食品毒理学-第六章--化学毒物的一般毒性作用

6/17/20201第六章化学毒物的一般毒性作用26/17/2020目的要求掌握一般毒性作用的概念、试验目的熟悉一般毒性试验方法要点熟悉蓄积毒作用的概念了解蓄积毒作用研究方法36/17/2020一般毒性作用（基础毒性作用）外来化合物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对实验动物产生综合毒效应称为一般毒性作用（generaltoxicity)或基础毒性作用（basictoxicity).46/17/2020一般毒性作用分为急性毒性、亚慢性毒性和慢性毒性。防治急慢性中毒；安全性评价和危险度评定;制订卫生标准；管理毒理学的决策56/17/2020一般毒性作用的类型一般毒性测试了解毒性大小特征了解污染物理化特征了解在体内蓄积和耐受性了解对机体毒作用靶点和指标确定阈值和阈下剂量急性毒性试验急性致死试验急性非致死试验蓄积毒性试验亚急性毒性试验亚慢性毒性试验慢性毒性试验（≤3个月）（3~6个月）（6个月至终身）66/17/2020§1急性毒性作用(acutetoxicity)一、急性毒性和急性毒性试验的目的二、急性毒性试验三、急性毒性分级76/17/2020一、急性毒性和急性毒性试验的目的急性毒性(acutetoxicity)是指机体(人或试验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应，包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应。最主要观察指标是LD50。86/17/2020一、急性毒性和急性毒性试验的目的目的①测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数，了解急性毒作用强度。②并通过观察动物中毒表现和死亡的情况，了解急性毒作用性质、可能的靶器官和致死原因，提供化学毒物的急性中毒资料、初步评价对人体产生损害的危险性。③探求化学毒物急性毒性的剂量—反应关系与中毒特征。④为亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量设计提供参考依据。⑤研究化学毒物急性中毒的预防和急救治疗措施。⑥为毒理学机制研究提供线索。96/17/2020一、急性毒性和急性毒性试验的目的急性毒性试验常用的毒性参数：LD50/LC50Zac（LD50/Limac）LD84/LD16(或LC84／LC16)剂量—反应曲线斜率106/17/2020二、急性毒性试验方法的要点(一)试验动物[原则]：①急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的试验动物。②动物易于获得③品系纯化④价格较低和易于饲养等条件。116/17/2020二、急性毒性试验1．试验动物的种属和品系最好用两种种属的动物啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔非啮齿类：狗或猴。急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔，优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑大鼠。126/17/2020二、急性毒性试验⒉试验动物的年龄和体重：急性试验动物不宜过老或过幼，通常要求选择刚成年动物进行试验，而且须是未曾交配和受孕的动物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～15kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20％。136/17/2020二、急性毒性试验3.试验动物的性别：雌雄各半；如雌、雄动物毒效应有明显差异，应分别并求出雌性和雄性动物的LD50值；特殊的试验研究可仅作单一性别的急性毒性试验。146/17/2020二、急性毒性试验4.动物数量与随机分组：实验方法不同采用的动物的数量不同分组原则——随机化、均衡性的原则5.禁食：经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食大鼠、小鼠——隔夜进食；染毒后禁食4h大动物——每日上午喂食前染毒染毒后继续禁食2~4h，但在禁食时要保障饮水。6.实验动物的预检：选择健康动物1~2周的检疫期156/17/2020（二）受试物及处理常用剂型为水溶液、混悬液、油溶液水溶性受试物，胃肠道外染毒需用生理盐水，保持与体内渗透压一致。水不溶性受试物，溶于或悬浮于适当的有机溶剂中。受试物一般应临用前新配166/17/2020适宜容积染毒①经口：20ml/kg(空腹动物)；②经皮：2ml/kg；③静脉：1ml/kg(5min以上)；④肌肉注射：0.5ml/kg(一个部位)；⑤眼睛：0.01ml/每眼；⑥直肠：0.5ml/kg；⑦阴道：大鼠0.2ml，兔lml；⑧吸入：2mg/L；⑨鼻：猴或犬每鼻孔0.1ml。176/17/2020二、急性毒性试验（二）试验动物的饲养环境恒定的温度：22±3℃湿度：30~70%照度：昼夜各半饲料合格、饮水合格、垫料合格186/17/2020二、急性毒性试验（三）染毒途径的选择:染毒途径（exposureroutes）的选择需考虑：模拟人在生活和生产环境中实际接触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。196/17/2020染毒途径影响受试物急性毒性静脉注射吸入肌肉注射腹腔注射皮下注射经口皮内注射经皮。同一受试物不同染毒途径LD50的大小通常符合上述规律。206/17/2020二、急性毒性试验经口(胃肠道)接触:灌胃:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只家兔不超过10ml/2kg狗不超过50ml/10kg与饲料或饮用水混合：吞咽胶囊:经呼吸道接触:静式吸入动式吸入经皮肤接触:注射途径接触:216/17/2020二、急性毒性试验（四）染毒剂量与分组:1．查阅文献①参考新化学物的理化性质了解化学毒物的结构式、分子量、常温常压下的状态、熔点、沸点、密度、闪点、挥发度、蒸气压、水溶性和脂溶性等理化特性，生产批号及纯度，杂质成分与含量等。②确定使用哪一种计算方法求LD50，然后再设计剂量分组。LD50的计算方法常用寇氏法、概率单位法、霍恩氏法等。根据试验所选的LD50计算方法确定剂量组数。一般设5-8个剂量组；霍恩氏法设4个剂量组。③找出与受试化学毒物结构与理化性质近似的化学物的毒性资料，并以文献资料中相同的动物种系和相同接触途径所测得的LD50(LC50)值作为受试化学物的预期毒性中值。226/17/2020二、急性毒性试验（四）染毒剂量与分组:2．预试验目的：1）得到死亡率在10%~90%之间的致死剂量范围2）计算正式试验的组距或公比236/17/20201）等比剂量设计（寇氏法）一般设5~7组，各组间采用一定的公比设计剂量公比r=4，则组距i=lg4=0.6例如待测化合物预期LD50为40mg/kg，以此为中间剂量组，以4为公比，或0.6组距向上、下个推两个剂量组。246/17/2020某化合物的急性毒性预试验剂量设计组别剂量对数值12.51.6021-0.6*2210.01.6021-0.6340.01.60214160.01.6021+0.65640.01.6021+0.6*2256/17/20202．预试验2）3×3法取9只动物，分为3组，每组3只，以3种不同剂量处理。组距一般r=10,如10mg/kg,100mg/kg,1000mg/kg结果分析：（1）3组均无死亡，说明剂量偏低，剂量可上移增大；（2）3组全部死亡，说明剂量偏高，剂量可下移减小；（3）第一组未死，2、3组全部死亡剂量在1~2组间；而1、2组未死，第3组死亡，大致致死剂量在100~1000mg/kg间266/17/20202．预试验3）序贯法设计一系列等比剂量，将动物一只一只序贯进行。特点：快速、简便、节约动物276/17/2020正式试验的剂量设计可根据以下公式计算出剂量组距：i=(lgLD90-lgLD10)／(n-1)或：i=(lgLD100-lgLD0)／(n-1)式中i为组距(相邻的两个剂量组对数剂量之差)；n为设计的剂量组数。r=lg-1[(lgb-lga)/(n-1)]式中：b最高组剂量，a最低组剂量，n为设计的剂量组数，正式试验分组：a,ar,ar2,ar3,ar4286/17/2020LD50计算lgLD50=Xm-i(∑p-0.5)式中：Xm——最高剂量对数i——组距，或公比的对数值∑p——各组死亡率的总和LD50标准误差SlgLD50SlgLD50=i×√∑pq/n式中：p—各实验组死亡率；q—各实验组存活率i—组距n—试验动物组数LD5095%可信限=lg-1(lgLD50±1.96×SlgLD50)296/17/2020例题：小鼠腹腔注射敌百虫的急毒及LD50计算预试：致死率在0~100%的剂量范围在300~600mg/kg.r=5-1√600/300=1.2各组剂量：300，300×1.2=360；300×1.22=432；300×1.23=518，300×1.24=622306/17/2020试验结果组别剂量只数死亡数（只）死亡率/p存活率/q130010001.023601020.20.834321050.50.545181070.70.3562210101.00316/17/2020解：lgLD50=Xm-i(∑p-0.5)Xm=lg622=2.7933i=lg1.2=0.0792∑p=2.4lgLD50=2.7933-0.0792（2.4-0.5）=2.6433LD50=lg-12.6433=439.87mg/kgSlgLD50=i×√∑pq/n=0.0792×√=0.0197LD5095%可信限=lg(6.6433±1.96×0.0197)=402.44~480.73mg/kg326/17/2020霍恩氏法（horn)特点：方法简单，使用动物少，每组动物数相等，可用4只或5只。剂量1：2.15倍组距剂量系列剂量2：3.16倍组距剂量系列336/17/2020二、急性毒性试验（五）试验周期与毒效应观察1.中毒症状346/17/2020二、急性毒性试验（五）试验周期与毒效应观察:2.体重在观察试验动物中毒症状的过程中，应同时观察体重的变化。体重可以反映动物中毒后的整体变化原因：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。所以，对存活动物尤其是对低于LD50剂量组的存活动物．应在观察期14天内称量其体重的变化．以便了解受试物引起毒效应的持续时间。356/17/2020二、急性毒性试验（五）试验周期与毒效应观察:3.病理检查及其他指标:对死亡的动物均应及时进行大体解剖和病理组织学检查，肉眼观察主要脏器的大体病理变化，如脏器大小、外观、色泽的变化，有无充血、出血、水肿或其它改变，对有改变的脏器进行取材做组织病理学检查。对存活动物在观察期结束时进行大体病理检查．必要时做组织病理学检查。根据试验需要可进一步扩大观察项目．如体温、心电图、脑电图或进行某些生化指标测定等。366/17/2020二、急性毒性试验（五）试验周期与毒效应观察4.死亡和死亡时间重点观察和记录每只动物死亡的时间，特别是最早出现死亡的时间以及各个剂量组动物的死亡数。分析中毒死亡时间的规律具有一定意义，可为深入研究化学物的毒作用机制提供参考。376/17/2020二、急性毒性试验(六)经典急性毒性试验的局限性1.消耗的动物量大2.获得的信息有限3.测得的LD50仅仅是一个近似值4.在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观察是不够的，更需要的是生理学、血液学及其它化验检查所提供的深入细致的毒性信息。386/17/2020三、急性毒性评价外源化学物急性毒性分级（WHO）毒性分级大鼠一次经口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4小