浓度）。1、LD50的毒理学意义（药物）：、可用来比较不同药物毒性的大小；、可计算药物

34、的治疗指数，药效剂量和毒性剂量的距离；、为后续毒理学试验提供剂量设计的依据；、比较不同途径的LD50值，获得生物利用度的信息；、可用于推测人类中毒剂量和中毒体征。2、LD50的局限性：、无法反映毒作用特征；、LD50波动性大，影响因素多，重现性差；、动物种属差异对LD50的影响大；、动物消耗大。四、急性毒性分级和评价：急性毒性试验主要目的之一就是对化学物的急性毒性进行分级，评价化学物的急性毒性强弱，用于比较其急性毒性大小。第二节 局部刺激试验局部刺激试验包括：眼刺激试验、皮肤原法性刺激试验、皮肤致敏试验一、眼刺激试验 观察终点为：眼刺激性：指眼睛前表面接触受试物后产生的眼睛可逆性炎症变化。眼腐

35、蚀性：指眼睛前表面接触受试物后产生的眼睛不可逆性组织损伤。1、眼刺激试验 目前推荐的方法： Draize试验1）实验动物：兔2）实验观察内容：结膜（红肿、分泌物）、角 膜（混浊程度及范围）、虹膜 （充血、肿胀等）3）实验观察日期：721天。二、皮肤原发性激试验 试验包括：单次和多次皮肤刺激试验；完整皮肤和破损皮肤刺激试验；皮肤原发性激试验1、试验观察终点：皮肤刺激：指皮肤接触化学物后产生的局部可逆性的炎症变化。皮肤腐蚀：指皮肤接触化学物后产生的局部不可逆性组织损伤。评价方法：Draize试验1）、实验动物：家兔 豚鼠 2）、观察内容：涂抹部位皮肤反应（红斑、水肿）3）、观察期限：<14天

36、三、皮肤致敏试验：目的通过动物试验预测化学物经皮肤接触对人类引起皮肤致敏反应的危害。1）实验动物：豚鼠 2）试验分诱导接触和激发接触 3）实验观察： 皮肤红斑和水肿第三节 短期、亚慢性和慢性毒性试验一、概述 在许多情况下，人类对生活中和生产环境中的化学物接触的方式是长期的、重复的、低水平的 ，不会发生急性毒性作用。根据机体对外源性化学物重复接触时间的长短，可分为：重复剂量毒性作用（短期毒性作用）、亚慢性毒性作用、慢性毒性作用。（一）蓄积作用1.蓄积作用：外源化学物连续地、反复地进入机体，而且吸收的速度或总量超过代谢转化排出的速度或总量时，化学物质就有可能在体内逐渐增加并贮留，这种现象称为化学物

37、的蓄积作用。2.类型：物质蓄积：当实验动物反复多次接触化学毒物后就可以用分析方法在体内测出物质的原形或其代谢产物时，称为物质蓄积。损伤蓄积（功能蓄积)：如果在体内不能测出其原形或代谢产物，却出现了慢性毒性作用，称之为损伤蓄积。3.研究化学物蓄积作用的意义： 因外源化学物的蓄积作用是发生慢性毒性作用的基础，研究外源化学物在机体内的蓄积作用是评价化学物是否有慢性毒性的依据之一，也是制定卫生标准时选择安全系数的主要依据。* 蓄积作用的研究方法：蓄积系数法是指多次染毒与一次染毒后产生相同中毒效应（死亡）的剂量之比。K=LD50(n)/LD50(1)蓄积系数分级标准蓄积系数（K）蓄积毒性分级<1高

38、度蓄积1明显蓄积3中等蓄积5轻度蓄积实验方法  固定剂量法；  剂量递增法；  剂量固定的20天蓄积法生物半减期法（t1/2）： 生物半减期进入机体的外来化学物由体内消除一半所需的时间。（二）短期重复剂量毒性作用、亚慢性毒性作用和慢性毒性作用的基本概念1.基本概念短期重复剂量毒性：指实验动物或人连续接触外源化学物1430天所产生的中毒效应。亚慢性毒性：指实验动物或人连续较长期（相当于生命周期的1/10）接触外源化学物所产生的中毒效应。慢性毒性作用：指实验动物或人连续长期（甚至终身）接触外源化学物所引起的中毒效应。2.试验目的：1）观察长期接触受试物的毒作用谱、毒作

39、用特点及毒作用的靶器官，以了解其毒作用机制。2）观察长期接触受试物毒性作用的可逆性。3）研究重复接触受试物毒性作用的剂量反应（效应）关系，从而初步确定NOAEL和LOAEL，为制定人类接触的安全限量提供参考值。4）确定不同动物对受试物的毒效应差异，为将结果外推到人提供依据。二、研究方法（一）试验设计1.实验动物的选择：物种和品系；动物性别、年龄、数量；微生物学寄生虫学等级；饲养条件2.染毒方式：应尽量选择和人类接触途径相一致。 消化道、呼吸道、皮肤、注射3.染毒期限：应根据受试物的类别而定。 以大鼠慢性毒性试验为例：工业毒物至少6个月；环境毒物和食品污染物1.52年，甚至终生。4.剂量选择和分

40、组：实验一般要求设高、中、低3个剂量组和1个阴性（溶剂）对照组1）高剂量组：要求动物出现明显的中毒症状或少量动物死亡（<10% )。2）低剂量组：动物不出现明显的中毒症状（NOAEL)。 高、低剂量组之间设1个中剂量组（LOAEL）。4.亚慢性及慢性毒性试验剂量设计一般有几种考虑：1）以相同物种的短期毒性资料为依据。 急性毒性试验亚急性毒性试验（28天）亚慢性毒性试验（90天）慢性毒性试验。 对于食品、药品可采用人可能拟用的最高剂量为依据。（二）长期毒性试验的注意事项 应严格遵循 GLP原则进行试验：1.重视试验项目管理：专业人员、设施仪器 2.合理的试验设计 剂量设计是长期毒性试验成败

41、的关键。合理的试验设计 能得到明确的剂量反应关系，获得理想的LOAEL和NOAEL。3.试验动物环境要求、：试验动物饲养和试验环境应标准化。4.测试条件的控制：严格的测试仪器质量控制三、结果评价：长期重复试验主要目的是明确受试物的毒性效应和剂量反应关系，获得NOAEL及LOAEL。因此，对长期毒性试验的结果评价需要全面分析所采集的数据和资料，借助统计学方法，结合毒理学知识综合分析，得出准确的结论。 首先明确观察指标是否有差异(与对照组)；可选用合适的统计学方法进行分析 如何判别处理组与对照组之间的差别有无生物学意义：1.剂量相关趋势：剂量反应关系是反映效应与受试物相关最重要的指标之一。（因果关

42、系）2.反应重现性：如果试验结果可以重复，基本可以确定与受试物有关。3.相关指标变化：与对照组相比，实验组某项指标变化，伴随相应的指标改变，这种效应可能与实验有关。4.差异大小与性别差异 5.历史性对照的作用总之，在重复剂量染毒、亚慢性、慢性毒性评价过程中，必须对整个试验期间的全部观察和检测结果，进行全面的综合分析，结合化学物的理化性质、化学结构，应用生物和医学的基本理论进行科学的评价，得出准确的结论，为外源化学物的管理决策提供实验室依据。第七章 外源化学物的致突变作用第一节 概述 1.变异：一种物种在亲子之间或子代个体之间出现不同程度的差异.（问：突变的定义？）2.突变：因遗传结构本身的改变

43、及其引起的变异（可遗传的变异)。（问：突变对人类与自然都是有害吗？） （答、不是，突变实际上是遗传去职的一种可遗传的变异，它可分为：自发突变和诱发突变。自发突变的发生率极低，物种的进化与自发突变有密切的关系。诱发突变是指人为地造成突变，它已被农、林、牧、渔业和园艺学家利用来培养和选择新种和良种。当然，另一方面，突变也会引起人类健康的危害。）3.遗传毒理学： 主要研究环境致突变物的作用机制，应用检测系统发现和探究致突变物，提出评价致突变勿健康危害的方法。4.致突变作用：外来因素(化学,物理,生物因素)引起细胞核中的遗传物质发生改变的能力，而且这种改变可随同细胞分裂过程而传递。5.致突变物（遗传毒

44、物,诱变物）：能够引起突变的物质。 6.遗传毒性：指外来因素对基因组的损害能力，包括对基因组的毒作用引起的致突变性及其它各种不同效应。7.致突变性：指外来因素引起遗传物质发生突变的能力。第二节 化学毒物致突变的类型 （问：化学致突变作用如何分类？）基因突变、染色体畸变及染色体数目变化的本质是相同的，其区别在于受损程度。通常以光学显微镜的分辨率0.2mm来区分基因突变和染色体畸变。基因突变用光学显微镜观察不到，须通过生长发育、生化、形态等表型改变来判断，而染色体畸变可用光学显微镜进行观察。一.基因突变（点突变)：指基因中DNA序列的变化。1.碱基置换：是指DNA序列上的某一碱基配对性能改变或脱落

45、所致的突变。当DNA链上某一碱基由于致突变物作用而脱落或其配对性能发生改变，在DNA复制过程中该DNA互补链上的相应位点配上一个错误的碱基，这一错误配对的碱基在下一次DNA复制时，任按正常规律配对，于是原来的碱基对被错误碱基对所置换，称为碱基置换。碱基置换可以分为:1)在碱基置换终，DNA的一对碱基被另一对碱基所取代，如果是嘌呤置换另一嘌呤，或者是嘧啶置换另一嘧啶，称为转换。2)如果是嘧啶置换嘌呤，或者嘌呤置换嘧啶，则为颠换。2. 移码突变：指发生一对或几对（3对除外)的碱基减少或增加，以致从受损点开始碱基序列完全改变，形成错误的密码，并转译成为不正常的氨基酸。二.染色体畸变：指染色体结构改变

46、。是遗传物质大的改变，一般可用光学显微镜检查适当细胞有丝分裂中期的染色体来发现。1、染色单体型畸变：畸变涉及在染色复制体中两条染色体单体中的一条，称为 2、染色体型畸变：畸变涉及在染色复制体中两条染色体单体，称为3、染色体结构异常是染色体或染色单体断裂所致。 染色体结构异常的类型：(1)缺失、(2)重复、(3)倒位、4)易位、断片、环状染色体等三. 染色体数目异常:1.非整倍体：增加或减少一条或几条染色体。2.多倍体：细胞染色体数目成倍增加。第三节 外源化学物致突变作用的机制及后果一、机制 （一）引起突变的DNA变化 1.碱基损伤： 1）碱基错配（烷化剂）2）碱基类似物的取代 （5溴脱氧尿嘧啶

47、） 3）碱基的化学结构改变或破坏（亚硝酸盐） 4）平面大分子嵌入DNA链（9氨基吖啶）2. DNA链受损：1）二聚体的形成（紫外线）；2）DNA加合物形成；3）DNA-蛋白质交联物形成（甲醛、砷化合物）(二)引起突变细胞分裂过程的改变1.与微管蛋白二聚体结合；2.与微管上的巯基结合；3.已组装好的微管的破坏；4.中心粒移动受阻；5.其它作用(三) 其它的改变 1.DNA的高保真复制参与的酶受损 2.修复二、突变的后果(p144) （问：请谈谈致突变与致癌、致畸的关系，说明致突变有哪些后果。） 突变的后果主要取决于化学物作用的靶细胞不同而不同。1、 体细胞突变：肿瘤,衰老,动脉粥样硬化,畸形等，

48、最受关注的是肿瘤。2、 生殖细胞突变：致死性突变,非致死性突变基因库：指某一物种在特定时期中能将遗传信息传至下一代的处于生育年龄的群体所含有的基因总和。遗传负荷：指一种物种的群体中每一个携带的可遗传给下一代的有害基因的平均水平。第四节 机体对致突变作用的影响机体自身对外来因素的致突变作用的防御功能：1）DNA执行高保真的复制；2）机体自身有多种机制修复DNA损伤：a. 耐受修复 b. DNA修复（直接修复、切除修复）个体对致突变物敏感性差异的原因：1. 代谢酶的遗传多态性；2. DNA修复能力的差异；3. 其它宿主因素等。一、DNA损伤的修复1.直接修复（光修复、“适应性”反应） 2.切除修复

49、（核苷酸切除修复、碱基切除修复） 3.错配修复 4.双链断裂修复 5.交联修复修复与突变的关系： 1. 致突变作用是一种涉及多元因素相互作用的复杂细胞过程，它包括突变、修复和代谢； 2.化学致突变作用的模式为：损伤修复突变模式。二、遗传因素对致突变作用的影响：1.代谢酶遗传多态性 2.修复功能的个体差异第五节 观察外源化学物致突变作用的基本方法一.观察项目的选择1.观察效应终点的类型：遗传学终点：有许多致突变试验所观察到的现象并不反映基因突变，染色体畸变和染色体分离异常，而仅仅反映致突变过程中发生的其它事件。因此，将致突变试验的观察终点称为遗传学终点。目前的致突变试验，能反映的遗传学终点有4种

50、：1）基因突变；2）染色体畸变；3）染色体组畸变；4）DNA原始损伤。 主要致突变试验所反映的遗传学终点试验名称基因突变染色体畸变染色体组畸变DNA原始损伤Ames（细菌回复突变试验）微核试验染色体畸变分析姐妹染色单体互换试验果蝇伴性隐性致死试验显性致死试验程序外DNA合成试验彗星试验（问：进行致突变试验时为什么需要一组配套试验？在选择一组试验时应注意哪些事项）由于一种致突变试验方法只能反映一种或两种遗传学终点.实际工作中，没有一种致突变试验能涵盖所有的遗传学终点，为了避免出现假阴性，故需要用一组试验配套进行检测。2. 一组试验配套原则（注意事项）：1）一组试验应包括每一种类型遗传学终点； 2

51、）配套试验应包括多种进化程度不同的生物物种实验材料；3）体内试验与体外试验相配合。二、致突变试验中的一些问题1、阴性和阳性对照的设立 阴性对照：它是未处理对照，即不加任何处理。或者是溶剂对照。 阳性对照：是用某种已知能产生阳性反应的物质做对照。阳性对照无必需是世界公认的2. 体外试验的活化系统直接致突变物：本身或其代谢产物无需代谢活化而具有生物活性，能直接与DNA反应的化学致突变物。间接致突变物（前致突变物）：许多化合物不具有致突变性，除非它们经哺乳动物代谢变成致突变物。 代谢活化系统：在遗传毒理学试验中，必需加入代谢活化系统以检出前致突变物。 1）、哺乳动物细胞介导2）、S9：指经酶诱导剂处

52、理制备的肝匀浆，再经9000g离心分离所得上清液，加上适当的缓冲液和辅助因子。它主要含有混合功能氧化酶（MFO）.3）纯化酶和基因工程3. 致突变试验与致癌试验的关系：（为什么可以用致突变试验对化学致癌物进行筛检？用致突变试验对化学致癌物进行筛检有什么不足之处？）致突变作用是致癌机制之一1）用致突变试验对化学致癌物进行筛检的依据：a.已知大多数化学致癌物具有致突变作用；b.发现人类接触的致癌物与DNA加合物、肿瘤中癌基因和抑癌基因的特异碱基对之间具有相关性；c.传统的长期致癌试验不能适应化学物质快速增长的需要。2）用致突变试验筛检化学致癌物的不足之处：化学物质按遗传毒性和致癌性分为：遗传毒性致

53、癌物、非遗传毒性致癌物、遗传毒性非致癌物、非遗传毒性非致癌物4.试验结果在毒理学安全性评价中的作用1）实验的质量控制：a.阴性对照组和阳性对照组的设立；b.盲法观察；c.资料统计分析；d.试验结果的重现性。2）阴性结果判定条件3）阳性结果判定条件三、常用的致突变试验方法1、鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验 （Ames）、2、微核试验、3、染色体畸变分析（细胞遗传学试验）、4、姐妹染色单体交换试验（SCE)、5、果蝇伴性阴性试验（SLRL)、6、显性致死试验（DLT)、7、程序外DNA合成试验（UDS)、8、单细胞凝胶电泳试验(SCGE)慧星试验（comet assay)第八章 外源化学物致癌作用研究

54、的意义：死因顺位的改变；研究的历史；人类癌症相关的环境因素 化学致癌作用：指化学物质引起或诱导正常细胞发生恶性转化并发展成肿瘤的过程。化学致癌物：具有化学致癌作用的化学物。 第一节 化学致癌过程一.细胞癌变的多阶段学说 （阐述化学致癌3个阶段的特点及它们在肿瘤化学预防中的意义是什么？） 目前认为致癌的过程大致分为引发阶段、促长阶段和进展阶段 1、引发阶段（启动阶段）：是化学物或其活化代谢物（亲电子剂）与DNA作用，导致体细胞突变成引发细胞的阶段。 在引发过程中，至少有三个细胞功能是重要的，即致癌物的代谢，DNA修复和细胞增殖。特点：历时很短，引发过程是一个突变过程，引发细胞不是肿瘤细胞。意义：引发剂本身有致癌性，大多是致突变物，引发作用是不可逆的并且是积累性的。引发剂作用的靶主要是原癌基因和肿瘤抑制基因。 2、促长阶段：是引发细胞增殖成为癌前细胞或良性肿瘤的过程，特点：历时较长，早期可逆性的，晚期为不可逆的。 意义：促长剂单独使用无致癌性，必须在引发剂后使用才发挥促长作用，促长剂通常是非致突变物，通常影响引发细胞的增殖，导致局部增殖并引起良性局灶性病理性损害，如乳头状瘤、结节或息肉。促长剂可能干扰细胞信号传递、改变