化学毒物的一般毒性作用

化学毒物的一般毒性作用第1页，共42页，2023年，2月20日，星期三一般毒性作用（generaltoxicity）毒性效应一般毒性化学物的理化特性毒性大小和特征在体内的蓄积和耐受特性毒作用的靶点和敏感指标确定阈剂量和阈下剂量急性毒性试验蓄积毒性试验亚急性毒性试验亚慢性毒性试验慢性毒性试验特殊毒性生殖毒性、致突变、致癌和免疫毒性等第2页，共42页，2023年，2月20日，星期三第一节急性毒性作用及其评价一、概念急性毒性：机体一次或24h内多次接触外源化学物后所引起的快速剧烈的中毒效应，包括一般行为、外观及形态改变，甚至死亡效应。第3页，共42页，2023年，2月20日，星期三二、急性毒性试验的目的急性毒性试验是外源化学物毒性评价的第一步。1.确定化学物的LD50

或LC50

、毒效应特征以及剂量-反应关系。2.为后续毒性试验染毒剂量的设计和观察指标的选择提供依据，为毒作用机制研究提供线索。第4页，共42页，2023年，2月20日，星期三三、急性毒性试验的设计（一）实验动物的选择（二）各组剂量值与组数的确定（三）各组动物数及实验动物分组（四）实验动物的喂养（五）实验动物的染毒方法（六）试验周期（七）毒性观察第5页，共42页，2023年，2月20日，星期三（一）实验动物的选择基本要求：①动物对化学物的毒性反应与人基本一致；②操作方便、易于饲养管理、易于获得且价格较低。此外，应选用纯品系的初成年动物，雌雄各半；要求选用两种或两种以上的实验动物，一种为啮齿类，另一种为非啮齿类。第6页，共42页，2023年，2月20日，星期三品系指用计划交配的方法获得的起源于共同祖先的一群动物。同一品系的动物具有共同的遗传来源、相似的外貌特征、独特的生物学特性及稳定的遗传性能。第7页，共42页，2023年，2月20日，星期三（一）实验动物的选择啮齿类：大鼠、小鼠、兔子；非啮齿类：猫、狗、猪、猴等。第8页，共42页，2023年，2月20日，星期三（二）各组剂量值与组数的确定研究受试物急性毒性→先测其LD50→寻找参考物质→以LD50（参）为预期毒性中值→化学结构与理化性质→以4或1.6为剂量比值进行分组和预实验→确定大致致死剂量范围→正式试验的组数n与组距i→进行正式急性试验。i=(logLD90－logLD10)/（n－1）或

i=(logLD100－logLD0)（n－1）第9页，共42页，2023年，2月20日，星期三（三）各组动物数及实验动物分组每组动物数：小鼠≥10只，大鼠6~8只，家兔4~6只；每组动物一般雌雄各半；采用随机方法将动物分配于各组。第10页，共42页，2023年，2月20日，星期三（四）实验动物的饲养温度：22±3℃；湿度：30%~70%；无对流风；笼养数适宜；人工昼夜；常规饲料、自由饮水。第11页，共42页，2023年，2月20日，星期三（五）实验动物染毒方法灌胃；掺入饲料法；吞咽胶囊。（六）试验周期一般为2周。第12页，共42页，2023年，2月20日，星期三（七）毒性观察1.中毒症状；2.体重；3.其他生理、生化指标测定；4.死亡情况及LD50或LC50计算；5.病理解剖学和组织病理学检查。第13页，共42页，2023年，2月20日，星期三LD50的计算：LD50及其95%可信限的计算方法有：霍恩氏（Horn）法、简化寇氏（Karber）法、直接回归法等。1.霍恩氏法：限定使用4个剂量组，组距i固定，每组动物数相等（4只系列或5只系列），根据动物的死亡情况直接查表求出LD50及其95%可信限。2.简化寇氏法：LD50=lg-1[Xm–i(∑p–0.5)]Sx50=i[（∑pq/n）½]LD50的95%可信限=lg-1（lgLD50±1.96×Sx50

）i——组距；Xm——最大剂量对数；p——各剂量组死亡率；q——各剂量组存活率；∑p——各剂量组死亡率之和；n——各组动物数；

Sx50——lgLD50的标准误。第14页，共42页，2023年，2月20日，星期三四、急性毒性的评价主要参数：LD50或LC50；其他参数：Zac、剂量-反应关系曲线的斜率或LD84/LD16；中毒症状。第15页，共42页，2023年，2月20日，星期三我国食品急性毒性分级标准(1994)急性毒性分级大鼠经口LD50/（mg·kg-1）大致相当于70kg体重人的致死剂量6级，极毒<1

稍尝，<7滴5级，剧毒1~507滴~1茶匙4级，中等毒51~5011茶匙~35g3级，低毒501~500035~350g2级，实际无毒

5001~15000350~1050g1级，无毒>15000>1050g第16页，共42页，2023年，2月20日，星期三一些化学品的急性毒性/LD50化学品动物染毒途径LD50/（mg·kg-1）

乙醇小鼠经口10000

氯化钠小鼠腹腔4000

苯巴比妥钠大鼠经口250DDT大鼠经口100

烟碱大鼠静脉1

河豚毒素大鼠静脉0.1TCDD豚鼠静脉0.001

肉毒杆菌毒素大鼠静脉0.00001第17页，共42页，2023年，2月20日，星期三第二节蓄积毒性作用及其评价一、基本概念如果一种外源化学物反复多次进入机体而其前次进入剂量尚未完全消除，则该化学物在体内的总量将不断增加并贮留，此现象称为化学物的蓄积作用。化学物的这种性质称为蓄积性。物质容易蓄积的组织部位称为贮存库。第18页，共42页，2023年，2月20日，星期三“蓄积”的含义：“物质”的蓄积；“功能”的蓄积。第19页，共42页，2023年，2月20日，星期三蓄积作用的意义：蓄积作用是外源化学物引起慢性中毒的物质基础，也是制定食品卫生标准时选择安全系数的一个依据。第20页，共42页，2023年，2月20日，星期三蓄积性的决定因素：进入机体的速度从机体消除的速度第21页，共42页，2023年，2月20日，星期三二、蓄积毒性试验方法及其评价蓄积系数法；生物半减期法；蓄积率测定法；第22页，共42页，2023年，2月20日，星期三（一）蓄积系数法

蓄积系数K=ED50（n）ED50（1）LD50（n）LD50（1）或n——多次接触受试物时产生预期效应的染毒剂量之总和；

1——一次接触受试物产生相同效应的剂量；

ED——effectivedose；

LD——lethaldose。第23页，共42页，2023年，2月20日，星期三蓄积系数分级标准蓄积系数K蓄积毒性分级<11~3~≥5高度毒性明显毒性中等毒性轻度毒性第24页，共42页，2023年，2月20日，星期三蓄积系数法类型：1.固定剂量法；2.定期递增剂量法；3.20d试验法。第25页，共42页，2023年，2月20日，星期三1.固定剂量法：测定LD50；试验组每日定时、“定量”对动物染毒（剂量：在1/20~1/5LD50选择）；出现半数死亡或染毒剂量累计达到5LD50时，终止试验；计算K值，并进行评价。第26页，共42页，2023年，2月20日，星期三2.定期递增剂量法：①测定LD50；②染毒：Ⅰ期（1~4天），剂量：1/10LD50；Ⅱ期（5~8天），剂量：1.5/10LD50；Ⅲ期（9~12天），剂量：2.25/10LD50；Ⅴ期（17~20天），剂量：5.0625/10LD50；Ⅳ期（13~16天），剂量：3.375/10LD50；③出现半数死亡或20天后终止试验：④计算K值，进行评价。第27页，共42页，2023年，2月20日，星期三3.20d试验法：①分组染毒：Ⅰ组，剂量：1/20LD50Ⅱ组，剂量：1/10LD50Ⅲ组，剂量：1/5LD50对照组Ⅳ组，剂量：1/2LD50②结果评价：如1/20LD50组出现动物死亡，且有剂量-反应关系，则为强蓄积性；若仅有1/2LD50组动物有死亡，则为弱蓄积性。20d染毒Ⅰ组，剂量：1LD50Ⅱ组，剂量：2LD50Ⅲ组，剂量：4LD50对照组Ⅳ组，剂量：10LD50第28页，共42页，2023年，2月20日，星期三（二）生物半减期法原理：如果一种化学物每次进入机体的时间间隔>t1/2，则在体内蓄积的可能性小；时间间隔<t1/2，则容易蓄积；如二者相等也将蓄积。一般t1/2越长，化学物蓄积可能性越大。第29页，共42页，2023年，2月20日，星期三（三）蓄积率测定法蓄积率=对照组LD50－蓄积试验组LD50蓄积期间给予试验组动物受试物总量×100%蓄积试验组对照组蓄积量第30页，共42页，2023年，2月20日，星期三死亡指标的缺陷：实例：用死亡指标测定氯丁二烯的蓄积毒性为弱蓄积性，推论其慢性毒性弱。实际上动物长期低剂量接触氯丁二烯能引起肝损害为主的慢性中毒。原因：氯丁二烯一次染毒是引起动物中枢麻痹而致死，但在蓄积毒性试验中氯丁二烯的靶器官为肝脏，其所引起的肝损害达不到致死的程度，而得出错误的结论。若改用肝损伤为观察指标，可得出正确结论。第31页，共42页，2023年，2月20日，星期三三、机体的耐受性：在一些情况下，某种外源化学物持续多次对机体染毒，但没引起预期毒效应，必须进一步加大剂量才行，这种现象称为机体对该化学物的耐受性或习惯性。第32页，共42页，2023年，2月20日，星期三第三节亚慢性、慢性毒作用及其评价一、基本概念与试验目的亚慢性毒性作用：试验动物连续多日接触较大剂量的外源化学物所出现的中毒效应。亚慢性试验目的：1.确定亚慢性毒性的毒效应特征及其阈剂量和最大无作用剂量，为确定是否需要进行慢性试验，以及慢性试验和致癌试验的设计提供依据。2.可了解受试物对成年动物生殖机能的影响和对子代的致畸作用。第33页，共42页，2023年，2月20日，星期三一、基本概念与试验目的慢性毒性作用：使试验动物长期低剂量接触外源化学物所引发的毒性效应。慢性试验目的：通过确定化学物的慢性毒性特征及其慢性阈剂量和最大无作用剂量，为最终评价受试物能否用于食品，及其安全限量的制定提供依据。第34页，共42页，2023年，2月20日，星期三二、亚慢性毒性试验的设计（一）试验动物的选择和喂饲环境对受试物的代谢接近人类；选择敏感种属品系，并兼顾慢性试验；刚断乳的幼龄动物；品系一致，体重相近；其他要求。饲料营养平衡，环境稳定适宜。第35页，共42页，2023年，2月20日，星期三（二）剂量选择与剂量分组亚慢性试验应设计3~4个染毒组和一个对照组（必要时设置溶剂对照组）；每组动物数大鼠20~40只，狗6~8只，雌雄各半。第36页，共42页，2023年，2月20日，星期三（三）染毒途径一般采用喂饲法；每日应定时染毒，以保持化学物每日相似的生物效应。（四）试验周期一般占实验动物生命的1/10。第37页，共42页，2023年，2月20日，星期三（五）毒性观察指标1.一般性指标（1）一般综合性观察指标

①体重；②食物利用率；③中毒症状；④脏器系数或脏/体比值；（2）一般化验指标血象和肝肾功能检测。2.病理学检查3.特异指标第38页，共42页，2023年，2月20日，星期三三、慢性毒性试验设计（一）动物选择及饲养环境选择刚断乳，且生命期较短的动物；生物学特性清楚；品系明确一致；环境：