食品毒理学资料

外源化学物：指存在于人类生活的外界环境中，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定生物学作用的一些化学物质。

内源化学物：指机体内原已存在的和代谢过程中形成的产物或中间产物。

食品毒理学：是借用毒理学的基本原理和方法，研究食品中外源化学物的性质、来源与形成，以及它们的不良作用和可能的有益作用的机制，并确定这些物质的安全限量和评定食品安全性的一门科学。

毒物：指在一定条件下，较小剂量即能够对机体产生损害作用或使机体出现异常反应的外源化学物。

毒性：指外源化学物质与机体接触或者进入机体内的易感部位后，能引起损害作用的相对能力，包括一般性的损害及致畸、致突变和致癌的能力等。

毒效应谱：指机体接触外源化学物后，根据外源化学物的性质和剂量，可引起多种变化。

靶器官：指化学物质被吸收后可随血流分布到全身各个组织器官，但直接发挥作用的部位往往只限于一个或多个组织器官，该类组织器官称为靶器官。

生物学标志：指针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物质及其代谢产物，以及它们所引起的生物学效应而采用的检测指标。

接触生物学标志：对各种组织、体液或排泄物中存在的化学物质及其代谢产物，或它们与内源性物质作用的反应产物的测定值。

效应生物学标志：可以测出机体生理、生化、行为等方面的异常或病理组织学方面的改变，反映与不同靶剂量的化学物质或其代谢产物有关的健康有害效应的信息。

易感性生物学标志：反映机体对化学物质毒作用敏感程度的指标。

量反应：指反应属于计量资料，有强度和性质的差别，可用某种测量数值表示。

质反应：指反应属于计数资料，没有强度的差别，不能以具体数值表示，而只能以阴性或阳性、有或无表示。

剂量—量反应关系：表示化学物质的剂量与个体中发生的量反应强度之间的关系。

剂量—质反应关系：表示化学物质的剂量与某一群体中质反应发生率之间的关系。

绝对致死剂量（LD100）：指化学物质引起受试对象全部死亡所需的最低剂量或浓度。

半数致死量（LD50）：指化学物质引起一半受试对象出现死亡所需的剂量。

阈剂量/LOAEL：指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最轻微的异常改变所需的最低剂量。

ADI：依据人体体重，终身摄入一种食品添加剂而无显著健康危害的每日允许摄入量的估计值。

NOAEL:指化学物质在一定时间内，按一定方式与机体接触后，根据现有条件，未能观察到对机体造成任何损害作用或使机体出现异常反应的最高剂量。

安全系数：化学物质的安全限值一般是将NOAEL缩小一定的倍数来确定的。

安全剂量（VSD）：指低于此剂量能以99%可信限的水平使超额癌症发生率低于10ˉ6，即100万人中癌症超额发生低于1人。

法规阈值：规定食品中的成分产生可忽视危险性的阈值为0.5ppb（0.5×10ˉ9）。

生物转运：化学毒物在生物体内的吸收、分布和排泄过程称为生物转运。

ADME过程：包括吸收、分布、代谢、排泄的过程。

生物转化：指化学毒物通过不同途径进入机体后，经多种酶催化而发生的一系列化学变化，并形成一些分解产物或衍生物。

脂—水分配系数：当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，在脂相和水相中溶解的比值。

血—气分配系数：血中溶解度、肺通气量和血流量系数低的吸收率取决于肺（8~12min），系数高的则取决于呼吸频率和深度（1h）。

首过效应：指未到体循环就被肝脏代谢和排泄的现象。

贮存库：指进入血液的外源化学物在某些器官组织蓄积而浓度较高，且对这些器官组织未显示明显的毒作用。

肠肝循环：化学毒物及其代谢产物由胆汁进入肠道，一部分可随粪便排出，一部分由于肠液或细菌的酶催化，增加其脂溶性而被肠道吸收，重新返回肝脏，形成肠肝循环。

代谢活化：大多数情况是生物转化终止了药物的药效作用或降低了外源化学物

质的毒性，但对有的毒物却可使毒性增强，甚至产生致癌、致畸、致突变效应。

代谢解毒:是指外来化合物经生物转化形成毒性低而易于排泄的代谢产物。生物转化对大部分外来化合物起代谢解毒作用，因此一般将催化生物转化Ⅰ相反应和Ⅱ相反应得酶统称为解毒酶类。

Ⅰ相反应：氧化反应、还原反应和水解反应。这些反应常涉及暴露或引入一个功能基团，如-OH、-NH 、-SH、-COOH等。

Ⅱ相反应：又称结合反应，是毒物原有的功能基团或由Ⅰ相反应引入（暴露）的功能基团与内源性辅因子反应。

终毒物：是一种特别化学性质的物质，它可与内源性靶分子（受体、酶、DNA等）相互作用，使整体性结构或功能改变，从而导致毒性作用。

自由基（FR）：指独立游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。

氧化应激：由氧自由基产生的细胞毒性效应。

脂质过氧化：多不饱和脂肪酸的氧化破坏。

毒物联合作用：指两种或两种以上毒物同时或先后作用于机体时会出现某种形式的综合反应。

一般毒性作用：指外来化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对试验动物产生的综合毒效应。

急性毒性：指机体（实验动物或人）一次或24h内多次接触外源化学物后在短期内所产生的毒性效应。

蓄积作用：外源化学物连续、反复地进入机体，而且吸收速度或总量超过代谢转化排出的速度或总量时，化学物质就有可能在体内逐渐增加并贮留的现象。

物质蓄积：当实验动物反复多次接触化学毒物后，可用分析方法在体内测出物质的原型或其代谢产物时，称为物质蓄积。

功能蓄积：有的化学物质在长期接触后，机体内虽不能测出其原型或代谢产物，却出现了慢性毒性作用，称为功能蓄积。

蓄积系数（K）：指多次染毒使半数动物出现效应（或死亡）的蓄积剂量与一次染毒使半数动物出现相同效应（或死亡）的剂量的比值。

生物半减期（t1/2）：指进入机体的化学物质在体内消除一半所需的时间。

蓄积率：指在一定时间内，化学物质在体内的蓄积量与同一时期进入机体总量

的百分比。

现代食品安全性的六大类问题：1、营养失控；2、微生物致病；3、自然毒素；

4、环境污染物；

5、人为加入食物链的有害化学物；

6、其他不确定的饮食风险。

外源化学物对机体存在选择毒性的原因：

1、物种和细胞学的差异：动物、植物。细菌；

2、不同生物或组织器官对外源化学物及其毒性代谢产物的蓄积能力不同：碘—甲状腺；

3、不同生物或组织器官对外源化学物在体内生物转化过程的差异，如磺胺类药物：细菌/人；黄曲霉素B1：大鼠/小鼠；甲醇：人眼睛；

4、不同生物或组织器官对外源化学物所造成损害的修复能力存在差异：MNU→大鼠胸部肿瘤、肝脏未发现。

毒作用带分为：急性毒作用带（Zac）；慢性毒作用带（Zch）。

生物学标志分为：接触生物学标志，效应生物学标志，易感性生物学标志。

生物膜的功能：隔离功能；进行重要生化反应和生命现象的场所；内外环境物质交换的屏障。

简单扩散的条件：1.生物膜两侧浓度梯度差；2.外源化学物在脂质中的溶解度（脂水分配系数）；3.外源化学物的解离状态。

急性毒作用带和慢性毒作用带的含义：

1.急性毒作用带(Zac):Zac=LD50/Lim ac，Zac值小，说明化学物质从产生轻微损害到导致急性死亡的剂量范围窄，引起死亡的危险性大；反之，危险性越小。

2.慢性毒作用带(Zch):Zch=Lim ac /Lim ch,Zch值大，说明Limac与Limch之间的剂量范围大，由轻微毒性效应到明显中毒表现的发展过程较为隐匿，易被忽视发生慢性中毒的危险性大。反之，危险性小。

主动转运的特点：1.逆浓度梯度转运，耗能；2.转运需载体参加；3.载体是生物膜的组成成分；4.转运有一定的选择性；5.可产生竞争性抑制。

机体内的主要贮存库：1.血浆蛋白（白蛋白）；2.肝脏和肾脏；3.脂肪组织；4.骨组织。

代谢活化生成的活性代谢产物有：

1.生成亲电子剂：苯并芘、2-乙酰胺基芴等的代谢活化；

2.生成自由基：百草枯催化还原、四氯化碳还原脱卤；

3.生成亲核剂：少见，苦杏仁苷→氰化物；

4.生成氧化还原剂：比较少见，硝酸盐→亚硝酸盐。

P—450酶系的组成:

1.血红素蛋白类→含铁卟啉环结构，具电子转移功能；

2.黄素蛋白类→电子供给体；

3.磷脂类→细胞色素电子传递时起异化作用。

P—450催化氧化的总反应：底物（RH）+O2+NADPH+H2→产物（ROH）+H2O+NADPˉ。

P—450催化的氧化反应的类型：

1.脂肪族或芳香族碳的羧基化；

2.双键的环氧化作用；

3.杂原子的氧化和Nˉ羧化；

4.杂原子脱烷基；

5.氧化基团的转移；

6.酯裂解；

7、脱氧。

哺乳动物含有的5种环氧水化酶：

1.微粒体环氧水化酶；

2.可溶性环氧水化酶；

3.胆固醇环氧水化酶；

https://www.360docs.net/doc/0e12998329.html,T4水解酶；

5.hepoxinlin水解酶。

结合作用（Ⅱ相反应）的主要类型及结合酶定位：

1.葡糖醛酸结合→酶定位：微粒体；

2.硫酸结合→酶定位：胞液；

3.乙酰化作用→酶定位：线粒体、胞液；

4.氨基酸结合→酶定位：线粒体、微粒体；

5.甲基化作用→酶定位：胞液；

6、与谷胱甘肽结合→酶定位：胞液、微粒体。

细胞内钙稳态：在细胞静息状态下细胞内游离Ca2+仅为10ˉ7mol/L，而细胞外液Ca2+则达 10ˉ3mol/L。当细胞处于兴奋状态，第一信使传递信息，则细胞内游离Ca2+迅速达10ˉ5mol/L。此后再降低至10ˉ7mol/L，完成信息传递循环。

钙稳态失调的机制：Ca2+这种失调或紊乱，将完全破坏正常生命活动所必需的由激素和生长因子刺激而产生的短暂的Ca2+瞬变，危机细胞器的功能和细胞骨架结构，最终激活不可逆的细胞成分的分解代谢过程。包括：1.细胞膜通透性增加；2. Na+—Ca2+交换异常；3.线粒体功能障碍。

钙稳态失调致细胞毒性的机理：

1.能量代谢的影响：（1）抑制ATP生成→膜泵能量供应↓→细胞内泵出或泵入内质网的Ca 2+↓→胞浆内Ca 2+↑→线粒体内膜脂质过氧化；（2）线粒体呼吸↑→氧自由基↑→线粒体内膜脂质过氧化。

2.微管功能障碍：Ca 2+↑→肌动蛋白丝同α-辅肌动蛋白和胞衬蛋白分离→形成脂质膜大疱→质膜易于破裂。

3.多种水解酶激活。

非酶促防御抗氧化系统包括：1.谷胱甘肽；2.维生素C和维生素E；3.类胡萝卜素；4.尿酸、牛磺酸、次牛磺酸等。

酶类抗氧化系统的主要反应：1.超氧化物歧化酶（SOD）；2.过氧化氢酶（CAT）；

3.过氧化物酶（POD）；

4.抗坏血酸过氧化物酶（APX）；

5.谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）；

6.谷胱甘肽还原酶（GR）。

毒物联合作用的具体形式及意义：

1.非交互作用。

（1）相加作用：见于结构相似或同系衍生物，如其作用靶子相同，则毒性表现为各单个毒物效应的总和。

（2）独立作用：这是由于不同性质的毒物有不同的作用部位、不同的靶子，而这些部位与靶子之间在功能关系上不密切，因而出现各自不同的毒效应。

2、交互作用。

（1）协同作用：表现为各个毒物的综合效应大于各单个毒物效应的总和，即毒性增强作用。其发生的途径是多方面的，例如可能由于不同毒物进入机体后相互作用产生新的药物，可使毒性增强。

（2）加强作用：一种化学物对某器官或系统并无毒性，但与另一种化学物同时或先后暴露时时期毒性效应增强，称为加强作用。

（3）拮抗作用：即进入体内几种毒物其毒性作用的总和低于各化合物单独毒效应的总和。

蓄积毒性试验方法:1.蓄积系数法；2.生物半减期法；3. 蓄积率。

毒物化学结构与毒性大小规律：

1. 同系物的碳原子数。规律：以直链饱和烃为例，这类脂肪族化合物为非电解质化合物，其毒性为具有麻醉作用。从丙烷(甲烷、乙烷例外，为惰性气体)起，随着碳原子数增多，麻醉作用增强。但达到7~9个碳原子之后，却又随着碳原子数增多，麻醉作用反而减弱。此外，一般碳原子数相同时直链化合物毒性大于异构体，成环化合物毒性大于不成环化合物。如麻醉作用：庚烷>异庚烷、正己>烷>新己烷、环戊烷>戊烷。

2. 烃基。规律：非烃类化合物引入烃基，脂溶性增高，易于透过生物膜，毒性增强；烃基结构亦可增加毒物分子的空间位阻，使其毒性改变。

3. 分子饱和度。规律：碳原子数相同时，不饱和键增加其毒性，如毒性：乙烷<乙烯<乙炔；对结膜的刺激>丙烯醛>丙醛;丁烯醛>丁醛。

4. 取代基的性质。规律：取代基毒性大小：-NO2、-CN、-Cl、-Cl、-H、-CH3、-C4H9、-CH3O、-NH2。烷烃类的氢被卤素取代，毒性增强，取代越多，毒性越大：CCl4﹥CHCl3﹥CH2Cl2﹥CH3 Cl。

5. 羟基。规律：芳香族化合物引入羟基，分子极性增强，毒性增加，如苯→苯酚；多羟基的芳香族化合物毒性更强；脂肪烃引入羟基→醇类，麻醉作用增强。

6. 酸基和酯基。规律：-COOH 和-SO3H 引入化合物中，水溶性和电离度增加，

脂溶性降低，难以吸收和转运，毒性降低。如苯甲酸毒性低于苯。当酸基酯化后，电离度↓，脂溶性↑，毒性↑。

7.氨基。规律：胺具碱性，易与核酸、蛋白质的酸性基团起反应，易与酶发生作用。毒性大小:伯胺(RNH2)>仲胺(RNHR′)>叔胺(RNR′R〞)。

8.分子构型。规律：同分异构体：一般毒性大小为对位>邻位>间位,如二甲苯、硝基酚、氯酚。个别例外。

9. 有机磷化合物结构与毒性。规律：R′、R〞为烷基，碳原子R越多毒性越强；Y为氧时较硫Y毒性大；X为酸根时，强酸毒X性大于弱酸、X为苯基时，毒X 性与苯环取代基有关、同为-NO2时，则与取代位置有关。

急性毒性试验目的：

1.测定致死剂量及其他急性毒性参数→LD50；

2.通过观察动物中毒表现、毒作用强度和死亡情况，初步评价毒物对机体的毒性效应特征、靶器官、剂量-效应关系和对人体产生损害的危险性；

3.为亚慢性、慢性毒性试验研究及其他毒理试验提供接触剂量和观察指标选择的依据；

4.为毒理学机制研究提供线索。

我国食品毒理急性毒性分级法[1994]：

急性毒大鼠经口大致相当于体重

性分级 LD50(mg/kg) 70kg人的致死剂量

6级(极毒) ＜1 稍尝，＜7滴

5级(剧毒) 1～50 7滴～1茶匙

4级(中等毒) 51～500 1茶匙～35克

3级(低毒) 501～5000 35～350克

2级(实际无毒) 5001～15000 350～1050克

1级(无毒) ＞15000 ＞1050克

20d试验法的设计及结果判定：

设计：将动物分为5个组：阴性对照组、1/20 LD50、1/10 LD50、 1/5 LD50和1/2 LD50四个剂量组，每组10只，雌雄各半。每日染毒1次，连续20天。

结果判定：

1.各剂量组均无死亡，即为蓄积性不明显；

2.如仅1/2LD50剂量组出现死亡，其他组均无死亡，则为弱蓄积性；

3.如1/20LD50剂量组无死亡，其他各组间死亡数有剂量反应关系时，则为中等蓄积性；

4.如1/20LD50剂量组有死亡，且有剂量反应关系时，则为强蓄积性。

遗传毒性试验（三项试验）结果判断：

1.如三项试验中，体内、体外各有一项或以上试验阳性，则表示该受试物很可能具有遗传毒性作用和致癌作用，一般应放弃该受试物应用于食品；

2.如三项试验中一项体内试验为阳性或两项体外试验阳性，则再选两项备选试验（至少一项为体内试验）。如再选的试验均为阴性，则可继续进行下一步的试验；如其中有一项试验阳性，则结合其他试验结果，经专家讨论决定，再作其他备选

试验或进入下一步的毒性试验；

3.如三项试验均为阴性，则可继续进行下一步的毒性试验。

亚慢性毒性试验结果判断：

90d喂养试验、繁殖试验、传统致畸试验。根据这三项试验中最敏感指标所得的最大未观察到有害作用剂量进行评价

，

原则是：1.如最大未观察到有害作用剂量小于或等于人的可能摄入量的100倍者表示毒性较强，应放弃该受试物用于食品。

2.最大未观察到有害作用剂量大于100倍而小于300倍者，应进行慢性毒性试验。

3.大于或等于300倍者则不必进行慢性毒性试验，可进行安全性评价。

慢性毒性（包括致癌）试验结果判断：

1.根据慢性毒性试验所得的最大未观察到有害作用剂量进行评价。

原则是：①最大未观察到有害作用剂量小于或等于人的可能摄入量的50倍者，表示毒性较强，应放弃该受试物用于食品；

②最大未观察到有害作用剂量大于50倍而小于100倍者，经安全性评价后，决定该受试物可否用于食品；

③最大未观察到有害作用剂量大于或等于100倍者，则可考虑允许使用于食品。

2. 根据致癌试验所得的肿瘤发生率、潜伏期和多发性等进行致癌试验结果判定的原则是：凡符合下列情况之一，并经统计学处理有显著性差异者，可认为致癌试验结果阳性。若存在剂量-反应关系，则判断阳性更可靠。

原则是：①肿瘤只发生在试验组动物，对照组无肿瘤发生；

②试验组与对照组均发生肿瘤，但试验组发生高；

③试验组动物中多发性肿瘤明显，对照组中无多发性肿瘤，或只是少数动物有多发性肿瘤；

④试验组与对照组动物肿瘤发生虽无明显差异，但试验组中发生时间较早。

食品毒理学的研究方法：

1.食品毒理学的研究从方法学来说：（1）微观方法(细胞、分子水平)；（2）宏观方法(整体水平)。

2.食品毒理学的具体研究方法：（1）体内试验；（2）体外试验：游离器官、细胞、亚细胞、微生物；（3）个体观察/个体试验；（4）流行病学研究。

食品安全性内涵：目前食品安全性是指食品中不应含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或因素，从而导致消费者急性或慢性毒害或感染疾病，或产生危及消费者及其后代健康的隐患。即：质量安全、卫生安全、营养安全。

影响化学物毒性的因素：1.剂量；2.接触途径：经口、呼吸道、皮肤；3.接触期限：急性毒性试验、亚慢性性毒性试验、慢性毒性试验；4.吸收速率：静脉注射(气管吸入)最快；5.接触频率:t1/2。

剂量-反应-曲线的形式：1.直线型；2.S型曲线型：对称性S曲线，非对称性S 曲线；3.抛物线；4.“全或无”反应。

生物膜的主要转运方式：被动转运、主动转运、膜动转运。

影响气溶胶吸收的重要因素：气溶胶中颗粒的大小；化学物质的水溶性。

肾脏排泄的基本过程：肾脏排泄=肾小球滤过+肾小管分泌-肾小管重吸收。

P-450酶系与FMO催化氧化时的不同： FMO酶不能在碳位上催化氧化反应。 FMO 可催化亲电子的胺氧化生成N-氧化物，催化伯胺氧化生成羟胺和肟。FMO还可氧化含硫的外源化学物(如硫醇，硫醚，硫酮、甲氰咪胍等)。和磷化氢分别生成S-和P-氧化物。FMO和P-450相对表达的物种差异，决定了些毒物的毒性物种差异。如吡咯烷生物碱对大鼠（剧毒）、豚鼠（低毒）的毒性。

生物膜主要生物物理性质表现在哪几个方面:1.生物膜的通透性;2.流动性；3.电荷性；4.膜电位，等方面。

DNA加合物的类型：1.烷化DNA加合物；2.多环芳烃的DNA加合物；3.环化的DNA加合物；4.DNA链间和链内交联；5.DNA与蛋白质的交联等。

生物学效应：细胞毒性、诱变作用、活化癌基因，乃至引发细胞癌变。

不同因素下化学物毒性比较的具体例子及原因：

1.脂/水分配系数和绝对溶解度。

（1）脂/水分配系数：相对溶解度，影响ADME过程。脂溶性高的毒物易于吸收，不易排泄，停留时间长，毒性较大。

(2)绝对溶解度：体液中溶解度越大，毒性越强。如砒霜(As2O3)溶解度、毒性远远大于(As2S3)；气态化学物的水溶性可影响其在呼吸道的吸收部位，如氟化氢、氨等刺激上呼吸道表皮，不易溶解的二氧化氮则可深入达肺，引起肺水肿。

2. 挥发性和蒸汽压。常温下挥发性大的液态化学物易形成较大的蒸气压，易于经呼吸道吸入。如汽油、四氯化碳、二硫化碳等。当某些液态毒物LD50值相近，绝对毒性相当，但挥发度不同，实际毒性相差很大。如苯与苯乙烯，LC50为45mg/L，但挥发度相差11倍，故苯的实际毒性高。

3.分散度。粉尘、烟、雾等固体物质，其毒性与分散度有关。