(完整版)毒理學基礎(chǔ)知識點

1、劑量效應關(guān)系：表示化學物質(zhì)的劑量與個體中發(fā)生的量反應強度之間的關(guān)系。曲線基本類型是s形曲線。劑量-反應關(guān)系：表示化學物質(zhì)的劑量與某一群體中質(zhì)反應發(fā)生率之間的關(guān)系。替代法又稱“3R”法：優(yōu)化試驗方法和技術(shù)，減少受試動物的數(shù)量和痛苦，取代整體動物實驗的方法。毒效應譜：機體對外源化學物的負荷增加；意義不明的生理和生化改變；亞臨床改變；臨床中毒；甚至死亡。毒作用的類型：速發(fā)性或遲發(fā)性作用；局部或全身作用；可逆或不可逆作用；超敏反應特異質(zhì)反應。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二LD50/Limac。Zac值小，說明化學物質(zhì)從產(chǎn)生輕微損害到導致急性死亡的劑量范圍窄，引起死亡的

2、危險性大；反之，則說明引起死亡的危險性小。慢性毒作用帶:為急性閾劑量與慢性閾劑量的比值，表示為:Zch=Limac/Limch。Zch值大，說明Limac與Limch之間的劑量范圍大，由極輕微的毒效應到較為明顯的中毒表現(xiàn)之間發(fā)生發(fā)展的過程較為隱匿，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。選擇性毒性：水平：可發(fā)生在物種之間、個體內(nèi)（易感器官為靶器官）和群體內(nèi)（易感人群為高危人群三個水平。原因：物種和細胞學差異；不同生物或組織器官對化學物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化過程的差異；不同組織器官對化學物質(zhì)親和力的差異；不同組織器官對化學物質(zhì)所致?lián)p害的修復能力的差異。毒性和毒效應的區(qū)別：毒性

3、是化學物固有的生物學性質(zhì)，我們不能改變化學物的毒性。毒效應是化學物毒性在某些條件下引起機體健康有害作用的表現(xiàn)，改變條件就可能影響毒效應。ADME過程:吸收:是外源化學物從機體的接觸部位透過生物膜屏障進入血液的過程。分布:是指外源化學物吸收后隨血液或淋巴液分散到全身組織器官的過程。代謝。排泄:外源性化學物及代謝產(chǎn)物由機體向外轉(zhuǎn)運的過程，是機體中物質(zhì)代謝過程中最后一個重要環(huán)節(jié)。毒理學研究方法的優(yōu)缺點：流行病學研究：優(yōu)：真實的暴露條件；在各化學物之間發(fā)生相互作用；測定在人群的作用；表示全部的人敏感性。缺:耗資、耗時多；無健康保護；難以確定暴露，有混雜暴露問題；可檢測的危險性增加必需達到2倍以上；測定

4、指標較粗。受控的臨床研究：優(yōu)：規(guī)定的限定暴露條件；在人群中測定反應；對某組人群（如哮喘）的研究是有力的；能測定效應的強度。缺:耗資多；較低濃度和較短時間的暴露；限于較少量的人群（一般V50）；限于暫時、微小、可逆的效應；一般不適于研究最敏感的人群。體內(nèi)試驗：優(yōu)：易于控制暴露條件；能測定多種效應；能評價宿主持征的作用；能評價機制。缺：動物暴露與人暴露相關(guān)的不確定性；受控的飼養(yǎng)條件與人的實際情況不一致；暴露的濃度和時間的模式顯著地不同于人群的暴露。體外試驗：優(yōu)：影響因素少，易于控制；可進行某些深入的研究；人力物力花費較少。缺：不能全面反映毒作用，不能作為毒性評價和危險性評價的最后依據(jù)；難以觀察慢性

5、毒作用。藥物引起呼吸系統(tǒng)毒性的機制并舉例：嗎啡：引起呼吸中樞抑制；箭毒生物堿：引起呼吸肌麻痹；呋喃妥因：介導的氧化損傷；多柔比星：細胞毒藥物對肺泡的直接損害；胺碘酮：細胞內(nèi)磷脂的沉積；紫杉醇：介導P物質(zhì)的釋放；環(huán)磷酰胺：致癌變作用。常用的致突變試驗：細菌回復突變試驗（Ames試驗）、微核試驗、染色體畸變分析、姐妹染色單體交換試驗SCE、果蠅伴性隱性致死試驗、顯性致死試驗、程序外DNA合成試驗、單細胞凝膠電泳試驗。傳統(tǒng)致畸試驗要點：傳統(tǒng)常規(guī)致畸試驗是評定外源化學物是否具有致畸作用的標準方法，動物首選大鼠（小鼠和家兔），可以作為致畸試驗陽性對照物的是維生素A、敵枯雙、五氯酚鈉。微核試驗MNT：原理

6、：是染色體或染色單體的無著絲點斷片或紡錘絲受損傷而丟失整個染色體，在細胞分裂后期遺留在胞質(zhì)中，單獨形成的次核，因其比主核小，故稱微核。檢測的終點：染色體或染色單體的損傷；紡錘絲的損傷。Ames試驗原理（細菌回復突變試驗）：是利用突變體的測試菌株，觀察受試動物能否糾正或補償突變體所攜帶的突變改變，判斷其致突變性。發(fā)育毒性：概念：出生前后接觸有害因素，子代個體發(fā)育為成體之前誘發(fā)的任何有害影響。表現(xiàn)：發(fā)育生物體死亡，生長改變，結(jié)構(gòu)異常，功能缺陷。致突變試驗的遺傳學終點：DNA完整性的改變DNA重排或交換DNA堿基序列改變?nèi)旧w完整性改變?nèi)旧w分離改變。急性毒性實驗的目的：通過實驗測定毒物的致死劑量以

7、及其他急性毒性參數(shù)，以LD50為最主要參數(shù)；通過觀察動物中毒表現(xiàn)，毒作用強度和死亡情況，初步評價毒物對機體的毒作用效應特征、靶器官、劑量-反應關(guān)系和對人體產(chǎn)生所害的危險性；為后續(xù)的重復劑量、亞慢性和慢性毒性實驗研究以及其他毒理實驗提供接觸劑量設計依據(jù)；提供毒理學機制研究的初步線索。急性毒性試驗方法的要點：物質(zhì)蓄積：試驗動物反復多次接觸化學物后，用化學分析方法能夠測得機體內(nèi)存在該化學物或其代謝產(chǎn)物。功能蓄積：有的化學物在長期接觸后，機體內(nèi)雖不能測出其原型或代謝產(chǎn)物，卻出現(xiàn)了慢性毒性作用。亞慢性毒性：是指人或?qū)嶒瀯游镞B續(xù)接觸較長時間，較大劑量的化學毒物所產(chǎn)生的中毒效應。亞慢性毒性試驗：實驗動物的選

8、擇：一種為嚙齒類，另一種為非嚙齒類，以便全面了解受試物的毒性特征。由于亞慢性毒性試驗期較長，所以被選擇動物的體重（年齡）應較小。染毒方式、劑量選擇、染毒期限：盡量選擇和人類接觸途徑相似的方式，盡量與預期進行的慢性毒性作用研究的接觸途徑相一致。經(jīng)口染毒：灌胃法、喂飼法、膠囊法，大小鼠建議灌胃，犬膠囊法或灌胃法。受試物摻入飼料的最大量有嚴格的規(guī)定，30天試驗不得超過10g/100g飼料，亞慢性90天試驗不得超過8g/100g飼料，慢性試驗不得超過5g/100g飼料，否則會影響動物的營養(yǎng)狀況，從而影響生長發(fā)育。亞慢性毒性試驗每日染毒的時間應保持一致，一般在每日上午進行，給藥后喂食。經(jīng)呼吸道染毒：通常

9、每日2-6h,工業(yè)毒物可以縮短至lh,環(huán)境污染物可延長至8h。經(jīng)皮染毒：每天6h，每周對染毒部位脫毛一次。經(jīng)靜脈注射染毒：長期操作實施困難，必要時可用腹腔替代。亞慢性和慢性毒性試驗的觀察指標:一般觀察:觀察實驗動物的進食量、體重、外觀體征和行為活動、糞便性狀等；實驗室檢測項目：血液學指標、血液生化學指標、系統(tǒng)尸解和病理組織學檢查、可逆性觀察、指標觀察時間、特異性指標及其他。靜式與動式吸入染毒法的優(yōu)缺點：靜式：實驗動物置于一個有一定體積的密閉容器內(nèi)，加入定量的易揮發(fā)的液態(tài)化合物或一定體積的氣態(tài)化合物，在容器內(nèi)形成所需要的受試化合物濃度的空氣環(huán)境。染毒柜體積、動物數(shù)、時間，依據(jù)實驗動物最低需氣量計

10、算。優(yōu)點：設備簡單、操作方便、經(jīng)濟、受試物消耗少，適合于小鼠方缺點：氧氣減少，濃度不穩(wěn)定，經(jīng)皮吸收，不適合稍大動物。動式：采用機械通風為動力，連續(xù)不斷地將含有已知濃度受試物的新鮮空氣送入染毒柜內(nèi)，并排出等量的污染氣體，使染毒濃度保持相對穩(wěn)定。動式吸入染毒裝置的組成：染毒柜、機械通風系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)。優(yōu)點：受試物濃度和氧分壓比較穩(wěn)定，特別適于低濃度、長時間的慢性吸入染毒及大動物急性吸入染毒。缺點：設備要求高，消耗受試物量很大，操作比較復雜，費時費工，易于污染操作室環(huán)境。亞慢性毒性實驗的目的：研究受試物亞慢性毒性劑量一反應關(guān)系，確定未觀察到有害作用的劑量和其觀察到有害作用的最低劑量，提出安全限量參考

11、值。觀察受試物亞慢性毒性效應譜，毒作用特點和毒作用靶器官觀察受試物亞慢性毒性作用的可逆性為慢性毒理實驗的劑量設計和觀察指標提供依據(jù)為在其他實驗中發(fā)現(xiàn)的或未發(fā)現(xiàn)的毒作用提供新的信息，比較不同動物物種毒效應的差異，為受試物毒性機制研究和將研究結(jié)果外推到人提供依據(jù)。五種類型毒性相互作用:相加作用：指每一化學物以相同的方式，相同的機制，作用于相同的靶，僅僅他們的效力不同。它們對機體產(chǎn)生的毒效應等于各個外源化合物單獨對機體所產(chǎn)生效應的算術(shù)總和獨立作用：當兩種或兩種以上外源化合物對機體作用，其作用的部位靶器官不同，而且各自的靶部位或靶器官之間生理關(guān)系較為不密切，此時各外源化合物的毒性效應表現(xiàn)為各自的毒性效

12、應.兩種或兩種以上的外源化合物對機體所產(chǎn)生的總毒性效應大于各個外源化合物單獨對機體的毒效應總和，即毒性增強增強作用：一種化合物對某些器官或系統(tǒng)并無毒性，但與另一種化合物同時或先后暴露時使其毒性效應增強，即為加強作用拮抗作用：兩種或兩種以上外源化合物對機體所產(chǎn)生的聯(lián)合毒性效應低于各個外源化合物單獨毒性效應的總和。終毒物的四種類型:親電子劑:指含有一個缺電子原子（帶部分或全部正電荷）的分子。自由基：在其外層軌道中含有一個或多個不成對電子的分子或分子片段。親核物；活性氧化還原反應物：一種特殊的產(chǎn)生氧化還原活性還原劑的機制。靶分子反應的類型:非共價結(jié)合:通過非極性交互作用或氫鍵與離子鍵的形成，具有代表

13、性的是毒物與膜受體、細胞內(nèi)受體、離子通道以及某些酶等靶分子的交互作用。共價結(jié)合：親電子劑以共價結(jié)合方式與靶分子結(jié)合。去氫反應：自由基可迅速從內(nèi)源化合物去除氫原子，將這些化合物轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫?。電子轉(zhuǎn)移。酶促反應。急性毒性試驗動物：大鼠為首選的嚙齒類動物，動物要求剛成年，健康，未曾交配和受孕的，試驗動物的體重與年齡有一定的關(guān)系，常用的動物體重范圍：大鼠180220g，小鼠1825g，兔22.5kg；動物的性別是雌雄各半。遺傳學損傷（致突變作用）的類型及其后果：基因突變：1根據(jù)基因結(jié)構(gòu)的改變分類：包括堿基置換（轉(zhuǎn)換、顛換）、移碼突變（插入或缺失）和大段損傷。2根據(jù)堿基置換后果分為：錯義突變：突變后引起

14、氨基酸序列改變；無義突變：突變成終止密碼子，使肽鏈合成提前終止；同義突變：突變后不引起氨基酸序列改變。3按照突變的方向分類為正向突變和回復突變。染色體畸變，包括染色單體型畸變、染色體型畸變。染色體結(jié)構(gòu)異常的類型：缺失（末端缺失、中間缺失）；重復；倒位（臂內(nèi)倒位、臂間倒位）易位。后果：產(chǎn)生穩(wěn)定的畸變或不穩(wěn)定的畸變。染色體數(shù)目改變（基因組突變）。后果：對于人類，多倍體大多不能存活。生殖細胞突變和體細胞突變的后果：生殖細胞：致死性突變（顯性致死：雜合子就引起胚胎死亡；隱性致死：需純合子或半合子才引起胚胎死亡）；非致死性突變（顯性遺傳：雜合子就出現(xiàn)疾病；隱性遺傳：純合子或半合子才出現(xiàn)疾病）。體細胞：癌

15、變（體細胞突變是細胞癌變的重要基礎(chǔ)）；致畸胎；其他不良后果。發(fā)育毒性的主要表現(xiàn)：（1）發(fā)育生物體死亡：受精卵未發(fā)育即死亡或胚泡未著床即死亡，或著床后發(fā)育到某一階段死亡。生長改變：生長遲緩，胎兒生長發(fā)育指標低于正常對照均值2個標準差。結(jié)構(gòu)異常：胎兒形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，即畸形。功能缺陷：生理、生化、免疫、行為、智力等方面的異常。化學致突變作用：模式：損傷-修復-突變。DNA損傷修復機制：1直接修復：依賴光聚合酶的光復活以及依賴烷基轉(zhuǎn)移酶的“適應性”反應。2.核苷酸切除修復：DNA內(nèi)切酶、DNA聚合酶、DNA連接酶，是所有生物體內(nèi)最常見的修復機制。3.堿基切除修復：DNA糖基酶，AP內(nèi)切酶、聚合酶、連接酶

16、。4錯配修復：識別并出去錯配的堿基對。5.雙鏈斷裂修復：包括同源重組修復和非同源性末端連接，兩者最大的區(qū)別就是是否需要模板的幫助；6交聯(lián)修復：DNA鏈內(nèi)交聯(lián)會引起雙鏈斷裂，機體啟動兩種修復為無誤交聯(lián)修復和易誤交聯(lián)修復。遺傳毒理學試驗成組應用的原則：一組可靠的試驗系統(tǒng)應包括每一類型的遺傳學終點。通常的實驗材料有病毒、細菌、真菌、培養(yǎng)的哺乳細胞、植物、昆蟲及哺乳動物等。包括進化程度不同的物種，至少應包括真核和原核兩個系統(tǒng)。體內(nèi)試驗與體外試驗配合。外源化合物的致突變的類型：1基因突變，指基因中DNA序列的改變，又叫點突變，可分為堿基置換和移碼突變兩種類型。2.染色體畸變，指染色體結(jié)構(gòu)的改變，它是指遺

17、傳物質(zhì)大的改變，染色體結(jié)構(gòu)異常的主要類型有，缺失、重復、倒位、易位。3.染色體數(shù)目的變化，或稱基因組突變，如非整倍體和多倍體，非整倍體指增加或減少一條或幾條染色體；多倍數(shù)體指以染色體組為單位的增加。IARC對化學致癌物的分類：組1：對人類是致癌物。對人類致癌性證據(jù)充分者屬于本組。組2A:對人類很可能是致癌物，指對人類致癌性證據(jù)有限，對實驗動物致癌性證據(jù)充分;組2B：對人類是可能致癌物，指對人類致癌性證據(jù)有限，對實驗動物致癌性證據(jù)并不充分。組3：現(xiàn)有的證據(jù)不能對人類致癌性進行分類。組4：人類可能非致癌物?；瘜W致癌的三個過程及主要特征：引發(fā)、促長、進展三個階段。引發(fā)階段：不可逆性、引發(fā)細胞在形態(tài)學

18、上無法識別；對外源性化學物質(zhì)和其他化學因素敏感、引發(fā)細胞可能自發(fā)（內(nèi)源性）啟動；需經(jīng)細胞分裂“固定突變”劑量-反應關(guān)系良好，但很難確定閾值。促長階段：在基因表達和細胞水平上有可逆性；持續(xù)給以促長劑才可維持促長細胞群；對衰老、飲食和激素因子敏感；劑量-反應關(guān)系顯示有可測閾值和最大作用。進展階段：生長速度快；侵襲性和轉(zhuǎn)移能力強；生化學和免疫性狀改變?；瘜W致癌物的分類：根據(jù)化學致癌物引起癌變的機制和模式分類：遺傳毒性致癌物，其中又可分為直接致癌物（不需代謝活化而與親核分子共價結(jié)合為加合物）和間接致癌物（需經(jīng)代謝活化才有致癌作用）；非遺傳毒性致癌物，包括致癌劑激素免疫抑制劑固態(tài)物質(zhì)過氧化物酶體增生劑細

19、胞毒物；暫未確定遺傳毒性的致癌物。嚙齒類動物致癌試驗選擇的特點：動物選擇： 物種和品系：可選用兩種嚙齒類動物，如大、小鼠。在選擇物種和品系時，應考慮自發(fā)腫瘤率； 性別：雌雄各半；年齡：使用剛斷乳的動物，以保證有足夠長的染毒和發(fā)生癌癥的時間，而且幼年動物解毒酶及免疫系統(tǒng)尚未完善，對致癌作用比較敏感。動物數(shù)量：每組雌雄至少50只，共100只劑量選擇：一般設3個染毒劑量組和1個對照組。高劑量：發(fā)生腫瘤劑量組，最大耐受劑量MTD；中劑量：閾劑量組，高劑量1/2或1/3（按等比級數(shù)下推）；低劑量：無作用劑量組，中劑量的1/2或1/3。試驗期限與染毒時間：原則上試驗期限要求長期或終身。一般情況下小鼠最少1

20、.5年，大鼠2年。發(fā)育各階段毒作用特點（主要表現(xiàn)）：著床前期:此時很少發(fā)生特異的致畸效應，易發(fā)生胚泡死亡，稱為著床前丟失。器官形成期：著床后孕體即進入器官形成期，直到硬腭閉合。發(fā)育毒性的表現(xiàn)以結(jié)構(gòu)畸形最為突出，也可以有胚胎死亡和生長遲緩。該期是發(fā)生結(jié)構(gòu)畸形的關(guān)鍵期，也稱致畸敏感期。胎兒期：胎兒期外源化學物的不良作用主要表現(xiàn)為生長遲緩、特異的功能障礙、經(jīng)胎盤致癌和偶見死胎。圍生期：和出生后的發(fā)育期圍生期是一生中對致癌物最敏感的時期。研究較多的是發(fā)育免疫毒性、神經(jīng)行為發(fā)育異常和兒童期腫瘤。發(fā)育毒性作用的特點：致畸作用敏感期是器官發(fā)生期、劑量反應關(guān)系復雜、典型致畸作用的劑量-反應曲線的斜率比較大、發(fā)

21、育毒性尤其是致畸作用存在明顯的物種差異。常用的發(fā)育毒性替代試驗：體外初篩試驗：大鼠全胚胎培養(yǎng)；胚胎細胞微團培養(yǎng)；小鼠胚胎干細胞試驗。體內(nèi)初篩試驗。四階段毒理學安全性評價的主要內(nèi)容及目的：（1）第一階段：急性毒性和局部毒性試驗。目的：主要是測定LD50或LC50，對受試物的急性毒性進行分級，為其他試驗的劑量設計提供參數(shù)，根據(jù)毒作用的性質(zhì)、特點推測靶器官。與皮膚、眼接觸者需做刺激試驗。第二階段：重復劑量毒性、遺傳毒性與發(fā)育毒性試驗。目的：了解受試物多次接觸造成的潛在危害（14和28天），并研究是否具有遺傳毒性與發(fā)育毒性（致畸試驗）。第三階段：亞慢性毒性試驗、生殖毒性試驗和毒動學試驗。目的：亞慢性毒性試驗是為了確定較長時間內(nèi)反復接觸受試物所引起的毒效應強度、性質(zhì)和靶器官，初步估計LOAEL和NOAEL，預測對人