第六章 化学毒物的一般毒性作用
[医学]第六章 化学毒物的一般毒性作用-亚慢性和慢性毒性
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二、蓄积作用的研究方法
目的：通过蓄积试验求出蓄积系数K，了解化学 物蓄积毒性的强弱，并作为慢性毒性试验及其 它有关毒性试验的剂量选择提供参考。 蓄积系数法 生物半衰期法
（一）蓄积系数法
蓄积系数(accumulation coefficient)：指多次染毒使半数 动物出现某种效应的总量与一次染毒的半数效量之比值。 一般采用大鼠或小鼠，以死亡作为效应指标。 K=ED50(n)/ED50(1) 或 K=LD50(n)/LD50(1) ED50(n):以慢性方式多次接触受试物时产生预期效应的 累积剂量之和。 ED50(1):一次接触该物质产生相同效应的一次剂量。
＊1. 实验动物的选择 ＊2. 剂量设计与分组 ＊3. 染毒途径与时限 ＊4. 观察指标
五、长期毒性试验的注意事项
重视实验项目管理：选择经验丰富的专业人员对项目的设计和实施 进行管理，保证仪器设备状态良好，工作人员专业培训。
实验室环境的要求：注意动物饲养和试验环境的规范化，符合 GLP 。
蓄积系数的评价
蓄积系数（Ｋ） 蓄积作用分级
<1
高度蓄积
1-
明显蓄积
3-
中等蓄积
5-
轻度蓄积
1. 固定剂量法
方法：
（1）急性毒性实验
LD50(1)
（2）1/20-1/5LD50 每日染毒
LD50(n)
（ 50%动物死亡时累计染毒的总量）
（3）计算K值：K=LD50(n)/LD50(1)
若累计染毒量已达到5个LD50，动物仍未死亡或死 亡未达到半数，可终止实验，其Ｋ值按 ＞５作为结果。
蓄积库（depot）：化学物蓄积的组织器官部位。常见 的蓄积库包括： 血浆蛋白 脂肪组织 肝脏、肾脏 骨骼
07第6章 一般毒性
1.2 急性毒性试验的目的
确定受试物使一种或几种实验动物死亡的剂量水平 （LD50），以初步估计该化合物对人类毒害的危险 性。为进一步的蓄积毒性试验、亚慢性与慢性毒性 试验及特殊毒性试验提供剂量和判断指标的依据。 阐明一种化合物的相对毒性、作用方式和特殊毒性 表现，找出量-效关系，以便其毒性包括临床症状、 生理生化和病理变化、毒性性质和可能的靶器官等 有初步了解。 确定机体在环境中接触的受试物侵入机体的途径， 研究受试物的代谢动力学过程。 研究受试物急性中毒的预防和急救治疗措施。
1 急性毒性作用及其评价
新外源化合物首先需必须阐明其急性毒性的
强度及特征。 1.1 基本概念 1.2 急性毒性试验的目的 1.3 急性毒性试验设计 1.4 急性毒性评价
1.1 基本概念
急性毒性（acute toxicity）是指机体一次接触或 在24小时内多次接触外来化学物后所引起的快速剧 烈的中毒效应（结构与功能变化）。 一次接触因给予途径不同定义不同：口服和注射指 瞬间将受试物给予机体；吸入和皮肤接触指在特定 期间内（24小时）机体持续接触受试物。 短期试验（Short-term test）指在数日内（7-14 天），每天使试验机体接触一次受试物的试验。以 探讨较大剂量和较短时间的毒性作用。其与急性毒 性试验不同。
1.3.5.3 经皮肤接触
液态、粉尘态和气态外来化学物均有接触皮
肤的机会。不仅与外露皮肤接触并被吸收， 有的还能穿透衣服经皮肤吸收。 外来化学物经皮肤吸收是指角质层完整的皮 肤，若皮肤破损，化学物经真皮直接吸收， 而与静脉吸收的机制相似。
1.3.6 试验周期
急性毒性试验除计算受试物的LD50/LC50外，
化学毒物的一般毒性作用
50~500
>500
200~2000
>2000
200~2000
>2000
急性毒性分级和评价 化学物质性毒性分级
• 暴露的母体：强酸强碱、重金属、CO等
CH3 直接毒性作用
CH3
N-NO
CH3+（亲电子基团）
几个基本概念
• 代谢活化（metabolic activation） • 增毒（toxication）
对硫磷
对氧磷（高活性胆碱酯酶抑制剂）
ห้องสมุดไป่ตู้
常见的增毒作用
• 最为常见的增毒作用是使外源化学物（如 氧和氧化氮）转变为：
毒理学基础 第六章 化学物的一般毒性作用
〔四〕慢性实验设计要点
1.实验动物 2.染毒途径与期限
3.剂量分组: 高剂量组：1/5-1/2 LOAEL〔亚慢〕 中剂量组：1/50-1/10LOAEL 低剂量组：1/100 LOAEL或：1/1000-1/10LD50 阴性对照：
4.观察指标 同亚慢，但精，为亚慢显现靶的指标。
〔五〕结果评价
染毒使半数动物出现相同效应〔或死亡〕的剂量[ED50(1)]
的比值，K 即= 蓄ED5积0(n)系数。
ED50(l)
LD50(n
K
=
)
LD50(l
)
1)固定剂量法 2)剂量递增法
〔2〕生物半减期法
用毒物动力学原理描述化学毒物在机体内的蓄积作用 化学物的蓄积极限：
a.半减期的测定 b.计算蓄积极限
第六章 化学物的一般毒性作用
急性毒性 一般毒性亚慢性毒性
慢性毒性
急性毒性试验 亚慢性毒性试验 慢性毒性试验
第一节 急性毒性作用
一、急性毒性的概念
➢ 急性毒性(acute toxicity) ：是指机体〔实验动物或人〕 一次或24小时内屡次接触外源化学物后在短期内所引 起的毒性效应。
➢ 包括一般行为、外观改变、大体形态变化以及死亡效应 ➢ 说明： ➢ 1.接触的次数：一次/屡次 ➢ 2.毒效应出现时间： ➢ 3.中毒效应的强度：
〔二〕染毒途径
1.经消化道染毒 2.经呼吸道染毒 3.经皮肤染毒 4.经注射染毒
〔三〕剂量选择及分组
1.剂量范围确实定： 动物死亡率0％－100％ 〔或10％-90%〕的致死剂量范围
2.分组及剂量确实定： 窛氏法：6－8组为宜，各组剂量呈等比级数 霍恩氏法：4组，各组剂量呈等比级数
〔四〕毒作用观察
化学物的一般毒性及其评价
几种动物不同注射染毒途径注射量范围(ml)
注射途径 静脉
肌内 皮下 腹腔
小鼠 0.2-0.5
0.1-0.2 0.1-0.5 0.2-1.0
大鼠 1.0-2.0
0.2-0.5 0.5-1.0 1.0-3.0
豚鼠 1.0-5.0
0.2-0.5 0.5-1.0 2.0-5.0
兔 3.0-10.0
0.5-1.0 1.0-3.0 5.0-10.0
1. 经口染毒
经口染毒可分为灌胃、喂饲、吞咽胶囊 等方式 .一般来说新物质均先进行经口染毒 途径的急性毒性试验,求出LD50值,通常用该 LD50值来比较不同化学物急性毒性大小
2. 经呼吸道染毒
气管内注入：在动物麻醉情况下，将已消毒 灭菌的受试物（粉尘混悬液或液体） 注入气管，使之分布于左右肺内。 动式吸入 吸入 静式吸入
(六)观察时间和周期
• 急性毒性的观察周期一般为１４天，LD50计 算时以观察周期内各组动物的总死亡数为依 据．不同化学物其中毒体征出现的时间和特 点各有不同，而且引起动物死亡的时间也存 在很大的个体差别．如氰化物多数动物在染 毒后几分钟至几个小时内死亡；羰基镍染毒 早期出现上呼吸道体征，很快就缓解，但２ －３天后甚至更迟些又出现明显的中毒体征， 表现为严重的肺水肿，呼吸困难，然后死 亡．
静式吸入染毒
将实验动物置于一个具有固定体积的容器内(染毒 柜)，定量加入易挥发的液态或气态受试物，在容 器内形成试验设计所需要的空气浓度，在一定时 间内，使动物连续吸入并观察毒性反应。 优点：该染毒方式设备简单、操作方便、消耗受试 物较少。 缺点：实验期间，实验动物得不到氧气补充；且随 实验的进行，染毒柜内受试物的浓度会逐渐降低 为保障实验顺利进行，应注意染毒柜容积、放置实 验动物的种类与数量以及放置时间之间的关系。 小鼠最低需气量：3.45L/h, 大鼠30.5L/h
6 第6章 一般毒性作用及其试验与评价方法
2、剂量设计与分组
• 根据受试物或其近似物的物理、化学性质选择与本实 验相同动物物种或品系，相同染毒途径的LD50值作为 参考值，选择剂量系列。 • 一般分四组：高中低三个剂量组及一个阴性对照组
3、确定实验动物染毒方法： 灌胃
4、观察周期及观察内容
观察周期：一般为14天或24h，但计算出LD50时应注明
• 品种、品系的选择 • 健康状况：健康成年动物
小鼠、大鼠测半数致死量，狗观察毒性反应。
• 年龄：大鼠180-240g，小鼠18-25g（35-50日 龄），家兔2-2.5kg，豚鼠200-250g，狗10-15kg。 • 性别：雌、雄各半，雌性实验动物要求是未 经交配和受孕的。 • 各剂量组动物数： 小动物数量为每组 10 只，大动物也应每组 6 只。
‘一次接触’
(P122)
经口接触和各种方式的注射接触，“一次接触”，是指 在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内；
而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次接触”是指在一
个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程; 此外，当化学物毒性较低时，需要给予动物较大剂量时， 可在 24 小时内分多次给予，这时的急性接触即为“多 次”。
免费茶水的重金属严重超标
一份外国学者的研究指出， 中国13个品牌的香烟重金属含量超标
第二节 蓄积毒性
一、基本概念 P138
当化学毒物连续、反复进入机体，而且进 入的速度（或总量）超过代谢转化与排出的速度 （或总量）时，物质就有可能在体内逐渐增加并 贮留的现象--蓄积作用（accumulation） 化学毒物容易蓄积的组织和器官——贮存库
急 以性 死毒 亡性 为的 终上 点限 参 数 急 非性 毒 作致 性 用死 的 为性 下 终急 限 点性 毒参 性数 ，
6 第6章 一般毒性作用及其试验与评价方法
粘膜
其它
结膜或口腔中分泌物增多，充血、苍白、黄疸
直肠或脚爪部皮肤温度降低或升高；姿势异常，消瘦等
5、LD50的计算方法：
（1）改进寇氏法 P127
• 改进寇氏法：计算简便，结果可靠。
• 试验设计要求：组内动物数相等、组间剂量等比例 设计、死亡率正态分布、最低剂量组死亡率 <20% ， 最大剂量组死亡率>80% • 计算公式：logLD50=Xκ- i(Σp - 0.5)
‘一次接触’
(P122)
经口接触和各种方式的注射接触，“一次接触”，是指 在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内；
而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次接触”是指在一
个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程; 此外，当化学物毒性较低时，需要给予动物较大剂量时， 可在 24 小时内分多次给予，这时的急性接触即为“多 次”。
第一节
急性毒性作用及其评价
一、基本概念。（P122）
急性毒性（acute toxicity）是指机体(人或实验 动物)一次接触(或24小时内多次接触)受试物后， 在短期内所产生的效应及反应，包括一般行为、 外观改变及形态改变，甚至死亡效应。 观察时间：一般为7天，也可连续观察14～28天。
4日接触总剂量 （LD50）
累积接触总剂 量（LD50）
0.40
1.00
1.90
3.26
5.26
8.26
12.74
蓄积毒性试验的目的：
• 求出外源化学物的蓄积系数，了解蓄积毒性大小
• 为慢性毒性试验和其它有关毒性试验的剂量选择提 供参考依据 • 为制定有毒物质在食品中的卫生限量标准时，为安 全系数的选择提供参考 • 确定该受试物可否用于食品供人类长期食用
化学毒物的一般毒性作用
体位异常，叫声异常，活动异常，不安，多动、 少动或呆卧，侧倒
运动状态
运动异常、运动失调、步态蹒跚、痉挛、抽搐、 强直、麻痹，后肢无力， 管状尾
对外界刺激反应性 脑、脊髓反射 肌肉张力 自主神经系统 瞳孔 腺体分泌
易兴奋、易激惹，感觉迟钝或过敏，反应低下或 过高
减弱或消失 松弛或紧张 散大或缩小 流涎，流泪，出汗
常用的急性毒性参数：
（一）LD50 (或LC5物急性毒性的 重要基础。 局限： LD50 (或LC50 )的测定受许多因素的影响； 不能反映化学毒物致死作用的中毒特征； LD50波动性很大。
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（二）其他指标 1. 急性毒作用带 （Zac=LD50/Limac）： 可反应急性阈剂量距离 LD50 的宽窄，即表示引 起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间剂 量范围的宽窄。其越大，表示化学物引起急性死 亡的危险性越小。 2. LD84/LD16(或LC84/LC16)： 灵敏性好、重复性强而且容易求。 3. LD100、LD01 4. 剂量反应曲线斜率 (即剂量-死亡曲线的概率单位直线的斜率)。图
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中毒效应的强度 机体急性一次性大剂量接触毒物后所表现 出的一般行为、外观、大体形态的改变十分 明显，中毒症状严重，常常发生死亡。
9
二．急性毒性试验目的与常用参数
目的： A. 求出LD50以及其它的急性毒性参数，了解急 性毒作用强度。 B. 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。 C. 探求化学毒物急性毒性的剂量 - 反应关系， 为进一步毒理学试验的染毒剂量设计提供参 10 考依据。
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3)病理检查及其它指标 对死亡的动物：均应及时进行大体解剖和病理组 织学检查。 对存活动物：在观察期结束时进行大体病理检查.
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第六章化学毒物的一般毒性作用A1型题
1. 评价急性毒性最主要的参数为：
A. 半数致死量LD50
B. Zac
C. LD84/LD16
D. LD50和Zac
E.Limac
2. 急性毒性试验的目的是：
A. 确定长期接触造成有害作用的最低剂量
B. 测试和求出毒物的致死剂量
C. 为制定人类接触式的安全限量标准提供毒理学依据
D. 为受试物毒性机制研究和将研究结果外推到人提供依据
E. 确定未观察到有害作用的剂量
3. 急性毒性试验的试验动物一般要求使用：
A. 1个种属的动物
B. 2 个种属的动物
C. 啮齿类
D. 非啮齿类
E. 灵长目动物
4. 急性毒性试验对实验动物年龄的要求是：
A. 刚出生
B. 初断乳
C. 初成年
D. 成年
E. 老年
5. 在给予受试物时，大小鼠的最大灌胃量分别为：
A . 1ml/只, 10ml/只
B. 0.2ml/只, 2ml/只
C. 1ml/kg体重, 10ml/kg体重
D. 2ml/只, 20ml/只
E. 0.2ml/kg体重, 2ml/kg体重
6. 急性毒性试验最常用的染毒途径是：
A. 灌胃
B. 经呼吸道染
C. 经皮肤染毒
D. 经注射途径染毒
E. 经口染毒
7.急性毒性试验的实验周期最长为：
A. 24小时
B. 1周
C. 2周
D. 28天
E. 3个月
8. 静式染毒的缺点是：
A. 氧气不够用
B. 对环境污染较严重
C. 染毒柜体积太小
D. 挥发性不强的受试物使用此法受限
E. 不通风
9. 动式染毒的缺点是：
A. 氧气不够用
B. 消耗受试物量很大
C. 染毒柜体积太大
D. 只适合于小动物
E. 实验动物在接触受试物时有经皮吸收的可能
10.动物试验中的最基本的指标是：
A. 体重
B. 体温
C. 生化指标
D. 脏器系数
E. 死亡
11.急性毒性试验中，同一批实验动物体重变异范围为：
A. 不超过平均体重的5%。
B. 不超过平均体重的10%
C. 不超过平均体重的20%。
D. 在平均体重的5~10%之间
E.在平均体重的10~20%之间
12. 对家兔所采取的常用的采血方法为：
A. 眼眶静脉丛采血
B. 腹主动脉采血
C. 断头采血
D. 耳缘静脉采血
E. 尾部采血
13. 关于蓄积系数K的描述，正确的是：
A. K=ED50(1)/ED50(n)
B. K=LD50(n)/LD50(1)
C. K值越小，化学毒物的蓄积性越小。
D. K值与化学毒物的蓄积性成正比。
E. 反复染毒时试验动物对化学毒物发生过敏现象，则K>1
14. 亚慢性毒性试验对实验动物的要求是：
A. 可以仅用一种性别的动物。
B. 选择刚成年的动物。
C. 各试验组和对照组动物数可以不等，但体重相近。
D. 同组动物体重相差不超过平均体重的5%，组间平均体重相差不超过10%。
E. 小动物每组20只，大动物每组6—8只。
15. 关于亚慢性毒性试验正确的是：
A. 亚慢性毒性试验必须做。
B. 以化学物的1/2—1/5LD50作为最高剂量组。
C. 一般设3个实验组，可以不设对照。
D. 观察指标包括一般性指标，病理学指标，生化检验和特异性指标。
E. 做高剂量组动物的某些指标仅发生轻微的改变。
16. 亚慢性毒性作用的实验期限为：
A. 1周
B. 1月
C. 6个月
D. 1年
E. 2年
17. 脏器系数是指：
A. 某脏器在动物的体重中所占的重量
B. 脏器与脏器的比值
C. 某脏器在所有脏器中所占的比重
D. 每1000g体重中某脏器所占的质量
E. 每100g体重中某脏器所占的质量
18. 慢性毒性试验的观察指标：
A. 亚慢性毒性试验所提供的毒效应和靶器官为基础。
B. 以急性毒性试验所提供的毒效应和靶器官为基础。
C. 由研究者自己决定。
D. 病理组织学检查可以做也可以不做。
E. 试验期间，动物因自发性疾病死亡时对试验结果无影响
19. 亚慢性毒性试验的目的是：
A. 初步评价对人类产生损害的危险性。
B. 是卫生标准制定过程中选择安全系数的主要依据。
C. 为制定化学物质的人类接触安全限量提供依据。
D. 为慢性毒性试验选择合适的观察指标。
E. 了解化学毒物蓄积毒性的强弱。
20. 慢性毒性作用若参照LD50来进行剂量分组，则其中最高剂量组为：
A. 1/5~1/2 LD50
B. 1/50~1/10 LD50
C. 1/10 LD50
D. 1/100 LD50
E. 1/10~1/20 LD50
判断：
1. 现有一只大鼠称重后为200g，则可以判断这只大鼠还未成年。
2. 现有一只小鼠称重后为20g，则可以判断这只小鼠还未成年。
3. 小动物的年龄与体重相关较好，所以一般按体重来选择购买。