食品毒理学实验基础课件

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最大耐受剂量或浓度)。
• 在急性非致死性毒性试验中,可应该得到急性可观察到有害
作用的最低剂量(LOAEL)和未观察到有害作用的剂量(NOAEL)

• 在亚急性、亚慢性及慢性毒性试验中,可得到相应的LOAEL和 NOAEL。
• 在致突变、致癌和致畸等特殊毒性试验中,剂量-反应(效 应)研究将为确定受试物是否具有这些特殊毒性提供依据。在致畸
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第二个原则是实验动物必须暴露于高剂量,这是发现对人 潜在危害的必需的和可靠的方法。
• 毒理学试验中,一般要设3个或3个以上剂量组,以观察剂 量-反应(效应)关系,确定受试化学物引起毒效应及其毒性参数

• 引起毒效应的最低剂量(LOAEL)与人的暴露剂量接近时,
说明该化学物不安全。当该剂量与人的暴露剂量有很大的 距离(几十倍,几百倍或以上),才认为具有一定安全性,此距离
NOAEL外,还可获得“观察到有害作用的最小剂量(LOAEL)”


亚慢性毒性试验一般选择2种动物(大鼠和狗),采用与
预定实际接触相一致的染毒途径(常为经口途径)。
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• 慢性毒性试验

除了实验期限超过3个月以外,长期或慢性毒性
试验的进行在其他方面都类似于亚慢性实验。慢性毒
性试验染毒期间对啮齿类一般为6个月至2年的时间
,对非啮齿类通常为1年甚至更长。染毒持续时间
在某种程度上取决于人类实际接触时间。

目的是评价化学物的蓄积毒性。
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• 致突变试验
• 致突变作用是化学物引起细胞核遗传物质发生改变的能力 。这种改变是可以通过细胞分裂传递给下一代细胞的。突 变可以发生于两种类型的细胞,产生本质上不同的后果。
试验也可得到LOAEL和NOAEL;在致突变、致癌试验中,尽管认为 是无阈值的,但也可得到表观的LOAEL和NOAEL。
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• 3. 确定毒作用的靶器官。确定受试物有害作
用的靶器官,是毒理学研究的重要目的,以阐 明受试物毒作用的特点,并为进一步的机制研 究和毒性防治提供线索。
• 生殖细胞突变:引起精细胞和卵细胞的DNA损伤,并可通
过减数分裂将突变遗传到子代细胞。 • 体细胞突变是指发生在精、卵细胞以外所有其他种类细胞
的突变。体细胞突变是不遗传的,但可以通过有丝分裂将 遗传缺陷传递给同一组织的其他细胞,也可能引起细胞死 亡。
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第三节 实验动物的选择和处理
豚鼠常用于皮肤刺激试验和致敏试验。 兔常用于皮肤刺激试验和眼刺激试验。 遗传毒理学试验多用小鼠,致癌试验常用大
鼠和小鼠,致畸试验常用大鼠、小鼠和兔。 迟发性神经毒性试验常用母鸡。
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常用实验动物生物学和生理学参数
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毒性试验中,观察受试物对机体的有害作用,对有
害作用的观察应该是对每个实验动物进行全面的逐
项的观察和记录。发现有害作用是进行剂量-反应(
效应)研究的前提。
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2. 剂量-反应(效应)研究。剂量-反应(效应)研究是毒
性评价和安全性评价的基础。
• 在急性(致死性)毒性试验中,应该得到LD50(半数致死剂量/ 浓度),也可以得到LD01(最小致死剂量或浓度)和MTD(
越大,安全性越可靠。
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第三个原则,成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物和人可能 的暴露途径是基本的选择。 • 不能重复的实验结果是没有任何科学价值的。选用成年 的健康(雄性和雌性未孕)实验动物是为了使实验结果具 有代表性和可重复性。 • 以成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物作为一般人群的代表
性实验模型,而将幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态 作为特殊情况另作研究。这样可降低实验对象的多样性,减少实 验误差。
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➢ 食品毒理学实验的局限性
用实验动物的毒理学实验资料外推到人 群接触的安全性时,会有很大的不确定性
实验动物和人对外源化学物的反应敏感性不同, 有时甚至存在着质的差别
2、实验动物品系的选择 品系(strain) 指用计划交配的方法,获得起源于共同祖
先的一群动物。
实验动物按遗传学控制分类可分为: • ①近交系:指全同胞兄妹或亲子之间连续交配20代以上而培育
的纯品系动物。如小鼠有津白I、津白Ⅱ、615,DBA/1和DBA /2,BALB/C,C3H,C57B/6J,A和A/He等。
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第二,高剂量向低剂量外推的不确定性
在毒理学实验中,为了寻求毒作用的靶器官,并能在相对少
量的动物上就能得到剂量-反应或剂量-效应关系,往往选 用较大的染毒剂量,这一剂量通常要比人实际接触的剂 量大得多。有些化学物在高剂量和低剂量的毒性作用规 律并不一定一致,如大剂量下出现的反应有可能是由于 化学物在体内超过了机体的代谢能力,这就存在高剂量 向低剂量外推的不确定性。
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4. 确定损害的可逆性。
• 一旦确认有害作用存在,就应研究停止接触后该损害是 否可逆和消失,器官和组织功能是否能恢复,还是像化 学致癌作用那样停止接触后损害继续发展?
• 毒性的可逆性关系到对人的危害评价,如果受损的器 官组织能够修复并恢复正常功能,则可能接受较高危 险性的接触水平。
1、 实验动物物种的选择
基本原寿命不太长的物种
易于饲养和实验操作的物种 经济并易于获得的物种
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目前常规选择物种的方式是利用两个物 种,一种是啮齿类,另一种是非啮齿类。
系统毒性研究最常用的啮齿类是大鼠和小鼠, 非啮齿类是狗。
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描述性动物毒性实验
• 1、急性致死性毒性实验
• 2、皮肤和眼刺激试验
• 3、致敏试验 • 4、亚急性(重复剂量)毒性试验 • 5、亚慢性毒性试验
• 6、慢性毒性试验
• 7、发育和生殖毒性试验
• 8、致突变试验
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• 急性致死性毒性实验

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落户武汉大学实验动物中心的慰灵碑,旨在
纪念在抗非典疫苗和药物实验中为人类健康献 身的38只恒河猴
第一节 食品毒理学实验的原则和局限性
➢ 食品毒理学实验的原则
化学物在实验动物产生的作用,可以外推于人 实验动物必须暴露于高剂量 成年的健康实验动物(雄性和雌性未孕)和人可
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• ②杂交群动物(杂交1代,F1),指两个不同的近交系之间有目 的进行交配,所产生的第一代动物。
• ③封闭群:一个种群在五年以上不从外部引进新血缘,仅由同
一品系的动物在固定场所随机交配繁殖的动物群。如昆明种小鼠 、NIH小鼠、LACA小鼠、F344大鼠、Wistar大鼠、 SD(Sprague-Dauley)大鼠等。
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意义:
• 实验动物是生命科学(生物、医学、食品等)研究的 重要基础和支撑条件,在科研、教学、生产、检定、
安全评价和成果评定中都离不开实验动物,被称为“活 的仪器、活试剂”。 • 英国一位科学家曾这样比喻:“在生命科学研究中使 用实验动物就象在分析化学中使用分析天平一样重要”

对新化合物首先进行的第一个试验,是使用一种或一种以
上的动物,通过一种或一种以上的途径(其中一种途径为经口途
径,或其他有意摄入的途径)测定LD50和其他毒效应的试验
。最常使用的动物是小鼠和大鼠,但有时也用家兔和狗。
受试动物包括雌雄两性成年动物,染毒前往往隔夜禁食。
记录一次染毒后14天内动物死亡的数目。除死亡和体重
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以科学研究为目的而进行科学饲养 繁殖的动物称为实验动物。 ★实验动物种类:常见包括:大鼠、小鼠 、豚鼠、家兔、狗、猫、猴、小型猪、 鸡、青蛙、蟾蜍、鱼类等。
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• 豚鼠:特点是毛短而光滑,生长快,抗病力强, 繁殖性能好。广泛用于药物学、传染病学、免疫 学、营养学、耳科学等各项医学及生物学的研究 中。
能的暴露途径是基本的选择 代表性、可重复性
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化学物在实验动物产生的作用,可以外推于人
①人是最敏感的动物物种; ②人和实验动物的生物学过程包括化学物的代谢,
与体重(或体表面积)相关。 这两个假设也是全部实验生物学和医学的前提。
以单位体表面积计算在人产生毒作用的剂量和实 验动物通常相近似。而以体重计算则人通常比实验 动物敏感,差别可能达10倍。因此可以利用安全系 数来计算人的相对安全剂量。
关于食品毒理学实验 基础
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主要内容
• 第一节 食品毒理学实验的原则和局限性 • 第二节 毒理学毒性评价试验的基本目的 • 第三节 实验动物的选择和处理
• 第四节 食品毒理学试验设计要点 • 第五节 实验动物的染毒和处置
• 第六节 体外试验在毒理学中的应用
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第二节 毒理学毒性评价试验的基本目的
包括以下几点: 受试物毒作用的表现和性质 剂量-反应(效应)研究,可以得到该受
试物的多种毒性参数 确定毒作用的靶器官 确定损害的可逆性
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1. 受试物毒作用的表现和性质。在急性和慢性
改变外,每天还要观察受试动物的中毒症状、活动状况
、行为改变、患病情况、食物利用率等。
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• 亚慢性毒性试验

染毒期限有时不同,最常采纳的实验期限是90天。最主要目
的是确定“无可观察到作用剂量(NOAEL)”,并进一步确认
重复染毒情况下,受试物毒作用的特异靶器官。除受试物种的
• 食品毒理学作为一门实验科学,以动物实 验为中心。
• 食品毒理学研究的主要手段是动物实验。 • 食品毒理学动物实验的设计、实施、结果
观察和评价是毒理学研究的基本方法。
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食品毒理学研究的主要手段是动物 、实验。 1. 体内试验是以实验动物为模型,最终目 的是通过外源化学物对实验动物的毒性 反应,向人(原型)外推,以期评估外源 化学物对人的危害及危险性。 2.体外实验主要用于筛选和预测急性毒性 和机制研究。
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• SD大鼠:白色,产仔多,生长发育较Wistar大鼠
为快,对疾病的抵抗力尤以呼吸道疾病的抵抗力强 。自发肿瘤发生率较低,对性激素感受性高。
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• BALB/c小鼠:对致癌因子敏感,对放射性照射极 为敏感。生产性能良好,繁殖期长,广泛应用于 肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体 等研究。
高剂量向低剂量外推的不确定性 小数量实验动物到大量人群外推的不确定性 成年健康动物与不同的人种、种族,而且包括
年老体弱及患病的个体之间的易感性不同
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• 首先,实验动物和人对外源化学物的反应敏感性 不同,有时甚至存在着质的差别。
虽然在毒理学实验中通过用两种或两种以上的动物,并尽 可能选择与人对毒物反应相似的动物,但要完全避免物种 差异是不可能的。而且在动物实验中,可观察到体征(sign) ,而没有症状(symptom)。实验动物不能述说涉及主观感觉 的毒效应,如疼痛、腹胀、疲乏、头晕、眼花、耳鸣等, 这些毒效应就难以或不可能发现。
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第三,毒理学实验所用动物数量有限,那些发生率很 低的毒性反应,在少量动物中难以发现。而化学物一 旦进入市场,接触人群往往会很大。这就存在小数量 实验动物到大量人群外推的不确定性。
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• 四,实验动物一般都是实验室培育的品系,一 般选用成年健康动物,反应较单一,而接触人 群可以是不同的人种、种族,而且包括年老体 弱及患病的个体,在对外源化学物毒性反应的 易感性上存在很大差异。
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