化學(xué)毒物的一般毒性作用食品毒理學(xué)

化學(xué)毒物的一般毒性作用食品毒理學(xué)第1頁(yè)/共35頁(yè)§第一節(jié)急性毒性作用及其評(píng)價(jià)一、基本概念二、急性毒性和急性毒性試驗(yàn)的目的三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)四、急性毒性評(píng)價(jià)第2頁(yè)/共35頁(yè)一、急性毒性試驗(yàn)是指機(jī)體一次或在24小時(shí)內(nèi)多次接觸外源化學(xué)物后在短期內(nèi)(一般最長(zhǎng)14天)所產(chǎn)生的毒效應(yīng)，包括一般行為和外觀改變，大體形態(tài)變化以及死亡效應(yīng)。二、急性毒性試驗(yàn)的目的1.獲得受試物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的致死劑量（LD50）及其它毒性參數(shù)(急性毒作用帶Zac:acuteeffectzone)Zac=LD50/Limac。2.初步評(píng)價(jià)毒物對(duì)機(jī)體的毒效應(yīng)特征、靶器官、劑量反應(yīng)關(guān)系和對(duì)人體產(chǎn)生損害的危險(xiǎn)性。3.為亞慢性、慢性毒性試驗(yàn)及其他毒理學(xué)試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)和觀察指標(biāo)選擇提供參考依據(jù)。4.為急性中毒的治療和中毒機(jī)制的研究提供線索。第3頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)(一)試驗(yàn)動(dòng)物選擇原則：①急性毒性試驗(yàn)要求選擇對(duì)化學(xué)毒物的代謝和毒效應(yīng)表現(xiàn)與人的反應(yīng)盡可能一致的試驗(yàn)動(dòng)物。②動(dòng)物易于獲得③品系純化④價(jià)格較低和易于飼養(yǎng)等條件。

第4頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)1、試驗(yàn)動(dòng)物的種屬和品系最好用兩種種屬的動(dòng)物嚙齒類:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔；非嚙齒類：狗或猴。急性皮膚毒性試驗(yàn)可選用成年大鼠、豚鼠或家兔，優(yōu)先考慮白色家兔。而急性吸入毒性試驗(yàn)和經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)則優(yōu)先考慮大鼠。2、試驗(yàn)動(dòng)物的年齡和體重：急性試驗(yàn)動(dòng)物不宜過(guò)老或過(guò)幼，通常要求選擇剛成年動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn)，而且須是未曾交配和受孕的動(dòng)物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～15kg。同一批試驗(yàn)動(dòng)物體重變異范圍不應(yīng)超過(guò)該批動(dòng)物平均體重的20％。

第5頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)3.試驗(yàn)動(dòng)物的性別：急性毒性試驗(yàn)的主要內(nèi)容是求LD50，除特殊要求外，一般急性毒性試驗(yàn)對(duì)動(dòng)物性別要求為雌雄各半。如果在預(yù)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)化學(xué)毒物(如農(nóng)藥)對(duì)雌、雄動(dòng)物毒效應(yīng)的敏感性有明顯差異，則應(yīng)單獨(dú)分別求出雌性與雄性動(dòng)物各自的LD50。如果試驗(yàn)是為致畸試驗(yàn)作準(zhǔn)備，也可僅作雌性動(dòng)物的LD50測(cè)試。對(duì)精子毒性試驗(yàn)僅選雄性動(dòng)物。4.動(dòng)物數(shù)量與隨機(jī)分組：一般分為5－7組大、小鼠等小動(dòng)物每組10只狗等大動(dòng)物每組6只分組原則——隨機(jī)化原則5.禁食：經(jīng)消化道染毒時(shí)，要求試驗(yàn)前對(duì)動(dòng)物禁食大鼠、小鼠——隔夜進(jìn)食；染毒后禁食4h大動(dòng)物——每日上午喂食前染毒染毒后繼續(xù)禁食2~4h，但在禁食時(shí)要保障飲水。6.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的預(yù)檢：選擇健康動(dòng)物1~2周的檢疫期

第6頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（二）試驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)環(huán)境恒定的溫度：22±3℃濕度：30~70%照度：晝夜各半飼料合格、飲水合格、墊料合格（三）染毒途徑的選擇:

染毒途徑（exposureroutes）的選擇需考慮：模擬人在生活和生產(chǎn)環(huán)境中實(shí)際接觸受試物的途徑和方式；有利于不同化學(xué)物之間急性毒性大小的比較；受試物的性質(zhì)和用途；各種受試物毒性評(píng)價(jià)程序的要求等。最常用的染毒途徑為:經(jīng)口、經(jīng)呼吸道、經(jīng)皮及注射途徑。經(jīng)口(胃腸道)接觸

:灌胃:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g；大鼠一次灌胃體積不超過(guò)5ml/只家兔不超過(guò)10ml/2kg；狗不超過(guò)50ml/10kg

。

吞咽膠囊:

經(jīng)呼吸道接觸

:

靜式吸入；動(dòng)式吸入

經(jīng)皮膚接觸

:注射途徑接觸:

第7頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（四）染毒劑量與分組:1．預(yù)試驗(yàn)

（1)預(yù)試驗(yàn)的目的得到受試物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以某種接觸途徑的10％－90％致死劑量范圍。（2)查閱文獻(xiàn)①了解化學(xué)毒物的結(jié)構(gòu)式、分子量、常溫常壓下的狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、閃點(diǎn)、揮發(fā)度、蒸氣壓、水溶性和脂溶性等理化特性，生產(chǎn)批號(hào)及純度，雜質(zhì)成分與含量等。②確定使用哪一種計(jì)算方法求LD50，然后再設(shè)計(jì)劑量分組。LD50的計(jì)算方法常用寇氏法、概率單位法、霍思法等。③找出與受試化學(xué)毒物結(jié)構(gòu)與理化性質(zhì)近似的化學(xué)物的毒性資料，并以文獻(xiàn)資料中相同的動(dòng)物種系和相同接觸途徑所測(cè)得的LD50(LC50)值作為受試化學(xué)物的預(yù)期毒性中值。第8頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（四）染毒劑量與分組:(2)預(yù)試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)①等比劑量設(shè)計(jì)（已知LD50劑量，并在該劑量的上下各設(shè)計(jì)l一2個(gè)劑量組作為預(yù)試驗(yàn)劑量。）②3x3法：取9只動(dòng)物，分為3組，每組3只，以三種不同劑量處理，組距拉大一些。（對(duì)于無(wú)資料可參考的受試物，為節(jié)省動(dòng)物。）③序貫法:將動(dòng)物一只一只序貫進(jìn)行。（對(duì)于無(wú)資料可參考的受試物，為節(jié)省動(dòng)物。）第9頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（四）染毒劑量與分組:2．正式試驗(yàn);

（1）根據(jù)預(yù)試驗(yàn)的死亡資料確定正式實(shí)驗(yàn)組距和公比：可根據(jù)以下公式計(jì)算出劑量分組：i=(lgLD90-lgLD10)／(n-1)或i=(lgLD100-lgLD0)／(n-1)；式中i為組距(相鄰的兩個(gè)劑量組對(duì)數(shù)劑量之差)；n為設(shè)計(jì)的劑量組數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)組的公比：r=lg－1（lgb-lga)/n-1或

公式中，b為最高劑量，a為最低劑量，n為試驗(yàn)動(dòng)物組。（2）正式試驗(yàn)劑量分組公比r和組距i確定后，進(jìn)行正式試驗(yàn)分組。第一組劑量為a，第二組為ar，第三組為ar2…n組為arn-1。3.試驗(yàn)設(shè)計(jì)和LD50計(jì)算：試驗(yàn)設(shè)計(jì)和LD50計(jì)算的方法有多種，重點(diǎn)介紹最常用的四種方法。即改良寇氏法、霍恩氏法、威爾氏法和概率單位法。第10頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)（五）試驗(yàn)周期一般為2為宜（六）毒效應(yīng)觀察1.中毒癥狀第11頁(yè)/共35頁(yè)2.體重在觀察試驗(yàn)動(dòng)物中毒癥狀的過(guò)程中，應(yīng)同時(shí)觀察體重的變化。體重可以反映動(dòng)物中毒后的整體變化。體重改變的原因很多，若化學(xué)毒物刺激或損傷消化道可出現(xiàn)試驗(yàn)動(dòng)物飲食減少甚至拒食，表現(xiàn)為體重減輕。若化學(xué)毒物引起腹瀉，將影響食物吸收和利用，體重也會(huì)減輕。如果化學(xué)毒物影響水的攝取或腎功能急性損傷，也可能在體重上反映出來(lái)。所以，對(duì)存活動(dòng)物尤其是對(duì)低于LD50劑量組的存活動(dòng)物，應(yīng)在觀察期14天內(nèi)稱量其體重的變化，以便了解受試物引起毒效應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。

3.病理檢查及其他指標(biāo):急性毒性試驗(yàn)中，對(duì)死亡的動(dòng)物均應(yīng)及時(shí)進(jìn)行大體解剖和病理組織學(xué)檢查，肉眼觀察主要臟器的大體病理變化，如臟器大小、外觀、色澤的變化，有無(wú)充血、出血、水腫或其它改變，對(duì)有改變的臟器進(jìn)行取材做組織病理學(xué)檢查。對(duì)存活動(dòng)物在觀察期結(jié)束時(shí)進(jìn)行大體病理檢查。必要時(shí)做組織病理學(xué)檢查。根據(jù)試驗(yàn)需要可進(jìn)一步擴(kuò)大觀察項(xiàng)目．如體溫、心電圖、腦電圖或進(jìn)行某些生化指標(biāo)測(cè)定等。4.死亡和死亡時(shí)間重點(diǎn)觀察和記錄每只動(dòng)物死亡的時(shí)間，特別是最早出現(xiàn)死亡的時(shí)間以及各個(gè)劑量組動(dòng)物的死亡數(shù)。分析中毒死亡時(shí)間的規(guī)律具有一定意義，可為深入研究化學(xué)物的毒作用機(jī)制提供參考。第12頁(yè)/共35頁(yè)三、急性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)(七)經(jīng)典急性毒性試驗(yàn)的局限性1.消耗的動(dòng)物量大2.獲得的信息有限3.測(cè)得的LD50僅僅是一個(gè)近似值4.在安全性評(píng)價(jià)中僅評(píng)價(jià)動(dòng)物死亡和簡(jiǎn)單的癥狀觀察是不夠的，更需要的是生理學(xué)、血液學(xué)及其它化驗(yàn)檢查所提供的深入細(xì)致的毒性信息。第13頁(yè)/共35頁(yè)四、急性毒性評(píng)價(jià)外源化學(xué)物急性毒性分級(jí)（WHO）毒性分級(jí)大鼠一次經(jīng)口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4小時(shí)，死亡2~4只的濃度(ppm)兔經(jīng)皮LD50(/mg/kg)對(duì)人可能致死的估計(jì)量g/kg總量(g/60kg)劇毒<1<10<5<0.050.1高毒1~10~5~0.05~3中等毒50~100~44~0.5~30低毒500~1000~350~5~250實(shí)際無(wú)毒5000~10000~2180~>15>1000第14頁(yè)/共35頁(yè)四、急性毒性評(píng)價(jià)我國(guó)食品毒理急性毒性分級(jí)法(1994)急性毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大致相當(dāng)于70kg人的致死量6級(jí)(極毒)<1稍嘗,<7滴5級(jí)(劇毒)1~507滴~1茶匙4級(jí)(中等毒)51~5001茶匙~35克3級(jí)(低毒)501~500035~350克2級(jí)(實(shí)際無(wú)毒)5001~15000350~1050克1級(jí)(無(wú)毒)>15000>1050克第15頁(yè)/共35頁(yè)一、基本概念二、

蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第二節(jié)蓄積毒性作用及其評(píng)價(jià)第16頁(yè)/共35頁(yè)

化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體后，經(jīng)過(guò)生物轉(zhuǎn)化以代謝產(chǎn)物或化學(xué)物原型排出體外。但是，當(dāng)化學(xué)毒物反復(fù)多次給動(dòng)物染毒，化學(xué)毒物進(jìn)入機(jī)體的速度(或總量)超過(guò)代謝轉(zhuǎn)化的速度和排泄的速度(或總量)時(shí)，化學(xué)毒物或其代謝產(chǎn)物就有可能在機(jī)體內(nèi)逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學(xué)毒物的蓄積作用(accumulation)。蓄積作用實(shí)際上有二個(gè)含義：

物質(zhì)蓄積(materialaccumulation):化學(xué)分析的方法能夠測(cè)出機(jī)體內(nèi)存在該物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物時(shí)。

功能蓄積(functionalaccumulation):多次接觸一定時(shí)間后，雖不能測(cè)出該物質(zhì)或其代謝產(chǎn)物，但機(jī)體有慢性中毒的癥狀出

一、基本概念第17頁(yè)/共35頁(yè)二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)化學(xué)毒物的蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此研究化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)的蓄積性是評(píng)價(jià)化學(xué)毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是食品標(biāo)準(zhǔn)制訂過(guò)程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù)。蓄積毒性試驗(yàn)是研究化學(xué)毒物基礎(chǔ)毒性的重要內(nèi)容之一，目的是通過(guò)試驗(yàn)求出蓄積系數(shù)K，了解化學(xué)毒物蓄積毒性的強(qiáng)弱，并為慢性毒性試驗(yàn)及其他有關(guān)毒性試驗(yàn)的劑量選擇提供參考。第18頁(yè)/共35頁(yè)(一)蓄積系數(shù)法

蓄積系數(shù)(accumulationcoefficient)是多次染毒使半數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)效應(yīng)(或死亡)的累積劑量[ED50(n)]與一次染毒使半數(shù)動(dòng)物出現(xiàn)相同效應(yīng)(或死亡)的劑量[ED50(1)]的比值，即：K＝ED50(n)/ED50(1)K＝LD50(n)/LD50(1)表6-5蓄積系數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)K＜1高度蓄積1≤K＜3明顯蓄積3≤K＜5中等蓄積5≤K輕度蓄積二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第19頁(yè)/共35頁(yè)

1．固定劑量法：一般常選用大、小鼠灌胃或腹腔注射方法進(jìn)行染毒。先求出LD50，然后選取相同條件的40只(或更多)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，分為兩組，一為染毒組，一為對(duì)照組，每組至少20只，雌雄各半。試驗(yàn)組在1/20～l/50LD50的范圍內(nèi)選定一個(gè)劑量，每日以固定劑量、定時(shí)和相同途徑進(jìn)行染毒,試驗(yàn)期間觀察記錄每組動(dòng)物死亡數(shù)。當(dāng)試驗(yàn)組累積發(fā)生一半動(dòng)物死亡即可終止試驗(yàn)。此時(shí)，計(jì)算累積總接觸劑量[LD50(n)]，根據(jù)公式計(jì)算K值，然后依表6-5進(jìn)行評(píng)價(jià)。但若接觸劑量已累積達(dá)到5個(gè)LD50劑量，也可終止試驗(yàn)。二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第20頁(yè)/共35頁(yè)

2．劑量遞增法：

在試驗(yàn)期間，當(dāng)化學(xué)毒物引起動(dòng)物累積死亡一半時(shí)即可終止試驗(yàn)，計(jì)算K值進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般來(lái)說(shuō)，在試驗(yàn)第2l天也可結(jié)束試驗(yàn)，因?yàn)檫@之前如果動(dòng)物沒(méi)有死亡或死亡數(shù)不足一半，說(shuō)明其累積劑量已達(dá)5.26LD50，即K＞5。使用本方法時(shí)要注意染毒期間定期(每4天一次)給動(dòng)物稱重，按實(shí)測(cè)體重，調(diào)整化學(xué)毒物的染毒絕對(duì)量。二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第21頁(yè)/共35頁(yè)3．劑量固定的20天蓄積法：

它通常采用經(jīng)口灌胃染毒方式，將動(dòng)物隨機(jī)分為5個(gè)組，包括陰性對(duì)照組和1/20LD50、l/10LD50、1/5LD50和1/2LD50四個(gè)劑量組，每組動(dòng)物數(shù)10只，雌雄各半。每日染毒一次，連續(xù)染毒20天。觀察每組雌雄合計(jì)的死亡動(dòng)物數(shù)量。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定：①各劑量組均無(wú)死亡，即為蓄積性不明顯；②如僅1/2LD50劑量組有死亡，其他組均無(wú)死亡，則為弱蓄積性；③如1/20LD50劑量組無(wú)死亡，其他各組間死亡數(shù)有劑量反應(yīng)關(guān)系時(shí)，則為中等蓄積性；④如1/20LD50劑量組有死亡，且有劑量反應(yīng)關(guān)系，則為強(qiáng)蓄積性。

二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第22頁(yè)/共35頁(yè)（二)生物半減期法：

生物半減期(biologicalhalf-life，t1/2)法是用毒物動(dòng)力學(xué)原理描述化學(xué)毒物在機(jī)體內(nèi)的蓄積作用。一般來(lái)說(shuō)，t1/2d較短的化學(xué)毒物達(dá)到蓄積極限所需的時(shí)間也短，t1/2長(zhǎng)者達(dá)到蓄積極限的時(shí)間也長(zhǎng)。二、蓄積毒性試驗(yàn)方法及其評(píng)價(jià)第23頁(yè)/共35頁(yè)一

亞慢性毒性作用：

亞慢性毒性的概念亞慢性毒性試驗(yàn)的目的亞慢性毒性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)二慢性毒性作用：慢性毒性的概念慢性毒性試驗(yàn)的目的慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第三節(jié)亞慢性和慢性毒性作用及其評(píng)價(jià)第24頁(yè)/共35頁(yè)(一)概念：亞慢性毒性(subchronictoxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物連續(xù)接觸較長(zhǎng)時(shí)間、較大劑量的外源化合物所引起的毒性效應(yīng)。慢性毒性(chronictoxicity)是指人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物長(zhǎng)期(甚至終生)反復(fù)接觸低劑量的化學(xué)毒物所產(chǎn)生的毒性效應(yīng)。一、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)的概念、目的第25頁(yè)/共35頁(yè)（二）試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1.確定受試物亞慢性和慢性毒性的效應(yīng)譜，對(duì)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的毒作用提供新的信息，并發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)的毒作用；

2.研究受試物亞慢性和慢性毒作用的靶器官；

3.研究受試物亞慢性和慢性毒性劑量—反應(yīng)(效應(yīng))關(guān)系，確定其觀察到有害作用的最低劑量(LOAEL)和未觀察到有害作用的劑量（NOAEL），提出此受試物的安全限量參考值;4.研究受試物亞慢性和慢性毒性損害的可逆性;5.亞慢性毒性試驗(yàn)為慢性毒性試驗(yàn)的劑量設(shè)計(jì)及觀察指標(biāo)選擇提供依據(jù);6.確定不同動(dòng)物物種對(duì)受試物亞慢性和慢性毒效應(yīng)的差異，為將毒性研究結(jié)果外推到人提供依據(jù)。一、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)的概念、目的第26頁(yè)/共35頁(yè)二、亞慢性和慢性毒性試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇

亞慢性毒性試驗(yàn)

年齡：大鼠80~100g

狗8~12月小鼠10~15g數(shù)量：小動(dòng)物≥20

大動(dòng)物≥6性別：雌雄各半

慢性毒性試驗(yàn)?zāi)挲g：大鼠50~70g

狗<8月小鼠初斷乳數(shù)量：小動(dòng)物≥40

大動(dòng)物≥8性別：雌雄各半第27頁(yè)/共35頁(yè)（二）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒期限：工業(yè)毒理學(xué)——3-6個(gè)月食品毒理學(xué)——6