神经毒理学方法_附件
《神经毒理学方法》课件
目录
神经毒理学概述神经毒理学研究方法神经毒理学实验设计神经毒理学研究的应用神经毒理学研究面临的挑战与展望
01
CHAPTER
神经系统的影响，有助于预防和治疗神经系统疾病。
保障人类健康
研究有毒物质对野生动物神经系统的影响，有助于保护生态平衡和生物多样性。
研究职业暴露于有害物质对神经系统的影响，如工业生产中的化学物质、重金属和辐射等。
总结词
许多职业暴露于有害物质，如化工原料、油漆涂料、重金属和辐射等，都可能对神经系统产生毒性作用。这些有害物质可能引起神经元的损伤、神经递质的失衡和炎症反应等问题，导致职业性神经疾病的发生。因此，对于职业暴露于有害物质的人员，需要采取有效的防护措施，以减少对神经系统的损害。
数据分析
运用统计学方法对数据进行处理和分析，评估受试物质对神经系统的影响。
04
CHAPTER
神经毒理学研究的应用
总结词
研究药物对神经系统的作用，包括药物的疗效、副作用以及药物依赖性的形成。
详细描述
药物对神经系统的作用是复杂的，不同的药物对神经系统的作用机制和效果也不同。一些药物如抗精神病药、抗抑郁药和镇静剂等，可能会影响神经递质的平衡，导致一系列的神经系统症状，如焦虑、抑郁、失眠和运动障碍等。此外，长期使用某些药物还可能引起药物依赖性，对神经系统造成长期的损害。
VS
利用抗体标记特定的神经元或蛋白质，通过显微镜观察其在组织中的分布和表达情况。
免疫印迹技术
利用抗体检测蛋白质的表达和修饰情况，了解神经毒物对蛋白质的调控作用。
免疫组织化学技术
通过观察动物行为的变化，评估神经毒物对神经系统功能的影响，包括学习、记忆、运动和感觉等方面的测试。
毒理学 绪论
33
国际学会和专业杂志
国际毒理学会
Toxicology
国际环境诱变剂学会 Mutaion Research
国际畸胎学会
Teratology
美国毒理学会
Toxicological Science
（发生于人类的损害作用应用动物实验予 以验证）
例，通过了解有机磷 农药（OPI）作用机制 （抑制胆碱酯酶活性） 和在不同动物种属体内 生物转化差异，可准确 预测OPI对人、啮齿类 和昆虫的毒性作用。
12
（2） 排除实验动物有害反应发生于人类的可能性
糖精致大鼠膀胱癌， 不引起人类膀胱癌
大鼠尿液糖
精达到很高浓 度并形成结晶 才引起
毒理学基础
Essentials of Toxicology
公共卫生学院 徐莉春
1
毒理学(toxicology) 源于希腊文字
Toxikon 指毒箭或浸泡箭 头的毒物(poison)
logos （描述）
描述毒物 的科学
2
第一章 绪论（Introduction）
第一节 毒理学概述 第二节 毒理学简史 第三节 毒理学方法 第四节 毒理学应用
英国毒理学会 Experimental and Human Toxicology
Toxicology Letter Archives Toxicology Reproductive Toxicology Mutagenesis Toxicology Applied Parmacology Comparative Parmacology & Toxicology
神经毒理学
神经毒性及神经毒理学
神经毒性：外源化合物引起神经系统功能和结
构损伤的能力
神经毒理学：神经科学和毒理学的交叉学科。主
要研究外源化合物对神经系统作用引起的功能性或 器质性损害、损害类型和特点、损害作用机制
铅 饮酒
甲基汞汞 海洛因
神经毒物可泛指引起机体神经系统功能或结构损 伤的外源性的物理、化学或生物因素。 外源性的化学物引起的神经毒性是损伤机体神经 系统的主要因素，污染环境后会持续存在于我们 的生产和生活环境中
Ca2+通道 Ca2+通道在神经和肌肉活动中（包括神经递质和激素释放、 动作电位的生成和兴奋性收缩偶联等）发挥着重要作用， 因此是许多治疗药物、神经毒素和神经毒物的潜在作用靶 部位。传统上将电压依赖性Ca2+通道分为四型，即T-型、 L-型、N-型和P-型 杀虫剂胺菊酯——阻断成神经细胞瘤细胞和窦房结细胞的 T-型Ca2+通道。 辛醇——选择性阻断下橄榄体神经元T-型Ca2+通道，在 成神经细胞瘤细胞中阻断T-型和L-型Ca2+通道。 铅——是一种较强的N-型Ca2+通道非选择性阻断物。
受体可被看作是能与毒物发生高亲和性反应并产生 特殊效应的大分子。 1. 毒物分子可模拟内源性配基，引起激动剂样作用。 2. 毒物分子可能结合于受体，但并不引起激活效应， 而是阻断内源性配基的作用（即拮抗作用） 3. 毒物可能对受体产生变构效应。如有些毒物不是 结合于内源性配基的同一位点，而是结合于生物大 分子的相邻部位，这种作用可引起构象变化而影响 受体与神经递质的结合。 由谷氨酸传递的神经毒性被称为兴奋毒性 （excitoxicity）。
按理化性质、用途 1. 金属类 2. 溶剂类 3. 气体类 4. 农药类 5. 药物 6. 天然毒素
神经毒理学基本知识及
• Microglia - cells that are activated by injury, infection, or degeneration to produce inflammation, remove dead tissue, and help fight infections.
酰胺、环氧化合物、烷基苯乙烯聚合物、乙酯、醋 酸丁酯、醋酸戊酯、甲基乙酯、苯胺、松油脂、三 甲酚磷酸酯、1-甲基-4苯基-1，2，3，6四氢吡啶、 兴奋性氨基酸、磷酸三邻甲苯酯。
气体类
▪ 一氧化碳、氢化氰、硫化氢、二硫化碳、燃 烧产物、汽车尾气、氨、氮氧化物。
农药类
▪ 有机磷类、拟除虫菊酯、有机氯（开蓬、 DDT）。
▪ 行为改变——是中枢神经系统的综合功能改变。神 经毒物可引起脑的各种精神活动能力改变，如抽象 思维、记忆与学习、情绪表现、觉醒状态、感觉的 感受能力、注意力等的改变。由于这些精神活动能 力改变，从而出现各种精神障碍或行为缺陷。这些 改变涉及大脑网状结构、基底核、边缘系统和大脑 皮层等结构。由于这些结构受累，导致意识丧失、 学习记忆下降、兴奋或抑制、情绪性格等改变。这 些改变可用行为毒理学方法检查。
▪ 现有神经毒物分类
现有神经毒物分类
▪ 按理化性质、用途
▪ 按毒作用靶器官
1. 金属类
1. 神经细胞毒物
2. 溶剂类
2. 神经髓鞘毒物
3. 气体类
3. 神经轴索毒物
4. 农药类
2022年 铝佐剂的神经毒性 疫苗中的铝佐剂：需要一条新的研究途径
背景：近一个世纪以来，氢氧化铝(明矾)一直被用作疫苗的佐剂。
1926年，免疫学家亚历山大·T·格伦尼Glenny首次使用它来增强免疫反应。
它的巨大效率使铝得以继续使用到目前为止。
方法：利用Google Scholar、Web of Science、PubMed等公认的科学数据库检索关键词。
根据它们的相关性，对所选的作品进行了审查和分析。
分析中只包括同行评议的文章。
结果：在动物身上进行的当代研究表明，它具有神经毒性作用。
此外，使用先进的成像技术发现，死于自闭症的人的神经系统组织中铝浓度增加。
这种范式转变建议重新考虑明矾基佐剂的使用，并呼吁仔细剖析，以避免错误的解释。
这一提议并不构成对疫苗接种的攻击，因为没有人否认这一事实，即它已被系统地证明在拯救数百万人的生命方面是有效的。
不幸的是，研究铝基佐剂毒性的科学家被不公平地贴上了“抗黄曲霉毒素”的标签。
相反，他们一直在质疑的是铝作为佐剂的安全性。
结论：目前的工作鼓励研究人员、卫生监管机构，甚至制药公司允许自己考虑铝基佐剂对易感儿童可能有毒的可能性。
关键词：自闭症、神经毒性、疫苗接种、范式转换免疫接种是已开发的最有效的保健干预措施，当伴随着足够的卫生条件和抗生素时，它消除了曾经导致许多人死亡的传染性疾病的相当大比例。
如今，超过25种剧毒和有害的传染病病原体拥有保护性疫苗，因此，接种疫苗拯救了数百万人的生命。
方法：搜索了几个著名的科学数据库，包括Google Scholar、Scope 和PubMed，以查找在过去60年中发表的参考出版物。
关键词为“自闭症”、“神经毒性”、“疫苗接种”和“范式转换”。
在撰写文献之前，选定的内容经过不同阶段的评估，最终版本得到所有作者的批准。
结果：Djuvare是一个来自拉丁语的词，用来解释佐剂是如何工作的。
它的意思是“协助”。
1926年，亚历山大·T·格伦尼首次描述了含铝佐剂的免疫刺激作用。
农药毒理学：第二章第1-3节 神经毒剂的作用机理
RT
E Cl = NF
In [Cl]0 [Cl]1
Ecl是Cl的平衡电位，R是国际气体常数 (8.314焦耳/度/克分子)，T
是绝对温度(。K)，N是每一离子的单位电荷数，F是法拉第常数
(9650O库仑)，[CI]o是膜外的CI浓度，[Cl]l;是膜内的Cl浓度，因 此[Cl]o/[Cl]l是通过膜的Cl浓浓度级差。
这就是说，在兴奋时，离子泵是没有作用的， 它只在离子分布在动作电位产生中发生了改变 后才起作用，恢复原来的离子分布及维持原来 的浓度级差。
•膜的去极化 (depolarization)：由于离子通导性的 改变使得膜外部的正电减少，内部的负电也减少。 如Na内流 、K失活、Cl失活。
•钠限阈(t) ：在轴突膜上，有一个钠限阈(t)，当 活化达到这一限阈时，不论刺激的强度有多大， 它都发展到最大值。
刺激（物理、化学）
静息电位
动作电位
上升阶段 膜外Na+进入膜内（去极化）
膜电位 (membrane potential，Em)：神经细胞膜内 与膜外的电位差叫膜电位。膜内为负，膜外为正。
静息电位(resting potential, RP) ：细胞未受刺激时， 存在于细胞内外两侧的电位差叫做静息电位。
细胞静息膜电位测量方法
膜电位的成因： 轴突( axon ) ：神经细胞纤维，外覆神经膜,半通透性
动 下降阶段 Na+门关闭，K+流出去(复极化）
作 电 正相
过多K+流出
位 负后电位 K+内流
• 在兴奋之后，也即动作电位完成之后，离子泵就开 始工作，利用能量将进入的Na及流出的K分别送出 及吸入，使膜内外的离子分布恢复到原来状态。
神经毒理学综述
在工业社会快速发展的时代，重金属的使用是必不可少的，例如铅、锰、镉等，由于这些重金属的使用，使环境中的重金属含量不断上升，严重危害到了人们的健康。
其中铅就是一种广泛存在于环境中的重金属，铅对身体的损害是多方面的，能对身体的很多系统造成损伤，例如血液系统、肾脏、中枢神经系统、生殖系统、外周神经系统等，这其中危害最大的就是对神经系统的损伤[1]。
在对神经系统造成损伤的情况下，对儿童的神经系统作用最为明显。
因为婴幼儿和儿童的神经系统还处在发育阶段，并不完善，此时的血脑屏障选择透过性能不强，则铅极容易通过血脑屏障，对儿童的神经系统造成损伤，影响智力的发育。
并有研究表明产前的铅暴露会影响胎儿的形成，以及今后的新生儿的身高和体重。
而且研究表明铅对儿童的影响并没有浓度下限，即只要少许的铅存在就会对儿童的神经造成一定的损伤，研究表明当儿童血液中的铅含量每上升100ug/L，智商就会下降1～2分[2]。
近些年来关于铅神经中毒机制已经有了大量的研究，本文将对部分研究进行综述。
1、铅对神经递质的影响电压门Ca2+通道可以控制神经递质的释放和再吸收，而在铅中毒后，此控制则会受受到影响，神经递质的基础性释放则会被增强，而激活状态下的释放则会受到抑制[3]。
在细胞受到刺激之后，Ca2+就会内流与钙调蛋白相结合，结合了Ca2+的钙调蛋白的三维构象则发生改变被激活，激活的钙调蛋白又会激活下游的调节蛋白，例如钙调蛋白依赖激酶Ⅱ。
在神经系统中钙调蛋白依赖激酶Ⅱ发挥着非常重要的作用，其可以调节突触前神经递质的释放以及突触后效应产生，钙调蛋白依赖激酶Ⅱ可使突触蛋白Ⅰ(SpⅠ) 磷酸化，从而促进突触小泡与突触前膜的结合，释放神经递质。
但在铅中毒后，铅会代替Ca2+与钙调蛋白结合形成复合物，促进神经递质的基础性释放，从而引发神经毒性。
在对铅中毒进行体外实验发现，铅能激活钙调蛋白，从而使突触小泡蛋白发生磷酸化，进而介导乙酰胆碱在突触囊泡内的释放，可体内的实验却发现铅能减少乙酰胆碱的释放，而且实验还表明神经行为的损伤与乙酰胆碱的释放呈正比关系[4]。
毒理学实验方法与技术(DOC)
毒理学实验方法与技术作者：王心如主编出版社：人民卫生出版社•出版时间：2006-2-1•字数：302000•版次：1•页数：203•印刷时间：2006-2-1•开本：•印次：•纸张：胶版纸•I S B N ：9787117056618•包装：平装所属分类：图书>> 医学>> 医药卫生教材第一章毒理学实验基础第一节毒理学实验的原则和局限性在描述毒理学的试验中，有三个基本的原则：1.化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人。
基本假设为：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。
已知人致癌物都对某种实验动物具有致癌性。
实验动物致癌物是否都对人有致癌性，还不清楚，但此已作为动物致癌试验的基础。
一般认为，如果某一化学物对几个物种实验动物的毒性是相伺的，则人的反应也可能是相似的。
2.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和可靠的方法。
此原则是根据质反应的概念，随剂量或暴露增加，群体中效应发生率增加。
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的毒效应及其毒性参数。
毒性试验的设计并不是为了证明化学品的安全性，而是为了了解化学品可能产生的毒作用。
仅仅检测受试化学物在人的暴露剂量是否引起毒效应是不够的，尽管此剂量已超过人可能的暴露剂量。
当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，此距离越大，安全性越可靠。
如果在研究中所用的一系列的剂量不能引起毒性效应，则认为所用剂量还不足够高，应增加剂量，以确定受试化学晶的毒性。
毒理学研究方法
（课件重点）毒理学研究方法1.体内试验(in vivo)：也称整体动物试验，可严格控制接触条件，测定多种类型的毒作用。
大鼠，小鼠，豚鼠，家兔，狗和猴等。
也有鱼类，鸟类，昆虫等2．体外试验(in vitro):利用游离器官、培养的细胞或细胞器、生物模拟系统进行毒理学研究。
器官（肝、胚胎），细胞，细胞器，分子等3．人体观察(human toxicology)，事故或志愿者4．流行病学研究(epidemiological study)：为什么有选择毒性1．物种和细胞学的差异 (植物生长调节剂) 2．蓄积能力3.代谢过程和速率4.损伤的修复能力非损害作用(non-adverse effect)所致机体发生的一切生物学变化都是暂时的、可逆的，应在机体代偿能力范围之内，不造成机体形态、生长发育过程及寿命的改变、不降低机体维持稳态的能力和对额外应激代偿的能力、不影响机体的功能容量，如进食量、体力劳动负荷能力等涉及到解剖、生理生化和行为方面的指标，也不引起机体对其他环境有害因素的易感性增高。
损害作用(adverse effect)所致的机体生物学改变是持久的、不可逆的，造成机体功能容量的各项指标改变、维持体内的稳态能力下降、对额外应激状态的代偿能力降低以及对其他环境有害因素的易感性增高，使机体正常形态、生长发育过程均受到影响，寿命缩短生物膜biomembrane定义：将细胞或细胞器与周围环境分隔开的一层半透膜。
功能：将细胞或细胞器与周围环境隔离；保持细胞或细胞器内部理化性质的稳定；选择地允许或部允许某些物质通过，主动摄入或排出一些物质生物转运过程的机理1、被动转运1）简单扩散：溶液中的化学物质分子，由浓集部位向各个方向分散，直到全部分子均匀分布在溶液中。
simple diffusion:化学物质由浓度较高部位透过生物膜向浓度较低部位分散的过程。
特点：化学物不与膜起反应；不消耗代谢能量；膜两侧浓度差愈大，脂溶性愈高，其简单扩散速度快；在毒理学上，是大多数化学物透过生物膜的主要转运方式。
C16神经与行为毒理学
⒉ 毒物特异性损害：
⑴ CNS特异性损害 接触锰会引起类似帕金森氏病和运动障 碍，但其神经病理学改变与帕金森病（苍白球完好，黒质 DA神经元细胞和卢氏小体衰亡）不同，主要是苍白球神 经元变性，黒质完好，卢氏小体缺失。
杀虫剂、可卡因、兴奋性氨基酸、苯丙胺。
二、神经系统对外源化学物的毒性反应
（一）结构性损害 ⒈ 缺氧性损害：CNS对缺氧最为敏感，很多毒物可
引起大脑缺氧，导致大脑器质性损伤。 ⑴ 单纯性缺氧 指脑血流量充足，但供氧不足。见
于吸入高浓度的二氧化碳、氮气、甲烷等气体。 ⑵ 细胞毒性缺氧 指供氧、供血充足，但细胞能量
第一节 概述
神经毒理学（neurotoxicology）是研究外源化学物对神 经系统的结构和功能产生损害作用的一门学科。它主要应 用神经解剖、神经病理、神经生理、神经生化、神经药理 和分子生物学等学科的理论和技术，研究神经毒物在体内 代谢、毒效应的类型、特征、主要临床表现及其生化和分 子机制，为中毒防治提供科学依据。
（三）行为性损害
行为性损害是中枢神经系统的综合功能改变。 神经毒物可导致脑的各种精神活动能力改变，如 抽象思维、记忆与学习、情绪表现、觉醒状态、 感觉的感受能力、注意力等改变。由于这些精神 活动能力改变，从而出现各种精神障碍或行为缺 陷。这些改变与大脑网状结构、基底核、边缘系 统和大脑皮层等结构受损有关，导致意识丧失、 学习记忆下降、兴奋或抑制、情绪性格等改变。
不一。 7.化学物质的联合作用。
第二节 神经毒作用机制
一、神经递质与神经毒性
1. 神经递质代谢紊乱。锰中毒使DA和5-HT 含量减少；锰也是一种拟胆碱样物质，可 影响胆碱酯酶（ChE）合成，使ACh蓄积， 以至出现震颤麻痹。
神经毒素β-N-甲氨基-L-丙氨酸的毒理学与检测方法研究进展
Ｈ３队Ｎ椎
Ｈｏ Ｈ
☆Ｈ．
图１．阻Ⅳ．甲氨基也一丙氨酸的化学结构式 近年来，研究发现ＢＭＡＡ毒素在关岛查萸罗人的食物链 中具有生物放大作用，再次提供了支持苏铁假说的有力证 据。ＢＭＡＡ沿蓝藻－苏铁．狐蝠（果蝠。ｆｌｙｉｎｇ ｆｏｘ）这一食物链 的传递过程中，其浓度被放大了１万倍以上【２】。而狐蝠是查 莫罗人的传统食物，并且苏铁种子也被作为食物和药材成为 查莫罗人摄入高剂量ＢＭＡＡ的重要途径。另外，研究还发 现，ＢＭＡＡ进入生物机体后能够与蛋白结合，在代谢过程中 缓慢释放这种毒素，这与ＡＬＳ．ＰＤＣ疾病较长的潜伏期是一 致的。更蘑要的是，在北美地区的阿尔茨海默病患者脑组织 中也检测到ＢＭＡＡ，与关岛ＡＩ．Ｓ－ＰＤＣ患者脑组织中的含量相 当，说明该神经退行性疾病在全球范围内发病率的逐渐升高 可能与ＢＭＡＡ有关ｐ’。因此，人们推测其他地区的浮游蓝藻 也可能产生ＢＭＡＡ，并具有生物放大效应。影响老年痴呆症 这类神经退行性疾病的发生。这些新发现引起人们对 ＢＭＡＡ毒素的再次关注，而饮用水水源中蓝藻水华的频繁暴 发是否与老年痴呆症的高发率有关，有待于更深入的研究。 本文对神经性毒素ＢＭＡＡ的理化性质、毒性、致毒机制、 检测方法及其在环境中的迁移转化等相关内容进行了综述， 以期对进一步的研究工作提供帮助。
１
ＢＭＡＡ的化学结构和理化性质
ＢＭＡＡ最初分离于卷圈苏铁（Ｃｙｃａｓ ｃｉｒｃｉｎａｌｉｓ）种子，是一
种厶型非蛋白氨基酸，分子式ｃ４Ｈ。。Ｎ：０：，相对分子质量１
１８，
其盐酸化合物为白色固体颗粒，熔点为１６８℃，易溶于水。
万方数据
中国药理学与毒理学杂志
２００９年４月；２３（２）
・１５３・
ＢＭＡＡ含有羧基、一级胺和二级胺（化学结构式见图１），其 电离常数ｐＫ．，ｐＫ２和ｐＫ３分别为２．１０，６．４８和９．７０，等电点 ｐＩ＝８．０９，在生理ｐＨ值（７．４）条件下呈中性，但仍属于双性
5.药物对神经系统的毒性作用
5.药物对神经系统的毒性作用神经系统生理结构简介▪中枢神经系统与外周神经系统▪细胞及其附属器▪神经系统信号传递▪神经递质▪血-脑和血-神经屏障神经元神经系统的基本结构和功能单位是神经细胞，即神经元（neurons），由细胞体和从细胞体延伸的突起所组成。
神经元彼此之间关系是胞膜的接触却没有胞质的连接，冲动的是通过接触处——突触来传递的。
神经递质神经元之间和神经元与效应器之间的接触处形成突触。
神经冲动在神经纤维上的传导是依靠局部电流完成的；突触传递是通过突触未梢的神经递质释放来实现的。
神经胶质细胞（neuroglia）它们在整个生命周期中均可分裂增殖，一般认为它们的功能多局限于支持和调节神经元周围环境的作用。
胶质细胞没有传导功能，但对神经元的代谢和正常活动都起着重要作用。
▪星形胶质细胞(astrocyte)与神经代谢、修复和神经元损伤密切相关，并支持血脑屏障作用；▪少突胶质细胞(oligodendrocyte)富含类脂质，分支较少，围绕着中枢神经系统的轴突构成具有电绝缘作用的髓鞘，具有神经元的维护作用；▪小胶质细胞(microglia)具有吞噬作用。
▪施万细胞(Schwann cell)在周围神经系统中，包裹着轴突形成髓鞘，被郎氏结所间隔。
数目最多，功能也是多方面的。
它可参与神经递质的代谢，维持神经细胞微环境和支持血脑屏障的作用。
一、血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）▪血液与脑组织之间在存在一种血脑屏障,限制某些物质进入脑组织。
▪脑组织的毛细血管内皮细胞紧密相连，毛细血管外表面又为星形细胞所包围，形成了血浆与脑脊液之间的屏障——血脑屏障，▪血脑屏障对白喉毒素、葡萄球菌素和破伤风毒素等神经毒物具有一定屏障作用。
▪脂溶性高的、非离子型化合物可以通过血脑屏障和完整的细胞膜，应予注意。
血-神经屏障（blood-nerve barrier, BNB）外周神经被两层结缔组织鞘膜，即神经束膜和神经外膜所覆盖，并于神经内膜相互交织。
04 05 神经毒剂的作用机理(制药本科) 农药毒理学 教学课件
DDT的中毒症状
B
A
C
D
E
F
图1 DDT对家蝇和粘虫的致毒症状
A 麻痹；B 死亡；C 死亡；D 兴奋；E 痉挛；F 死亡
DDT的中毒症状 可以明显地分为兴奋、痉挛、麻痹、死亡共四个阶
段，且伴随有体表失水、呕吐、足和触角颤抖等症状；
2. 滴滴涕的作用机理
DDT受体学说 酪胺 钠离子通道学说 DDT主要是作用于昆虫神经膜上的钠离子通道。
与DDT的差异:
DDT和Ⅱ型菊酯类药剂在症状上的区别，主要表 现在三个方面：
一是DDT引起的中毒速度慢于菊酯类； 二是DDT可引起持续兴奋，Ⅱ型菊酯引起的兴奋 不明显； Ⅱ型菊酯中毒后，在痉挛期，粘虫幼虫的足似乎 完全充满了体液而暴突出来，整个虫体似乎成半透明 状，而DDT中毒后无此现象。
与DDT的差异:
Ⅱ型拟除虫菊酯：带有CN基的，处理昆虫不出现兴奋症状， 而出现运动失调以后的中毒症状，即很快痉挛，立即进入麻痹 状态，最后瘫软死亡，如氯氰菊酯、溴氰菊酯和速灭杀丁等。
A
B
C
D
E
F
图2 功夫对家蝇和粘虫的致毒症状
A 痉挛，示拉出产卵器；B 痉挛，示呕吐；C 死亡；D痉挛； E 麻痹；F 死亡
B
A
C
3. 菊酯类杀虫药剂的作用机理
Na+，K+-ATP酶也是拟除虫菊酯类药剂的靶标之一。这种 观点和钠离子通道靶标学说并不矛盾。钠离子在神经细胞内外 的流动依靠Na+,K+离子泵。Na+,K+-ATP酶的基本功能是催化 ATP末端磷酸水解，并利用该反应产生的自由能来逆电化学梯 度进行Na+、K+的主动运输，从而维持细胞膜内外Na+、K+离 子浓度的相对恒定及渗透压的平衡，以保证细胞正常的神经传 导或物质吸收等重要的生理功能。当Na+,K+-ATP酶受强烈的 抑制时，离子流受抑制，水被吸收，滞留，引起各种谷氨酸盐 及其他神经递质的释放，进而引发中枢神经系统的疾病。拟除 虫菊酯作用于钠通道的同时可能也就抑制了Na+，K+-ATP酶的 活性。
神经行为毒理学研究方法1
(二)手提转速度测试
• 手提转速度或手提转捷度测试(Santa Ana)， 测试利手和非利手提转敏捷度及眼-手快速协调 的能力。测试器材为一木板（或有机玻璃板）， 板上横向排列12个方孔，纵向排列4个方孔， 总计48个孔。孔中嵌进一底方上圆的小栓，栓 子漆为半白半黑色。受试者用利手（如右手） 及非利手（如左手）分别入原孔中。 • 分别记录利手及非利手的正确提转数及总和， 作为评价依据。
第二节 人类神经行为毒理研究方法
人类神经行为毒理研究多用神经行为功能测 试组合方法。该测试组合方法一般有两类： • 一是WHO核心测试组合 (neurobehavioral core test battery, NCTB)； • 二是WHO及NIOSH(美国职业安全和卫生 研究所)联合提出的计算机化神经行为评价 系统（neurobehavioral evaluation system, NES）。
(三)目标瞄准追踪测试
• 目标瞄准追踪测试(aiming)，测试手部 运动速度和准确性以及目视的协调配合能 力。 • 测试工具为一测试图，图上有60个1mm 直径的圆圈。用铅笔在60秒内尽可能快速 地在圆圈内打点，但打点不能触及圆圈的 边，共测两次，计算两次正确打点数和、 错误打点数和、两次总和，提供评价使用。
1984～1987年推出的8套神经行为测试组合
反映的功能
组合1 (Mantere 1984) 组合2 (Baker 1984) 组合3 (Cherry 1985) 组合4 (Jeyaratnam 1986) 闪烁融合 利手提转捷 度 打点, 形板复位反 应时 数字译码 视检索 数字理序 积木图案 提转捷度 反应时 点丛检索 数字译码 视检索 数字理序 叩击 手眼协调 组合5 (Maizlish19 85) 组合6 (Mazlish 1987) 组合7 (Fidler 1987) 组合8 (Williams19 86) 闪烁融合 手动稳定 反应时 视觉追踪
神经毒理学方法
转化医学应用
将基础研究成果应用于临床医学，为预防和治疗神经系统疾病提供科学依据，推动转化医学的发 展。
政策法规制定及公众意识提高
政策法规制定
针对神经毒理学研究成果，制定相应的政策法规，加强污染物排放 监管和治理措施，保障公众健康和环境安全。
毒理学
神经毒理学是毒理学的一个分 支，两者都研究外源性化学物 质对生物体的影响。毒理学为 神经毒理学提供了研究框架和 方法论。
环境科学
环境科学关注环境污染对人类 和生态系统的影响，而神经毒 理学则关注化学物质对神经系 统的影响。两者在研究对象和 方法上有一定的交叉。
医学
医学关注疾病的预防、诊断和 治疗，而神经毒理学则关注化 学物质对神经系统的影响及其 与神经系统疾病的关系。两者 在研究和应用上有一定的联系 。
汞（Hg）
汞是一种高毒性重金属，主要来源于工业排放和自然环境。汞对神经系 统的影响包括损害大脑和脊髓、引发运动障碍、语言和听力障碍等。
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镉（Cd）
镉是一种常见的重金属污染物，主要来源于工业废水和废气排放。镉对
神经系统的影响包括损害神经元、降低认知能力、引发头痛和失眠等。
有机溶剂类神经毒性物质
苯（Benzene）
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干扰神经递质合成、释放或重摄取
毒物可影响神经递质的合成、储存、释放或重摄取过 程。
破坏神经元结构和功能
毒物可直接损伤神经元，导致细胞死亡或功能障碍。
干扰神经营养因子或信号传导通路
毒物可影响神经营养因子的合成、分泌或信号传导通 路。
剂量-效应关系及风险评估
神经毒理学方法
只能在接触某些神经毒物或中毒后进行某些神经系统功能的临床观察和检测；
evaluation system)是1986年Lets和Baker提出的一组 二、神经行为功能测试组合
如：2002年张增利报道了农药对小鼠脑细胞组织c-fos、c-jun、mRNA 表达的影响；
（一）、人体试验 手提转速度试验 目标瞄准追击试验 简单
反应时间试验
（二）、动物试验 活动度测定 运动协调功能测试 痛觉测定
▲ 神经毒性评价方法
一、神经病理学方法
神经病理形态或组织化学改变是确认神经损 害及其病变可逆性程度的重要手段，也是确认神 经毒性的最经典方法。一般的研究思路，先进行 肉眼观察，并辅以脑的绝对和相对重量；其次， 在光学显微镜下观察基本病变，确定病变的脑区 后，可进一步取材作电镜检查。为了确认神经毒 性的细胞特异性及某些特殊生化过程的影响，需 用神经系统组织化学等方法检查。
三、离体组织或细胞实验
battery,NCTB） 一般的研究思路，先进行肉眼观察，并辅以脑的绝对和相对重量；
神经电生理学指标在实验和人群的临床研究中都得到了较为广发的应用，可使用脑电图，感觉诱发电位，肌电图等测试神经系统的电 活动，离体的单个神经细胞可用斑片钳和膜片钳技术评价单个细胞的单个离子通道及其受体的电活动。 三、学习和记忆功能测试 一、动物神经系统疾病模型
二、生理与生物化学方法
目前应用脑内微透技术，微穿技术，磁共振
光谱技术，高效液相色谱法，免疫印迹法，放射
免疫分析法等测定神经中枢神经递质的释放量及
其变化。
如：2003年李红玉报道了电磁辐射对大鼠海
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三、神经电生理学方法
神经电生理学指标在实验和人群的临床研究中 都得到了较为广发的应用，可使用脑电图，感觉 诱发电位，肌电图等测试神经系统的电活动，离 体的单个神经细胞可用斑片钳和膜片钳技术评价 单个细胞的单个离子通道及其受体的电活动。 如：2002年阮迪云应用膜片钳技术和原位杂 交技术研究了铅对钾通道亚单位和NMDA受体亚 单位的影响；2003年桑楠等报道了二氧化硫衍生 物对大鼠海马神经元外向钾电流特性的影响。
可使用光镜、电镜、激光和放射性核素示 踪技术对神经系统进行形态学观察和功能 活动形态定位。
如：1998年阮素云报道了低浓度铅对大鼠血 脑屏障超微结构的损害； 2001年赫秋月报 道了丙烯酰胺对小鼠小脑浦肯野细胞的病 理改变；2003年杨芳报道不同浓度锂对大 鼠原代培养大脑皮层神经元的影响。
三、学习和记忆功能测试
（一）、人体试验 韦克斯勒记忆量表、韦克斯勒成人智力量表和 临床记忆量表主要用来测试人的认知和记忆的能 力。 （二）、动物试验 1、小鼠Y型迷宫实验 2、小鼠跳台实验 3、小鼠避暗实验 4、大鼠穿梭实验（双向回避实验） 5、小鼠水迷宫实验
四、运动功能测试
（一）、人体试验 手提转速度试验 目标瞄准追击试验 简单 反应时间试验
五、脑成像技术 脑成像技术很多，有颅骨X射线成像技 术、同位素脑扫描、计算机断层扫描、核 磁共振成像、正电子发射断层扫描术及单 光子发射计算机断层摄影等。
如1997年姜锋杰报道了慢性锰中毒颅脑 CT的改变，为锰中毒的诊断提供了新的参 考依据。
行为发育毒性测试方法
一、行为发育毒性测试组合 二、行为发育毒性研究组合 如：2005年胡前胜报道了宫内铅暴露对大鼠 神经行为发育的影响，2009年李洪钧报道 了孕中期铅暴露对婴儿神经行为发育影响 的研究。
1、FIOH测试组合 （ Finland‘s Institute of Occupational Health,芬兰职业卫生研究所 ）测试 组合
2、WHO-NCTB测试组合 WHO选定的神经行为核 心测试组合（neurobehavioral core test battery,NCTB）
3、NES方法 神经行为评价系统(neurobehavioral evaluation system)是1986年Lets和Baker提出的一组 利用计算机进行测试的测试组合。
具体方法如下：
一、动物神经系统疾病模型
1、帕金森病 经灵长目动物实验， MPTP(1-甲基4-苯基-1，2，3，6-四氢 吡啶) 作为能提供人类非常有意义的PD 动物模型而被接 受
2、迟发型神经病 鸡作为某些有机磷中毒后引起 迟发型神经病（OPIDN）的模型已被国际学术界 公认。
二、神经行为功能测试组合
二、生理与生物化学方法
目前应用脑内微透技术，微穿技术，磁共振光 谱技术，高效液相色谱法，免疫印迹法，放射免 疫分析法等测定神经中枢神经递质的释放量及其 变化。 如：2003年李红玉报道了电磁辐射对大鼠海马 氨基酸类神经递质水平的影响；胡卫萱报道了甲 基汞对脑组织有极大的亲和性，2008年Yumi等发 现组氨酸可减少脑水肿面积的增加
此外，我个人认为神经毒理学研究方法还 可根据试验的样本来源分为： 一、人体研究 二、动物实验 三、离体组织或细胞实验
就人体研究而言，其研究方法与动物实验， 离体实验有明显的不同，除了对一些特殊 的志愿者研究外，所有的神经毒效应不能 采用人体进行研究。只能在接触某些神经 毒物或中毒后进行某些神经系统功能的临 床观察和检测；测定外周血、尿等替代指 标，作为评价接触神经毒物的生物标志物； 死后的组织病理学检查。
可以说，神经毒理学的研究方法很多， 任何研究神经科学的方法如神经生物学、 神经生理学、神经生化学、神经病理学、 神经药理学、分子神经生物学等方法都适 用于神经毒理学。
虽说神经毒理学的研究方法很多，但是 这些方法是互为补充的，有些指标也只有 在结合其他相关指标时才能很好地予以解 释，实际上，由于神经系统的复杂性，单 一的指标是不可能全面评价神经毒性，因 此将不同指标组合起来进行成套实验是神 经毒性评价的主要研究方向。
四、分子生物学方法 神经生物学研究中常用的分子生物学方 法有基因的分子克隆，克隆后的基因在人 工体外系统或细胞中的表达，PCR扩增核酸 分子技术，原位杂交技术，基因芯片等。 如：2002年张增利报道了农药对小鼠脑 细胞组织c-fos、c-jun、mRNA 表达的影响； 2002年逯晓波报道了铅对幼鼠海马区Bcl-2、 Fas 蛋白表达的影响；2004年丁晓蓉综述了 基因芯片与脑衰老的研究进展。
神经毒理学方法
神经毒理学
是研究外源化学物对神经系统各部分所引 起的结构和功能损坏作用的一门学科。它 主要应用神经解剖、神经病理、神经生化、 神经药理和分子生物学的学科的理论和技 术，研究神经毒物在机体内的代谢、毒性 效应发生的类型、特征、主要的临床表现 及其生化和分子机制，为中毒防止提供科 学依据。神经毒理学可看作既属于毒理学 分支,又深深扎根与神经科学的一门交叉学 科
神经毒理学研究方法
一、神经行为功能评价方法 二、神经毒性评价方法 三、行为发育毒性测试方法
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神经行为功能评价方法
行为是机体神经系统功能的最终输出结果， 是神经系统功能的综合体现，就目前状况 而言，是较理想的体检测试评价指标，可 为评价各种神经毒物的毒效应提供有意义 的定性和定量依据。 其特点：行为改变往往出现在器质性损害 之前
2.体外试验：利用游离器官、培养的细胞进行， 多用于外源化学物对机体急性毒作用的初步筛检、 作用机制和代谢转化过程的深入研究。体外试验 系统缺乏整体毒物动力学过程，并且难以研究慢 性毒作用。
3.人体观察（急性中毒事故、受控的临床实 验），可以直接获得关于人体的毒理学资 料，临床毒理学主要研究仅限于低浓度、 短时间的接触，并且毒作用应有可逆性。 4.流行病学研究：对人群的直接观察中取得 动物实验所不能获得的资料，优点是接触 条件真实。但流行病学研究干扰因素多。
离体实验 最常见的办法是从动物体分离得到的神 经细胞，在尽量模拟体内环境的体外条件 下，使神经细胞仍保持存活、增殖、发育 和分化能力，为下一步进行神经毒理学研 究提供所需要材料，然后根据实验设计， 可应用生理学、生物化学方和分子生物学 方法检测。
主要参考书目
《毒理学基础》 主编：王心如 《现代毒理学概论》 主编：顾祖维 《现代毒理学基础》 主编：祝寿芬 《医学神经生物学》 主编：关新民 《毒理学试验方法与技术》 主编：王心如
方法和技术
学科
任何一种方法和技术决定于它所要解决的 问题，反过来，方法和技术的发展必然带 来某一学科的发展。鉴于神经毒理学的特 点，其研究方法必显示此学科的特点，即 神经毒理学研究方法。
传统毒理学研究方法
1.体内试验：也称为整体动物试验。实验多采用 哺乳动物，常用8种：大鼠、小鼠、家兔、豚鼠、 仓鼠、狗、雪貂（白鼬）和猴等。其结果原则上 可外推到人。
（二）、动物试验 活动度测定 运动协调功能测试 痛觉测定
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神经毒性评价方法
一、神经病理学方法 神经病理形态或组织化学改变是确认神经损 害及其病变可逆性程度的重要手段，也是确认神 经毒性的最经典方法。一般的研究思路，先进行 肉眼观察，并辅以脑的绝对和相对重量；其次， 在光学显微镜下观察基本病变，确定病变的脑区 后，可进一步取材作电镜检查。为了确认神经毒 性的细胞特异性及某些特殊生化过程的影响，需 用神经系统组织化学等方法检查。
动物实验和离体实验的研究和应用应 遵守优化、减少及替代（refinement 、 reduction、 replacement）3R原则。
动物实验：需要建立神经系统毒性损伤的 动物模型。然后可以应用 生理、 生化和分子生物学的方法检 测。 此外，转基因或基因剔除动物的实验为 从基因水平研究毒作用的种属差异提供了 可能。