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1、7/5/2023,1,第六章 化学毒物的一般毒性作用,7/5/2023,2,急性毒性作用 蓄积毒性作用 亚慢性毒性作用 慢性毒性作用,7/5/2023,3,1 急性毒性作用,急性毒性(acute toxicity)是指机体(人或试验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应，包括一般行为、外观、大体形态改变以及死亡等效应。,7/5/2023,4,急性毒性试验的目的,测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的致死剂量(以LD50表示)，了解急性毒作用强度。探求化学毒物急性毒性的剂量反应关系。为亚慢性毒性试验、慢性毒性试验的染毒剂量设计提供参考依据。研究化学毒
2、物急性中毒的预防、急救和治疗措施。,7/5/2023,5,急性毒性试验,(一)试验动物试验动物选择原则：急性毒性试验要求选择对化学毒物的代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的试验动物。易于获得的动物纯品系的动物价格较低和易于饲养等。,7/5/2023,6,急性毒性试验,1试验动物的种属最好选用两种种属的动物啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔非啮齿类：狗或猴。,7/5/2023,7,急性毒性试验,试验动物的年龄和体重：急性毒性试验通常选择刚成年动物进行试验，而且必须是未曾交配和受孕的动物。例：大鼠180240g、小鼠1825g、家兔22.5kg、豚鼠200250g、狗1015kg。同一批试验动物体重
3、差异范围不应超过该批动物平均体重的10。,7/5/2023,8,急性毒性试验,3.试验动物的性别：一般急性毒性试验对动物性别要求为雌雄各半。如果在预试验时发现化学毒物(如农药)对雌、雄动物毒效应的敏感性有明显差异，则应单独分别求出雌性与雄性动物各自的LD50。,7/5/2023,9,急性毒性试验,4.动物数量与随机分组：小鼠等小动物 每组不能少于10只大鼠 每组68只狗等大动物 每组46只分组随机化原则5.禁食：经消化道染毒时，要求试验前对动物禁食大鼠、小鼠隔夜禁食；染毒后禁食4h大动物每日上午喂食前染毒 染毒后继续禁食24h，但在禁食时要保证饮水。6.实验动物的预检：选择健康动物12周的检疫
4、期,7/5/2023,10,急性毒性试验,（二）试验动物的喂养环境恒定的温度：223湿度：3070%饲料合格、饮水合格、垫料合格,7/5/2023,11,急性毒性试验,（三）染毒途径的选择:染毒途径（exposure routes）的选择要求：模拟人在生活和生产环境中实际接触受试物的途径和方式。最常用的染毒途径为经消化道、呼吸道、皮接触及注射途径。,7/5/2023,12,急性毒性试验,经消化道接触（食品）:灌胃和吞咽胶囊 灌胃量:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g 大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只 家兔不超过10ml/2kg 狗不超过50ml/10kg,7/5/2023,13
5、,（四）急性毒性试验的毒效应观察1.中毒症状观察（啮齿类）,7/5/2023,14,2.体重变化体重可以反映动物中毒后的整体变化。对存活动物，应在观察期14天内称量其体重的变化以便了解受试物引起毒效应的持续时间。3.病理检查及其他指标:对死亡的动物均应及时进行大体解剖和组织病理学检查，肉眼观察主要脏器的大体病理变化，如脏器大小、外观、色泽的变化，有无充血、出血、水肿或其它改变，对有改变的脏器进行取材做组织病理学检查。对试验后仍存活动物，致死后进行大体病理检查必要时做组织病理学检查。,7/5/2023,15,4.死亡和死亡时间重点观察和记录各剂量组动物的死亡数及每只动物的死亡时间，特别是最早出现
6、死亡的时间。,7/5/2023,16,（五）急性毒性试验程序 1.剂量设计 先查询资料,对毒性作出估计,设计预试验方案。组距（i）是指相邻两组剂量比值的对数值。预试验设计:组距可以拉大一些，最初可以用4倍公比，即，r=4;组距 i=log4=0.6,7/5/2023,17,举例：某化合物LD50近似值为40mg/kg,以此为中间剂量，以r=4 和 i=0.6 向上、向下各推2个剂量组，如下表：组别 剂量（mg/kg)对数值 1 2.5 1.6021-0.62 2 10.0 1.6021-0.6 3 40.0 1.6021 4 160.0 1.6021+0.6 5 640.0 1.6021+0.
7、62,7/5/2023,18,预试验的目的：找出受试物对实验动物 的10%-90%的致死剂量范围。计算出正式试验公比：或 式中：a为最低组剂量（010%）b为最高组剂量（90100%）,7/5/2023,19,r确定之后,则正式分组如下(一般分5-7组):第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 a ar ar2 ar3 ar4(a：为最低组剂量（010%）去23页,7/5/2023,20,预试验在无资料可参考的情况下,可用以下的方法：1.3X3法:每次9只动物,分组3，每组3只,r一般为10 如:10,100,1000mg/kg 2.序贯法(上下法):预先等比设计一系列剂量,试验动物一只一只序
8、贯进行。如:20，40，80，160，320,7/5/2023,21,（七）LD50测定 A.改良寇氏法(karber)试验要求:各组动物随机分组,组内动物数相同。组间剂量要求按等比级数设计。最低剂量组死亡率80%（最好要有0%及100%反应组）。,7/5/2023,22,例:小鼠腹腔注射测定敌百虫LD50 经预试验,已确定了死亡率在0%-100%剂量范围为300600mg/kg 1.求公比:5-1 r=600/300 1.2 2.确定正式试验各组剂量:组别 剂量(mg/kg)1 a=300 2 ar=300 x1.2=360 3 ar2=300 x1.22=432 4 ar3=300 x1.
9、23=518 5 ar4=300 x1.24=622,回到20页,7/5/2023,23,3.正式试验操作表 组别 剂量 动物数 死亡数 p(mg/kg)1 300 10 0 0 2 360 10 2 0.2 3 432 10 5 0.5 4 518 10 7 0.7 5 622 10 10 1.0,7/5/2023,24,4.计算:Xk=log622=2.7933(Xk最高剂量的对数）i=log1.2=0.0792 p=2.4（p各组死亡率的总和）代入公式:logLD50=Xk-i(p-0.5)=2.7933-0.0792(2.4-0.5)=2.6433 LD50=log-12.6433=4
10、39.87mg/kg,7/5/2023,25,B.霍恩氏法(Horn)特点:此法简便,使用动物少,但LD5095%可信限范围较大。方法：该法使用4个染毒剂量，每组动物数相等，4或5只。,7/5/2023,26,Horn法提出的两个剂量系列：log2.15为组距（r=2.15）:,1X10t,2.15X10t,4.64X10t,log3.16为组距（r=3.16）:,1X10t,3.16X10t,10.0X10t,t 可等于0,1,2,7/5/2023,27,测定结果:根据所采取的剂量系列,每组动物数及各组动物死亡数,查Horn氏表即得该化合物LD50及LD5095%可信限。例：某化合物大鼠灌胃
11、急性毒性试验（r=2.15)组别 剂 量 动物数 死亡数 1 46.4 5 1 2 100 5 2 3 215 5 4 4 464 5 5,7/5/2023,28,1,7/5/2023,29,7/5/2023,30,7/5/2023,31,7/5/2023,32,急性毒性评价,7/5/2023,33,急性毒性评价,7/5/2023,34,剂量-反应曲线斜率,如图A、B两种外源化学物质的LD50相等，其曲线斜率不同。A物质的曲线斜率小，需要有较大的剂量变化才能引起明显的死亡率改变；而B物质的曲线斜率大，相对小的剂量变化即可引起明显的死亡率改变。在较低剂量时，A物质的危险性较大，而在较高剂量时，B
12、物质的危险性较大。,7/5/2023,35,一、基本概念二、蓄积毒性试验方法及其评价,2 蓄积毒性,7/5/2023,36,当化学毒物反复多次与动物接触时，化学毒物进入机体的速度(或总量)超过代谢转化和排泄的速度(或总量)时，化学毒物或其代谢产物就有可能在机体内逐渐增加并贮留，这种现象称为化学毒物的蓄积作用(accumulation)。,一、基本概念,7/5/2023,37,蓄积作用实际上有二个含义：物质蓄积(material accumulation)功能蓄积(functional accumulation),一、基本概念,7/5/2023,38,化学毒物的蓄积作用是引起慢性毒性的物质基础，
13、是评价能否引起潜在慢性毒性的依据之一。,研究蓄积作用的意义：,7/5/2023,39,(一)蓄积系数法 蓄积系数(accumulation coefficient)是多次染毒使半数动物出现效应(或死亡)的累积剂量ED50(n)与一次染毒使半数动物出现相同效应(或死亡)的剂量ED50(l)之比值，即：,二、蓄积毒性试验方法,或,7/5/2023,40,蓄积系数法原理某物质LD50=40mg/kg 40 50%血压升高 10 10 10 10 50%血压升高,公式的本质:实际给予的总量与蓄积量(有效量)的比值。,7/5/2023,41,1固定剂量法 先求出LD50，然后选取相同条件的40只(或更多
14、)实验动物，分为两组，一为染毒组，另一为对照组，每组至少20只，雌雄各半。试验组在120l50LD50的范围内选定一个剂量，每日以固定剂量进行染毒,试验期间观察记录每组动物死亡数。当试验组累积发生一半动物死亡即可终止试验。此时，计算累积总接触剂量LD50(n)，根据公式计算K值，然后进行评价。,7/5/2023,42,2剂量递增法：,在试验期间，当化学毒物引起动物累积死亡一半时即可终止试验，计算K值进行评价。一般来说，在试验第2l天也可结束试验，因为这之前如果动物没有死亡或死亡数不足一半，说明其累积剂量已达5.26LD50，即K5。,7/5/2023,43,320天试验法：设计：将动物随机分为
15、5组，包括阴性对照组和1/20 LD50、l/10 LD50、1/5 LD50和1/2 LD50四个剂量组，每组动物数10只，雌雄各半。每日染毒一次，连续染毒20天。观察每组死亡动物的合计数量。结果评定：各剂量组均无死亡，即为蓄积性不明显；如仅1/2LD50剂量组有死亡，其他组均无死亡，则为弱蓄积性；如1/20LD50剂量组无死亡，其他各组间死亡数有剂量反应关系时，则为中等蓄积性；如1/20LD50剂量组有死亡，且有剂量反应关系，则为强蓄积性。,7/5/2023,44,根据K值大小对化学物质蓄积毒性进行分级：,K 1 高度蓄积；1 K 3 明显蓄积；3 K 5 中等蓄积；K 5 轻度蓄积。,7
16、/5/2023,45,3 亚慢性毒性试验和慢性毒性试验,7/5/2023,46,(一)概念：亚慢性毒性(subchronic toxicity)是指人或实验动物连续接触较长时间、较大剂量的外源化合物所引起的毒性效应。慢性毒性(chronic toxicity)是指人或实验动物长期(甚至终生)反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。,一、亚慢性毒性试验和慢性毒性试验,7/5/2023,47,（二）亚慢性毒性试验和慢性毒性试验的目的：1.发现在急性及亚急性毒性试验中未发现的毒作用,如三聚氰胺。2.研究受试物亚慢性和慢性毒作用的剂量反应(效应)关系，确定其观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)和未
17、观察到有害作用的最高剂量（NOAEL）。,7/5/2023,48,二、亚慢性和慢性毒性试验设计,（一）实验动物选择,亚慢性毒性试验 年龄或体重：大鼠80100g 狗 812月 小鼠1015g数量：小动物20 大动物6性别：雌雄各半,慢性毒性试验年龄或体重：大鼠 5070g 狗 8月 小鼠 初断乳数量：小动物40 大动物8性别：雌雄各半,7/5/2023,49,亚慢性毒性试验：实验动物生命周期的1/10或30d90d慢性毒性试验：食品毒理学 6个月1年环境毒理学 6个月1年工业毒理学 36个月致癌试验 接近或等于动物的预期寿命,（二）实验动物染毒期限：,7/5/2023,50,经消化道经呼吸道经
18、皮肤,二、亚慢性和慢性毒性试验设计,（三）实验动物染毒方式,7/5/2023,51,亚慢性毒性的剂量选择高剂量组 1/201/5LD50 组距：310倍，最低不小于2倍中剂量组低剂量组阴性对照组,慢性毒性的剂量选择高剂量组 亚慢性阈剂量或其1/51/2 1/10 LD50 组距：25倍，最低不小于2倍中剂量组低剂量组阴性对照组,二、亚慢性和慢性毒性试验设计,（四）试验分组和剂量设计,7/5/2023,52,试验周期长短比较：致癌试验慢性毒性试验亚慢性毒性试验蓄积毒性试验急性毒性试验试验剂量大小比较：慢性毒性试验亚慢性毒性试验 蓄积毒性试验急性毒性试验,7/5/2023,53,1.一般综合性观察指标：外观体征、行为活动、体重、食物利用率2.一般化验指标：血常规、肝功能3.系统尸解和病理学检查：（1）脏/体比值（如肝/体比，即(全肝湿重/体重)100）（2）病理组织学检查,二、亚慢性和慢性毒性试验设计,（五）观察指标(p114),
