毒理學重點(人衛(wèi)第六版)

1、毒理學第二章 毒理學基本概念目的要求：掌握毒物、毒性和毒效應的基本概念和意義；掌握劑量、量反應與質反應、劑量量反應關系與劑量質反應關系的概念；熟悉劑量反應關系曲線的形式和轉換；掌握常見毒理學參數(shù)的概念和意義；熟悉安全限值的有關概念。重難點： 毒性與毒效應的概念區(qū)別；損害作用與非損害作用的劃分；劑量效應關系與劑量反應關系的概念和意義；LOAEL與NOAEL的概念和意義； 外源化學物：在人類生活的外界環(huán)境中存在、可能與機體接觸并進入機體，在體內呈現(xiàn)一定的生物學作用的一些化學物質，又稱為“外源生物活性物質”。內源化學物：機體內已經存在的和代謝過程中形成的產物或中間產物。毒物：在一定條件下以較小劑量進

2、入機體，能干擾正常生理功能或生化過程，引起暫時或永久性病理改變，甚至危及生命的物質（毒物無絕對）損害作用：指影響機體行為的生物學改變、病理損傷、功能紊亂，或者降低對外界環(huán)境的反應能力。選擇性毒性：在一定條件下，毒物對機體毒作用具有一定選擇性。一種毒物對某一種生物或組織有損害，而對其它生物或組織器官無毒性作用，這種毒物對生物體的毒性作用稱為選擇性毒性。受到損害的生物或組織器官稱為靶生物或靶器官。選擇毒性的原因：1、物種和細胞學差異2、不同生物或組織器官生物轉化過程的差異3、不同組織器官對化學物親和力的差異4、不同組織器官對化學物所致?lián)p害的修復能力的差異靶器官：進入人體的毒物或環(huán)境污染物，對機體各

3、器官的毒作用并不相同，有的只對部分器官產生毒作用。 靶器官不一定是效應器官。 毒作用：指化學物本身或代謝產物在作用部位達到一定數(shù)量并與組織大分子互相作用，對機體產生不良或有害的生物學改變，也就是毒性作用。毒性是化學物本身所固有的、不變的生物學性質，取決于物質的化學結構，毒性是無法改變的。 毒效應是化學物毒性在某些條件下?lián)p害機體健康的表現(xiàn)，改變條件就可能影響毒效應。毒效應分類：1速發(fā)性與遲發(fā)性作用2局部與全身作用3可逆與不可逆作用4超敏反應5高敏感性與高耐受性6特異質反應毒效應譜：機體接觸外源性化合物后，由于化學物的性質和劑量不同，引起機體的多種變化。表現(xiàn)為：機體對外源性化學物負荷增加意義不明的

4、生理生化變化亞臨床改變臨床中毒（三致作用）死亡 適應易感性降低 抗性-遺傳學改變主動選擇 耐受獲得抗性死亡臨床中毒亞臨床改變意義不明的生理生化改變外源性化學物在體內負荷增加對健康有影響 對健康有潛在影響 生物學標志：指針對通過生物學屏障進入組織或體液的化學物或其代謝產物、以及它們所引起的生物學效應而采用的檢測指標。 分類： 暴露生物學標志、效應生物學標志、易感生物學標志暴露特征包括：暴露途徑、暴露期限、暴露頻率機體接觸外源化學物的途徑為:經口（胃腸道）、吸入（呼吸道）、經皮膚吸收、各種注射途徑 首過消除：經口染毒時，化學物在胃腸道吸收后經由門靜脈系統(tǒng)到達肝臟被代謝轉化，再進入體循環(huán)，其代謝產物

5、的毒性直接影響化學物對機體的損害能力。經靜脈注射染毒時，化學物直接入血，吸收系數(shù)為1，即完全被吸收，通常表現(xiàn)出的毒性也最高。其它途徑染毒，一般吸收系數(shù)都小于1，表現(xiàn)出的毒性也相對較低。效應：是量反應，表示暴露于一定劑量外源化學物后，引起的一個生物個體、器官或組織的生物學改變。反應：是質反應，指暴露于某外源化學物的群體中出現(xiàn)某種效應的個體在群體中所占的比率，一般以百分率或比值表示，如死亡率、患病率、腫瘤發(fā)生率等。劑量-效應關系：表示外源化學物的劑量與個體中發(fā)生的量反應強度之間的關系，即隨著化學物的劑量增加，對機體的毒效應的程度增加。（如空氣中的CO濃度增加，導致紅細胞中碳氧血紅蛋白含量隨之升高。

6、）劑量-反應關系：表示外源化學物的劑量與某個群體中質反應的發(fā)生率之間的關系，即隨著化學物的劑量增加，出現(xiàn)某種效應的個體在群體中所占比例增加。（如急性吸入毒性實驗中，隨著苯的濃度增高，各試驗組的小鼠死亡率也相應增加。）(看懂，選擇)強度：指相等效應時劑量的差別。效能：指效應的差別，以引起的最大效應（Emax）代表效能的高低。 強度 A>B，C>D效能 A=B，C<D毒物興奮性劑量-反應關系：基本形式是U型反U型 見于終點為生長情況，如重金屬在低劑量條件下對植物生長狀況的影響； 存活情況，如射線在低劑量條件下對嚙齒類動物壽命的影響。 J型 見于終點為發(fā)病率的研究，如突變、腫瘤和畸

7、形。 Hormesis 的功能主要有：(1) 盡快修復脅迫引起的損傷； (2) 保護生物體在其后的脅迫中免受或少受傷害,即使是其后不再遭遇相同脅迫,也有利于生物體抵御環(huán)境中其他不利因素的影響。在低濃度的外源性因素作用造成輕微的損傷時，如(化學) 興奮效應機制被激活發(fā)揮作用，則機體很快恢復；但如果興奮效應機制被抑制，則損傷進一步擴大、惡化，形成更大范圍的損傷。半數(shù)致死劑量或濃度LD50 or LC50：指化學物引起一組受試對象中半數(shù)成員出現(xiàn)死亡所需要的劑量或濃度，又稱致死中量。（LD50或LC50是評價化學物急性毒性大小最重要的參數(shù)，也是對不同化學物進行急性毒性分級的基礎標準。化學物的急性毒性與

8、LD50或LC50呈反比，即急性毒性越大，LD50或LC50的數(shù)值越小。）觀察到作用的最低水平LOAEL：指在規(guī)定的暴露條件下，通過實驗和觀察，與適當?shù)膶φ諜C體比較，一種化學物引起機體出現(xiàn)某種作用（非有害作用，如治療作用）的最低劑量或濃度。未觀察到有害作用的水平NOAEL：與閾值的情況類似，損害作用能否檢出主要與檢測方法及樣本大小有關。因此，使用未觀察到有害作用的水平顯得更為妥當。指在規(guī)定的暴露條件下，通過實驗和觀察，一種外源化學物不引起機體可檢測到的有害作用的最高劑量或濃度。各種毒性參數(shù)和安全限值的劑量軸急性毒作用帶：為半數(shù)致死劑量與急性閾劑量的比值，表示為：Zac= LD50Limac 。

9、Zac值小，說明化學物從產生輕微損害到導致急性死亡的劑量范圍窄，引起死亡的危險性大；反之，則說明引起急性中毒死亡的危險性小。慢性毒帶作用：為急性閾劑量與慢性閾劑量的比值，表示為：ZchLimacLimch 。 Zch值大，說明 Limac與 Limch之間的劑量范圍大，由輕微的慢性毒效應到較為明顯的急性中毒之間的劑量范圍寬，發(fā)生發(fā)展過程較為隱匿，易被忽視，故發(fā)生慢性中毒的危險性大；反之，則說明發(fā)生慢性中毒的危險性小。LD50NOAELchNOAELac人群“暴露量”估計值安全限值或VSD慢性毒作用范圍急性毒作用范圍暴露范圍安全范圍安全范圍、暴露范圍和毒作用帶（范圍）關系示意圖第三章 化學毒物在

10、體內的生物轉運和生物轉化內容 ：熟悉生物轉化和轉運過程機理與特點，外源化學物的吸收、分布和排泄的途徑及特點；掌握相反應和相反應的概念、內容和意義，以及相反應和相反應之間的關系；掌握代謝活化的基本概念和意義；熟悉氧化、還原和水解反應的內容和意義；熟悉結合反應的類型和意義；了解毒物代謝酶的誘導和抑制，以及毒物代謝酶的多態(tài)性了解生物轉化和轉運的影響因素。重難點 ：1化學物吸收、分布和排泄的主要途徑、特點及影響因素；2分布與再分布的概念及其毒理學意義；3生物轉化的類型及其毒理學意義；4MFO的構成與生物轉化的機理。ADME步驟（化學毒物處置）：吸收、分布、代謝、排泄化學毒物在胃腸道吸收的主要方式：簡單

11、擴散脂水分配系數(shù):脂/水分配系數(shù)是當一種物質在脂相和水相的分配達到平衡時，其在脂相和水相中溶解度的比值。影響氣態(tài)物質吸收的因素：血氣分配系數(shù)、水溶性、肺通氣量、血流量等血/氣分配系數(shù):氣態(tài)物質在血液中的濃度與在肺泡氣中的濃度之比。影響肺吸收的因素器官或組織的血流量和對化學毒物的親和力是影響化學毒物分布的最關鍵的因素。 影響化學毒物分布的因素：1與血漿蛋白結合 2 特殊屏障：血腦屏障、胎盤屏障、血眼屏障、血睪丸屏障 3 貯存庫 進入血液的化學毒物在某些器官組織蓄積而濃度較高，如果化學毒物對這些器官組織未顯示明顯的毒作用，稱為貯存庫 4 特殊的膜轉運機制貯存庫：（l）肝和腎作為貯存庫 （2） 脂肪

12、組織作為貯存庫 （3） 骨骼組織作為貯存庫 （4） 血漿蛋白作為貯存庫 化學毒物在體內的貯存具有兩重意義：a) 一方面對急性中毒具有保護作用，可減少在靶器官中的化學毒物的量；b) 另一方面可能成為一種游離型化學毒物的來源，具有潛在的危害。腸肝循環(huán)：化學毒物及其代謝物由膽汁進入腸道。一部分可隨糞便排出，一部分由于腸液或細菌的酶催化，增加其脂溶性而被腸道重吸收，重新返回肝臟，形成腸肝循環(huán)。 肝臟是生物轉化作用的主要器官，在肝細胞微粒體、胞液、線粒體等部位均存在有關生物轉化的酶類。相反應：指經過氧化、還原和水解等反應使外源化學物暴露或產生極性基團，如-OH、-NH2、-SH、-COOH等，水溶性增高

13、并成為適合于相反應的底物。 包括：氧化反應、還原反應、水解反應化酶（MFO）：主要由三部分組成: 血紅素蛋白類（細胞色素P-450和細胞色素b5）、 黃素蛋白類（NADPH-細胞色素P-450還原酶和NADH細胞色素b5還原酶） 磷脂類。其中以細胞色素P-450最為重要。P-450的命名：1.用斜體詞根CYP代表除小鼠之外所有物種的細胞色素P-450的基因和cDNA（小鼠用Cyp）2.詞根后的阿拉伯數(shù)字代表基因族，3.大寫英文字母代表基因亞族，4.字母后的阿拉伯數(shù)字代表基因亞族中的一個基因。 例如 CYP1A1表示P-450的 1基因族 A亞族第 1基因。 相反應：指具有一定極性的外源化學物與

14、內源性輔因子(結合基團)進行化學結合的反應結合作用的主要類型：葡萄糖醛酸結合、硫酸結合、谷胱甘肽結合、甲基化反應、乙酰化作用、氨基酸結合代謝活化：化學毒物經過代謝轉化，大部分是毒性減低，但有的化學毒物卻可使毒性增強，甚至產生致癌、致突變、致畸胎作用，又稱為代謝活化。 遺傳多態(tài)性：在群體中出現(xiàn)了大于1%的多種等位基因形式。第五章毒作用影響因素 毒效應：也稱為毒作用，指外源化學物對機體健康引起的有害作用，即機體接觸化學物后所致的各種生物學變化。毒作用響因素包括：化學物因素、機體因素、環(huán)境因素、化學物的聯(lián)合作用同系物當碳原子數(shù)相同時，直鏈化合物毒性大于異構體，成環(huán)化合物毒性大于不成環(huán)化合物。聯(lián)合作用

15、：外源化學物對機體的毒作用一般都不是單一的，往往是幾種化學物同時對機體產生毒作用。在幾種化學物同時作用于機體的情況下，毒作用的情形將表現(xiàn)的極為復雜，并可影響它們原來的毒作用，把兩種或兩種以上的外源化學物對機體產生的毒性效應稱為聯(lián)合作用。相加作用： 每一種化學物以相同的方式，相同的機制作用于相同的靶部位，僅僅它們的效力不同，它們對機體產生的毒效應等于各個化學物單獨對機體所產生效應的算數(shù)總和，相加作用也稱為簡單的相似作用、簡單的聯(lián)合作用、劑量相加作用。獨立作用：兩種或兩種以上化學物作用于機體，由于其各自作用的模式和作用的部位不同，所引發(fā)的生物學效應也不相互干擾，各化學物表現(xiàn)為各自的毒效應，獨立作用

16、也稱為簡單的獨立作用、簡單的不同作用、反應（效應）相加作用。協(xié)同作用：外源化學物對機體所產生的總的毒效應大于各個化學物單獨對機體的毒效應的總和，即引起毒性增強，協(xié)同作用又稱為增強作用、增效作用、相乘作用。加強作用：一種化學物對器官或系統(tǒng)沒有毒性，但和另一種化學物同時或先后接觸時，可使其毒效應增強。拮抗作用：外源化學物對機體所產生的聯(lián)合毒效應低于各個化學物單獨毒效應的總和。如果一種化學物對某系統(tǒng)或器官沒有毒性，但與另一種化學物同時或先后暴露時使其毒效應降低，稱為抑制作用。 第六章 外源化學物的一般毒性作用一般毒性作用：也稱基礎毒性作用，指外源性化學物在一定的劑量、一定的接觸時間和一定的接觸方式下

17、對機體（實驗動物和人類）產生綜合毒效應的能力?？煞譃榧毙远拘浴⒅貜蛣┝慷拘?、亞慢性毒性和慢性毒性。特殊毒性作用：包括致突變、致癌、致畸，簡稱為“三致”。急性毒性：指機體（實驗動物或人）一次接觸或24小時內多次接觸一定劑量外源化學物后在短期（最長到14天）所引起的機體的毒性效應（包括一般行為、外觀改變、大體形態(tài)變化等），以及死亡效應。染毒方式：經呼吸道（靜式、動式）、經消化道（灌胃、喂飼、膠囊）、經皮、注射（腹腔、肌內、皮下、靜脈）染毒柜（靜式吸入）：缺點：接觸環(huán)境密閉；O2分壓下降，CO2分壓升高，溫度升高，濕度升高；受試物濃度逐漸降低（皮毛、桶壁等的吸附）；存在交叉接觸（胃腸道、呼吸道、皮膚

18、）；接觸時間、放置動物數(shù)和染毒柜容積均有一定限制。優(yōu)點：設備簡單、操作方便、消耗動物少，目前仍較常用。急性毒性試驗程序：1.受試物資料的采集：化學結構式、理化性質、純度等，或查閱文 獻，搜集與之相近的化學物毒性資料。 2.實驗室的要求：GLP3.實驗動物的選擇原則，年齡和體重等。4.實驗動物的分組的隨機性與均衡性。5. 受試物劑量的分組確定。6.選定染毒途徑，符合人類實際接觸情況。 7.中毒表現(xiàn)的觀察，相關參數(shù)的計算。8.毒性分析。LD50 （LC50）的波動性與局限性（1）波動性：v LD50（LC50）是一個統(tǒng)計量，它受到許多因素的影響。v 因此，在比較不同實驗室的LD50時要考慮到各種影

19、響因素的存在，以及實驗條件的等同性。另外，即使各個條件都相同，由于實驗動物的抽樣誤差，LD50的差別依然存在。（2）局限性v LD50（LC50）雖然是一個重要的急性毒性參數(shù)， 但它只能表示一種外源化學物引起實驗動物死亡一半的劑量(或濃度)，即一半死亡、一半存活的劑量界限，所以它是一個質反應。 LD50（LC50）給予有效信息較少，實用性有限，有其局限性，表現(xiàn)在它不能反映急性毒性作用的特征，也不能反映其毒作用帶的寬或窄。v 因此，為彌補LD50（LC50）的不足，實驗中還要詳細描述實驗動物的中毒特征，并選擇其它的參數(shù)，如急性毒作用帶。急性毒作用帶v 急性毒作用帶（Zac）：即化學物急性毒性的上

20、限與下限的比值，通常急性毒作用帶中，死亡劑量用LD50表示，最低作用劑量采用急性閾劑量（閾濃度）(Limac)表示: Zac = v Zac反映了化學物質從產生輕微損害到導致急性死亡的劑量范圍寬窄，Zac大，表示Limac與LD50的距離大，發(fā)生急性死亡的危險性較小。反之，危險性就大。 蓄積作用：外源化學物連續(xù)的反復的進入機體，而且進入機體的吸收速度或總量超過了其代謝轉化排出的速度或總量時，化學物質就可能在體內逐漸的增加并貯留，這種現(xiàn)象就稱為化學物質的蓄積作用.蓄積庫：化學物蓄積的組織器官部位。包括：血漿蛋白、脂肪組織、肝臟、腎臟、骨骼臟器稱重和臟器系數(shù)：又稱臟器相對重量，指臟器濕重與單位體重

21、的比值，通常是每100g體重中某臟器所占質量，表示為臟器質量(g)/體重(100g)。第七章 外源化學物致突變作用 外源化合物致突變類型：基因突變、染色體畸形、非整倍體和多倍體基因突變：指基因中DNA序列的變化。因為基因突變限制在一個特定的部位，故稱為點突變?；蛲蛔兛煞譃閮煞N類型：堿基置換、移碼突變堿基置換分類：轉換：指原來的嘌呤被另一個嘌呤所取代或原來的嘧啶被另一個嘧啶所取代。顛換：指原來的嘌呤被另一個嘧啶所取代或原來的嘧啶被另一個嘌呤所取代。堿基置換的后果：同義突變、錯義突變、無義突變、終止密碼突變移碼突變：發(fā)生一對或幾對（3對除外）堿基減少或增加，以致從受損點開始堿基序列完全改變，形成

22、錯誤的密碼，并轉譯成為不正常的氨基酸。移碼突變的結果： 錯義突變：從原始損傷的密碼子開始一直到信息末端的氨基酸序列完全改變。 無義突變：使讀碼框架改變其中某一點，形成無義密碼 （UAA，UAG及UGA），不代表任何氨基酸，產生一個無功能的肽鏈片段。 移碼突變較易成為致死性突變。染色體結構畸變：指染色體的結構改變，它是指遺傳物質大的改變，一般可在細胞有絲分裂染色體結構異常的類型：缺失、重復、倒位、易位 基因庫：某一物種在特定時期中能將遺傳信息傳至下一代的處于生育年齡的群體所含有的基因總和。遺傳負荷：指一種物種的群體中每一個攜帶的可遺傳給下一代的有害基因的平均水平。致突變試驗能反映的遺傳學終點：1

23、、基因突變； 2、染色體畸變；3、染色體組畸變；4、DNA原始損傷。致突變試驗組合的原則：一組可靠的試驗系統(tǒng)應包括每一類型的遺傳學終點。體內試驗與體外試驗配合。配套實驗應包括多種進化程度不同的物種。致突變試驗與致癌試驗的關系： 化學物按遺傳毒性和致癌性分類：遺傳毒性致癌物，非遺傳毒性致癌物，遺傳毒性非致癌物和非遺傳毒性非致癌物四類。 致突變試驗僅可檢出遺傳毒性致癌物和非遺傳毒性非致癌物，有可能出現(xiàn)假陽性如遺傳毒性非致癌物和假陰性如非遺傳毒性致癌物。 人類致癌物檢測方法有三大類：短期試驗，哺乳動物誘癌試驗和人類流行病學觀察。 致突變試驗是短期致癌物檢測試驗中的一大類，它需與其他試驗結合，互為補充

24、，以獲得可靠的結論。遺傳多態(tài)性：是一個衡量遺傳變異的數(shù)據(jù)，即多個群體中多態(tài)基因的比例。多態(tài)性的標準是，當一個基因座位最常見的等位基因頻率不超過0.95時，這個基因座位即是多態(tài)性。第八章 外源化學物致癌作用 化學致癌過程至少可分為：引發(fā)、促長、進展1、 引發(fā)階段引發(fā)階段的主要特征:1、不可逆 2、需要通過細胞分裂加以固定 3、存在自發(fā)的引發(fā)作用 4、引發(fā)作用必須發(fā)生在促長作用之前， “純”引發(fā)作用在無促長時不導致腫瘤5、 劑量-反應顯示無可測定的閾值，無可測定的最大反應6、 對外源性化學物質和其他化學因素敏感 2、 促長階段：促長階段的主要特征：1、可逆性 2、促長劑的有效性僅出現(xiàn)在引發(fā)作用之后

25、3、促長細胞群的存在取決于促長劑的持續(xù)存在和反復暴露4、內源性促長劑可起自發(fā)促長作用5、劑量-反應顯示有可測定的閾值，有可測定的最大作用6、對飲食和激素等因素敏感3、 進展階段進展階段的主要特征：1、不可逆2、 伴隨細胞生長速率和侵襲性的增加出現(xiàn)核型異常3、 有可測定的和/或形態(tài)學可描述的細胞基因組結構的改變4、 進展劑可使已促長的細胞進入該階段5、 可以發(fā)生自發(fā)的進展作用6、 進展的早期階段對環(huán)境因素敏感7、遺傳易感性與化學致癌按作用模式把化學致癌物質分類：直接致癌物、間接致癌物、促癌劑直接致癌物：其本身直接具有致癌作用，在體內不需要代謝活化即可致癌。這類物質大多數(shù)為親電子物。間接致癌物：其本身不能直接致癌，必須在體內經過化謝轉化，所形成的代謝物具有致癌作用。前致癌物： 未經代謝活化的間接致癌物。促癌劑：本身