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化學毒物的一般毒性作用

6/23/20252§1急性毒性作用一、急性毒性和急性毒性試驗的目的二、急性毒性試驗三、急性毒性分級急性毒性作用6/23/20253一、急性毒性和急性毒性試驗的目的急性毒性(acutetoxicity)是指機體(人或試驗動物)一次接觸或24小時內多次接觸化學物后在短期(最長到14天)內所發(fā)生的毒性效應，包括一般行為、外觀改變、大體形態(tài)變化以及死亡效應。急性毒性作用6/23/20254一、急性毒性和急性毒性試驗的目的目的①測試和求出化學毒物對一種或幾種試驗動物的致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性參數(shù)，了解急性毒作用強度。②并通過觀察動物中毒表現(xiàn)和死亡的情況，了解急性毒作用性質、可能的靶器官和致死原因，提供化學毒物的急性中毒資料、初步評價對人體產生損害的危險性。③探求化學毒物急性毒性的劑量—反應關系與中毒特征。④為亞慢性、慢性毒性作用試驗的染毒劑量設計提供參考依據(jù)。⑤研究化學毒物急性中毒的預防和急救治療措施。⑥為毒理學機制研究提供線索

。急性毒性作用6/23/20255一、急性毒性和急性毒性試驗的目的急性毒性試驗常用的毒性參數(shù)：LD50/LC50Zac

（LD50/Limac）LD84/LD16(或LC84／LC16)

劑量—反應曲線斜率

急性毒性作用6/23/20256二、急性毒性試驗(一)試驗動物[原則]：①急性毒性試驗要求選擇對化學毒物的代謝和毒效應表現(xiàn)與人的反應盡可能一致的試驗動物。②動物易于獲得③品系純化④價格較低和易于飼養(yǎng)等條件。

急性毒性作用6/23/20257二、急性毒性試驗1．試驗動物的種屬和品系最好用兩種種屬的動物嚙齒類:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔非嚙齒類：狗或猴。急性皮膚毒性試驗可選用成年大鼠、豚鼠或家兔，優(yōu)先考慮白色家兔。而急性吸入毒性試驗和經口急性毒性試驗則優(yōu)先考慮大鼠。急性毒性作用6/23/20258二、急性毒性試驗⒉試驗動物的年齡和體重：急性試驗動物不宜過老或過幼，通常要求選擇剛成年動物進行試驗，而且須是未曾交配和受孕的動物。例如：大鼠180～240g、小鼠18～25g、家兔2～2.5kg、豚鼠200～250g、狗10～15kg。同一批試驗動物體重變異范圍不應超過該批動物平均體重的20％。

急性毒性作用6/23/20259二、急性毒性試驗3.試驗動物的性別：急性毒性試驗的主要內容是求LD50，除特殊要求外，一般急性毒性試驗對動物性別要求為雌雄各半。如果在預試驗時發(fā)現(xiàn)化學毒物(如農藥)對雌、雄動物毒效應的敏感性有明顯差異，則應單獨分別求出雌性與雄性動物各自的LD50。如果試驗是為致畸試驗作準備，也可僅作雌性動物的LD50測試。

急性毒性作用6/23/202510二、急性毒性試驗4.動物數(shù)量與隨機分組：大、小鼠等小動物每組10只狗等大動物每組6只分組原則——隨機化原則5.禁食：經消化道染毒時，要求試驗前對動物禁食大鼠、小鼠——隔夜進食；染毒后禁食4h大動物——每日上午喂食前染毒染毒后繼續(xù)禁食2~4h，但在禁食時要保障飲水。6.實驗動物的預檢：選擇健康動物1~2周的檢疫期急性毒性作用6/23/202511二、急性毒性試驗

（二）試驗動物的飼養(yǎng)環(huán)境恒定的溫度：22±3℃濕度：30~70%照度：晝夜各半飼料合格、飲水合格、墊料合格急性毒性作用6/23/202512二、急性毒性試驗（三）染毒途徑的選擇:

染毒途徑（exposureroutes）的選擇需考慮：模擬人在生活和生產環(huán)境中實際接觸受試物的途徑和方式；有利于不同化學物之間急性毒性大小的比較；受試物的性質和用途；各種受試物毒性評價程序的要求等。

最常用的染毒途徑為經口、經呼吸道、經皮及注射途徑。

急性毒性作用6/23/202513二、急性毒性試驗經口(胃腸道)接觸

:

灌胃:小鼠0.2

1.0ml/只或0.1

0.5ml/10g

大鼠一次灌胃體積不超過5ml/只家兔不超過10ml/2kg

狗不超過50ml/10kg

吞咽膠囊:

經呼吸道接觸

:

靜式吸入動式吸入

經皮膚接觸

:注射途徑接觸:

急性毒性作用6/23/202514二、急性毒性試驗（四）染毒劑量與分組:

1．查閱文獻①了解化學毒物的結構式、分子量、常溫常壓下的狀態(tài)、熔點、沸點、密度、閃點、揮發(fā)度、蒸氣壓、水溶性和脂溶性等理化特性，生產批號及純度，雜質成分與含量等。②確定使用哪一種計算方法求LD50，然后再設計劑量分組。LD50的計算方法常用寇氏法、概率單位法、霍思法等。③找出與受試化學毒物結構與理化性質近似的化學物的毒性資料，并以文獻資料中相同的動物種系和相同接觸途徑所測得的LD50(LC50)值作為受試化學物的預期毒性中值。急性毒性作用6/23/202515二、急性毒性試驗（四）染毒劑量與分組:2．預試驗

①設定以此預期值作為待測化學物的中間劑量組，并在該劑量的上下各設計l一2個劑量組作為預試驗劑量。②根據(jù)確定的劑量組進行染毒。③根據(jù)預試驗的死亡資料確定組距?？筛鶕?jù)以下公式計算出劑量分組：

i=(lgLD90-lgLD10)／(n-1)或：i=(lgLD100-lgLD0)／(n-1)

式中i為組距(相鄰的兩個劑量組對數(shù)劑量之差)；

n為設計的劑量組數(shù)。急性毒性作用6/23/202516二、急性毒性試驗（四）染毒劑量與分組:3．正式試驗;

一般來說、根據(jù)試驗設計所選用的LD50計算方法來確定組數(shù)。例如幾率單位法、寇氏法一般設6～10個劑量組；霍恩法固定設4個劑量組。求得i值后．以最低劑量組(LD0或LD10)的對數(shù)劑量加上一個i值，即是第二個劑量組的對數(shù)劑量，依此類推直至最高劑量組，查各自的反對數(shù)即得出各組劑量的真實值。

123456LgLD0LgLD0+iLgLD0+2iLgLD0+3iLgLD0+4i???

急性毒性作用6/23/202517二、急性毒性試驗（五）試驗周期與毒效應觀察1.中毒癥狀急性毒性作用6/23/202518二、急性毒性試驗（五）試驗周期與毒效應觀察:

2.體重在觀察試驗動物中毒癥狀的過程中，應同時觀察體重的變化。體重可以反映動物中毒后的整體變化。體重改變的原因很多，若化學毒物刺激或損傷消化道可出現(xiàn)試驗動物飲食減少甚至拒食，表現(xiàn)為體重減輕。若化學毒物引起腹瀉，將影響食物吸收和利用，體重也會減輕。如果化學毒物影響水的攝取或腎功能急性損傷，也可能在體重上反映出來。所以，對存活動物尤其是對低于LD50劑量組的存活動物．應在觀察期14天內稱量其體重的變化．以便了解受試物引起毒效應的持續(xù)時間。急性毒性作用6/23/202519二、急性毒性試驗（五）試驗周期與毒效應觀察:3.病理檢查及其他指標:急性毒性試驗中，對死亡的動物均應及時進行大體解剖和病理組織學檢查，肉眼觀察主要臟器的大體病理變化，如臟器大小、外觀、色澤的變化，有無充血、出血、水腫或其它改變，對有改變的臟器進行取材做組織病理學檢查。對存活動物在觀察期結束時進行大體病理檢查．必要時做組織病理學檢查。根據(jù)試驗需要可進一步擴大觀察項目．如體溫、心電圖、腦電圖或進行某些生化指標測定等。急性毒性作用6/23/202520二、急性毒性試驗（五）試驗周期與毒效應觀察4.死亡和死亡時間重點觀察和記錄每只動物死亡的時間，特別是最早出現(xiàn)死亡的時間以及各個劑量組動物的死亡數(shù)。分析中毒死亡時間的規(guī)律具有一定意義，可為深人研究化學物的毒作用機制提供參考。

急性毒性作用6/23/202521二、急性毒性試驗(六)經典急性毒性試驗的局限性1.消耗的動物量大2.獲得的信息有限3.測得的LD50僅僅是一個近似值4.在安全性評價中僅評價動物死亡和簡單的癥狀觀察是不夠的，更需要的是生理學、血液學及其它化驗檢查所提供的深入細致的毒性信息。急性毒性作用6/23/202522三、急性毒性評價外源化學物急性毒性分級（WHO）毒性分級大鼠一次經口LD50(mg/kg)6只大鼠吸入4小時，死亡2~4只的濃度(ppm)兔經皮LD50(/mg/kg)對人可能致死的估計量g/kg總量(g/60kg)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實際無毒5000~10000~2180~>15>1000急性毒性作用6/23/202523三、急性毒性評價我國食品毒理急性毒性分級法(1994)急性毒性分級大鼠經口LD50(mg/kg)大致相當于70kg人的致死量6級(極毒)<1稍嘗,<7滴5級(劇毒)1~507滴~1茶匙4級(中等毒)51~5001茶匙~35克3級(低毒)501~500035~350克2級(實際無毒)5001~15000350~1050克1級(無毒)>15000>1050克急性毒性作用6/23/202524一、基本概念二、蓄積毒性試驗方法及其評價蓄積作用及其評價§2蓄積毒性6/23/202525

化學毒物進入機體后，經過生物轉化以代謝產物或化學物原型排出體外。但是，當化學毒物反復多次給動物染毒，化學毒物進入機體的速度(或總量)超過代謝轉化的速度和排泄的速度(或總量)時，化學毒物或其代謝產物就有可能在機體內逐漸增加并貯留，這種現(xiàn)象稱為化學毒物的蓄積作用(accumulation)。

蓄積作用及其評價一、基本概念6/23/202526

蓄積作用實際上有二個含義：

物質蓄積(materialaccumulation)

功能蓄積(functionalaccumulation)蓄積作用及其評價一、基本概念6/23/202527二、蓄積毒性試驗方法及其評價化學毒物的蓄積作用是發(fā)生慢性中毒的物質基礎，因此研究化學毒物在機體內的蓄積性是評價化學毒物能否引起潛在慢性毒性的依據(jù)之一，也是衛(wèi)生標準制訂過程選擇安全系數(shù)的主要依據(jù)。蓄積毒性試驗是研究化學毒物基礎毒性的重要內容之一，目的是通過試驗求出蓄積系數(shù)K，了解化學毒物蓄積毒性的強弱，并為慢性毒性試驗及其他有關毒性試驗的劑量選擇提供參考。蓄積作用及其評價6/23/202528(一)蓄積系數(shù)法

蓄積系數(shù)(accumulationcoefficient)是多次染毒使半數(shù)動物出現(xiàn)效應(或死亡)的累積劑量[ED50(n)]與一次染毒使半數(shù)動物出現(xiàn)相同效應(或死亡)的劑量[ED50(1)]的比值，即：K＝ED50(n)/ED50(1)K＝LD50(n)/LD50(1)蓄積作用及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價6/23/2025291．固定劑量法：一般常選用大、小鼠灌胃或腹腔注射方法進行染毒。先求出LD50，然后選取相同條件的40只(或更多)實驗動物，分為兩組，一為染毒組，一為對照組，每組至少20只，雌雄各半。試驗組在1／20～l／50LD50的范圍內選定一個劑量，每日以固定劑量、定時和相同途徑進行染毒,試驗期間觀察記錄每組動物死亡數(shù)。當試驗組累積發(fā)生一半動物死亡即可終止試驗。此時，計算累積總接觸劑量[LD50(n)]，根據(jù)公式計算K值，然后依表6—5進行評價。但若接觸劑量已累積達到5個LD50劑量，也可終止試驗。蓄積作用及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價6/23/2025302．劑量遞增法：

在試驗期間，當化學毒物引起動物累積死亡一半時即可終止試驗，計算K值進行評價。一般來說，在試驗第2l天也可結束試驗，因為這之前如果動物沒有死亡或死亡數(shù)不足一半，說明其累積劑量已達5.26LD50，即K＞5。使用本方法時要注意染毒期間定期(每4天一次)給動物稱重，按實測體重，調整化學毒物的染毒絕對量。蓄積作用及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價6/23/2025313．劑量固定的20天蓄積法：

它通常采用經口灌胃染毒方式，將動物隨機分為5個組，包括陰性對照組和1/20LD50、l/10LD50、1/5LD50和1/2LD50四個劑量組，每組動物數(shù)10只，雌雄各半。每日染毒一次，連續(xù)染毒20天。觀察每組雌雄合計的死亡動物數(shù)量。試驗結束時根據(jù)下列標準進行評定：①各劑量組均無死亡，即為蓄積性不明顯；②如僅1/2LD50劑量組有死亡，其他組均無死亡，則為弱蓄積性；③如1/20LD50劑量組無死亡，其他各組間死亡數(shù)有劑量反應關系時，則為中等蓄積性；④如1/20LD50劑量組有死亡，且有劑量反應關系，則為強蓄積性。

蓄積作用及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價6/23/202532(二)生物半減期法：生物半減期(biologicalhalf-life，t1/2)法是用毒物動力學原理描述化學毒物在機體內的蓄積作用?；瘜W毒物在體內蓄積的速度和量與機體單位時間內吸收該物質的速度以及清除速度有關。即使化學毒物以相等的時間間距恒速地吸收入血液，該物質在一定劑量范圍內在機體的蓄積量也不呈直線無限地增加，而是呈曲線形上升并有一定的極限。這是因為化學物質吸收進入機體的同時體內也發(fā)生著代謝轉化及清除的過程(包括血中化學毒物向組織臟器的分配過程)。當化學毒物的吸收過程與代謝轉化—清除的過程達到平衡時，其蓄積量基本上不再增加。一般來說，t1/2d較短的化學毒物達到蓄積極限所需的時間也短，t1/2長者達到蓄積極限的時間也長。蓄積作用及其評價二、蓄積毒性試驗方法及其評價6/23/202533一

亞慢性毒性作用：

亞慢性毒性的概念

亞慢性毒性試驗的目的

亞慢性毒性試驗的設計

二慢性毒性作用：

慢性毒性的概念

慢性毒性試驗的目的

慢性毒性試驗設計

§3亞慢性和慢性毒性試驗亞慢性和慢性毒性試驗6/23/202534(一)概念：

亞慢性毒性(subchronictoxicity)是指人或實驗動物連續(xù)接觸較長時間、較大劑量的外源化合物所引起的毒性效應。慢性毒性(chronictoxicity)是指人或實驗動物長期(甚至終生)反復接觸低劑量的化學毒物所產生的毒性效應。亞慢性和慢性毒性試驗一、亞慢性和慢性毒性試驗的概念、目的6/23/202535（二）試驗目的：

1.確定受試物亞慢性和慢性毒性的效應譜，對在急性及亞急性毒性試驗中發(fā)現(xiàn)的毒作用提供新的信息，并發(fā)現(xiàn)在急性及亞急性毒性試驗中未發(fā)現(xiàn)的毒作用；

2.研究受試物亞慢性和慢性毒作用的靶器官；

3.研究受試物亞慢性和慢性毒性劑量—反應(效應)關系，確定其觀察到有害作用的最低劑量(LOAEL)和未觀察到有害作用的劑量（NOAEL），提出此受試物的安全限量參考值;4.研究受試物亞慢性和慢性毒性損害的可逆性;5.亞慢性毒性試驗為慢性毒性試驗的劑量設計及觀察指標選擇提供依據(jù);6.確定不同動物物種對受試物亞慢性和慢性毒效應的差異，為將毒性研究結果外推到人提供依據(jù)。亞慢性和慢性毒性試驗一、亞慢性和慢性毒性試驗的概念、目的6/23/202536二、亞慢性和慢性毒性試驗設計

（一）實驗動物選擇亞慢性和慢性毒性試驗

亞慢性毒性試驗

年齡：大鼠80~100g

狗8~12月小鼠10~15g數(shù)量：小動物≥20

大動物≥6性別：雌雄各半

慢性毒性試驗年齡：大鼠50~70g

狗<8月小鼠初斷乳數(shù)量：小動物≥40

大動物≥8性別：雌雄各半6/23/202537（二）實驗動