第二章 毒理学的基本概念
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第二章毒理学的基本概念
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易感性生物学标志(biomarker of susceptibility)
是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标， 即反映机体先天具有或后天获得的对接触外源 性物质产生反应能力的指标。
如外源化学物在接触者体内代谢酶及靶分子的 基因多态性，属遗传易感性标志物。环境因素 作为应激原时，机体的神经、内分泌和免疫系 统的反应及适应性，亦可反映机体的易感性。
计数资料，没有强度的差别，不能以具体的数值
反应
表示，而只能以“阴性或阳性”、“有或无”来
表示，如死亡或存活、患病或未患病等，称为质
反应。
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剂量-反应关系和 剂量-效应关系
剂量－反应关系 （graded dose-response relationship）
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－效应关系 （quantal dose-response relationship）
表示化学物质的剂量与某一群体中反应发生率之间的关 系。
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反应与效应
效应(graded response) 通常与表示化学物
质在个体中引起的毒效应强度的变化。属于计量
效应
资料，有强度和性质的差别，可以某种测量数值
表示。这类效应称为量反应。
反应 (quantal response) 用于表示化学物
质在群体中引起的某种毒效应的发生比例。属于
易感性生物学标志可用以筛检易感人群，保护 高危人群。
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生物学标志
接触标志
效应标志
第二章 毒理学基本概念
2. 毒素(Toxin)
是毒物的一种，是由活的生物有机体产生的一类特殊毒物。
由植物产生的能够引起人及动物中毒的物质称为 植物毒素 （Plant toxin） 由动物产生的能够引起人及动物中毒的物质称为 动物毒素 （Zootoxin）。 一般由低等动物产生，如蛇、蝎、蜂、蟾蜍。
由霉菌产生的能够引起人及动物中毒的物质称为 霉菌毒素 （Mycotoxin） 由细菌产生的能够引起人及动物中毒的物质称为 细菌毒素 （Bacterial Toxin）
细菌毒素又分为两类：
存在于细菌细胞内的毒素，称为 内毒素（endotoxin）。
由细菌细胞合成后排出菌体外的毒素，叫外毒素（exotoxin）
在动物毒素中，凡通过叮咬或刺蛰释放的毒素叫毒液
（Venom）
3.中毒（toxicosis, intoxication）
毒物进入机体后，引起相应的病理过程叫中毒。
DER、DRR常用曲线表示：
以剂量为横坐标，以效应或反应强度为纵坐标，描点， 可绘出一条曲线，此即DER或DRR。
曲线型一般有三种：
100
反 应 强 度 （% ）
100
50
死 亡 率 （%）
剂量
50
0
剂量
图 2-1 直线型
图 2-2 抛物线型
100
100
50
死 亡率（%）
10 20 30 40 剂量（mg/kg） 50 60
二、毒性与剂量的概念
1.毒性（toxicity）
也称毒力。是指某种毒物对机体的损害能力。某种物质对 生物机体损害能力越大，说明其毒（性）力也越大。
毒物和毒效应
生物有效剂量（biologically effective dose）
剂量表示方法： --常用暴露剂量或给予剂量表示
①mg/kg--经消化道、皮肤、注射途径暴露 ②mg/m3(ppm)--空气环境暴露（呼吸道吸入）
B( ppm) A(mg / M 3 ) 22.4 M
③mg/L—水环境暴露（消化道或皮肤进入机体） ④mg/cm2--皮肤涂药暴露
(mg/kg)
(ppm)
(mg/kg) 致死量（g）
极毒
1
10
5
0.06*
高毒
1-50
10-100
5-44
4
中毒
51-500
101-1000
45-350
30
低毒
501-5000
1001-10000 351-2180
250-*
实际无毒
5000
10000
2180
1200
注：极毒-extremly toxic; 高毒-highly toxic; 中毒-moderately toxic 低毒-slightly toxic; 实际无毒-practically nontoxic
毒性大小（如急性毒性大小用LD50值表示） 毒性分级 毒性类别
毒效应（toxic effect)
是指化学物在某种条件下引起生物机体健康有害作用 的表现（改变条件可影响毒效应）。
化学物质的急性毒性分级标准 （WHO，1977）
毒性 分级
大小鼠经口LD50 大小鼠吸入LC50 涂皮兔LD50 人口服可能的
(dose-response relationships) 指化学物质的剂量与出现某种毒效应的个体在群体中 所占比例的关系。
敌敌畏引起的剂量-质反应关系
剂量表示方法： --常用暴露剂量或给予剂量表示
①mg/kg--经消化道、皮肤、注射途径暴露 ②mg/m3(ppm)--空气环境暴露（呼吸道吸入）
B( ppm) A(mg / M 3 ) 22.4 M
③mg/L—水环境暴露（消化道或皮肤进入机体） ④mg/cm2--皮肤涂药暴露
(mg/kg)
(ppm)
(mg/kg) 致死量（g）
极毒
1
10
5
0.06*
高毒
1-50
10-100
5-44
4
中毒
51-500
101-1000
45-350
30
低毒
501-5000
1001-10000 351-2180
250-*
实际无毒
5000
10000
2180
1200
注：极毒-extremly toxic; 高毒-highly toxic; 中毒-moderately toxic 低毒-slightly toxic; 实际无毒-practically nontoxic
毒性大小（如急性毒性大小用LD50值表示） 毒性分级 毒性类别
毒效应（toxic effect)
是指化学物在某种条件下引起生物机体健康有害作用 的表现（改变条件可影响毒效应）。
化学物质的急性毒性分级标准 （WHO，1977）
毒性 分级
大小鼠经口LD50 大小鼠吸入LC50 涂皮兔LD50 人口服可能的
(dose-response relationships) 指化学物质的剂量与出现某种毒效应的个体在群体中 所占比例的关系。
敌敌畏引起的剂量-质反应关系
第二章 毒理学基本概念
第三节 剂量和剂量-反应关系
一、剂量和暴露特征 二、剂量-反应关系和量反应、质反应 三、量反应和剂量-效应曲线 四、质反应和剂量-反应曲线 五、毒物兴奋效应 六、时间因素
Paracelsus
Swiss/German/Austrian physician Paracelsus (1493-1541) credited with being “the father of modern toxicology.”
第一节 毒性和毒效应
一、外源化学物和毒性 二、损害作用与非损害作用
一、外源化学物和毒性
• 外源化学物（xenobiotics）是在人类生活的外界环境中
存在、可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的
生物学作用的一些化学物质，又称为“外源生物活性物 质”。 (Gr. Xenos meaning “strange”)*
三、选择性毒性、靶器官和高危险人群
• 选择性毒性(selective toxicity) 一般指物种之间的毒性差异。现认为是毒作用的普遍特点，
可发生在物种之间、个体内器官或系统之间(易感器官为
靶器官)和群体内个体之间(易感人群为高危险人群)。 Selective toxicity means that a chemical produces injury to one kind of living matter without harming another form of life even though the two may exist in intimate contact.
一、毒效应谱 spectrum of toxic effects
①机体对外源化学物的负荷增加
②意义不明的生理和生化改变
毒理学基本概念ppt
外源化学物对机体 损害作用和非损害作用都属于生物学作用， 后者经过量变到达某一水平后发生质变而转变为前者。
● 伴随生命科学进展，损害作用指标和概念将不停得以更新， 一些过去认为是非损害作用生物学作用，可能会重新判断为损害作用。
毒理学基本概念ppt
第11页
三、毒效应谱
当外源化学物经暴露吸收进入生物体内作用强度较低
通常在毒理学试验中所观察到效应，是否属于有害效应，主要依赖 于这种效应性质，往往需要教授判断。比如：有机磷酸酯类农药引发 血浆胆碱酯酶抑制不应该认为是毒性效应，仅可作为暴露标志物。
另外，一些试验研究外源化学物引发试验动物肝重量可逆性增
加可能是适应性反应，而不是毒效应，需要深入研究。
外源化学物损害作用（有害作用）也有称之为健康效应
------咱们人类最早对毒物认识，主要是动、植物中天然毒素以 及一些有毒矿物质，比如蛇毒、乌头、大麻、大黄和硫磺、铅、汞、 砷等。这些能够追溯到远古时期人类靠游猎与采集可食动植物为生时 候，就注意到了一些对人、畜有毒动植物，以确保食用安全。
------以后，又逐步知道了利用有毒物质（如箭毒、乌头等）作为狩 猎工具和武器。
（剂量或浓度较低，作用时间较短），机体生理适应和抗
损伤过程相对较强时，机体保持相对稳定，仅有负荷增加
或生理意义不明确一些改变，不出现损害作用。
通常，机体这种自稳机制是有程度，假如外源化学
物作用强度较强（剂量和能度较高，相对作用时间较长），
引发损害作用，机体进行病理性适应，通常这种病理性适
应是可逆，包含组织改建、代偿性肥大和增生、化生等。
毒理学基本概念ppt
第8页
7 . 医用化学品 比如用于预防和治疗各种剂型药品、用于诊疗化学物质， 各种造影剂、消杀剂（如突发性公共卫生事件各种传染病预防预案等）
● 伴随生命科学进展，损害作用指标和概念将不停得以更新， 一些过去认为是非损害作用生物学作用，可能会重新判断为损害作用。
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第11页
三、毒效应谱
当外源化学物经暴露吸收进入生物体内作用强度较低
通常在毒理学试验中所观察到效应，是否属于有害效应，主要依赖 于这种效应性质，往往需要教授判断。比如：有机磷酸酯类农药引发 血浆胆碱酯酶抑制不应该认为是毒性效应，仅可作为暴露标志物。
另外，一些试验研究外源化学物引发试验动物肝重量可逆性增
加可能是适应性反应，而不是毒效应，需要深入研究。
外源化学物损害作用（有害作用）也有称之为健康效应
------咱们人类最早对毒物认识，主要是动、植物中天然毒素以 及一些有毒矿物质，比如蛇毒、乌头、大麻、大黄和硫磺、铅、汞、 砷等。这些能够追溯到远古时期人类靠游猎与采集可食动植物为生时 候，就注意到了一些对人、畜有毒动植物，以确保食用安全。
------以后，又逐步知道了利用有毒物质（如箭毒、乌头等）作为狩 猎工具和武器。
（剂量或浓度较低，作用时间较短），机体生理适应和抗
损伤过程相对较强时，机体保持相对稳定，仅有负荷增加
或生理意义不明确一些改变，不出现损害作用。
通常，机体这种自稳机制是有程度，假如外源化学
物作用强度较强（剂量和能度较高，相对作用时间较长），
引发损害作用，机体进行病理性适应，通常这种病理性适
应是可逆，包含组织改建、代偿性肥大和增生、化生等。
毒理学基本概念ppt
第8页
7 . 医用化学品 比如用于预防和治疗各种剂型药品、用于诊疗化学物质， 各种造影剂、消杀剂（如突发性公共卫生事件各种传染病预防预案等）
第2章 毒理学的基本概念汇总
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一、毒物及其分类
1. 毒物的概念：
Paracelsus 的毒物观点 实际上所有的物质都有引起机体损伤的可能，如药物在 治疗剂量范围内能够发挥疗效，超过此范围就可能变成 毒物；另一方面，铅汞等重金属都有毒性，但人体内含 有微量时并不能引起中毒。再如，乙醇。 可见毒物与非毒物并没有一个明显的界限。
物机体。改变条件可能影响毒作用。
毒物的暴露条件变化影响的是毒性or毒作用?
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3. 损害作用与非损害作用
化学物质对机体产生的生物学作用，既有损害作用，又有非 损害作用。损害作用是外源性化学物毒性的具体表现，毒理 学主要研究外源性化学物的损害作用。 损害作用(adverse effect)的特点
① 剂量 ② 接触途径 ③ 接触期限 ④ 接触速率 ⑤ 接触频率
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剂量
一个物质的“有毒”与“无毒”是相对的，毒性作用的
大小也是相对的，关键是此种物质与机体接触的量。
剂量是影响化学物质毒效应的决定性因素。只有达到一 定剂量才具有毒性效应，低于某一剂量则不引起毒性效 应。
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第二章 毒理学基本概念
山东大学毒理学研究所
主要内容
第 1节
第 2节
毒物、毒性和毒作用
剂量、剂量-反应关系
第 3节
第 4节
表示毒性常用指标
安全限值
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第一节 毒物、毒性和毒作用
1. 毒物及其分类
2. 毒性与毒作用
3. 选择毒性 4. 靶器官 5. 生物学标志
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《动物毒理学》课件：第二章 毒理学的主要基本概念
细菌种类 百日咳杆菌 肉毒杆菌
引起疾病 百日咳 肉毒中毒
novyi氏水肿杆菌 气性坏疽
产生荚膜杆菌
气性坏疽
破伤风杆菌
白喉杆菌 鼠疫杆菌 志贺氏痢疾杆菌 霍乱弧菌
破伤风
白喉 鼠疫 菌痢 霍乱
外毒素名称 百日咳毒素 6型特异性毒素 α-毒素 β-毒素 δ-毒素 α-毒素 β-毒素 λ-毒素 破伤风溶血毒素 破伤风痉挛毒素 白喉毒素 鼠疫毒素 神经毒素 肠毒素
长黑斑的红薯吃不得！
中毒表现：中毒多发生在吃后数小时至数日，主 要中毒表现有恶心、呕吐、腹痛、腹泻等，严重的 出现高热、气喘、抽搐、昏迷，甚至死亡。
鉴别：受到黑斑病侵袭的红薯表皮有褐色或黑色斑 点，或干瘪多凹，薯心变硬发苦。发生黑斑病的红 薯中所含毒素耐热，故生吃或熟吃有黑斑的红薯， 都会引起中毒。一旦红薯发生黑斑、发硬、苦味、 霉变，就不要再食用，也不要喂牲畜。
毒性作用分类
可逆作用(Reversible effect) 停止接触外源化学物后可逐渐消失的损害作用。
不可逆作用(Irreversible effect) 停止接触外源化学物后，其损害作用继续存在，
甚至进一步加深。如组织坏死、形成肿瘤等。
毒性作用分类
对形态的作用(Morphologic effect) 机体在外源化学物的作用下，组织形态发生肉眼可 见的病理变化。如变性、坏死、水肿等，许多变化 是不可逆的。
毒性较低的外源化学物在较大的剂量或 较高浓度下才能对机体造成损害作用。
毒性作用分类
速发型毒作用 (immediate toxic effect)
外源化学物在一次接触后的短时间内所引起的即 刻毒性作用，如敌鼠、氰化钾、亚硝酸盐中毒。
迟发型毒作用 (delayed toxic effect)
毒理学知识点总结
毒理学知识点总结毒理学，这门研究外源性化学、物理和生物因素对生物体产生有害作用的科学，对于保障人类健康和环境安全具有至关重要的意义。
以下将为您详细总结毒理学的相关知识点。
一、毒理学的基本概念毒理学中的“毒”并非单纯指有毒物质，而是泛指各种对生物体产生有害效应的因素。
毒物则是指在一定条件下，以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时或永久性的病理改变，甚至危及生命的物质。
剂量是毒理学中一个关键概念。
剂量反应关系描述了生物体接触不同剂量的毒物后产生的反应程度变化。
阈值则是指一种物质使机体开始发生效应的最低剂量。
二、毒物的分类毒物的分类方式多样。
按照来源，可分为天然毒物和人工合成毒物；根据作用靶器官，有肝脏毒物、肾脏毒物等；依据化学性质，又分为有机毒物和无机毒物等。
例如，一些天然存在的毒素，如蛇毒、河豚毒素等，具有强烈的毒性。
而人工合成的毒物，如农药、工业化学品等，在生产和使用过程中若不注意防护，也可能对人体和环境造成危害。
三、毒物的毒性作用毒物的毒性作用表现形式丰富。
急性毒性通常在短时间内接触高剂量毒物时发生，症状明显且严重，可能导致死亡。
慢性毒性则是长期接触低剂量毒物引起的，往往症状隐匿，容易被忽视，但可能会引发慢性疾病。
局部毒性作用局限于接触部位，如皮肤刺激、呼吸道炎症等。
而全身性毒性作用则会影响多个器官和系统，导致全身性的病理变化。
四、毒物的吸收、分布、代谢和排泄毒物进入机体的途径主要包括消化道、呼吸道、皮肤等。
吸收后的毒物会通过血液循环分布到全身各个组织和器官。
在体内，毒物会经历代谢过程，主要通过肝脏中的酶系统进行。
代谢可能会使毒物的毒性增强（称为活化）或减弱（称为解毒）。
最终，毒物及其代谢产物通过肾脏、肝脏、肠道等途径排出体外。
排泄速度和效率会影响毒物在体内的蓄积程度和毒性作用的持续时间。
五、毒作用机制毒物产生毒性作用的机制复杂多样。
有的毒物直接损伤细胞的结构和功能，如强酸强碱对细胞的腐蚀。
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The term “toxin” usually is used when
talking about toxic substances
produced naturally. A toxin is any
poisonous substance of microbial
(bacteria or other tiny plants or
2020/9/30
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What is Toxicity? The word “toxicity” describes the
degree to which a substance is poisonous or can cause injury. The toxicity depends on a variety of factors: dose, duration and route of exposure, shape and structure of the chemical itself, and individual human factors.
2020/9/30
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Toxic agents are ubiquitous!
• 在一定条件下，以较小剂量进入机体就 能干扰正常的生化过程或生理功能，引 起暂时或永久的病理改变，甚至危及生 命的化学物质成为毒物（poison）。
所有物质都是毒物，剂量将 它们区分为毒物与药物。
2020/9/30
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按毒物用途和分布范围分
animals), vegetable, or synthetic
chemical origin that reacts with
specif, alter growth or development, or
第二章 毒理学基本概念
第二章 毒理学基本概念
第一节 毒性和毒效应
第二节 外源化合物作用人体的毒效应谱
第三节 剂量和剂量-反应关系
第四节 毒理学研究方法
第五节 毒性参数与安全限值
2020/9/30
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2个常用概念
• 外源化学物(xenobiotics)
是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体 接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一 些化学物质，又称为“外源生物活性物质”。
“All substances are poisons, there is none which is not a poison. The right dose differentiates a poison from a remedy.” Paracelsus
2020/9/30
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What is a Toxicant? A toxicant is any chemical that can injure or kill humans, animals, or plants; a poison. The term “toxicant” is used when talking about toxic substances that are produced by or are a by-product of human made activities.
• 内源化学物（endogenous compounds）
是指机体内原已存在的和代谢过程中所形 成的产物或中间产物。毒理学研究外源化学物对机体 的有害作用，而不是有益作用(如营养作用、治疗作用 等)。
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What is toxic?
If exposure is great enough, all substances are toxic. This includes water and oxygen.
• 工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等； 食品添加剂：如食用色素、香精、防腐剂等； 日常化学品：化妆品、洗涤用品等； 农用化学品：如化肥、杀虫剂等； 医用化学品：如药物、消杀剂等； 环境污染物：如废水、废气、废渣中的物质等； 生物毒素：如动物毒素、植物毒素等； 军事毒物：如芥子气等战争毒素； 放射性物质：如放射性核素、天然放射性元素
• 致癌物质： 黄曲霉素B1、亚硝胺、3-4苯 并茈等（以上为强致癌物质）；2-乙酰氨 基酸
• 剧毒： 六氯苯、羧基铁、氰化钠、氢氟酸 • 高毒：氟化钢、对二氯苯、甲基丙烯腈
• 中毒： 苯、四氯化碳、三氯硝基甲烷
• 低毒： 三氯化铝、氢氧化钾、乙醚、丙酮 等
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What is a Toxin?
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毒性
• 化学物质能够引起有害作用的固有的能 力，称为该物质的毒性(toxicity)。
• 毒性较高的物质，只要相对较小的剂量， 即可对机体造成一定的损害;而毒性较低 的物质，需要较大的剂量，才呈现毒性。 但是一个物质的“有毒”与“无毒”， 毒性的大小也是相对的，关键是此种物 质与机体接触的量。
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What is a Toxicant? For example, dioxin (2,3-7,8-tetrachlor -
odibenzop - dioxin ), produced as a by-
product of certain chlorinated chemicals, is a toxicant. On the other hand, arsenic, a toxic metal, may occur as a natural contaminant of groundwater or may contaminate groundwater as a by-product of industrial activities.
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毒性可以改变吗？
• 毒性是物质一种内在的不变的性质，取 决于物质的化学结构。我们不能改变毒 性，但能改变物质的毒效应。
• 毒效应是化学物毒性在一定条件下引起 机体健康有害作用的表现，改变条件就 能影响毒效应。
2020/9/30
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化学物质毒性数据库