第2章 食品毒理学基础1

（1）脂水分配系数

化合物在脂（油）相和水相的溶解分配率。 脂水分配系数大：简单扩散，通过生物膜，易 在脂肪组织蓄积，侵犯神经系统； 脂水分配系数小：离子化基团，水溶性强，不 容易通过生物膜，易随尿排出体外。

2.3 化学结构与毒性效应
（2）电离度


即化合物的pka值， pka值不同的化合物在不同的pH环 境中电离度不同，影响其跨膜转运； 化合物在一定pH条件下呈现离子型的比例越高，易溶 于水，难以吸收，易随尿排出。 常温下易挥发的化合物，易形成较大蒸气压，易于经 呼吸道吸收； 经皮吸收的液态化合物，挥发性大的较挥发性小、粘 稠不易去除的危害性小。
第2章 食品毒理学基础
Chapter 2 Food Toxicology Foundation
本章内容

2.1 毒性和毒性作用
2.2 剂量与剂量-反应关系 2.3 化学结构与毒性效应 2.4 联合作用




2.5 毒性参数和安全限值
本章学习目的与要求


理解食品毒理学的基本概念和常用术语， 如剂量、效应与反应、联合作用、毒性参 数和安全限值等 掌握食品毒理学的基础知识。
（3）挥发度和蒸气压


2.3 化学结构与毒性效应
（4）分散度
分散度越大颗粒越小，表面积越大，生物活性 也越强 大于10μm的颗粒在上呼吸道被阻； 5μm以下的颗粒可达呼吸道深部； 小于0.5μm的颗粒易经呼吸道再排出； 小于0.1μm的颗粒易沉积于肺泡壁。

2.3 化学结构与毒性效应
对酸稳定，在碱性溶液中易分解，长期受潮或日晒会失效。 进入机体后主要蓄积于中枢神经和脂肪组织中，为神经及实质脏 器毒物； α-六六六具有很高的致癌性，无明显的致突变性。


H
Cl Cl Cl
H
Cl H Cl H
Cl
H Cl
H
Cl H Cl Cl
Cl
H Cl
H
Cl H Cl
H
H
Cl
H
H
H
H
Cl
H

电负性基团与毒性的关系

亲电物与亲核物与毒性的关系 旋光异构与毒性的关系

动物体内的酶对光学异构体有高度的特异性。
2.3.1.1 有机化合物与毒性的关系


官能团与毒性的关系
烃类毒性：碳原子数↑，毒性↑；但当碳原子数超过7~9时， 毒性反而↓。 直链>支链；成环>不成环；不饱和>饱和 芳烃毒性较强，但若苯环上带有侧链烷基，因侧链易氧化 生成苯甲酸，故毒性较小。
2.1 毒性和毒性作用
2.1.2 毒性(toxicity) 定义：外源化学物与机体接触或进入体内的易感 部位后，能引起损害作用的相对能力。可简述为 外源化学物在一定条件下损伤生物体的能力。

影响因素：剂量、接触途径、接触期限、速率和 频率等。 接触途径：经口、经皮、经呼吸道等。 接触期限、速率和频率：在毒理学研究中，通常 按给动物染毒的时间长短分为急性、亚慢性和慢 性毒性试验
2.2 剂量与剂量-反应关系
2.2.1 剂量(dose)

定义：既可指机体接触化学物的量，或在实验中 给予机体受试物的量，又可指化学毒物被吸收的 量或在体液和靶器官中的量。 单位：通常以单位体重接触的外源化学物数量 (mg/kg 体重)或环境中的浓度(mg/m3 空气，mg/L 水) 表示。

2.2 剂量与剂量-反应关系
2.3.2 代表性化学物的化学结构与毒性关系
2.3.2.1 苯并(a)芘

简称B(a)P，又名3,4-苯并芘，分子式C20H12 ； 无色至淡黄色、针状、晶体(纯品)； 熔点178℃，沸点495℃，高熔点高沸点化合物； 不溶于水，微溶于乙醇、甲醇，溶于苯、甲苯、二甲苯、氯 仿、乙醚、丙酮等有机溶剂； 碱性介质中稳定，酸性介质中不稳定； 一种高活性间接致癌物，而非直接致癌物，必须经细胞微粒 体中的混合功能氧化酶激活才具有致癌性； 具有致畸、致突变作用，还可损害中枢神经、血液等。
Cl
H
Cl
α -六 六 六
β -六 六 六
γ -六 六 六
六六六的化学名称是1、2、3、4、5、6-六氯环己烷（六 氯化苯），它有几种常见的异构体，六六六的杀虫活性取 决于其中γ-六六六的含量。
六六六对光、空气、热和二氧化碳都很稳定，又耐强酸。
2.3 化学结构与毒性效应
（2） DDT


又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷 (Dichlorodiphenyltrichloroethane)； 化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。
2.3 化学结构与毒性效应

各种外源化学物的毒性与其结构有关，同一类化合物，由 于结构（包括取代基）不同，其毒性也有很大差异。
2.3.1.1 有机化合物与毒性的关系

官能团与毒性的关系

烃类、卤代烃类、醇酚和醚、醛酮和醌、羧酸和酯类、磺酸亚磺 酸、砜和亚砜、硝基和亚硝基化合物、氨基化合物、偶氮化合物、 羟基和巯基、有机磷化合物 电负性基团多，可与机体中带正电荷的基团相互吸收，毒性大
2.1 毒性和毒性作用
毒性作用

定义：也叫毒性反应，外源化学物引起机 体发生生理生化机能异常或组织结构病理 变化的反应。 有机磷农药对胆碱酯酶有抑制作用；苯可 抑制造血功能，导致贫血；强酸、强碱可 引起局部的皮肤粘膜的灼伤等

2.1 毒性和毒性作用
毒性作用分类： (1)过敏反应(hypersensitivity)或变态反应(allergic reaction) (2)特异体质反应(idiosyncratic reaction) (3)速发与迟发性作用(immediate versus delayed toxicity) (4)局部与全身作用(local versus systemic toxicity) (5)可逆与不可逆作用(reversible versus irreversible toxic effect) (6)功能、形态损伤作用
2.1 毒性和毒性作用
2.1.4 毒作用生物学标志


生物学标志(biomarker, biological marker)是指针对通过生物学屏 障进入组织或体液的化学物质及其代谢产物以及它们所引 起的生物学效应而采用的检测指标。 分为： 接触生物学标志(biomarker of exposure） 效应生物学标志(biomarker of effect) 易感性生物学标志(biomarker of susceptibility)
2.1 毒性和毒性作用
2.1.2 损害作用与非损害作用


外源化学物在机体内可引起一定的生物学效应，其中包括 损害作用和非损害作用。 损害作用是外来化合物毒性的具体表现。 损害作用具有以下特点：



机体的正常形态学、生理学、生长发育过程收到影响，寿命可能 缩短。 机体功能容量降低。 机体维持稳态的能力下降和机体对额外应激的代偿能力降低。 机体对其他某些环境因素不利影响和易感性增高。



白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀 虫剂。 在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，从70年代后 滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。 DDT一般毒性与六六六相同，属神经及实质脏器毒物，对 人和大多数其它生物体具有中等强度的急性毒性。它能经皮 肤吸收，是接触中毒的典型代表。
基有害性，但具备有害性 特征的并不是毒物，如单纯性粉尘； 经过毒理学研究之后确定的； 必须能够进入机体，与机体发生有害的相 互作用。
具备以上3点才能称为毒物。
2.1 毒性和毒性作用
靶器官(target organ)

定义：外源化学物进入机体后，对体内各 器官的毒作用并不一样，往往有选择毒性 (selective toxicity)，外源化学物可以直接发挥毒 作用的器官或组织就称为该物质的靶器官 (target organ)。
卤素有强烈的吸电子效应，在化合物结构中增加卤素就会 使分子的极化程度增加，更容易与酶系统结合，使毒性增 强。 醇类中，甲醇、丁醇、戊醇毒性较强，卤代醇毒性很强。 硝基化合物毒性很强，氨基化合物毒性大小为：伯胺、仲 胺、叔胺。



2.3 化学结构与毒性效应
2.3.1.2 无机化合物与毒性的关系


2.3 化学结构与毒性效应
2.3.2.2 六六六和DDT （1）六六六/666

又叫六氯环己烷、六氯化苯 ，是环己烷每个碳原子上的一个氢原 子被氯原子取代形成的饱和化合物。结构式因分子中含碳、氢、 氯原子各6个，可以看作是苯的六个氯原子加成产物。


分子式C6H6Cl6，英文简称BHC（benzene hexachloride）。 白色晶体，有8种同分异构体。 熔点159～160℃ ，沸点288℃ ；易溶于氯仿、苯等；随水蒸气挥发； 具有持久的辛辣气味；
2.2 剂量与剂量-反应关系

剂量-反应曲线的形式：以表 示量反应强度的计量单位或 表示质反应的百分率为纵坐 标、以剂量为横坐标绘制散 点图，可得到一条曲线。
1、直线 2、S形曲线 3、抛物线

2.2 剂量与剂量-反应关系
A、B两外源化学物的 LD50 相同，但其曲线斜 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物质的危险性较 大
2.1 毒性和毒性作用



2.1.1 毒物（toxicants/poison） 定义：一般认为，一定条件下，较小剂量 进入机体就能干扰正常的生化过程或生理 功能，引起暂时或永久性的病理改变，甚 至危及生命的化学物质。 毒物可以是固体、液体和气体。 瑞士医师Paracelsus(1493— -1541)指出：“ 有物 所 质都是毒物，没有不是毒物的物质，只是 剂量决定了它是毒物还是药物” 。