毒理学基础第6章(2)蓄积毒作用

第三节短期、亚慢性和慢性毒性作用急性毒性试验的局限性：

1.外源性化学物在长期重复染毒时可产生与急性毒性试验完全不同的毒作用。如：苯2.动物的衰老可影响毒作用的性质和程度3.许多重要疾病均与年龄增长有关一、概述分类

1.重复剂量毒性作用（短期）2.亚慢性毒性作用3.慢性毒性作用（一）蓄积作用1、蓄积作用(accumulation)：当化学物与机体发生亚慢性接触,将反复进入机体,而且当进入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质的蓄积作用。

2.储存库（depot）：

化学毒物容易蓄积的组织和器官称为储存库。机体常见的储存库有血浆蛋白、脂肪组织、肝脏、肾脏、骨骼等。如骨骼为铅的储存库。

蓄积形式:原形代谢产物与机体某些物质结合的形式3.蓄积的分类：物质蓄积功能蓄积(损伤蓄积）3.1物质蓄积（materialaccumulation）：

化学毒物反复多次染毒实验动物后，用化学分析方法能测得机体内或某些器官组织内存在该化合物的原型或其代谢产物。3.2功能蓄积（functionalaccumulation）：

化学毒物反复多次染毒实验动物后，机体内虽不能检出化学毒物，然而机体可以出现慢性中毒现象。注：功能蓄积是损害效应累计的结果。也可能是由于存留的化学毒物或代谢物数量极微，目前技术方法尚不能检出的一种物质蓄积，或者物质蓄积与功能蓄积兼而有之（二）蓄积作用的毒理学意义1.蓄积作用是发生慢性中毒的物质基础2.一种外源化学物有无蓄积作用是评定该化学物是否可能引起潜在慢性中毒的论据之一3.是制定卫生限量标准时安全系数的一种依据。蓄积毒性试验目的1、求出外源化学物的蓄积系数，了解蓄积毒性大小；2、为慢性毒性试验及其他有关毒性试验的剂量选择提供参考。(三)、蓄积作用的研究方法蓄积作用的检测有两类方法理化方法：应用化学分析或其他技术测定化学物进入机体以后，在体内含量变化的过程。该方法可确定化学物的半减期，故可作为检测物质蓄积的方法。生物学方法：即将多次染毒与一次染毒所产生的生物学效应进行比较，故所测出的蓄积性不能区分功能蓄积和物质蓄积。1、蓄积系数法原理：在一定期限内以低于致死剂量（小于LD50剂量），每日给予实验动物，直至出现预计的毒性效应（或死亡）为止，计算达到预计效应的总累积剂量，求出此累积剂量与一次接触该化学物产生相同效应的剂量的比值，此比值即为蓄积系数（K值）：在卫生毒理学实际工作中，蓄积作用试验多用小鼠或大鼠为实验动物，一般以死亡为指标，其K值计算公式如下：LD50（n）表示引起一半动物死亡的累积总剂量LD50（1）表示引起一半动物死亡的一次剂量意义：K值越小，表示化学物的蓄积毒性越大。K>1;K=1;K<1;K≥5——？虽然蓄积系数法具有一定使用价值，但是某些外源化学物的慢性中毒效应，无法用K值表示。例如多数有机磷化合物是属于轻度蓄积（K>5），但当小剂量反复与机体接触后，红细胞与脑组织的乙酰胆碱酯酶可以持续降低，而且伴有一定程度的中枢神经系统症候。蓄积系数法由于分次染毒的设计不同，分为：（1）固定剂量法：先测出1次染毒的LD50(1)，然后每天给予1/10（1/20）LD50直到半数动物死亡为止，此时总剂量即为LD50（n）（2）剂量递增法：实验开始时，按0.1LD50×4天，0.15LD50×4天，0.22LD50×4天，0.34LD50×4天,依次类推，最长28天，试验期间，当化学物引起动物累计死亡一半时间即可终止，计算K值。（3）剂量固定的20天蓄积法：实验分为5组，包括阴性对照组和1/20LD50，1/10LD50，1/5LD50，1/2LD50，每组动物数10只，雌雄各半，每日染毒1次，连续20天，观察每组动物死亡数。剂量固定20天蓄积试验评价标准➢各剂量组均无死亡，蓄积性不明显➢1/2LD50剂量组死亡，其他组无死亡，则弱蓄积性➢1/20LD50剂量组无死亡，其他各组间死亡数有剂量反应关系，则为中等蓄积性➢1/20LD50剂量组有死亡，各组间死亡数有剂量反应关系，则为强蓄积性2、生物半减期法

➢生物半减期法是用毒物动力学原理,阐明外源化学物在机体内的蓄积作用特征

(二)短期重复剂量毒性、亚慢性和慢性毒性作用基本概念

1.短期重复剂量毒性

指实验动物或人连续接触外源化学物14-30天所产生的中毒效应。

2.亚慢性毒性（subchronictoxicity）：

是指人或实验动物连续较长期接触某一外源化学毒物所出现的中毒效应。一般在相当于1/10左右生命时间（寿命）内

亚慢性毒性试验：指在实验动物的1/10左右（如大鼠3个月）的生命时间内，反复多次给予低剂量化学毒物，观察试验动物有无引起有害作用的试验过程。

3.慢性毒性（chronictoxicity）：

是指人或实验动物长期（甚至终生）反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。一般2年

慢性毒性试验：在受试动物生命的大部分或终生，连续长期给予低剂量的受试物，观察有无引起有害作用的试验过程。试验目的

1.观察长期接触受试物的毒性效应谱、毒作用特点和靶器官；了解其毒性机制。

2.观察受试物亚慢性毒性作用的可逆性

3.研究重复接触受试物毒性作用的剂量-反应（效应）关系，从初步了解到确定未观察到有害作用的剂量（NOAEL）和观察到有害作用的最小剂量（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的差异，将研究结果外推到人提供依据。二、研究方法（一）实验设计

（亚慢性毒性试验）

1.实验动物选择

（1）物种和品系

急性原则：

*尽量选择急性毒性反应与人近似的动物；*易于饲养管理、试验操作方便的动物；*繁殖生育能力较强，数量较大能够保障供应；*价格较低，易与获得的动物。亚慢性原则：*理论上，选取对化学毒物代谢过程、生理反应和生化特性基本上与人接近，且在急性试验中证明是对化学毒物敏感的物种和品系常用大鼠犬豚鼠

（2）性别、年龄和数量

雌雄各半；刚断乳的动物：大鼠6－8周龄（80-100g），同组动物体重不超过10%、组间平均体重不超过5%大鼠、小鼠每组不少于20只，犬、猴不少于6只，要求试验结束时，活的动物数能保证统计学处理。

亚慢性毒性试验

年龄：大鼠80~100g狗8~12月小鼠10~15g数量：小动物≥20大动物≥6性别：雌雄各半

慢性毒性试验年龄：大鼠50~70g狗<8月小鼠初断乳数量：小动物≥40大动物≥8性别：雌雄各半（3）微生物学寄生虫学等级和饲养环境应选择清洁级及以上等级动物动物室：清洁、温度22oC±3，湿度30-70%，人工控制昼夜交替笼具：大小适中、动物能自由活动饲料：营养合理饮用水：清洁、充足2染毒方式与期限

亚慢性染毒方式原则：1）尽量选用与人群实际接触相同的途径和方式食品、药品、环境污染物2）并与预期进行慢性毒性试验的接触途径一致。一般以经口、经呼吸道和经皮肤三种途径染毒，每日一次，连续给予染毒期限

取决于实验具体要求和所选择的实验动物

工业毒理学——3－6个月食品毒理学——6个月－1年环境毒理学——6个月－1年致癌试验——接近或等于动物的预期寿命染毒注意的问题：（1）小动物：灌胃或喂饲法大动物：胶囊法或灌胃法喂饲法注意：混合均匀受试物稳定保证营养受试物掺入量严格规定（2）呼吸道染毒

染毒时间：2-6h/d亚慢性：4小时慢性试验：间歇性：工业毒物6-8小时连续性：环境接触22-24小时

（3）注射（4）最好结合毒物动力学血药浓度的监测，以保持生物学效应的每日相似性3剂量选择和分组

（1）分组：

原则：一般设3个试验组和1个阴性（溶剂）对照组。

最高剂量组：要求出现明显的中毒症状或某些观察指标发生明显变化，但动物不死亡，即使有死亡，不超过10%

最低剂量组：应无中毒反应或极轻微反应（NOAEL)。

中剂量组相：相当于观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)高、中、低剂量组距以3－10倍为宜，不少于2倍3剂量选择和分组

（1）分组：

原则：一般设3个试验组和1个阴性（溶剂）对照组。

最高剂量组：要求出现明显的中毒症状或某些观察指标发生明显变化，但动物不死亡，即使有死亡，不超过10%

最低剂量组：应无中毒反应或极轻微反应（NOAEL)。

中剂量组相：相当于观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)高、中、低剂量组距以3－10倍为宜，不少于2倍（2）剂量设计：

①以相同物种的短期毒性资料为依据。

亚慢性毒性试验可依据急性毒性的阈剂量或以1/20～1/5LD50确定；慢性毒性试验以亚慢性毒性试验效应的最大耐受量（MTD）为最高剂量。

剂量选择步骤：急性亚急性亚慢性慢性

②对于人群主动摄入的食品和药品，可采用人体可能接触的最高剂量为剂量设计依据人临床剂量的倍数大鼠：3个剂量组：1030100倍非啮齿类：3个剂量组：51550倍根据专业特殊性和管理部门有所区别亚慢性毒性的剂量选择阴性对照组低剂量组中剂量组高剂量组（急性毒性的阈剂量1/20~1/5LD50）组距：3~10倍，最低不小于2倍慢性毒性的剂量选择阴性对照组低剂量组中剂量组高剂量组亚慢性阈剂量或其1/5~1/2

1/10

LD50组距：2~5倍，最低不小于2倍（1）一般观察1）进食量、外观体征、行为活动综合性指标初步判断作用部位、损害程度（1）一般观察1）进食量、外观体征、行为活动综合性指标初步判断作用部位、损害程度2）动物体重：

体重的增长情况是综合反映动物健康状况最基本的灵敏指标之一，受食欲、消化功能、代谢和能量消化变化的影响。如发现实验组动物体重增长减慢，停止或减轻，在排除由于异味引起食欲不佳的前提下，可说明化学毒物的毒性效应。表示方法：（1）体重绝对增长量