肝脏毒理学

肝脏毒理学
1.什么是肝脏毒理学和化学性肝损伤？
肝脏毒理学（toxicology of the liver）：是利用毒理学的基本方法和技术，研究外源化学物对肝的损害作用特点及其机制的学科，它是靶器官毒理学的一个重要研究领域。

化学性肝损害（chemically induced liver injury）：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
2.为什么肝脏是外源化学物作用的重要靶器官？
a.在机体内肝脏具有特殊的解剖位置、组织结构和生理生化特性。

肝脏最易作为外来化学物的毒作用靶器官。

b.肝脏是一个被血液充盈的器官，与血液循环密切相关，由于肝脏存在两套入肝血管，分别接受来自胃肠道血液与体循环的动脉血液，化学物质无论从何种途径进入机体，均可通过血液循环达到肝脏，尤其从消化道吸收的毒物，在进入血液循环以前毒物首先与肝脏接触。

c.肝脏作为化学毒物的生物转化器官，在一定条件下，化学毒物极易对肝脏造成损害作用，特别是经体内代谢增毒的外源化学物质在肝脏代谢转化后其有毒代谢产物可首先损害肝脏。

d.由胆汁排泄的有毒化学物质或代谢产物，可通过肝-肠循环系统再次进入肝脏发挥毒作用。

3.肝脏对外源性化学物的毒性反应有哪些？
肝脏对外源化学物的毒性反应依赖于化学物性质、受损细胞群种类、接触剂量与方式等。

化学性肝损伤按其损伤发生的快慢可分为急性肝损伤与慢性肝损伤。

急性肝损伤（acute liver injury）一般是短期接触较大剂量肝毒物或肝脏功能不全时接触某种肝毒物引起，病理改变常见于肝细胞坏死、脂肪变性、胆汁淤积等。

慢性肝损伤（chronic liver injury）可因长期接触低剂量肝毒物引起，也可由一次急性坏死引起的后遗症，病理改变包括纤维化、硬变、癌变等。

一．肝细胞死亡（hepatocyte death）
化学毒物引起肝细胞死亡有两种情况：细胞坏死（necrosis）；细胞凋亡（apoptosis）二．脂肪变性（steatosis）
三、胆汁淤积（cholestasis）胆汁淤积较脂肪肝和肝坏死少见，它常常是肝脏对化学毒物的一种急性毒性反应，其出现频率较脂肪肝与肝细胞坏死低，有时可傍有轻微的胆道炎症和肝细胞坏死。

红霉素、氯丙嗪、雌激素等可引起。

四、肝窦状隙损害（sinusoidal damage）窦状隙的内腔阻塞或扩张、肝窦内皮细胞壁的进行性损害可影响窦状隙功能的完整性。

达那唑、硫唑嘌呤、氯乙烯砷制剂等可引起。

五、肝纤维化（hepatic fibrosis）与肝硬化（cirrhosis）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（hepatocarcinogenesis）
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
4.化学毒物诱导肝细胞死亡的可能机制有哪些？
化学毒物引起肝细胞死亡的可能机制有：①肝细胞膜脂质过氧化，如CCl4等化学毒物在细胞色素P-450系统作用下，产生三氯甲烷自由基，后者可使细胞质膜或亚细胞结构膜脂质发生过氧化，引起膜通透性增加，最终导致细胞死亡。

②毒物及其代谢产物与生物大分子发生结合，使生物大分子功能丧失，导致细胞死亡。

③损伤肝细胞线粒体，影响肝细胞呼吸链中酶蛋白的合成，导致肝细胞呼吸链中酶蛋白的合成发生障碍，肝细胞内呼吸停止，细胞死亡。

④细胞骨架损伤，细胞膜通透性改变，钙稳态失调，引起肝细胞死亡。

5.化学毒物引起肝脂肪变性的机制有哪些？
①脂肪酸氧化减少；如四氯化碳②甘油三酯合成增加；如异丙嗪、巴比妥类③运脂蛋白合成减少，如四环素、甲氨蝶呤等能抑制运脂蛋白的合成，从而使甘油三酯从肝细胞排出减少，导致脂肪变性；④肝外游离脂肪酸入肝过多，如DDT、尼古丁、肼类等化学毒物可通过刺激垂体-肾上腺，导致脂肪组织释放游离脂肪酸过多地进入肝脏。

6.引起胆汁淤积的作用机制有哪些？
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。

7.实验性肝损伤的体内试验检测方法有哪些？具体内容是什么？
肝损伤的体内试验评价（evaluation of hepatic injury in vivo）采用整体动物试验。

整体动物试验由于能较为全面反映化学毒物对人体的毒作用，并能长期动态观察生物机体对毒物的反应，故可用于肝脏毒物的危险度评价。

（一）实验动物：在肝脏毒理学实验中，不论是急性或慢性动物实验或化学性肝损伤动物模型试验，最常用的受试动物为大鼠和小鼠，其次为仓鼠、豚鼠、兔、狗等。

（二）染毒途径：动物染毒应尽量选择与人接触化学毒物相同的途径。

常用腹腔注射与经口途径染毒等。

1 血清酶学检测:肝脏损伤时血清中许多酶的活性异常。

其基本的原理在于肝损伤时,肝酶（hepatic enzymes）释放到血液中。

因此，检测血液肝酶的活性是目前肝脏毒性研究中最有用的工具之一。

根据血清酶对不同类型肝脏损伤的特殊性与敏感性，可将血清酶分为四组（表4）：
●第一组酶在血清中活性增高能较好地反映胆汁淤积型肝损伤，
●第二组酶能敏感地反映细胞毒性肝损伤，根据酶在其他部位的存在它可被进一步分为三类：
◆A类为肝内外组织细胞均可存在，
◆B类主要存在于肝脏，
◆C类几乎只存在于肝脏内。

●第三组酶对肝损伤相对不敏感，而对肝外器官组织细胞损伤敏感，如肌酐磷酸激酶（CPK）。

●第四组酶与前三种酶相反，肝细胞损伤时酶活性降低，如胆碱酯酶（ChE）。

2 肝脏排泄功能检测：进入体循环的化学物质可经肝脏以原形或者在肝细胞内转化后排泄。

根据胆汁/血浆浓度比可将随胆汁分泌的化合物分为A、B、C三类。

A类物质包括钠、钾、氯离子以及葡萄糖，这些物质的胆汁/血浆浓度比约为1。

B类物质随胆汁分泌的过程涉及多个转运系统即有机酸转运系统如胆红素和BSP的分泌、有机碱转运系统如乙基溴化普鲁卡因酰胺（PAEB）、中性有机分子转运系统如哇巴因。

胆汁/血浆浓度比约为10～1000之间。

C类物质是一些大分子物质，如菊粉、磷脂、粘蛋白和白蛋白，其胆汁/血浆浓度比小于1。

胆汁/血浆浓度比越大的物质越易通过胆汁分泌和排泄。

肝脏排泄功能检测试验：1）血清磺溴酞钠（BSP）排泄试验2）靛青绿（ICG）试验
肝脏化学组成成分改变的检测：化学性肝毒物除了能引起血清酶活性和肝脏分泌排泄功能的改变以外，还可使肝脏化学组成成分的结构和功能发生变化。

因此，检测肝脏化学组成成分的改变可以定量地评价肝脏损伤的程度，并可有利于阐明化学毒物产生肝损伤的机制。

肝脏组织病理学检查：(1)一般检查：整体动物实验结束，解剖受试动物，肉眼观察肝脏颜色和外观，可发现脂肪肝与肝硬化等改变。

肝脏的脏器系数是一个较为敏感的观察指标。

(2)光镜检查：光镜检查是确定肝损害的传统方法。

(3)电镜检查：电镜检查能提供肝细胞早期损伤的形态学改变依据。

8.肝脏的主要生理生化功能有哪些？
肝脏具有多种生理生化功能：
1.它可作为消化腺分泌胆汁促进肠道脂肪和脂质的消化和吸收；
2.它具有内分泌腺作用，能合成清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原以及多种载脂蛋白等，释放入血液，影响和调节机体的各种生理活动
3. 它是体内最大的物质代谢与生物转化器官，体内糖、脂类、蛋白质、维生素、激素等物质代谢主要在肝脏，由于肝脏富含代谢转化酶，它参与许多化学物质包括营养物质、药物与化学毒物的氧化、还原与结合反应过程；
4. 肝内有极其丰富的血窦，是人体内最大的贮血器官之一，血窦内含大量的巨噬细胞，能吞噬和清除血液中的异物。

胚胎期的肝脏有造血功能，正常成年人的肝脏不参与造血，但在某些病理情况下，肝可恢复一定的造血能力。