食品毒理学第四章

一、毒理学毒性评价试验的原则毒理学实验通常是毒性评价或安全性评价试验，通常由权威机构规定评价程序。在描述毒理学的试验中，有三个基本的原则:1.外来化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人2.实验动物必须暴露于高剂量是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法。

一般要设3个或3个以上剂量组，以观察剂量-反应（效应）关系，确定受试化学物引起毒效应及其毒性参数。并不是为了证明化学品的安全性，而是为了表征化学品可能产生的毒作用。毒理学试验中实验模型所需的动物总是远少于处于危险中的人群。为了在少量动物得到有统计学意义的可靠的结果，需要应用相对较高的剂量，以使效应发生的频率足以被检测。3.成年的健康实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择(1)成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物作为一般人群的代表性实验模型。幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态作为特殊情况另作研究。(2)毒理学试验中染毒途径的选择，应尽可能模拟人接触该受试物的方式。1.对照原则在动物实验中，要求相比较的各组间动物的种类、性别、年龄、体重等尽可能地一致。对照组与实验组同等重要，两组的动物数应相等。(1)空白对照：又称正常对照(2)标准对照：又称有效对照或阳性对照(3)组间对照：(4)自身对照：科研设计遵循的三原则2.重复原则(1)足够的实验样本数：(2)实验结果的可重复性：为了减少个体差异这种非处理因素的干拢，应于实验前将实验动物依统计学原则进行随机分组，以此达到尽可能降低非处理因素的混杂效应，从而提高每组动物间均衡性的目的。3.随机原则

实验动物是指经人工饲育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的，用于科学研究、教学、生产、检验以及其他科学实验的动物。1.小鼠（mice）面部尖突，头呈锥体形，嘴脸前部两侧有19根触须，耳耸立呈半圆形，眼睛大。尾长约与身长相等，尾部覆有短毛和环状角质鳞片。体形小，生命周期短，易于饲养管理。出生体重仅1.5克左右，一月龄体重约18--22克。寿命为1--2年。昆明小鼠（KM）白色封闭群小鼠，广泛用于药理、毒理、病毒和细菌学的研究，以及生物制品和药品的检定。性情温顺，胆小怕惊。反应敏感，适应性差。昼伏夜动，喜欢啃咬。不耐饥饿，不耐热。门齿终生不断生长，需经常磨损来维持齿端的长短.雌鼠为双子宫型，呈Y字型，胃容量小（1--1.5ml),不耐饥饿；有胆囊；无汗腺；淋巴系统发达；二、在研究中的应用

1.各种药物的毒性实验：急性毒性、亚急性和慢性试验、LD50的测定等常常选用小鼠。

2．适合各种筛选性实验：

3．生物效应测定和药物的效价比较实验：如广泛用于血清，疫苗等生物鉴定工作，照射剂量与生物效应实验，各种药物效价测定等

4．微生物、寄生虫病学的研究：因小鼠多种病原体具有易感性，适合于研究感染血吸虫、疟疾、马锥虫、流行性感冒、脑炎、狂犬病等。5．肿瘤、白血病研究：目前小鼠已广泛地用于癌、肉瘤、白血病以及其他恶性肿瘤的研究。

6．避孕药和营养学实验研究：7．镇咳药研究：8．遗传性疾病的研究：9．传染性疾病研究：10．免疫学研究：如可利用各种免疫缺陷小鼠来研究免疫机理等。2.大鼠（rat）雄性大鼠身体前比后大，雌性大鼠身体苗条，头尖小，后比前大。成年大鼠体长不小于18--20cm，尾上复有短毛和环状角质鳞片。成熟早，繁殖力强。出生时体重为5.5--10g，一个半月龄可达180克以上，为常用大鼠规格。寿命为2-3年昼伏夜动，喜居安静环境，晚上活动量大，吃食多。嗅觉灵敏，对营养缺乏敏感.较凶猛，易于捕捉，喜啃咬，抗病力强，对外界环境适应性强。汗腺不发达，仅在爪垫上有汗腺。大鼠不能呕吐，不宜作呕吐试验。对空气的湿度耐受力较差，当湿度低于40%时，常发生坏尾症。对空气中的灰尘、氨气、硫化氢极为敏感。当长期慢性刺激时，会引起肺部大面积进行性坏死。1．神经-内分泌实验研究：

2．营养、代谢性疾病研究：

3．药物学研究：大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感，最适合于筛选新药和研究心血管药理。

4．肿瘤研究：大鼠可复制成各种肿瘤模型，是肿瘤实验研究最常用的实验动物。

5．传染病研究：是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。

6．多发性关节炎和化脓性淋巴腺炎等的研究：大鼠的踝关节对炎症反应很敏感，常用它来进行关节炎的药物研究。在研究中的应用7.行为表现的研究：大鼠已广泛应用于高级神经活动的研究。

8.中耳疾病和内耳炎的研究。

9．畸胎学研究和避孕药研究。

10．放射医学研究常选用大鼠。因其无胆囊，常用它作胆总管插管收集胆汁，进行消化功能的研究。

11．肝脏外科研究：由于大鼠肝脏的枯否氏细胞90%有吞噬能力，所以肝切除60～70%后仍能再生，常用于肝外科实验。在研究中的应用3.豚鼠（Guineapig)又叫海猪、天竺鼠、荷兰猪。体形短粗、身圆、颈部和四肢较短，不善于攀登跳跃。寿命为4-5年。妊娠期比较长（59-72d），每胎产仔数少（2-5个），培育新品系比较困难。属草食性动物，性情温顺，很少发生斗殴。胆小易惊，对外界突然的响声、震动和环境变化十分敏感。豚鼠体内不能合成维生素C，必须在饲料中补充，否则就会出现维生素缺乏症。豚鼠对抗菌素反应较大，常在用药48小时后引起急性肠炎，甚至导致死亡。在研究中的应用

1.各种传染病的研究：豚鼠对很多致病菌和病毒十分敏感。是进行各种传染性疾病研究的重要实验动物。

2.细菌性和病毒性传染病的实验诊断：结核病、白喉、布氏杆菌病、Q热、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎等疾病的实验诊断常选用豚鼠来进行。如豚鼠对人型的结核杆菌极为敏感，常用作结核病的确诊。

3.药理学研究：豚鼠对某些药物极为敏感，因此它是研究这些药物的“专门动物”。例如豚鼠对组织胺极敏感，所以很适合作平喘药和抗组织胺药的研究；豚鼠对人型结核杆菌具有高度的敏感性，因此常用作抗结核病药物的药理学研究。4．营养学研究：是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。

5．过敏反应或变态反应的研究：

6．适于观察出血和血管通透性变化的实验：

7．内耳疾病的研究：常选用豚鼠进行若干内耳疾病的研究。

8．毒物对皮肤局部作用实验：豚鼠和家兔皮肤对毒物刺激反应灵敏，其反应近似于人。

9．适于作缺氧耐受性和测量耗氧量实验。

10．实验性肺水肿实验：

11．动物代血浆的研究也常选用豚鼠。4.家兔（Rabbit）上唇纵裂，形成豁嘴，门齿外露。草食性动物，性情温顺。听觉、嗅觉灵敏，胆小怕惊。喜干怕热。夜行性、嗜眠性。食粪特性。喜磨牙、又啃木、扒土习惯。家兔的胸腔内构造与其它动物不同。肺被肋胸膜和肺胸膜隔开，心脏又被心包胸膜隔开，因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操作时，动物不需作人工呼吸。家兔耳大，血管清晰，便于注射和采血。家兔颈部有减压神经独立分支。二、在研究中的应用

1．免疫学研究：家兔的最大用处是产生抗体，制备高效价和特异性强的免疫血清。

2．生殖生理和避孕药的研究：利用家兔可诱发排卵的特点进行各种研究。

3．胆固醇代谢和动脉粥样硬化症的研究：最早用于这个方面研究的动物就是家兔，

4．眼科的研究：家兔是眼科研究中最常用的动物。

5．发热、解热和检查致热源等实验研究：家兔体温变化十分灵敏，最易产生发热反应.

6．微生物学研究:家兔对许多病毒和致病菌非常敏感,适用于各种微生物学的研究.7．心血管和肺心病的研究：家兔颈部神经血管和胸腔的特殊构造，很适合作急性心血管实验，8．皮肤反应实验：家兔和豚鼠皮肤对刺激反应敏感，其反应近似于人。9．急性动物实验：10．遗传性疾病和生理代谢失常的研究：

11．进行各种寄生虫病的研究，进行化学工业上的急性和慢性毒素试验等。5.犬（Dog)犬体型较大，喜近人，有服从人意志的天性犬有很强的适应能力，可承受比较冷和热的气温，正常犬鼻呈油状滋润，人以手背触之有凉感，嗅觉和听觉灵敏习惯不停地运动喜食肉类和脂肪性饲料汗腺很不发达寿命10--20年。视觉较差、还是红绿色盲犬的胰腺小，是分离的，易摘除。毕格犬（Beagle)二、在生物医学研究中的应用

1．实验外科学：广泛用于实验外科各个方面的研究，如心血管外科、脑外科、断肢再植、器官或组织移植等。

2．基础医学实验研究：在生理、药理、病理、生理等实验研究中起着重要作用。

3．慢性实验研究：

4．药理学：毒理学研究和药物代谢研究：如磺胺类药物代谢的研究、各种新药临床使用前的毒性实验等。

5．营养学和生理学研究：如进行胱氨酸尿、蛋白质营养不良、家族性骨质疏松、视网膜发育不全、高胆固醇血症、动脉粥样硬化、糖原缺乏综合征等研究。6、口腔医学：犬的牙周膜的组织学、牙周炎的组织病理学及牙周病的许多病因与人的相似，所以犬可作为牙周病动物模型的理想动物。还有如颌面外科、矫形外科、正畸外科等的研究课题也广泛应用。猴（Monkeys）

进化程度高，接近于人类。因此，它们具有与人相近似的生理生化代谢特性和相同的药物代谢酶。

大量实验证明，灵长目动物在药物代谢方式等上远较非灵长目动物更接近于人，在灵长目动物中，从进化尺度上越是接近于人，其代谢方式也越和人近似。猴是杂食性动物，以素食为主。猴和豚鼠都是不能缺少维生素C的动物，因为它们体内缺乏合成维生素C的酶，不能在体内合成维生素C，所需维生素C必须来源于饲料中。猴具有发达的大脑，有大量的脑回和脑沟，因此聪明伶俐、动作敏捷，好奇心和模仿能力都很强，对周围发生的一切事情都感染兴趣。猴的视觉较人类敏感，猴的视膜具有黄斑，有中央凹。猴有立体感，能辨别物体的形状和空间位置，有色觉，能辨别各种颜色，并有双目视力。猴的嗅脑不很发达，嗅觉不很灵敏，而听觉敏感，有发达的触觉和味觉。二、在生物医学研究中的应用

1．猕猴在生理学上可以用来进行脑功能、血液循环、呼吸生理、内分泌、生殖生理和老年学等各项研究。

2．在人类疾病，特别是传染性疾病研究方面灵长目动物具有极重要的用途。

猕猴可以感染人类所特有的传染病，特别是其他动物所不能复制的传染病。例如：脊髓灰白质炎（小儿麻痹症）和菌痢等。

猕猴对人的痢疾杆菌和结核杆菌最易感染，因此，在肠道杆菌和结核病等的医学研究中研究中是一种极好的动物模型。

此外，还用于职业性疾病和铁尘肺、肝损伤等的研究。3．药理学和毒理学研究：

猴的生殖生理和人非常接近，是人类避孕药物研究极为理想的实验动物。

目前筛选抗震颤麻痹药物最有价值的方法是电解损伤引起的猴震颤。

应用猴子研究镇痛剂的依赖性较为理想，因为猴对镇痛剂的依赖性表现与人较接近，戒断症状又较明显且易于观察，已成为新镇痛剂和其他新药进入临床试用前必须的试验。

猴也是进行药物代谢研究的良好动物。

4．复制疾病模型，研究人类疾病：常选用猕猴来复制这方面的动物模型，给予高脂饮食1～3个月后可发生动脉粥样硬化,且可产生心肌梗死。动脉粥样硬化病变部位，不仅在主动脉，也出现在冠状动脉、脑动脉、肾动脉及股动脉等。猴气管腺的数量较多，适于复制慢性气管炎的模型和进行祛痰平喘药的疗效实验。5．寄生虫学的研究：灵长类动物可用人疟原虫感染，是理想的筛药模型，所得结果对临床参考价值较大。

6．猴还适合其他基础和临床的研究。猴广泛用于放射医学的研究。猴与人血液有交叉凝集反应，可用于研究血型。还可用于研究人类垂体性侏儒症以及细菌、病毒和寄生虫病的研究。猴还常用于行为学的研究、实验肿瘤学的研究、口腔牙科病的研究等。

7．猕猴同黑猩猩、狒狒等一样，是研究人类器官移植的重要动物模型。

8．细菌、病毒性疾病病的研究。

9．遗传代谢性疾病的研究。如研究新生儿肠道脂肪沉积，蛋白缺乏症、胆石症（狒狒）等疾病。

10．某些特点疾病的研究。如用黑猩猩研究先天性伸舌白痴（Down综合征）、酒精中毒性胰腺炎等。

实验动物的选择和处理选择原则：广泛查阅文献，积极进行交流：充分了解本领域、本项目以往的实验动物情况及其研究结果。进行必要的动物预实验：可以初步观察动物是否适宜本项目的研究。相似性原则：有些动物进化程度并不一定高，某些组织器官的结构或疾病特点却与人类相似。差异性原则：选用不同种系实验动物的某些特殊反应，更适合于不同研究目的的要求。易化性原则：选择既能满足实验要求，结构功能又简单，便于实验分析的动物。可获得性原则：在不影响实验质量的前提下，选用最易获得、最经济、最易饲养管理的动物是实验研究必须坚持的原则。重复性和均一性原则：是实验结果稳定、可靠的重要保证。实验动物的选择方法实验动物物种选择：啮齿类和非啮齿类实验动物品系选择：近交系，杂交系，封闭群。

近交系—全同胞兄妹或亲子之间连续交配20代以上而培育的纯品系动物。

杂交系—两个不同的近交系之间有目的地进行交配，所产生的第一代动物。

封闭群—一个种群在5年以上不从外部引进新血缘，仅由同一品系动物在固定场所随机交配繁殖的动物群。实验动物微生物控制的选择:分4级。Ⅰ级即普通动物：开放系统，空气未净化，饲喂全价颗粒饲料，可饮自来水。Ⅱ级即清洁动物：屏障系统，空气净化，饮灭菌水，一切物品要消毒。Ⅲ级即无特定病原体动物：按纯系要求繁殖，在隔离器内或层流室内饲养，没有致病病原体。笼具、饲料、饮水要经过特殊处理，并经过严格的检疫、消毒、隔离制度。Ⅳ级即无菌动物：动物体内不带任何微生物和寄生虫。个体选择：性别、年龄、体重、生理状态和健康实验动物被毛的去除方法：剪毛法：最常用方法。拔毛法：静脉注射或者取血时。剃毛法：脱毛法：实验动物的麻醉：最佳状态：意识丧失、痛觉消失和肌肉松弛。常用麻醉剂：全身-乙醚、戊巴比妥钠、水合氯醛等。局麻-普鲁卡因、地卡因等表2-1常用实验动物麻醉药物的用法与用量药物动物给药途径药物浓度剂量(mg/kg)维持时间（h）戊巴比妥钠狗、猫、兔iv、ip3%302～4大鼠ip3%451～2乌拉坦狗、兔iv、ip20%10002～4鼠ip20%10002～4氯醛糖狗、猫iv、ip2%805～6兔、大鼠iv、ip2%805～6乙醚：安全范围大、肌肉能完全松弛、对肝肾的毒性较小对呼吸道粘膜刺激性强，呼吸、血压和心跳有影响。戊巴比妥钠：3%

可维持2-4h,对循环和呼吸系统无明显抑制作用。水合氯醛：10%乌拉坦：20%生物标本的采集常用采血方法：割尾法刺尾法眼眶后静脉丛取血法摘眼球采血腹腔静动脉采血法心脏采血尿液采集：代谢笼法：大鼠、小鼠导尿管法：家兔胆汁采集：插管法粪便采集：代谢笼常用实验动物的安死术：脊椎脱臼法：断头法：击打法：急性失血法：化学药物致死法：空气栓塞法：