外源化学物的一般毒性作用讲解

急性毒性试验（acute toxicity test)
一 实验目的
1 测定毒物的致死剂量 以及其他急性毒性参数
LD50 LD100 LD01 MLD LD0
2 初步评价毒物对机体的毒效应特征、 靶器官、剂量-反应（效应）关系和对人 体产生损害的危险性
3 为后续的重复剂量、亚慢性和慢性毒 性实验研究及其他毒理试验提供接触剂 量设计依据，为选择观察指标提出建议
动物实验的职业道德3R原则： 替代（replacement)、减少（reduction)、 优化（refinement)
引言
一般毒性作用
全身各系统对外源化学物的 毒作用反应
特殊毒性
致畸 致突变 致癌
基础毒性
急性毒性 重复剂量毒性 亚慢性毒性 慢性毒性
试验
第一节 急性毒性作用
概述
急性毒性(acute toxicity)
4 提供毒理学研究的初步线索
二 经典的急性毒性实验
啮齿类动物
大鼠180~240 g 小鼠18~25 g 兔 2~2.5 kg 变异≤20%平均体重 每个剂量组每种性别≥5只动物
SHR大鼠 SD大鼠
Wistar大鼠
BALB/C小鼠
ICR小鼠
昆明小鼠
转基因鼠
日本大耳白兔
新西兰白兔
非啮齿类动物
雌雄兼用 每组同一性别动物数应相等
机体一次或24小时内接触多次一定剂量外 源化学物在短期内所产生的毒作用及死亡
经口、经注射 瞬间 经呼吸道、经皮肤 一段规定时间内
24 h内分次染毒 毒性很低
意义
急性毒性作用是毒理学研究中 最基础的工作，是了解外源化 学物对机体产生急性毒性的主 要依据
急性毒性试验是评价化学物急性 毒性作用的试验，是了解和研究 外源化学物对机体毒作用的第一 步，在短期内可以获得许多有用 的信息和资料
in vitro
主要用于筛选和预测急 性毒性和机制研究
人体实验和流行病学调查
则可进一步深化和证实在动物实 验中所得到的资料
毒理学实验基本原则
1. 化学源自文库在实验动物产生的作用，可以外推于人； 2. 实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在
危害的必需的和可靠的方法； 3. 成年的健康实验动物和人可能的暴露途径是基本
的选择；
实验动物物种选择的基本原则
1.选择对受试物的吸收、代谢、生物化学和毒 理学特征与人最接近的物种
2.自然寿命不太长的物种 3.易于饲养和实验操作的物种 4. 经济并易于获得的物种
毒理学毒性评价试验的基本目的
1.受试物毒作用的表现和性质 2.剂量-反应（效应）研究 3.确定毒作用的靶器官 4.确定损害的可逆性
哥廷根小型猪
比格犬
实验动物微生物等级标准
1. 普通动物 2. 清洁动物 3. 无特定病原体动物（SPF） 4. 无菌动物
概率单位法 改进寇氏法 霍恩法
注 意 雌性动物应为未孕和未产过仔的
动物随机分组 至少设3个剂量组 组间剂量距离适当 等容量灌胃法 观察期限一般14天 大体解剖 观察终点：动物死亡
外源化学物的一般毒性作用
General Toxicity of Xenobiotics
公共卫生与热带医学学院 毒理学系 张文娟
zhangwj11@ 126.com 1
毒理学—实验科学，标准的研究方法是整体动物实验
in vivo
是以实验动物为模型，最 终目的是通过外源学物对 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
心血管系统 心区触诊，听诊
呼吸困难/衰竭 震颤、心动过速/过缓、心律
不齐等
四肢末端血管
充血，四肢末端明显发红
消化系统 摄食；腹部外形 不摄食、少食、拒食；腹膨
隆、凹陷
大便；粪便硬度颜色 腹泻/便秘；不成形，色泽异常
啮齿类动物急性中毒表现
系统和器官 观察项目
中毒后常见表现
泌尿生殖系统
小便
尿频、失禁、混浊、血尿
中毒后常见表现
体位，叫声，活动异常
感觉和运动系统 运动状态
运动异常、失调、步态蹒跚、
痉挛、抽搐等等
对外界刺激反应性 易兴奋、激惹，感觉迟钝/过
敏，反应低下/高 脑、脊髓反射 减弱或消失
肌肉张力
松弛或紧张
自主神经系统 瞳孔，腺体分泌 散大/消失；流涎、流泪、出汗
呼吸系统
鼻
鼻孔溢液，鼻翼扇动；
呼吸表现
徐缓/过速，张口/腹式呼吸，
死亡为终点
分阶段试验 每阶段3只动物 平均经2~4阶段即可判定急性毒性
选择一个剂量开始 25、200、2000 mg/kg 判断: 不需要进一步试验进行分级 下一阶段以相同剂量的另一种性别试验 下一阶段以较高或较低的剂量水平进行
上下移动法(down/up method)
死亡为观察终点
根据初步资料确定第一个动物接受化学物的剂量 由第1只动物染毒后反应决定第2只动物接受化学 物的剂量 需单性别动物6~10只
上-下移动法（up/down method) 序贯法（ sequential method)、阶梯法
利用序贯设计原理，先以一个剂量进行试验， 如动物死亡，则以下一个较小剂量试探，若仍 死亡则以更小剂量试探 如动物存活，则以较大剂量试探，以此类推， 最终求出LD50
四 毒性作用观察
中毒体征、发生过程、体重、病理形态学
改进寇氏法 (平均致死量法）
（karber’s method)
利用剂量对数与死亡率呈S型曲线而设计的 方法 计算简便，准确率高
要求每个染毒剂量组要相同，各剂量组距呈等比 级数，死亡率呈正态分布，最低剂量组死亡率 <20%，最高剂量组死亡率>80%
三 急性毒性替代实验
固定剂量法（fixed dose procedure)
变化、死亡情况、时间分布
可以表现出各个系统的特征
毒 不同系统毒性表现可不一样
性 一些中毒表现和行为改变是多个
作 用
系统的毒性反应
反 毒性表现的规律 兴奋 抑制 死亡
应 不同化学物引起的毒性表现有所不同
中毒体征发展迅速，很快死亡
发展缓慢
非致死性效应的可逆性
啮齿类动物急性中毒表现
系统和器官 观察项目
中枢神经系统与躯体 行为
观察化学物毒性反应
剂量范围 5 50 500 最高 2000 mg/kg
mg/kg
EEC急性经口毒性分级标准 LD50 ＜ 25 mg/kg 高毒
25 ~ 200 mg/kg 有毒
200 ~ 2000 mg/kg 有害 ＞ 2000 mg/kg 不分级
急性毒性分级法(acute toxic class method)