環(huán)境毒理學(xué)7課件

第3章化學(xué)污染物的毒性作用3.1基本概念1.毒物（toxicant/poison）：是指在一定條件下，以較小劑量暴露就能引起生物機(jī)體功能性或器質(zhì)性損傷的化學(xué)物質(zhì)。

環(huán)境毒物是指殘留在環(huán)境中的對人體及其他生命體有害的化學(xué)物質(zhì)。3.1.1毒物、劑量、效應(yīng)與反應(yīng)2.毒性（toxicity）：是指一種物質(zhì)對生物體易感部位產(chǎn)生有害作用的性質(zhì)和能力?；瘜W(xué)物質(zhì)的毒性大小可以通過對生物體所產(chǎn)生的損害性質(zhì)和程度而表現(xiàn)出來，可用動物實(shí)驗(yàn)或其它方法檢測。選擇毒性（selectivetoxicity）：是指一種外源化學(xué)物只對某一種生物產(chǎn)生毒害，而對其他種類的生物不具有損害作用，或者只對生物體內(nèi)某一組織器官產(chǎn)生毒性，而對其它組織器官無毒性作用。

3.中毒（toxication）：是指機(jī)體受到某種化學(xué)物質(zhì)的作用而引起功能性或器質(zhì)性的病變。中毒按其發(fā)生發(fā)展過程，可分為急性中毒、亞急性中毒和慢性中毒。急性中毒是指機(jī)體在短時間內(nèi)一次或多次攝入較大劑量的毒物而引起，通常病癥嚴(yán)重，機(jī)體可突然或迅速死亡。慢性中毒是機(jī)體在較長時間內(nèi)不斷攝入或吸收較小劑量的毒物而引起，病程進(jìn)展較緩慢，而且不一定導(dǎo)致死亡。4.劑量（dose）：可指給予機(jī)體的或機(jī)體接觸的外源化學(xué)物的數(shù)量，也指外源化學(xué)物吸收進(jìn)入機(jī)體的數(shù)量，也可指外源化學(xué)物在關(guān)鍵組織器官或毒作用靶組織器官和體液中的濃度或含量。一般情況下，劑量的概念是指給予機(jī)體的或機(jī)體接觸的外源化學(xué)物的數(shù)量，單位通常是為mg/kg體重、mg/cm2皮膚等。也可以機(jī)體生存環(huán)境中外源化學(xué)物的濃度表示，如mg/m3空氣、mg/L水等。3）最小致死量（minimumlethaldose，MLD或LDmin或LD01）：是指引起受試群體中個別個體死亡的最低劑量。從理論上講，低于此劑量即不能引起死亡。4）最大耐受量（maximaltolerancedose，MTD或LD0）：是指在受試群體中不出現(xiàn)個體死亡的最高劑量。接觸此劑量的個體可以出現(xiàn)嚴(yán)重的中毒反應(yīng)，但不發(fā)生死亡。

半數(shù)效應(yīng)劑量（medianeffectivedose，ED50）：是指外源化學(xué)物引起生物機(jī)體某項(xiàng)生物效應(yīng)發(fā)生50％改變所需的劑量。

效應(yīng)（effect）：是指一定劑量的外源化學(xué)物與機(jī)體接觸后所引起的生物學(xué)變化。反應(yīng)（response）：是指一定劑量的外源化學(xué)物與機(jī)體接觸后，呈現(xiàn)某種效應(yīng)并達(dá)到一定程度的比率，或產(chǎn)生效應(yīng)的個體數(shù)在某一群體中所占的比例。

（2）半數(shù)效應(yīng)劑量最大無作用劑量（maximalno-effectlevel，MNEL）：是指外源化學(xué)物在一定時間內(nèi)按一定方式或途徑與機(jī)體接觸后，用目前最為靈敏的方法和觀察指標(biāo)，未能觀察到對機(jī)體有任何損害作用的最高劑量。是評定外源化學(xué)物對機(jī)體損害作用的主要依據(jù)，是制訂每日容許攝入量（acceptabledailyintake，ADI）和最高容許濃度（maximalallowableconcentration，MAC）的基礎(chǔ)。（4）最大無作用劑量5.安全極限（marginofsafety）：是指無效應(yīng)或最低效應(yīng)劑量與最大耐受量（LD0）之間的劑量范圍，亦稱安全濃度（safeconcentration，SC）。在安全極限內(nèi)，外源化學(xué)物所產(chǎn)生的有害效應(yīng)均為非致死效應(yīng)，如植物生長減慢，發(fā)育遲緩，生物量減少等生理生化上的有害效應(yīng)，其變化程度不會引起生物體壽命的縮短或死亡。

1.急性毒作用（acutetoxiceffect）：是指某些化學(xué)物一次或多次接觸后在短時間內(nèi)所引起的毒性作用，也稱速發(fā)性毒性作用或即時毒性作用（immediatetoxiceffect）。

慢性毒作用（chronictoxiceffect）：是指長期、甚至終身接觸小劑量化學(xué)物緩慢產(chǎn)生的毒作用，因此又稱遲發(fā)性毒作用（delayedtoxiceffect）。

遠(yuǎn)期毒性作用（remotetoxiceffect）：是指化學(xué)物作用于機(jī)體或停止接觸后，經(jīng)過若干年，而后發(fā)生不同于中毒病理改變的毒作用。

3.1.2毒性作用類型3.可逆毒性作用（reversibletoxiceffect）：是指停止接觸外源化學(xué)物后可逐漸消失的毒性作用。如果機(jī)體接觸化學(xué)物的濃度低、時間短、損傷輕，其毒性作用常常是可逆的，脫離接觸后其毒性作用可逐漸消失。不可逆毒性作用（irreversibletoxiceffect）：是指在停止接觸外源化學(xué)物后，其毒性作用繼續(xù)存在，甚至對機(jī)體造成的損傷可進(jìn)一步加深。

4.蓄積毒性作用（cumulativetoxicityeffect）:是指環(huán)境污染物毒性作用蓄積增大的現(xiàn)象。損傷蓄積作用：是指低濃度外源化學(xué)物持續(xù)不斷地進(jìn)入生物體內(nèi)，對靶器官或靶細(xì)胞反復(fù)產(chǎn)生毒性作用。毒物蓄積作用：是指某種外源化學(xué)物被吸收進(jìn)入生物體內(nèi)的速率大于其排泄或轉(zhuǎn)化的速率而在體內(nèi)積累，使之在體內(nèi)由起初的低劑量變?yōu)楹髞硇罘e起來的高劑量，并最終導(dǎo)致中毒效應(yīng)的現(xiàn)象。

1）過敏性反應(yīng)（hypersensitivity）：亦稱變態(tài)反應(yīng)（allergicreaction），是機(jī)體對外源化學(xué)物產(chǎn)生的一種有害免疫介導(dǎo)反應(yīng)。過敏反應(yīng)與一般的毒性反應(yīng)不同，難以觀察到劑量—反應(yīng)關(guān)系。2）特異體質(zhì)反應(yīng)（idiosyncraticreaction）：一般是指由遺傳所決定的特異體質(zhì)對某種外源化學(xué)物的異常反應(yīng)，又稱特發(fā)性反應(yīng)。

3）三致作用：致癌、致突變、致畸作用。6.生態(tài)毒性作用（ecotoxiceffect）局部生態(tài)毒性作用（localecotoxiceffect）：是指外源化學(xué)物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后，污染物很難遷移擴(kuò)散，對生物引起的毒性作用僅局限于外源化學(xué)物開始暴露的位點(diǎn)。系統(tǒng)生態(tài)毒性作用（systemicecotoxiceffect）：指外源化學(xué)物進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)（如水生生態(tài)系統(tǒng)或濕地生態(tài)系統(tǒng)）后，隨水、大氣等介質(zhì)的運(yùn)動進(jìn)行遷移和擴(kuò)散，進(jìn)而對整個生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的毒性作用。3.1.3毒性分級

表3-1美國環(huán)境保護(hù)局制訂的急性毒性分級表毒性指標(biāo)急性毒性級別Ⅰ劇毒Ⅱ高毒Ⅲ中等毒Ⅳ低毒經(jīng)口LD50/(mg/kg)＜5050～500500～5000＞5000吸入LD50/(mg/kg)＜0.20.2～22～20＞20經(jīng)皮LD50/(mg/L)＜200200～20002000～20000＞20000對眼的作用腐蝕、角膜混濁（7天內(nèi)未能恢復(fù)）角膜混濁（7天內(nèi)恢復(fù)），刺激持續(xù)7天無角膜混濁刺激在7天內(nèi)恢復(fù)無刺激對皮膚的作用腐蝕接觸72h，嚴(yán)重刺激接觸72h，中等刺激接觸72h，中等或輕度刺激表3-2我國工業(yè)毒物急性毒性分級毒性分級小鼠一次經(jīng)口LD50/(mg/kg)小鼠吸入染毒2hLD50/(mg/kg)兔經(jīng)皮LD50/(mg/kg)劇毒≤10≤50≤10高毒11~10051~50011~50中等毒101~1000501~500051~500低毒1001~100005001~50000501~5000微毒＞10000＞50000＞5000注：引自孔志明主編，環(huán)境毒理學(xué)（第二版），2004。3.1.4劑量與毒性

1.劑量-效應(yīng)關(guān)系（dose-effectrelationship）：是指不同劑量的外源化學(xué)物與其在個體或群體中所引起的量效應(yīng)大小之間的相關(guān)關(guān)系。劑量-反應(yīng)關(guān)系（dose-responserelationship）：是指不同劑量的外源化學(xué)物與其引起的效應(yīng)發(fā)生率之間的關(guān)系。在毒理學(xué)研究中，劑量-效應(yīng)關(guān)系和劑量-反應(yīng)關(guān)系二者常常通用。

2.劑量-反應(yīng)曲線圖

圖3-1a（直線型）圖3-1b（拋物線型）死亡不可逆?zhèn)赡鎮(zhèn)ψ苑€(wěn)狀態(tài)(a)(b)C1C2安全臨界值無毒性效應(yīng)區(qū)毒性效應(yīng)區(qū)毒性效應(yīng)增加劑量曲線(a)：低濃度下表現(xiàn)為生命必需物質(zhì)效應(yīng)曲線(b)：表現(xiàn)為生命不需要物質(zhì)的效應(yīng)維生素A缺乏：夜盲癥維生素A過量：維生素D的中毒劑量低于維生素A，給嬰幼兒服用更應(yīng)注意1.獨(dú)立作用（independentjointaction）：是指兩種或兩種以上的化合物作用于機(jī)體，各自的作用方式、途徑、受體和部位不同，彼此互無影響，各化學(xué)物所致的生物學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)為各個化學(xué)物本身的毒性效應(yīng)。

2=24=42.相加作用（additionaljointaction或additiveeffect）：是指多種外源化學(xué)物產(chǎn)生的綜合生物學(xué)效應(yīng)是各種化學(xué)物分別產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)的總和。2+2=4產(chǎn)生相加作用的機(jī)理可能在于發(fā)揮作用的各種外源化學(xué)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較相近，或是擁有相同的靶器官或靶組織，或者產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)的性質(zhì)類似。3.協(xié)同作用（synergisticjointaction或synergisticeffect）：是指多種外源化學(xué)物作用于機(jī)體產(chǎn)生的綜合生物學(xué)效應(yīng)大于它們單獨(dú)引起的生物學(xué)效應(yīng)的總和。2+2=10增強(qiáng)作用（potentiation）：是指某種外源化學(xué)物本身對機(jī)體并無毒性，但與另一種單獨(dú)作用時具有毒性的外源化學(xué)物聯(lián)合作用時，可使后者的毒性進(jìn)一步增強(qiáng)。

2+0=64.拮抗作用（antagonisticjointaction或antagonisticeffect）：是指兩種化學(xué)物同時作用于機(jī)體時，其中一種化學(xué)物可干擾另一種化學(xué)物的生物學(xué)作用，或兩種化學(xué)物相互干擾，使兩者的綜合毒作用強(qiáng)度低于各自單獨(dú)作用的強(qiáng)度總和。

2+2=0拮抗作用機(jī)理：功能拮抗化學(xué)拮抗受體拮抗干擾拮抗

影響聯(lián)合毒性作用的因素

毒物種類: