外源化学物的一般毒性作用.ppt

外源化学物的一般毒性作用 (common toxicity of chemical poison),青大医学院 公共卫生系 王树林,2,2018/9/1,第六章 外源化学物的一般毒性作用,第一节 概述 第二节 急性毒性作用 第三节 局部毒性作用 第四节 短期、亚慢性和慢性毒性实验,3,2018/9/1,第一节 概述,毒理学研究方法,体外实验 (in vitro),流行病学研究(Epidemiological Study),体内实验(in vivo),整体动物实验,人体观察,离体器官组织： 心、肝、肺、肾、脑 细胞 原代细胞、细胞株、细胞系 细胞器： 线粒体、微粒体等,特殊 毒性： 致突变 致畸 致癌,临床毒理学研究： 中毒事故的 处理或治疗,描述流行病学研究： 提出病因假说 分析流行病学研究： 验证病因假说， 明确因果关系,基础 毒性： 急性 亚急性 亚慢性 慢性 刺激性,志愿者研究： 低浓度、短时间 、 可逆性,,,,,,,,,,,,4,2018/9/1,第一节 概述,毒理学研究方法分类： 一、按染毒频率分为： 急性毒性实验：24小时内一次或多次染毒 蓄积毒性实验：多次重复染毒 二、按染毒时间分为： 急性毒性实验：24小时内一次或多次染毒 亚急性毒性实验：1~30天重复染毒（短期重复染毒实验） 亚慢性毒性实验：1~3个月重复染毒 慢性毒性实验：3个月以上重复染毒,5,2018/9/1,第一节 概述,三、按整个实验时间分为： 短期毒性实验：实验数天至数周内完成，如：诱变实验 中期毒性实验：实验数周至数月内完成，如：特定靶器官的致癌实验 长期毒性实验（终生毒性实验）：数月至终生致癌实验 多代毒性实验：实验须经历一代、二代或三代。

如：繁殖实验,6,2018/9/1,第一节 概述,我国对农药、食品污染物、化妆品和消毒剂等化学物毒性试验期限,7,2018/9/1,一般毒性实验方法要点,根据外源化学物种类的不同，急性毒性试验的程序和要求有所不同但总体原则和要点是相似的主要包括：,8,2018/9/1,一般毒性实验方法要点,实验动物： 选择（种属、品系、清洁级别） 性别、年龄、体重 数量、分组 饲养环境 环境适应与检疫 禁食 受试物： 化学结构和理化性质 环节质控：批次、保管、分样、称重、配制 剂型：水溶液、混悬液、油溶液（溶剂和助剂）,,材料,9,2018/9/1,一般毒性实验方法要点,染毒方法 染毒剂量 效应观察 观察时间和周期 观察指标 整体 一般观察 中毒体征及发生过程（发生时间） 死亡情况及时间分布 体重变化 取材 病理检查 生化检验,,方法,10,2018/9/1,一般毒性实验方法要点,结果统计和描述 中毒体征和时间关系 死亡情况与时间关系 剂量（反应）效应关系 生化检验结果的统计 病理检查结果的描述 分析讨论和评定 分析讨论实验结果形成的原因 分析讨论实验结果所揭示的问题 对实验的评定 对毒物的评定,,,讨论,结果,,11,2018/9/1,一、实验动物 （1、选择原则）,实验动物的选择原则： 尽量选择急性毒性反应与人近似的动物（种属） 品系（如SD、Wistar大鼠等）纯化、适宜清洁级别（影响因素易控） 易于饲养，试验动物操作方便 繁殖生育力较强，数量较大能够保障供应 价格较低，易于获得动物 常用实验动物为大白鼠和小白鼠,12,2018/9/1,一、实验动物 （2、性别、年龄、体重）,性别 动物应当是雌、雄各半 如果在研究中发现待测化学物对雌、雄动物的毒性大小有明显差异时，应分别求出雌性与雄性动物各自的LD 50值 如果试验是为致畸试验作剂量准备，也可仅做雌性动物的LD 50试验,13,2018/9/1,年龄 急性毒性试验选用的实验动物年龄通常要求初成年的动物，且为健康未交配和受孕的动物；亚慢性要求性刚成熟，慢性要求初断乳。

体重 同一次试验同一批实验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20％一、实验动物 （2、性别、年龄、体重）,14,2018/9/1,实验动物的生活年限及体重选择,一、实验动物 （2、性别、年龄、体重）,15,2018/9/1,一、实验动物 （3、数量、分组）,数量 在利用不同的方法测定化学物LD 50 时，实验设计中对动物数的要求不同 霍恩氏法测 LD 50时要求有 4个剂量组， 每组4或 5只动物 概率单位法、Bliss法测定则要求5—7个剂量组，每组10只动物或10只以上 对于不同的化学物测定应根据其相应的试验规程确定实验动物数量,16,2018/9/1,一、实验动物 （3、数量、分组）,分组：均衡性和随机性 均衡性：要求各组动物的平均体重及体重的离散度尽可能一致具体来说是 （1）实验动物的体重不应超过全体实验动物平均体重的20％---控制离散度 （2）每组之间的平均体重相差不应超过10％---控制均衡性 随机性：每只动物分散到各组去的机会是均等的，以避免成见或系统误差,17,2018/9/1,一、实验动物 （4、饲养环境）,实验动物的饲养环境（无特殊环境要求时）应具有适宜性、清洁性、恒定性。

小气候：温度(22±3℃) 、湿度(30~70%)、通风、照明(昼夜各半)等 笼具垫料 饮水饲料,18,2018/9/1,一、实验动物 （5、环境适应与检疫）,在选择和购买实验动物后，应先进行动物的染毒前环境适应和检疫观察 环境适应：让外购来的实验动物在本试验室条件下适应一段时间，减少环境和生理条件变化可能对试验结果的影响； 筛检健康、体重等不符合试验要求的动物在检疫期内出现临床异常者应予放弃，不可用于试验检疫期内雌雄必须注意分笼饲养，防止交配和受孕 大鼠、小鼠、豚鼠、兔的检疫期为1周，犬、猴等适当地延长至2~3周19,2018/9/1,一、实验动物 （6、禁食）,禁食 采用经口途径染毒，实验动物胃肠道内食物存留量对化学毒物的毒性可产生较明显的干扰，因此在试验给药前应作禁食处理 禁食时间：大鼠主要在夜间进食，所以要求染毒前应隔夜禁食小鼠和大鼠基本类似，但由于其消化吸收和代谢速度较快，可隔夜禁食也可禁食4小时以上大动物常在上午染毒，前一天正常给食，染毒前不喂食即可 禁食期间均正常给予饮水染毒2小时后提供饲料 经口多次染毒，可不禁食20,2018/9/1,二、受试物,处理受试物时应了解： 受试物的纯度及杂质成分； 化学结构 理化性质：挥发性（熔点/沸点）、溶解性、PH、稳定性。

化学结构和理化性质相似化合物的毒性资料21,2018/9/1,二、受试物,受试物要求： 分析纯 同一种、同一批号 成分和配方固定（如为异构体混合物，异构体比例必须固定） 一次备齐 所需受试物总量=(A×B×C×D) ×1.2 A为每组动物数；B为各处理组的剂量和；C为染毒次数（通常为天）；D为动物的平均体重；1.2为安全因子，包含损耗量22,2018/9/1,二、受试物,处理受试物时每个环节都应质控 批次 运输 保管 分样 称重 配制 贮存,23,2018/9/1,二、受试物,常用剂型：水溶液、油溶液和混悬液 处理受试物时，所选溶剂或助剂的要求是： 无毒、无特殊刺激性和气味； 不与受试物发生反应，受试物在溶剂或助剂中稳定； 不影响受试物的毒性（毒动学和毒效学）； 受试物在溶剂或助剂中稳定24,2018/9/1,三、染毒途径,一般毒性试验染毒途径(exposure routes)的选择应考虑几方面因素： 模拟人在生活和生产环境中实际接触该受试物的途径和方式； 有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较； 受试物的性质和用途； 各种受试物毒性评价程序的要求等 最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经皮及注射途径。

25,2018/9/1,三、染毒途径 （1、经口染毒）,经口（胃肠道）染毒(oral exposure)经口途径： 可分为灌胃、喂饲、吞咽胶囊等方式 经口灌胃染毒是急性毒性试验中最常用的染毒途径 一般来说新的化学物均先进行经口染毒途径的急性毒性试验，求出LD50值 通常以经口途径的LD50值来比较不同化学物急性毒性大小26,2018/9/1,三、染毒途径 （1、经口染毒）,灌胃： 空腹 灌胃后2-3 h复食 灌胃的体积不超过体重的1-2％：小鼠为 0.2~1.0ml/只或0.1~0.5ml/10g较合适；大鼠为5ml/只(通常用0.5~1.0ml/100g）；家兔为10ml/2kg体重；狗不超过50ml/10kg,27,2018/9/1,三、染毒途径 （2、经呼吸道),经呼吸道染毒 在常温、常压下为气态，或在生产过程中和生活过程中以蒸气、气溶胶、烟、粉尘状态污染生产与生活环境空气，此时就有可能经呼吸道吸入 吸入接触分为两种方式 静式吸入 动式吸入,28,2018/9/1,三、染毒途径 （3、经皮肤）,经皮肤染毒 研究外源化学物经皮肤吸收应当尽量选择皮肤解剖、生理与人类较近似的动物为对象，目前多选用家兔和豚鼠。

但由于研究化学物经皮肤吸收的毒性 (求经皮LD 50)所需的实验动物较多， 使用家兔、豚鼠不够经济，也常用大鼠代替29,2018/9/1,三、染毒途径 （3、经皮肤）,经皮肤染毒程序 给予受试物前24 h，确定受试部位 机械或化学脱毛 面积10%～15%体表面积 检查去毛部位有无异常现象 单位体重相同容积染毒 接触时间与人实际接触该化学物的时间相仿,30,2018/9/1,三、染毒途径 （4、注射）,注射途径 可分为静脉注射或滴注、腹腔注射、肌肉注射、皮下注射、皮内注射、椎管内注射等使用注射途径染毒时需注意控制注射量、注射速度应调整受试物的pH及渗透压，pH一般应为5~8，用等渗溶液 毒物代谢动力学研究，注射药品毒性,31,2018/9/1,三、染毒途径 （4、注射）,常用实验动物给于受试物的体积（ml）,,32,2018/9/1,四、染毒剂量,染毒剂量的确定 剂量选择是一般毒性试验成功的基础 首先了解分析受试化学物的化学结构和其理化性质，查阅文献， 找出毒性资料，并以前期研究得到的毒性参数为基础设计 做预试验 每个剂量组间的组距可以大些，有利于找出受试化学物的致死剂量范围。

33,2018/9/1,五、效应观察 （1、观察时间和周期）,观察时间和周期 测定外源化学物的LD50(LC50)，一般要求计算实验动物接触化学物之后两周（14天）内的总死亡数 对于一些速死性化学物求其LD50(LC50) 也可仅计算24小时的死亡率 有些速死性化学物的24小时LD50与两周 LD50值往往没有差别 但应注明是多少时间的LD50值，以便于在进行毒性比较时有共同的基础,34,2018/9/1,五、效应观察 （2、整体毒效应观察）,中毒体征及发生过程（发生时间）实验动物的毒性表现有一些规律，许多毒物染毒后，往往出现： 兴奋→抑制→死亡含有氰基（－CN）的氢氰酸和丙烯腈对大鼠和小鼠染毒 抑制→死亡N – 苯甲酰基 - （3，4 – 二氯苯基） - 2 – 氨基 – 丙酸乙酯， 一般性的中毒表现，很快恢复，数日内均“安然无恙”，近一周后才逐渐表现为抑制、拒食、消瘦、衰弱，昏迷直至死亡二磷酸盐类药物,35,2018/9/1,五、效应观察 （2、整体毒效应观察）,死亡情况及时间分布：计算LD 50 体重变化：有助于了解受试化学物所致的中毒效应是短暂的或较长期的效应 体重可以反映动物中毒后的整体变化 体重改变的原因很多，若化学毒物刺激或损伤消化道可出现试验动物饮食减少甚至拒食，表现为体重减轻。

若化学毒物引起腹泻，将影响食物吸收和利用，体重也会减轻如果化学毒物影响水的摄取或肾功能急性损伤，也可能在体重上反映出来36,2018/9/1,五、效应观察 （3、病理检查和生化检验）,病理检查 凡中毒死亡动物应及时解剖做病理学检查， 检查器官有无充血、出血、水肿或其它改变， 并对有变化的脏器作病理组织学检查 对存活动物于观察期结束后应做病理学检 查 生化检验,。