食品毒理学—外源化学物毒性

第二章食品中外源化学物毒性

损伤和影响因素

第一节毒物、毒性和毒作用

一、毒物与中毒

1.毒物(poison)

毒物：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，甚至危及生命的化学物质称为毒物。

毒物与非毒物之间无明显界限，两者是相对的，在一定条件下可以互相转化。

2.毒素（toxin）

毒素是毒物的一种，特指由活的生物有机体产生的一类特殊毒物。

包括植物毒素、动物毒素（毒液）、细菌毒

素（内毒素、外毒素）、霉菌毒素等。

3.中毒（toxicosis,intoxication）

毒物进入机体后，引起相应的病理过程叫中毒。

2、剂量

通常指机体接触化学物质的量或给予机体化学物质的量，单位为mg/kg体重、mg/cm2皮肤等。

不同途径接触，引起毒性反应的剂量也不同。

三、损害作用与非损害作用

1. 损害作用(adverse effect)

是外源性化合物毒性的具体表现。特点有：（1）使机体正常形态、生长发育过程受到影响，

寿命缩短；

（2）造成机体功能容量或对额外应激状态的代偿

能力降低，如进食量、体力劳动负荷能力等

涉及解剖、生理、生化和行为等方面的指标

的改变；

（3）维持机体内稳态的能力下降；

（4）对其他环境有害因素的易感性增高。

2.非损害作用(non-adverse effect)

外源性化合物对机体的非损害作用与损害作用相反。特点：

（1）不造成机体形态、生长发育过程及寿命的改变；

（2）不影响机体的功能容量的各项指标改变；

（3）不降低机体维持稳态的能力和对额外应激状态代偿的能力；

（4）也不引起机体对其他环境有害因素的易感性增高。

3.损害作用与非损害作用的确定

（1）确定某项观察指标的正常值范围（均值±2倍标准差）。

（2）采用统计分析方法，确定此项指标的变化是否偏离正常值范围，如果偏离（与对照组比较，P<0.05），则属于损害作用。

四、毒作用分类

包括：(1)速发或迟发性作用

(2)局部或全身作用

(3)可逆或不可逆作用

(4)过敏性反应

(5)特异质反应

过敏反应发生过程及反应示意图：

第二节表示毒性损伤的指标

一、剂量-效应(反应)关系

量-效关系的概念：

随着外源化学物的剂量增加，对机体的毒效应程度增加，或出现某种效应的个体在群体中所占比例增加，称为量-效关系。

如果某种外源化学物与机体出现的某种损害作用存在因果关系，则一定存在明确的剂量-效应或剂量-反应关系。

（一）效应和反应

1、效应(effect) ：

是量反应，指一定剂量的外来化学物与机体接触后所引起的生物学改变，此种变化的程度用计量单位来表示，例如HR、BP、血糖等。

2、反应(response)：

是质反应，指一定剂量的外来化学物与机体接触后，群体中出现某种效应的个体在群体中所占的比率，一般以百分率或比值表示，如死亡率、肿瘤发生率等。

（二）毒效应谱

机体接触外源性化学物质后，可引起多种生物学变化，机体所发生的这些生物学改变称为毒效应谱(spectrum of toxic effects)。

二、剂量-效应(反应)关系曲线

（一）概念

剂量-效应关系可以用曲线表示，即以剂量为横坐标，以表示量反应强度的计量单位或表示质反应的百分率为纵坐标，绘制散点图，得到的曲线称为剂量-反应关系曲线，简称量-效曲线。

（二）曲线的类型

1、量反应与质反应

量反应——效应的强弱以数字或量的分级表示。

质反应——效应用阳性或阴性表示。

2、半数有效量与半数致死量

半数有效量（ED50）：能引起50%动物或实验标本产生效应的剂量或浓度。

半数致死量（LD50）：能引起50%动物出现死亡的剂量或浓度。

3、曲线的类型

（1）抛物线

剂量为横坐标

效应为纵坐标

（2）S形曲线

对数剂量为横坐标

最大效应百分率为纵坐标

（或累加反应数）

（3）直线型

对数剂量为横坐标

概率单位为纵坐标

量反应剂量(浓度)-效应关系曲线

质反应剂量-反应关系曲线

三、毒性的表示方法

（一）毒性指标

1、致死剂量（lethal dose）

是指化学物质引起受试对象死亡的剂量或浓度。

①绝对致死剂量

(absolute lethal dose，LD100)

是指化学物质引起受试对象全部死亡所需要的最低剂量或浓度。

②半数致死剂量

(median lethal dose，LD50)

指化学物质引起一半受试对象出现死亡所需要的剂量，又称致死中量。

LD50是评价化学物质急性毒性大小最重要的参数，也是对不同化学物质进行急性毒性分级的基础标准。

④最大耐受剂量

(maximal tolerance dose，MTD或LD0)

指化学物质不引起受试对象出现死亡的最高剂量。

若高于该剂量即可出现死亡。与LD100的情况相似，LD0也受个体差异的影响，存在很大的波动性。

LD0和LD100常作为急性毒性试验中选择剂量范围的依据。

2、最大无作用剂量

(maximal no-effect dose，MNED或ED0)

指化学物质在一定时间内，按一定方式与机体接触，用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量。

又称为未观察到损害作用的剂量。

(no-observed adverse effect level，NOAEL)

通过毒理学试验能够确定NOAEL。

NOAEL是毒理学的一个重要参数，在制订化学物质的安全限值时起着重要作用。

3、最小有作用剂量

(minimal effect dose，MED)

或称阈剂量。

指在一定时间内，一种外来化合物按一定方式或途径与机体接触，能使某项观察指标开始出现异常变化，或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量，也称最低观察到损害作用的剂量（LOAEL)。

阈剂量分为急性和慢性两种：

急性阈剂量(acute threshold dose，Limac)：

与化学物质一次接触，致急性毒性作用的最小剂量。