食品毒理学_第一章_绪论

食品毒理学主讲人：刘俊CellPhone:13665280536E-mail:[e-mail]食品毒理学Foodtoxicology课程性质：专业必修课适用专业：食品质量与安全学分：理论课：1.5学分（下周开始改为周四下午第一大节课、地点另行通知）实验课：0.5学分（11月下旬开始）教材：李建科主编《食品毒理学》中国计量出版社2007年国外大学食品毒理学的网络教程：（FromUniversityofIdaho）食品毒理学相关的期刊：第一章绪论1、食品毒理学概述2、食品毒理学与食品安全性3、食品毒理学的起源、发展与展望第一节食品毒理学概述DefinitionofFood:Material,usuallyofplantoranimalorigin,thatcontainsorconsistsofessentialbodynutrients,suchascarbohydrates,fats,proteins,vitamins,orminerals,andisingestedandassimilatedbyanorganismtoproduceenergy,stimulategrowth,andmaintainlife.一、什么是食品？食品应具备的基本条件是：1）卫生安全、无毒无害(Foodsafety)；2）含有人体所需要的营养素和有益成分；3）感官性状良好、可被人体接受。近年来的食品安全问题：•食盐有毒吗？–食盐摄入剂量超过1g/(kg体重)可致中毒。•食品安全性如何来评价？毒理学传统毒理学：研究外源性化学物对生物机体的损害作用。现代毒理学：研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、生物学机制、危险度评估、风险度管理及安全性评价的科学。二、什么是毒理学？外源性化学物是指在人类生活的外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内产生危害的一些化学物质。常见的外源性化学物：天然有毒有害物质、各种化学品、药物、食品添加剂、环境污染物、生物毒素等。注意：毒理学研究外源化学物对机体的有害作用，而不是有益作用(如营养作用、治疗作用等)。内源性化学物是指机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产物或中间产物。1.食品毒理学的定义：是大毒理学的一个分支学科，是研究食品中的有毒有害化学物质的性质，来源，及对人体的损害作用及作用机制，评价其安全性，并确定其安全限值，以及提出预防管理措施的一门学科。三、食品毒理学2.食品毒理学的研究对象：食品中的有毒有害化学物质，包括有一定毒性的化学物如农药，包括毒性很小通常不称之为“毒物”的化学物如食用色素，也包括新型食品。1.化学性污染物（激素类药物、农药、抗生素等）2.生物源性污染物（细菌、真菌及其毒素等）3.食品自身所含有的有毒有害物质4.食品加工过程形成的污染物3.食品毒理学的研究内容：食品中有毒有害物质的来源、物理化学特性、结构、存在形式、接触途径；有毒有害物质的体内过程(吸收、分布、代谢、转化及排泄)；有毒有害物质的毒性特征、毒理机制、风险评估、安全性评价和管理等；做出评价结论并制定限量标准（最终目的）。4.食品毒理学的研究方法动物试验(主要方法)化学分析微生物试验流行病学调查安全性评价及安全限量制定分子生物学方法毒理学主要是借助于动物模型模拟引起人体中毒的各种条件，观察实验动物的毒性反应，再外推到人。毒理学实验可采用整体动物、游离的动物脏器、组织、细胞进行。分为：体内试验(invivotest)体外试验(invitrotest)4.1动物试验动物试验体内试验（invivotests）体外试验（invitrotests）一般毒性试验特殊毒性试验微生物试验哺乳动物试验急性毒性亚慢性毒性蓄积性毒性慢性毒性致突变致癌致畸…致突变器官水平组织水平细胞水平亚细胞水平分子水平体内试验即整体动物试验，多采用哺乳动物。例如大鼠、小鼠、脉鼠、家兔、仓鼠、狗和猴等。检测外源化学物的一般毒性，例如急性毒性试验，亚慢性毒性试验、蓄积性毒性试验和慢性毒性试验等。检测外源化学物的特殊毒性，如致突变、致畸、致癌作用。目的是通过外源化学物对实验动物的毒性反应，向人外推，以期评估外源化学物对人的危害及危险性。狗小鼠大鼠家兔豚鼠仓鼠(1)游离器官：利用器官灌流技术，使离体脏器在一定时间内保持生活状态，与受试化学物接触，观察在该脏器出现有害作用以及受试物在该脏器中的代谢情况。(2)细胞：利用从动物或人的脏器新分离的细胞(原代细胞)或经传代培养的细胞如细胞株、细胞系。(3)微生物：检测外源化学物的致突变性。体外实验主要目的是筛选和预测急性毒性和机制研究。体外试验体内试验和体外试验的优缺点研究方法毒理学体内试验毒理学体外试验优点易于控制暴露条件、能测定多种效应、能评价宿主特征的作用(如：性别、年龄、遗传特征等和其他调控因素等)、能评价机制影响因素少、易于控制、可进行某些深入的研究(如：机制，代谢)、人力物力花费较少缺点动物暴露与人暴露相关的不确定性、受控的饲养条件与人的实际情况不一致、暴露的浓度和时间的模式显著地不同于人群的暴露不能全面反映毒作用、不能作为毒性评价和危险性评价的最后依据、难以观察慢性毒作用4.2化学分析通过化学分析方法确定有毒有害物质的成分及结构气相色谱(GC)高效液相色谱(HPLC)气质联用(GC-MS)液质联用(LC-MS)串联质谱(MS-MS)原子吸收分光光度计4.3微生物试验利用受试物的诱变作用和微生物的表型变化作为致突变的检测方法之一。常用鼠伤寒沙门氏菌基因缺陷型的回复突变试验，又称Ames试验。Ames试验：利用细菌营养缺陷型（his-）的回复突变来检测环境或食品中是否存在化学致突变剂。4.4流行病学调查食品毒理学问题常具有流行病学的特点，可采用医学流行病学的调查原理和方法进行研究：地方性饮食习惯(腌制、烟熏、烧烤等)产生的毒素；食品加工方式产生的毒理学问题；产地环境和当地农产品生产相关的毒理学问题。4.5安全性评价及安全限量制定我国食品毒理学的安全性评价是按照卫生部的规范程序组织和安排试验，并按照规范标准作出安全性评价结论。安全限量制定是根据一系列毒理学试验结果对受试物定性，再根据受试物在实验动物上测得的相关数据，并结合受试物在各类食品中的出现频率、食物系数等指标综合确定该物质的安全限量。4.6分子生物学的方法从分子水平研究和揭示有毒有害物质造成损害的靶位点和分子机制，如对遗传损伤位点和受体作用分析，对基因表达调控、蛋白质及酶活性影响的分子水平研究等。第二节食品毒理学与安全性评价一、食品安全性的概念1996年，WHO在其发表的《加强国家级食品安全性计划指南》中将食品安全性解释为“对食品按其原定用途进行制作和食用时不会使消费者受害的一种担保”。目前，食品安全性是指：“在规定的使用方式和用量的条件下长期食用，对食用者不产生不良反应的实际把握”。二、食品毒理学与安全性评价的关系食品毒理学是食品安全性评价的方法学和理论基础，是过程和手段；食品安全性评价是根据食品毒理学实验结果按照一定的判定标准给出的评价结论，提出的安全限量标准或管理措施，是最终目的。三、食品毒理学与中毒病学的区别中毒病学：研究人体一次接触较大剂量、高毒性的化学物引起的急性临床过程，由意外或认为事故引起，危害易察觉和检测；食品毒理学：研究微量的化学物随日常膳食摄入而渐渐产生的危害作用，危害面更大、影响更深远(三致作用)，危害不易察觉和检测。第三节食品毒理学的起源、发展与展望一、毒理学的起源与发展毒理学的3个发展阶段1.古代与中世纪毒理学2.启蒙时代毒理学3.现代毒理学古代与中世纪毒理学毒理学的历史悠久，最早起源于对毒物和中毒的研究。毒理学（toxicology）一词源于希腊文字“toxikon”，是指发射毒箭的弓或者用来浸泡箭头的毒物。Illustratingtheoriginoftheword“toxic”(fromGreektoxikon)meaningpoisonforuseonarrows.古代中国公元前2735年或2696年，中医之父-神农“尝百草，一日而遇七十毒”。编辑4卷“本草经”典籍，记录了有毒植物365种以及药物265种，并描述了它们的作用及相应的解毒剂。公元前2650年，黄帝撰写了《内经》被认为是大多数中药著作的基础，记载了许多毒物及解毒剂。古埃及、古希腊及古罗马古埃及：公元前1553-1500年，关于毒物与解毒剂的著作“Ebers文稿”，记录700种药物和毒物。古希腊：公元前370-286年，Theophrastus的著作《理论植物学》和《植物学史》，被认为是食品毒理学奠基人；公元前120-63年，Mithridates被认为是系统研究人体毒物的第一人，临床毒理学的创始人；(Mithridatic：解毒剂)公元40-90年，Dioscorides把毒物分成植物毒物、动物毒物和矿物毒物，是发现汞毒性的第一人；古罗马：公元1250-1316年，Petrus的“关于中毒”一书，列出所有已知毒物的中毒症状和解毒方法，共出版14次。启蒙时代毒理学16世纪瑞士医生Paracelsus(1493-1541)：Allsubstancesarepoisons,thereisnonewhichisnotapoison.Therightdosedifferentiatesapoisonandremedy.Nosubstanceisapoisonbyitself.Itisthedosethatmakesasubstanceapoison.-Paracelsus所有物质都是毒物，没有任何非毒物质，唯有剂量使之区分为毒物还是药物。物质本身不是毒物，剂量使一个物质变成毒物。这一观点首次认识到剂量反应关系，为现代毒理学的发展奠定了基石。启蒙时代毒理学意大利内科医生Fontana(1720-1805)进一步发展了靶器官毒性概念，提出中毒是由于毒物作用于特殊器官的结果。西班牙医生Orfila被认为是现代毒理学的奠基人，他是系统利用实验动物的第1个科学家，并发展了在组织和体液中鉴定毒物的化学分析方法。Magendie研究了依米丁、士的宁和箭毒的作用机制；其弟子Bernard还对CO中毒机制进行了研究，认为CO与血红蛋白的不可逆结合而导致机体缺氧是CO中毒的原因。这是机制毒理学的开始.•启蒙时代毒理学相对古代中世纪毒理学的进步。古代中世纪毒理学主要对毒物的毒性进行描述，知识主要来源于经验的积累，多为感性认识（即描述毒理学）；启蒙时代毒理学：主动地去研究鉴定毒性，同时对中毒本质即中毒机制进行探讨（机制毒理学）。现代毒理学•通常认为二十世纪初叶是现代毒理学发展的标志。尤其是二战时期毒理学得到了快速发展。1920年代，许多事件的发生促进了毒理学发展，如美国的禁酒运动使科学家开始了神经毒理学的研究，发现甲胺磷、甲醇、铅是神经毒物；1937年，美国发生引起急性肾衰竭和死亡的“磺胺事件”，造成358人中毒，107人死亡，原因是增溶剂二甘醇的毒性所造成的，促使了美国FDA的成立。1939年，瑞士科学家PaulHermannMüller合成了DDT杀虫剂，从此广泛应用，直到1972年禁用。1940年代，机制毒理学的研究加深了人们对许多毒物的毒性作用的认识，研究出相应的解毒剂。如二巯基丙醇治疗砷化物中毒、硫代硫酸盐治疗氰化物中毒、解磷定治疗有机磷农药中毒等。反应停thalidomide1960年代，反应停事件的影响，以及《寂静的春天》（Carson，1962）的出版，直接促成了美国EPA的设立，标志着管理毒理学的开始。ThebookawakenedthepublictothedangersofDDTandotherpesticides.我国食品毒理学的发展1975年春，为期半年的首届全国食品毒理培训班在上海举办，为我国食品毒理学的发展与研究打下了良好的基础。