外源化學(xué)物的急慢性毒性及其評(píng)價(jià)

外源化學(xué)物的急慢性毒性及其評(píng)價(jià)第五章第一節(jié)外源化學(xué)物的性質(zhì)和來源大氣中的化學(xué)物食品添加劑與污染物職業(yè)性化學(xué)物

藥物其它來源常見的外源化學(xué)物：農(nóng)藥及滅鼠藥金屬及其化合物急性氣體中毒有機(jī)溶劑苯的氨基及硝基化學(xué)物第二節(jié)化學(xué)物中毒的臨床特點(diǎn)我國四咪唑(驅(qū)蟲凈tetramizole)導(dǎo)致遲發(fā)性腦炎，據(jù)推算約有20萬人藥物致聾?。?990年我國有聾啞兒童180余萬人，其中藥物所致耳聾占60％，約100余萬人，并且每年以2-4萬人遞增1999年5月在比利時(shí)發(fā)生的“二噁因污染食品”事件2001年1月，瘦肉精”(鹽酸克倫特羅)中毒事件

典型急性中毒事件慢性中毒事件1951年以來日本的水俁病事件1955年以來日本的富山縣痛痛病1961年以來四日市哮喘近年來日本慢性砷中毒日本政府于1974年宣布水俁病、痛痛病和四日市哮喘為公害病后，又宣布慢性砷中毒為第四公害病化學(xué)物中毒的臨床特點(diǎn)劑量與反應(yīng)關(guān)系病變的廣泛性個(gè)體差異性病變的特異性第一節(jié)急性毒性試驗(yàn)

急性毒性(acutetoxicity)是指機(jī)體(人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物)一次(或24h內(nèi)多次)接觸大劑量高濃度的外源化合物所引起的毒性效應(yīng)包括引起死亡的效應(yīng)。一、急性毒性的定義急性毒性試驗(yàn)(acutetoxicitytest)是大劑量高濃度一次給予試驗(yàn)動(dòng)物，目的是了解外源性化合物短期內(nèi)的毒性作用，并對(duì)診斷、預(yù)防和急救治療提供科學(xué)依據(jù)。毒性效應(yīng)的快慢和劇烈程度可因接觸化合物的性質(zhì)(主要是化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì))和染毒劑量不同而異?？纱篌w分為兩類：

急性致死性毒性試驗(yàn)

急性非致死性毒性試驗(yàn)急性毒性試驗(yàn)的類型急性毒性求出受試化合物對(duì)一種或幾種試驗(yàn)動(dòng)物的致死劑量(通常以LD50為主要參數(shù))，確定有無毒性、毒性大小、毒作用特點(diǎn)。求出該化合物的劑量－反應(yīng)關(guān)系，為亞急性、慢性毒性試驗(yàn)等的劑量選擇、種屬選擇和觀察指標(biāo)的選擇等提供依據(jù)。確定環(huán)境中受試化合物侵入機(jī)體的途徑，研究化合物在機(jī)體的生物轉(zhuǎn)運(yùn)和生物轉(zhuǎn)化過程及其毒代動(dòng)力學(xué)。研究化合物急性中毒診斷、預(yù)防和急救治療措施。急性毒性二、急性毒性研究的目的動(dòng)物試驗(yàn)設(shè)計(jì),應(yīng)考慮的要素及其要求？實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇和分組受試動(dòng)物的染毒途徑和方式的選擇劑量組設(shè)計(jì)毒性反應(yīng)指標(biāo)的選擇選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的原則：要求在其接觸化合物之后的毒性反應(yīng)應(yīng)當(dāng)與人接觸該化合物的毒性反應(yīng)基本一致應(yīng)選用兩種以上試驗(yàn)動(dòng)物，常選用大白鼠和小白鼠試驗(yàn)動(dòng)物操作方便，易于飼養(yǎng)，價(jià)格較低，易于獲得。

急性毒性三、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇研究內(nèi)容實(shí)驗(yàn)動(dòng)物急性毒性免疫毒性放射病過敏反應(yīng)嘔吐致熱反應(yīng)氣體毒物對(duì)粘膜的刺激作用吸入性粉塵藥物對(duì)皮膚局部作用實(shí)質(zhì)性臟器的毒作用遲發(fā)性神經(jīng)毒性血壓變化動(dòng)脈粥樣硬化慢性毒性致畸性致突變性、致癌性大、小鼠大、小鼠、最常用C57BL/6狗、大、小鼠，不宜用兔豚鼠(豚鼠>家兔>狗>小鼠>貓>青蛙)狗、貓，不宜用草食動(dòng)物兔貓不宜用大鼠小鼠和狗(無汗腺)貓大鼠兔、豚鼠小鼠來亨雞狗、大鼠、兔兔、雞、鴿、猴

大鼠、狗大、小鼠、兔小鼠、大鼠實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇

急性毒性動(dòng)物分組：均衡性和隨機(jī)性急性毒性要求各組動(dòng)物的平均體重及體重的離散度盡可能一致。具體來說是：(1)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重不應(yīng)超過全體實(shí)驗(yàn)動(dòng)物平均體重的20%－控制離散度;(2)每組之間的平均體重相差不應(yīng)超過10%－控制均衡性。均衡性：每只動(dòng)物分散到各組去的機(jī)會(huì)是均等的，以避免成見或系統(tǒng)誤差。一般采用隨機(jī)區(qū)組法。急性毒性隨機(jī)化：四、受試物的來源及染毒途徑

經(jīng)口染毒

經(jīng)呼吸道染毒

經(jīng)皮膚染毒

經(jīng)注射染毒急性毒性灌胃喂食吞咽膠囊空腹給予2－3h后復(fù)食灌胃的體積不超過體重的1－2%1.經(jīng)口染毒灌胃時(shí)應(yīng)注意急性毒性2.經(jīng)呼吸道染毒

吸入接觸

將受試化合物注入動(dòng)物氣管肺內(nèi)吸入接觸

靜式吸入

動(dòng)式吸入急性毒性3.經(jīng)皮膚染毒人和動(dòng)物的皮膚厚度皮膚類型

角質(zhì)層(

m)

表皮層(

m)完整皮膚(mm)

人豬大鼠無毛小鼠小鼠16.8

0.726.4

0.418.4

0.58.9

0.45.8

0.346.9

2.365.8

1.832.1

1.328.6

0.912.6

0.82.97

0.283.43

0.052.09

0.070.70

0.020.84

0.02急性毒性吸收速度：陰囊>前額＝頭皮>背部＝腹部>手掌及足掌手背>手掌定性試驗(yàn)：小鼠和大鼠的浸尾試驗(yàn)是常用的定性試驗(yàn)方法。定量試驗(yàn)：在試驗(yàn)動(dòng)物一脫好毛的部位涂布受試物，以求該化合物經(jīng)皮吸收的劑量－反應(yīng)關(guān)系，求經(jīng)皮LD50

急性毒性觀察項(xiàng)目

評(píng)分

紅斑與焦痂形成

無紅斑很輕微紅斑易于察覺紅斑中度至嚴(yán)重紅斑嚴(yán)重紅斑至輕微焦痂形成水腫形成

無水腫很輕微水腫輕度水腫(邊緣隆起)中度水腫(隆起約1cm)重度水腫(隆起>1cm)

01234

01234

皮膚反應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

急性毒性

不少外來化合物可引起皮膚接觸部位的局部損傷，研究化合物的局部毒性常用皮膚斑貼法或兔耳法及兔結(jié)膜囊刺激試驗(yàn)。急性毒性局部作用試驗(yàn)：4.經(jīng)注射染毒常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物給予受試物的體積(ml)注射方式小鼠大鼠豚鼠兔狗腹腔肌肉靜脈皮下0.2

1.00.1

0.20.2

0.50.1

0.51

30.2

0.51

20.5

12

50.2

0.51

50.5

25

100.5

13

101

35

152

55

153

10急性毒性五、毒性反應(yīng)的觀察與檢查

氣管或系統(tǒng)觀察項(xiàng)目中毒后常見的表現(xiàn)CNS和神經(jīng)肌肉系統(tǒng)

植物神經(jīng)系統(tǒng)

呼吸系統(tǒng)

泌尿生殖系統(tǒng)

皮膚和被毛眼睛

行為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

對(duì)刺激反應(yīng)性

腦脊髓反射肌肉張力瞳孔大小腺體分泌鼻呼吸表現(xiàn)陰戶乳腺陰莖顏色張力眼瞼眼球角膜體位異常叫聲異常活動(dòng)異常呆臥少動(dòng)痙攣抽搐震顫強(qiáng)直麻痹運(yùn)動(dòng)失調(diào)易興奮感覺遲鈍或過敏反應(yīng)低下或過高減弱或消失松馳或緊張散大或縮小流涎流淚鼻孔溢液鼻翼扇動(dòng)徐緩過速困難衰竭腫脹分泌物增多會(huì)陰部污穢脫出皮膚充血紫紺被毛蓬松污穢眼球突出，充血，角膜混濁，血性分泌物急性毒性

受試動(dòng)物給予受試物后，應(yīng)密切注意各組動(dòng)物的毒性反應(yīng)情況。觀察時(shí)間：一般為2周觀察指標(biāo)：

中毒癥狀死亡情況大體解剖急性毒性

中毒癥狀的觀察是了解該化合物急性毒性的十分重要的一環(huán)，是補(bǔ)充LD50這個(gè)參數(shù)不足的重要方面。故應(yīng)詳細(xì)地觀察動(dòng)物的中毒癥狀、發(fā)生發(fā)展過程及轉(zhuǎn)歸，死亡前癥狀特點(diǎn)，死亡時(shí)間等。這有助于揭示化合物甚至同類化合物的不同衍生物的急性毒性特征。急性毒性第二節(jié)急性毒性的主要指標(biāo)

一、致死性急性毒作用指標(biāo)

(一)LD50及其相關(guān)指標(biāo)絕對(duì)致死量(absalutelethaldose,LD100)

是指引起一群機(jī)體全部死亡的最小劑量。一群是一個(gè)廣泛的概念，可能包括10、50、100或更多。急性毒性指引起一群個(gè)體50%死亡所需的劑量，也稱致死中量。LD50的數(shù)值越小，化合物的毒性越強(qiáng)，反之LD50的數(shù)值越大，則毒性越低.表示LD50的單位為mg/kg體重，如DDT的LD50為300mg/kg體重(大鼠,經(jīng)口)。急性毒性半數(shù)致死量(medianlethaldose,LD50)急性毒性半數(shù)致死濃度(LC50):引起一群個(gè)體50%死亡所需濃度，一般以mg/m3表示空氣中外源化合物的濃度，以mg/L表示水中外源化合物的濃度。最小致死劑量(minimumlethaldose,MLD或LD01)是指在一群機(jī)體中僅引起個(gè)別發(fā)生死亡的最低劑量。低于此劑量即不能使機(jī)體出現(xiàn)死亡。最大耐受劑量(maximallethaldose,MTD或LD0)

是指在一群個(gè)體中不引起死亡的最高劑量。接觸此劑量的個(gè)體可以出現(xiàn)嚴(yán)重的毒性作用，但不發(fā)生死亡。急性毒性(二)LD50的測(cè)定

預(yù)試:

求出LD0和LD100急性毒性正式試驗(yàn)：劑量組：LD100之間安排5-7個(gè)劑量組，10只/組組距：0.65-0.85倍。計(jì)算方法：寇氏法和概率單位法最常用(三)LD50應(yīng)用中的注意問題

試驗(yàn)條件的同一性

不能反應(yīng)這個(gè)化合物引起的中毒特征因此，有助于補(bǔ)充LD50參數(shù)不足的方法，除了中毒癥狀的描述之外，還有一個(gè)參數(shù)是求化合物的急性毒作用帶(acuteeffectzone)。急性毒性為何常用LD50或作為表示或衡量化合物急性毒性指標(biāo)的理由

代表性好：動(dòng)物死亡數(shù)的頻數(shù)分布情況，60-70%的死亡動(dòng)物集中在LD50附近。

敏感性高：典型的劑量－反應(yīng)曲線為S型，LD50斜度較大，50%劑量稍有變化，即可引起死亡率的明顯改變。

重現(xiàn)性好：實(shí)驗(yàn)證明死亡率50%處其致死量非常一致，與LD100

和LD0等相比有更高的重現(xiàn)性。急性毒性

不能反映非致死性中毒、形態(tài)和功能變化等；

它是一系列實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的統(tǒng)計(jì)值；

LD50僅能反映一個(gè)點(diǎn)的情況，而劑量死亡曲線的斜度不同，即使LD50相同，其危險(xiǎn)性也不同。

急性LD50的觀察時(shí)間短促，會(huì)漏失對(duì)動(dòng)物雙相死亡現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。急性毒性LD50的缺點(diǎn)：毒作用帶(acuteeffectaone)：是指化合物毒性上線和毒性下限的比值，表示引起試驗(yàn)動(dòng)物死亡劑量和最低毒作用劑量之間的劑量范圍。急性毒作用帶通常是以LD50值與急性閾劑量的比值表示，即Zac＝LD50/Limac急性毒性

亦稱最小有作用劑量(minimaleffectlevel)，使機(jī)體某項(xiàng)靈敏的觀察指標(biāo)發(fā)生異常變化或使機(jī)體出現(xiàn)損害作用所需的最低劑量?；蛑冈趯?shí)驗(yàn)總體中的一組受試動(dòng)物中個(gè)別動(dòng)物出現(xiàn)毒性效應(yīng)的最低劑量，在該劑量下的任何劑量均不應(yīng)再出現(xiàn)毒性效應(yīng)。這一比值的大小可以反應(yīng)急性閾劑量與D50距離的寬窄。比值越大，表明化合物引起急性死亡的危險(xiǎn)性越小，反之則越大。急性毒性急性毒作用閾(acutethresholdlevel,Limac)

第三節(jié)急性毒性的評(píng)價(jià)

農(nóng)藥的急性毒性分級(jí)級(jí)別大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大鼠經(jīng)皮LD50(mg/kg/4h)大鼠吸入LD50(mg/m3)2h劇毒高毒中等毒低毒<55

5

500>500<2020

200

2000>2000<2020

200

2000>2000急性毒性工業(yè)毒物急性毒性分級(jí)

毒性分級(jí)小鼠一次經(jīng)口LD50(mg/kg)小鼠吸入2hLD50(ppm)兔經(jīng)皮LD50(mg/kg)劇毒高毒中等毒低毒微毒<1011

100101

10001001

10000>10000<5051

500501

50005001

50000>50000<1011

5051

500501

5000>5000急性毒性外源性化合物經(jīng)口急性毒性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)急性毒性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)大約相當(dāng)體重70kg人的致死劑量6級(jí)(低毒)5級(jí)(劇毒)4級(jí)(中等毒)3級(jí)(低毒)2級(jí)(實(shí)際無毒)1級(jí)(無毒)<11

5051

500501

50005001

15000>15000稍嘗，<7滴7滴

1茶匙1茶匙

35g35

350g350

1050g>1050g急性毒性外源化合物的急性毒性分級(jí)(WHO)

急性分級(jí)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4h，死亡2-4只濃度(ppm)兔經(jīng)皮LD50(mg/kg體重)對(duì)人可能致死的估計(jì)量g/kg體重g/60kg體重劇毒<1<10

<5<0.050.1高毒1

10

5

0.05

3中等毒50

100

44

0.5

30低毒500

1000

350

5

250微毒5000

10000

2180

>15>1000急性毒性第六章亞慢性和慢性毒性及其評(píng)價(jià)

研究外來化合物的亞慢性和慢性毒性作用是是全面評(píng)價(jià)外來化合物的安全性的主要內(nèi)容之一，而且也為制訂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的試驗(yàn)依據(jù)。為查明化合物的慢性中毒往往進(jìn)行蓄積試驗(yàn)，以初步判斷有無慢性中毒的可能，并且也有必要進(jìn)行亞急性或亞慢性毒性試驗(yàn)作為篩選慢性毒性試驗(yàn)所需要觀察的毒性效應(yīng)指標(biāo)。第一節(jié)蓄積效應(yīng)及其評(píng)價(jià)

蓄積毒性(cumulativetoxicity)是指低于一次中毒劑量的外源化學(xué)物質(zhì)，反復(fù)地與機(jī)體接觸一定時(shí)間后指使機(jī)體出現(xiàn)的中毒作用。用于觀察研究上述致毒作用過程的試驗(yàn)稱為蓄積毒性試驗(yàn)(cumulativetoxicitytest)。一、基本概念當(dāng)外源性化學(xué)物連續(xù)、反復(fù)進(jìn)入機(jī)體，而且進(jìn)入的速度(或總量)超過代謝轉(zhuǎn)化和排出的速度(或總量)時(shí)，該物質(zhì)就又可能在體內(nèi)蓄積而產(chǎn)生蓄積毒性。物質(zhì)蓄積:指外源性化學(xué)物