影响毒性作用的因素(中毒相关)
第五章 影响毒性作用的因素

5、染毒时机和方式 给实验动物空腹染毒比胃内充盈时染毒,毒物 吸收得快。一定剂量的毒物混于饲料中喂饲,要比 灌胃投药毒效应轻。相同剂量的毒物在一天内多次 投予,比集中在短时间内一次投予时血中的浓度低 得多。而连续无间歇的染毒,则毒性反应明显。因 此染毒条件的控制,对研究化学物质的毒性反应也 是很重要的。 6、交叉接触 毒物经呼吸道接触时,应保护皮肤,防止气态 毒物经皮肤吸收。对易挥发化合物,经皮涂布接触 时,应将涂布处密封起来,以防其蒸汽经呼吸道吸 收或动物舔食涂布部位,引起经消化道吸收。
性别、妊娠和激素
妇女在妊娠、哺乳、月经期及更年期 对毒物的耐受力都要降低,某些毒物还可 通过胎盘影响胎儿的发育,甚至造成流产, 哺乳期中毒则毒物经乳汁对哺乳婴儿造成 不同程度的影响,故妇女在这些时期的食 品、用药上有许多禁忌。
激素可影响某些酶的活性。
习惯性、敏感性
长期小剂量地使用某种毒物,可降低
当两种或两种以上的化学物质同时或 先后作用于机体,有些可相互影响而加强 或减弱彼此间对机体的毒作用,这种作用 称为联合作用 。 有四种类型的效应:
1)无关作用(inrelevant action):又称独 立作用。同时存在的各种有害因素因各自 作用的受体、部位、靶细胞或靶器官等不 同,所引发的生物效应也不相互干扰,从 而表现出各自的毒性效应。 2)协同作用(synergism):联合作用产 生的效应大于混合有害因素中每个单项因 素效应的总和。
4、分散度 吸入粉尘状态的毒物时其毒作用依其分 散度而异。粒径大于10 微米的空气颗粒污 染物在呼吸道上部被阻,而小于5微米的颗 粒才能进入呼吸道深部。固体毒物的分散 度不仅和它进入呼吸道的深度和溶解有关, 而且还影响它的化学活性。
三、不纯物含量
外源化学物毒性作用的影响因素(中毒相关)

毒相关
25
二、机体因素 ( individual factors)
机体内环境的许多因素都可能影响化学物 的毒作用,主要包括: ➢ 物种间遗传学差异 ➢ 个体遗传学差异 ➢ 机体其他因素
毒相关
26
(一)物种间遗传学的差异
不同物种(species)、品系(strain)的动物,由于 其遗传因素决定了对外源化学物代谢转化方式和 转化速率存在差异 转化方式不同可能因某些物种动物体内代谢反 应类型存在缺陷,从而产生不同的代谢产物,表 现出不同的毒作用
③脂溶性物质易在脂肪蓄积,易侵犯神经系统。
毒相关
15
2. 分散度
分散度:是指物质被分散的程度。
即颗粒越小分散度越大,反之,颗粒越大 分散度越小
毒相关
16
➢影响进入呼吸道的深度: 分散度与颗粒在呼吸道的阻留有关.
大于10μm颗粒在上呼吸道被阻留 5μm以下的颗粒可到达呼吸道深部 小于0.5μm的颗粒易经呼吸道再排出 小于0.1μm的颗粒因弥散作用易沉积于肺
44
(二)季节及生物节律
一般动物(包括人)24小时内的生理状况 不完全相同,存在生物节律
外源化学物的毒性可因每日给药的时间或 给药的季节不同而有差异
在卫生毒理实际工作中,尤其是进行慢性 和亚慢性染毒时,每日的染毒时间应固定 一致,以防止出现时间毒性的影响
毒相关
45
不同种属的昼夜、季节节律
DR具有延长寿命和抑癌作用
毒相关
39
三、环境因素
气象条件 季节或昼夜节律
毒相关
40
(一)气象条件
1.温度:
在正常生理情况下,高气温使机体皮肤毛 细血管扩张、血循环加快、呼吸加速,从而 使经皮肤或经呼吸道吸收的化学物,吸收速 度加快
影响毒物对人体毒性作用的因素

影响毒物对⼈体毒性作⽤的因素:
(⼀)化学物特性
1、化学结构
苯环上的“氢”被氨基或硝基取代⽣成苯胺、三硝基甲苯。
苯胺:⾼铁⾎红蛋⽩。
三硝基甲苯
2、理化性质
刺激性⽓体:溶解度⼤,如氯⽓,上呼吸道刺激。
溶解度⼩,如⼆氧化氮,肺⽔肿。
有机溶剂:挥发性强,毒性⼤,如苯、甲苯。
脂溶性强,毒性⼤,如苯对⾎液系统,中枢神经系统。
(⼆)剂量、浓度和接触时间
在⽣产环境中毒物需达到⼀定浓度才能引起中毒。
(三)联合作⽤
独⽴、相加、协同和拮抗作⽤。
注意相加和协同作⽤。
(四)⽣产环境和劳动强度:⽓象条件和劳动强度。
(五)个体感受性:年龄、性别、⽣理周期,遗传因素:疾病易感性。
毒作用影响因素 (2)

20
某些酶和受体有立体构型的特异
性,从而生物转运和生物转化的各个
阶段都可能受到影响。
21
酶通常以高度立体和对映体选择性 方式与其底物交互作用,对对映体区别 对待,不同的同分异构物代谢的比率可 能不同。
22
(四)分子饱和度
碳原子数相同时,不饱和键增加,
其毒性亦增加。 乙烷 < 乙烯 < 乙炔
23
全控制,以动物实验结果外推人时,
特别在制订预防措施时,都应予以注意。 3
影响毒性作用的因素
化学物因素; 机体因素; 环境条件; 化学物的联合作用。
4
第一节
化学物因素
5
化
学
结
构
理
化
特
性
毒 物 的 剂 型 不 纯 物 含 量 进入机体的途径
6
一、化学结构
研究意义 开发高效低毒的新化学物; 推测新化学物的毒作用机制;
12
此类化学物质对肝脏的毒性可因卤素 增多而增强,如氯甲烷的肝毒性大小依 次是CCl4 ﹥ CHCl3 ﹥ CH2Cl2 ﹥ CH3Cl 原因是卤素取代后,可使分子极性增
加,容易与酶系统结合而使其毒性增加
13
(二)同系物的碳原子数和结构的影响 甲烷和乙烷:惰性气体; 丙烷起:麻醉作用、脂溶性; CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
29
大于10μm颗粒在上呼吸道被阻; 5μm以下的颗粒可达呼吸道深部; 小于0.5μm的颗粒易经呼吸道再排出; 小于0.1μm的颗粒因弥散 作用易沉积于肺泡壁。
30
➢影响溶解度:一般颗粒越大,越难溶解 ➢影响化学物活性:颗粒越小即分散度越 大,表面积越大,生物活性越强,如一 些金属烟(锌烟、铜烟)因其表面活性 大,可与呼吸道上皮细胞或细菌等蛋白 作用,产生异性蛋白,引起发烧,金属 粉尘(锌尘和铜尘)无此作用
影响毒物作用的因素

③ 肌纤维颤动:见于有机磷杀虫药,氨基甲酸酯杀虫药中毒
④ 惊厥:见于窒息性毒物中毒有机氯杀虫药,拟除虫菊酯杀 虫药中毒以及异烟肼中毒。
⑤ 瘫痪:见于可溶性钡盐,三氧化二砷,磷酸三邻甲本酯,正 已烷,蛇毒等中毒。
精神失常:见于四乙铅,二硫化碳,一氧化碳,有机溶剂,酒 精,阿托品,抗组胺药等中毒,成瘾药物的戒断综合征等。
2020/6/27
5
三、毒物代谢,吸收和排出
(一) 有毒物质—呼吸道、消化道、皮肤黏膜途径—人 体①在工业生产中,毒物主要以粉尘,烟,雾,蒸汽,气体— —由呼吸道吸入;肺泡吸收能力很强,②生活性中毒时: 毒物多数由口食入,由呼吸道进入的毒物很少,后者主要 为一氧化碳。③脂溶性毒物如:苯胺,硝基苯,四乙铅,有 机磷农药—完整皮肤、黏膜侵入。④毒蛇咬伤时—— 毒液——伤口——进入人体。
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13
(七) 血液系统表现:
① 溶血性贫血:中毒红细胞破坏——贫血,黄疸。 急性血管内溶血,如砷化物中毒——血红蛋白尿—— ARF。
② 白细胞减少和再生障碍性贫血,见于氯霉素,抗 肿瘤药,苯中毒,放射病。
③ 出血:血小板量和质的异常:有阿司匹林,氯霉 素,氢氯噻嗪,抗肿瘤药引起。
有些毒物排出缓慢,蓄积在体内某些器官或组织内,当 再次释放时可以产生再次中毒。
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7
临床表现
一、 急性中毒:可产生不同表现,发绀,昏迷,惊厥,呼吸困难, 休克,少尿等。
(一) 皮肤黏膜表现:
① 皮肤口腔黏膜灼伤;见于强酸,强碱,甲醛,苯酚,甲酚皂溶 液(来苏儿)等腐蚀性毒物灼伤。
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6
(二)解毒过程:毒物吸收后——血液——分布全身— 肝——氧化还原,水解,结合,——代谢。大多数毒物经 代谢后毒性降低,有少数在代谢后毒性反而增加,对硫 磷氧化为毒性更大的对氧磷。
影响毒作用的因素

分子饱和度:分子中不饱和键增多,使化学物
活性增大,其毒性增加。
卤素取代:卤素元素有强烈的吸电子效应,结
构中增加卤素使分子极性增加,更易于酶系统结 合,使毒性增高。
5.
6.
羟基:芳香族化合物引入羟基,分子极 性增强,毒性增加。 巯基:易与多种金属离子生成硫醇盐;易与带
第五章 影响毒性作用的因素
了解影响毒作用因素的意义 在评价化学物毒性时,可设法加以控制以 避免其干扰,使实验结果更准确,重现性 好; 人类接触化学物时,这些因素并不能控制, 因此,以动物实验结果外推到人时,特别 在制定预防措施时,都应予以注意。
第一节 毒物因素
一.
化学结构 (一)化学结构与毒作用性质 每一种外源化学物的毒性是其固有的性质, 它是由化学物的化学结构所决定的 化学结构与毒作用性质的关系很复杂,分 析毒作用性质,应注意分子的整体性,基 团的特殊性以及它们的关系 研究外源化学物化学性质和毒性效应之间 的关系,找出其规律,在毒理学研究中具 有重要意义
一.
影响毒作用的因素
Factors Influencing Toxicity
【目的要求】
一. 二.
掌握影响外源化学物毒性作用的化学物 因素、机体因素和环境因素; 掌握外源化学物联合作用及类型。
第五章 影响毒性作用的因素
外源化学物或其代谢产物必须以具有 生物活性的形式到达靶器官及靶细胞,必 须具备有效地剂量、浓度,持续足够的时 间,并与靶分子相互作用或改变其微环境, 才能够引发毒性作用。 任何影响这一过程的因素都会影响化 学物的毒性作用。
如:动物饲喂含蛋白量为 5 %与 20 %相比,微粒 体蛋白质的水平较低,血浆清蛋白水平减少,非 结合化学拘的血浆水平增加,酶活性显著丧失: 四氯化碳的肝毒性下降,黄曲霉毒素的致癌减少, 但巴比妥酸盐睡眠时间延长,扑热息痛的肝毒性 增加。
整理暨南大学生态生态毒理学必考资料

生态毒理学就是从不同的层次和不同的生命现象水平研究环境污染物对生态系统及其组成成分的有害作用和相互影响规律的一门学科。
生态毒理学是研究外源化学物对生物个体、种群、群落和生态系统的不良生态学效应,以及从分子、细胞、组织和器官等不同生命层次和生理、代谢、发育、遗传、生殖等生命现象水平研究其与外源化学物的相互关系及作用机理,并揭示生物的适应机制和确定反映环境胁迫的指示表征的学科。
生态毒理学研究的内容:污染物进入环境的行为过程;污染物进入生物体内的转化过程和机理;污染物对生态系统中不同生物的效应及毒性机理;污染物产生个体、种群或群落层次/水平上的响应。
环境毒理学:核心为环境污染物对人的影响,扩展到动植物;生态毒理学:核心为非人类生物,扩展到人类。
交集:环境生态毒理学生态毒理学研究领域:污染生态学(污染物对生物个体、种群、群落和生态系统的影响;污染物在生物体内和生物系统组分之间的迁移、转化和归趋;生物体和生态系统对污染物的吸收、富集和降解)生态毒理学(污染物对生物个体、种群、群落和生态系统的毒性效应;从生命的不同水平和生长发育繁殖等代谢过程不同生命现象中揭示生物的响应及适应机制以及可反映环境胁迫的指示特征)保护生态学(生物多样性保护、生态恢复)污染物对生物的影响可以在不同的水平表现出来:生物大分子、细胞器、细胞、组织、器官、器官系统、个体、种群、群落、生态系统广义的生物标志物是指生物体系与环境因子(物理的、化学的或生物的)交互作用引起的所有可测定的变化。
包括生化的、生理的、细胞的、免疫、遗传的或生物大分子(核酸、蛋白质)等一切分子水平的改变以及可测量的体液的代谢物水平等多方面的改变。
标记物分类:接触标志物(机体内测定到外来物质及其代谢产物(内剂量),或外来因子与某些靶分子或细胞相互作用的产物(生物有效剂量或到达剂量)。
如尿中的黄曲霉毒素和苯的代谢物及其他致突变物;头发中的砷、铅等重金属,血液中的碳氧血红蛋白、高铁血红蛋白等)精品文档效应标志物:机体内可测定的生化、生理或其他方面的改变。
外源化学物毒作用特征及其影响因素

12
5 L区 K区 76
logK=4.751E 1 E 2-0.0512n E2-3
苯并a蒽的K区和L区
(二)理化性质
溶解度 分散度 挥发性 纯度
1、溶解度
①毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小,水 中溶解度越大,毒性愈大。如As2S3溶解度较 As2O3小3万倍,其毒性亦小
②影响毒性作用部位:如刺激性气体中在水中易 溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作用于上呼吸道, 而不易溶解的二氧化氮(NO2)则可深入至肺泡, 引起肺水肿
(Structure Activity Relationship analysis,SARA)
如果采用的是定量资料,分析结果也用定量数 据表示,称为定量结构与活性关系分析。 QSAR(Quantitative Structure Activity Relationship ),就是用数学模型来定量地描 述药物的结构与生物活性(毒性)的关系 计算 毒理学
毒物的分类 -按用途和分布范围
1、工业毒物:工业三废、生产原料等 2、农用化学物:化肥、农药、除草剂等 3、环境污染物:生活三废等 4、食品添加剂:糖精、香精、食用色素等 5、日用化学品:化妆品、清洁和洗涤用品 6、药物和医疗产品:药物、杀虫剂和造影剂 7、生物毒素:动植物毒素、细菌和真菌毒素 8、军事毒物:化学战剂和生物战剂 9、放射性元素
我国学者戴乾圜提出多环芳烃致癌性 能的定量分子轨道模型---双区理论
多环芳烃在体内显示致癌性的必要的条
件是,其分子中存在两个活泼的烷化反应 中心 (亲电活性区域),这两个中心间有利 于致癌潜力发挥的最优距离为2.8-3.0Å , 这个距离正好与体内细胞的 DNA 双螺旋间 互补碱基间负性原子间的距离相吻合。提 出一个多环芳烃致癌活性的定量公式:
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毒相关
5
一、化学结构
毒物的化学结构决定毒物的理化性质和 毒物的化学活性,后两者又决定毒物的毒 性,因此化学结构的改变可引起毒性作用 的变化。
结构与毒性之间是什么关系?是否有规
律可循?
毒相关
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结构与毒性之间的关系是构效关系 构效关系研究的好处: 1、开发高效低毒的新化合物 2、从分子水平推测新化合物的毒作用机
第四章 影响毒性作用 的因素
毒性作用是毒物与生物(人或动物)机体相互 作用的结果。
毒性作用出现的性质和强度主要受五个方而的影响:
1、毒物因素;
2、毒物与机体所处的环境条件;
3、机体因素。
4、联合作用
5、暴露因素
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毒相关
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毒相关
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第一节 毒物因素
毒物的生物学活性与其化学结构及理 化特性有关系,也受毒物的剂型、不纯 物含量、稳定性等影响。
公式:脂水分配系数以P表示,化合物在有机相中 浓度Co,在水相的浓度Cw
脂水分配系数越大,越易溶于脂,反之则 越易溶于水。
毒相关
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1、毒物在水中的溶解度直接影响毒性的大小,水 中溶解度越大,毒性愈大。
如雄黄(As2S2)及雌黄(As2S3)溶解度较砒霜(As2O3) 小3万倍,其毒性亦小。
制 3、预测新化合物的毒性效应和安全限量
毒相关
7
构效关系
(一)取代基的影响 取代基不同,毒性不同 例如,苯的急性毒性为 麻醉作用,慢性毒性为 抑制造血功能
毒相关
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毒相关
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毒相关
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毒相关
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(二)异构体和立体构型
六六粉有7种异构体分别称为:α、β、γ、 δ、ε、η、θ-六六六,另有一对旋光异构 体。其中常用的是α-、β-、γ-、δ-六六六 又被称为甲体、乙体、丙体和丁体六六 六。γ-六六六又称为林丹
毒相关
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工业品往往混有溶剂,未参加合成反应的原料、 原料中杂质、合成副产品等。商品中往往还含有赋 形剂或添加剂。这些杂质有可能影响、加强、甚至 改变原化合物的毒性或毒性效应。
例如除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5trichlorophenoxy acetic acid,2,4,5-T),由 于样本中夹杂有相当量的四氯二苯-对位-二恶烷 (TCDD二噁英)(30 mg/g),此种杂质毒性非常大,急 性经口LD50(雌大鼠)仅为2,4,5-T的雌大鼠经口 LD50的400万分之一。
毒相关
36
有人据154种化合物的毒性试验,所用动物有3-6种,结果见 小鼠敏感者有38种,家兔敏感者28种,狗敏感者44种,可见动物
对于不同毒物的敏感性有明显差异。人对毒物的作用一般比 动物敏感。
环境中某些毒物在一定条件(相同剂量及接触条件)下作用于 人群,其中个体之间的反应会有很大差异,可从无任何作用到出 现严重损伤以至死亡。以服用药物为例,同一种药物,经肝脏代 谢出现于血浆中的半量数之间,可有3-11倍之差。即使在双生子
毒相关
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二、理化性质
化学物质的理化特性对于它在外环境 中的稳定性,进入机体的机会与体内代 谢转化过程均有重要影响。
毒相关
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(一).溶解度
毒相关
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脂水分配系数(lipo-hydro partition coefficient)
为化合物在脂相和水相间达到平衡时的浓度比值
P=Co/Cw
密闭的、空气不流通的空间,有毒气体 因密度不同而分层
毒相关
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(五)电离度
电离度影响其跨膜转运
毒相关
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(六)血/气分配系数
血/气分配系数 ,气态物质越容易被吸 收
毒相关
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三、不纯物含量及毒物的稳定性
在生产环境中生产或使用的化学物质常含有 一定数量的不纯物,包括原料、杂质、副产物、 溶剂、赋形剂、稳定剂、着色剂等其中有些不 纯物的毒性比原来化合物的毒性高,对此若不 加注意,可影响对一些化合物毒性的正确评定。
一般情况下,碳原子数相同时,毒性大小为:
直连>支链,成环>开链,总体是:成环>直连>
支链毒相关18 Nhomakorabea(四).不饱和度
碳原子数相同时,不饱和度越大,毒性 越大
如, 毒性:乙炔>乙烯>乙烷
毒相关
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(五).与营养物质或内源物质的相似 性
与营养物质或内源物质越相似越容易进 入体内
如:氟尿嘧啶与尿嘧啶 铬、锰与铁 铅与钙
毒相关
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2、影响毒性作用部位:如刺激性气体中在 水中易溶解的氟化氢(HF)、氨等主要作 用于上呼吸道,而不易溶解的二氧化氮 (NO2)则可深入至肺泡,引起肺水肿。
毒相关
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3、脂溶性物质易在脂肪蓄积,易侵犯神 经系统。
毒相关
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(二).粒子大小
包括颗粒大小和分子大小 分散度指物质被分散的程度
毒相关
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γ-、δ-六六六急性毒性强 β-六六六慢性毒性大 α-、γ-、六六六对中枢神经系统有很强的
兴奋作用
β-、δ-六六六对中枢神经系统有抑制作用
毒相关
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二取代苯
毒相关
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毒相关
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毒相关
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毒相关
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(三).同系物的碳原子数
饱和脂肪烃,甲烷和乙烷是惰性气体,仅仅在 高浓度时引起单纯窒息作用,从丙烷开始,碳原子 愈多,则麻醉作用愈大。但碳原子数超过9时,麻醉 作用反而下降。
毒相关
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毒相关
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第二节 机体因素
各种动物对同一毒物的反应不一。不同物种、 品系(strain)和个体对毒性的易感性 (susceptibility)可以有质与量的差异。
如苯可以引起兔白细胞减少,对狗则引起白细胞升高;β-萘胺
能引起狗和人膀胱癌,但对大鼠、兔和豚鼠则不能;反应停对人和兔
有致畸作用,对其他哺乳动物则基本不能。又如小鼠吸入羰基镍的 LC50为20.78 mg/m3,而大鼠吸入的LC50为176.8 mg/m3 ,其毒性比为 1:8。
毒相关
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之间亦不例外。这对于药效、毒副反应都会产生明 显影响;那些出现异乎常人反应的人被认为对毒作 用有敏感性(susceptibility),又称为高危个体 (high risk individual)。
颗粒 ,分散度 。
毒物颗粒的大小可影响其进入呼吸道的深度和溶 解度,从而可影响毒性。
毒相关
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(三).挥发性
吸入毒物的毒性除与其半数致死浓度大小 有关外,与其挥发性的大小亦有关
例如,苯与苯乙烯的LC50均为45mg/L左右,但苯 的挥发性较苯乙烯大11倍,故其危害性远较苯 乙烯为大。
毒相关
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(四)、密度