肝脏毒理学、肾脏毒理学

LOGO肝脏毒理学背景资料我国是肝病大国，以河北为例，以往，乙肝的发生率达到4％，而现在仅为0.3％，而脂肪肝、酒精肝、药肝和肝硬化等其他肝脏疾病的发病率同比却攀升了17.8％，达到5000万人，已经成为威胁我国人民生命健康的又一严重社会问题。有报道表明,在持续饮酒10-20年的人群中,酒精性肝纤维化的发病率为20%。有关统计显示，60％的嗜酒者患有脂肪肝；30%的酒精性脂肪肝可生成肝纤维化；10％以上可转化为肝硬化。以往脂肪肝、酒精肝常见于发达国家，此病在我国的患病率迅速攀升，与近些年我国人民生活水平的提高，饮食结构中高脂、高糖的大量摄入有极大关系。肝病是一种几乎肆虐了大半个地球的人类公敌。我国和大多数亚洲国家一样是个肝脏病多发国，有超过1亿人患肝病。目前，全球仍以每年新增肝炎病患者约5000万人的速度递增。其中我国一年约有2000万人新感染上各类肝病，全国一年所花费的防治经费高达1千亿元以上。概述肝脏毒理学：利用毒理学的基本原理和方法，研究外源化学物对肝脏的损害作用及其机制的学科。化学性肝损害：化学物引起的各种急性和慢性肝损害。短期暴露：肝细胞内脂质蓄积肝细胞坏死肝胆功能障碍长期暴露：肝硬化瘤样改变肝的基本单位：肝小叶：肝腺泡：带氧浓度、胆盐、酶分布及活性不同Ⅰ带Ⅱ带Ⅲ带含量高肝腺泡Ⅰ带Ⅱ带Ⅲ带处于中间状态（二）肝脏细胞（三）肝脏生理生化功能1.分泌胆汁，促进脂肪和脂质的消化和吸收2.具有内分泌作用，合成清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等蛋白3.物质和能量的代谢4.解毒和吞噬防御功能5.造血功能二、常见的肝毒物1.体质依赖性肝毒物主要为药物特点：特异体质，无剂量依赖性，不能复制动物模型2.真性肝毒物特点：剂量-反应（效应）关系，能复制动物模型直接肝毒物：CCl4、氯仿间接肝毒物：黄曲霉毒素、乙醇人类肝脏蛋白质组学（HLPP）DNARNA蛋白质基因组转录组蛋白质组遗传信息载体功能执行体生物体所拥有的全套染色体上全部基因一种细胞、组织或生物体所对的全套蛋白质一种细胞、组织或生物体所对的全套mRNA急性肝损害：肝细胞坏死、脂肪变性、胆汁淤积2慢性肝损害：肝纤维化、肝硬化、癌变根据损伤发生的快慢一、肝细胞死亡细胞坏死：细胞肿胀，渗漏，核崩溃，细胞膜破裂，炎症,仅涉及分散的单个细胞细胞死亡细胞凋亡：细胞收缩，核片段化，凋亡小体形成，无炎症.，坏死影响肝小叶的大部分区域中毒组海马中期凋亡神经元（×10000）：神经元固缩，细胞核染色质浓聚，电子密度明显增高，胞浆细胞器浓聚。病理改变程度与治疗组基本相同。图7中毒组大鼠海马胀亡神经元（×10000）：胞体明显肿胀，线粒体肿胀，嵴模糊，胞浆明显空泡化。一、肝细胞死亡毒性机制：①毒物产生自由基肝细胞膜脂质过氧化通透性增加细胞死亡②毒物/代谢产物与生物大分子共价结合③毒物损伤线粒体影响细胞呼吸链中酶蛋白的合成，细胞内呼吸停止细胞死亡④毒物致使细胞骨架损伤细胞膜通透性改变钙稳态失调肝细胞死亡二、脂肪变性脂肪肝脂滴二、脂肪变性毒性机制：①脂肪酸氧化减少②甘油三酯合成增加③运脂蛋白合成减少④肝外游离脂肪酸入肝过多三、胆汁淤积表现：胆汁形成减少，胆汁分泌与排泄受阻胆小管肿胀，胆栓形成，肝细胞肿胀、死亡和炎症血清中胆盐和胆红素含量增加胆红素在胆道排泄受阻时，可在皮肤和眼睛沉积，产生黄疸胆红素从尿液排出，尿液黄色或深褐色评价胆道排泄功能：磺溴酞钠三、胆汁淤积毒性机制：①损伤肝细胞膜的功能②胆管壁上皮细胞通透性降低，使胆汁流降低，发生胆汁淤积③化学物在胆管内沉淀，胆栓形成，阻塞胆管，胆汁排泄障碍，胆汁淤积。四、肝窦状隙损害毒性机制：①毒物导致肝窦扩张，窦状隙阻塞，导致肝脏充血②毒物对窦状隙上皮细胞壁进行性损害，导致其屏障功能丧失，肝窦间隙充血，出现紫癜性肝炎。五、肝纤维化与肝硬化表现：广泛的纤维组织蓄积特点：致命性和不可逆性毒性机制：①肝细胞坏死后，细胞被分解、吸收，成纤维细胞增生，合成胶原增多，胶原沉积形成纤维化②激活Ito细胞，胶原合成增多③肝星形细胞被活化，导致细胞外基质合成增多，收缩力增强，纤维化介质分泌。六、肝癌变毒性机制：①毒物及其代谢产物对生物大分子（DNA）造成损害②与生物大分子共价结合③活化肝细胞癌基因④抑制肝细胞抑癌基因第三节肝损害所致的生物功能障碍一、物质代谢障碍（一）营养物质代谢功能障碍1.肝糖原贮备量明显减少，肝糖原分解为葡萄糖的功能发生障碍，机体血糖降低，机体供能不足。2.脂肪代谢障碍3.清蛋白合成障碍4.氨基酸代谢障碍（二）化学毒物解毒功能障碍二、凝血功能障碍1.凝血因子合成减少2.清除纤溶酶能力降低，纤溶亢进3.抗纤溶酶活性减少三、免疫功能障碍（一）病原微生物感染库普弗细胞吞噬能力下降（二）肠源性内毒素侵害肠源性内毒素血症第四节化学性肝损伤的检测与评价体内试验（整体动物试验）体外试验一、体内试验评价第一组第二组第三组第四组活性升高反映胆汁淤积型肝损伤：碱性磷酸酶5’-核苷酸酶γ-谷氨酰转肽酶活性升高反映细胞毒性肝损伤:谷草转氨酶乳酸脱氢酶苹果酸脱氢酶谷丙转氨酶谷氨酸脱氢酶对肝损伤不敏感，对肝外细胞损伤敏感：肌酐磷酸激酶活性降低反映肝细胞损伤：胆碱酯酶（一）血清酶学检测（二）肝脏排泄功能检测1.血清磺溴酚钠（BSP）排泄试验2.靛青绿（ICG）试验（三）肝脏化学组成成分改变的检测1.甘油三酯：肝脏脂肪变性的常规指标2.葡萄糖6磷酸酶（G-6-P）：与内质网完整性有关3.肝胶原（羟脯氨酸）：肝脏纤维化的指标4.脂质过氧化物（丙二醛）：肝脏被氧化损伤的程度5.DNA加成物：（四）肝脏组织病理学检查1.一般检查2.光镜检查：3.电镜检查：超微结构二、肝损伤的体外试验评价1.离体灌流肝试验2.肝匀浆试验3.肝薄片孵育试验4.源代肝细胞培养试验5.肝细胞（株）试验肾脏毒理学背景资料世界肾脏日：每年3月份的第二个星期四据ISN和IFKF的估计，慢性肾脏病患者占世界人口的十分一，即超过5亿人。据统计，全球因慢性肾功能衰竭进行透析人数不断增加：1990年为42.6万，2000年为106.5万，预计2010年将达到200余万人2006年～2007年在广州市区以及斗门县进行了慢性肾病流行病学调查及早期干预研究，初步结果显示：在抽取的6311名18岁以上普通人群中，肾病发病率高达10.9%，而对于肾病的知晓率则只有9.4%。第一节概述一、肾脏是毒物的重要靶器官二、引起肾毒性的化学物1.金属和类金属：镉、镍、锂2.有机溶剂：氯仿、甲苯、汽油、润滑油3.农药：五氯苯酚、百草枯4.生物毒素：黄曲霉毒素、内毒素、蛇毒5.药物：庆大霉素、丝裂霉素、头孢6.其他毒物：苯酚、乙醛、亚硝胺三、肾脏对毒物的易感性（略讲）第二节肾脏结构与功能的生物学基础一、肾小球的滤过功能二、肾脏吸收和分泌三、逆流放大系统和尿液浓缩机制四、肾脏中外源化学物的生物转化第三节中毒性肾损伤的部位与类型毒物对肾脏毒作用的选择性抗生素：肾近曲小管免疫复合物：肾小球氟：亨利氏襻和集合管解热镇痛药：髓质和肾乳头一、肾小球损伤毒性机制1.毒物改变肾小球的带电状态，影响内皮细胞滤膜的大小和数目，导致肾小球率过滤减少。2.毒物直接损伤肾小球上皮细胞和毛细血管膜。3.毒物可作为半Ag+小球蛋白全Ag刺激抗Ab产生形成免疫复合物沉积在肾小球二、肾近曲小管损伤损伤原因：上皮细胞不够紧密，易于渗入物质易在此处转运和蓄积酶分布的特殊性（P450、胱氨酸结合β-溶酶）三、亨利氏襻、远曲小管及集合管损伤四、肾脏疾病的分类（一）免疫介导肾小球疾病1.抗-GBM-介导的疾病：肾小球基底膜有IgG沉着2.膜状肾小球肾炎疾病：颗粒状IgG沉着（二）直接肾小球损伤（三）急性肾小管损伤（四）急性间质性肾炎：（五）慢性间质性肾炎：单核细胞渗透、间质纤维化、小管萎缩第四节肾脏的毒性作用机制一、细胞死亡二、活性中间代谢产物1.与生物大分子共价结合2.产生活性氧族，诱导氧化应激三、细胞容积和离子内稳态四、细胞骨架和细胞极性五、钙的内稳态第五节肾损害的检测与评价一、整体实验（一）肾脏浓缩-稀释试验（二）尿成分的改变1.尿蛋白⑴大分子蛋白为主或大量蛋白：肾小球选择性滤过功能障碍或结构不完整⑵小分子为主：近曲小管受损2.尿糖血糖不高，尿糖升高：肾小管功能障碍3.尿酶碱性磷酸酶、γ-谷氨酰胺转移酶：刷状缘受损乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶：广泛的细胞损伤（三）肾小球率过滤1.菊糖清除试验2.内生肌酐清除