化学物的一般毒性及其评价

静式吸入染毒
将实验动物置于一个具有固定体积的容器内(染毒 柜)，定量加入易挥发的液态或气态受试物，在容 器内形成试验设计所需要的空气浓度，在一定时 间内，使动物连续吸入并观察毒性反应。 优点：该染毒方式设备简单、操作方便、消耗受试 物较少。 缺点：实验期间，实验动物得不到氧气补充；且随 实验的进行，染毒柜内受试物的浓度会逐渐降低 为保障实验顺利进行，应注意染毒柜容积、放置实 验动物的种类与数量以及放置时间之间的关系。 小鼠最低需气量：3.45L/h, 大鼠30.5L/h
接触天数 每天接触剂量LD50 4天接触剂量LD50 累计接触剂量LD50 1～4 0.1 0.4 0.4 5 ～8 0.15 0.6 1 … … … … 25～28 1.12 4.48 12.74
③.剂量固定的20天蓄积法
组别
剂量 mg/kg 对数 1.1761
动物数 死亡数 死亡率 存活率 （n） 10 （n） 0 p 0 q 1
pq
1
15
0
2
3
18
21.7
1.2561
1.3361
10
10
2
5
0.2
0.5
0.8
0.5
0.16
0.25
4
5
26.1
31.3
1.4161
1.4961 i=0.08
10
10
7
9
0.7
0.9 ∑p=2.3
第二节 蓄积毒性作用
一. 蓄积作用的基本概念
1.蓄积作用(accumulation)是指化学毒物连续或 反复多次地与机体接触，当其吸收速度超过 生物转化和排泄的速度时，在体内的总量就 会逐渐增加并贮留，这种现象称为化学毒物 的蓄积作用。化学物蓄积部位称为储存库。 蓄积作用是发生慢性中毒的基础。
2.物质蓄积(material accumulation):当人或动物 连续或反复多次地接触化学毒物一定时间之 后，用化学分析的方法能够测出机体内存在 该物质或其代谢产物时，称为物质蓄积。 3.功能蓄积(functional accumulatio):当人或动 物连续、反复多次地接触化学毒物一定时间 之后，虽不能测出该物质或其代谢产物，但 机体有慢性中毒的症状出现，这种情况称为 功能蓄积。功能蓄积是化学毒物引起的损害 效应不断积累的结果，也可能是由于滞留于 机体内的化学毒物或其代谢产物数量极微， 用现有的分析方法不能检出。
慢性毒性：chronic toxicity
第一节 急性毒性作用
一.急性毒性的概念 是指机体一次或在24小时内多次接触外 源化学物后在短期内(一般最长14天)所产生 的毒效应，包括一般行为和外观改变，大体 形态变化以及死亡效应。
二、急性毒性试验目的
1.获得受试物对实验动物的致死剂量 （LD50）及 其它毒性参数(急性毒作用带Zac: acute effect zone)
狗 5.0-15.0
2.0-5.0 3.0-10.0
（四）染毒剂量与分组
急性毒性试验的重要目的是测定LD50， 欲求一个未知毒性的受试物的LD50 ，必须 设计好分组数与染毒剂量，这往往需要通 过预实验来确定。 预实验: 先查阅相关文献, 弄清该化学物 的理化特性和与该化学物结构及理化性质 相似化学物的LD50．用少量动物，以较大 剂量间隔染毒，找出10%-90%或0%-100% 的致死剂量范围
(六)观察时间和周期
• 急性毒性的观察周期一般为１４天，LD50计 算时以观察周期内各组动物的总死亡数为依 据．不同化学物其中毒体征出现的时间和特 点各有不同，而且引起动物死亡的时间也存 在很大的个体差别．如氰化物多数动物在染 毒后几分钟至几个小时内死亡；羰基镍染毒 早期出现上呼吸道体征，很快就缓解，但２ －３天后甚至更迟些又出现明显的中毒体征， 表现为严重的肺水肿，呼吸困难，然后死 亡．
④.价格较低且易于获得
1.实验动物的物种和品系
A:首选哺乳动物,其中以大小鼠为最常用
B: 使用两种种属动物:啮齿类和非啮齿 类(rodent species and non- rodent species )
Ｃ: 不同的接触途径选择实验动物的种 类有所不同．
2 .动物的年龄和体重
除特殊情况外一般要求选用刚成年未曾 交配和受孕的健康动物 大 鼠 180-240g 小 鼠 18-25g 家 兔 2-2.5kg 豚 鼠 200-250g Beagle犬 4-6kg
第六章 化学毒物一般毒性作用 及其评价（1）
公共卫生学院卫生学教研室
一般毒性（general toxicity）是指外源化 合物在一定的接触剂量、一定的接触时 间和一定的接触方式下对实验动物产生 综合毒效应的能力。 急性毒性：acute toxicity
分类 亚慢性毒性：subchronic toxicity
0.3
0.1
0.21
0.09
lgLD50=1.4961-0.08(2.3-0.5) =1.3521 Sm=0.08×[ (0.16+0.25+0.21+0.09)/10]1/2 =0.0213 lgLD50及其95%可信限为: 1.3521±1.96×0.0213=1.3521±0.0417 LD50及其95%可信限为: 22.50mg/kg(20.44-24.76)
动式吸人染毒
是将实验动物置于空气流通的染毒柜中。 染毒柜装备有新鲜空气输入和随时补充受 试物的配气系统以及将含有受试物的空气 排除的动力系统。 优点：可保证实验过程中染毒柜内的氧和 C02分压、温湿度及受试物的浓度均相对恒 定 缺点：装置复杂、价格昂贵、消耗受试物 较多
3. 经皮肤染毒
• 经皮肤染毒所选用的实验动物应在皮肤解 剖、生理等方面与人类近似，以豚鼠、家 兔最为合适
正式试验：设置几个剂量组较为合适，取 决于预备实验的结果。即根据LD0(或LD10)与 LD100(或LD90)之间剂量相差的多少决定。相差 的多，可适当增加组数，反之可适当减少组数。 组数的确定还要考虑计算LD50的方法。如使用 几率单位法、寇氏法计算，一般设置4-6个剂 量组，并按下式计算组距： i=LD100(或LD90)—LD0(或LD10)／n(组数)-1 i为组距,相邻的两个剂量组对数剂量之差
１．改进寇氏法
• 原理：剂量对数与死亡率呈Ｓ型曲线 • 要求：①每剂量组动物数相同 ②各剂量组组距呈等比级数 ③死亡率呈正态分布 ④最低剂量组死亡率＜20%,最高剂 组＞80% 计算公式：
m=Xk-i(∑p-0.5) Sm=i (∑pq/n)1 / 2 试中的m: lgLD50 i: 相邻两剂量组之对数剂量之差 Xk:最大剂量的对数值 q :各剂量组死亡率总和 n :每组动物数
四．急性毒性分级和评价
急性毒性试验求出LD50值，通过LD50值 进行毒性分级，评价毒物的急性毒性强弱， 比较毒物的急性毒性大小．
14—5—3外来化合物急性毒性分级(WHO)
毒性分级
大鼠一经口 LD50 (mg/kg)
6只大鼠吸入４h， 死亡２-４只的 浓度(ppm)
兔经皮 LD50 (mg/kg)
二.蓄积毒性研究方法
（一）蓄积系数法 （二）生物半减期法
（一）蓄积系数法
1. 原理: 在一定期限之内，以低于致死剂量的受 试物(小于LD50剂量)每日给予实验动物，直 至出现预计的毒性效应(如死亡一半)为止， 计算达到预计效应的总累积剂量，求出此累 积剂量与一次接触该物质产生相同效应的剂 量的比值，此比值即为蓄积系数(K值) 2. K值计算公式如下： K=LD50(n)／LD50(1) LD50(n)表示引起一半动物死亡的累积总剂量 LD50(1)表示引起一半动物死亡的一次剂量
②.剂量递增法 试验方案同①，仅是实验开始时按0.1LD50剂量给 予试验组染毒，以4天为一期，按一定比例递增染 毒剂量。一般说来，试验的头4天，每日给予 0.1LD50 ,从第五天开始每4天为一期递增1.5倍即 0.1LD50×4, 0.15LD50×4, 0.22LD50×4… 此方案 的最长时间为28天
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4. 经注射途径染毒
• 进行化学毒物的毒作用机制研究、比较毒 性研究、毒物动力学研究和急救药物的筛 选研究时，常采用经注射途径染毒的方式。 注射染毒途径有经腹腔、静脉、肌内、皮 下等。 • 操作时需注意控制注射液的容积和注射的 速度
Zac=LD50 / Limac 2 .初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、 剂量反应关系和对人体产生损害的危险性
3 .为亚慢性、慢性毒性试验及其他毒理学试验的 剂量设计和观察指标选择提供参考依据。
4.为急性中毒的治疗和中毒机制的研究提供线索
三、急性毒性试验设计
（一）实验动物的选择
主要原则 ①.对受试物的反应与人近似 ②.实验操作方便,易于饲养管理 ③.繁殖能力强，数量较大能保障供应
２．霍恩法
霍恩法是利用剂量对数与死亡率（反应率）的 转换数（即几率单位）呈直线关系而设计的 霍恩法则固定设4个剂量组，组距可分别定为 2.15倍或3.16倍，形成两个剂量系列 优点：使用动物数少，结果可直接查表求出 LD50及95%的可信区间，使用方便 缺点： 95%的可信区间范围较大，方法精确度 不够
3 .实验动物的性别
通常要求雌雄各半．如有资料 或预试验发现受试物对雌雄动物 毒效应有明显的性别差异，则要 求分别求出各自的LD50
4 .实验动物的分组与数量 不同的实验计算方法对动物组数要 求不同，一般4-6组；大小鼠10只/组， 犬等大动物6只/组.分组时严格遵循随 机化原则 5 .实验动物的预检 目的: Ａ：适应环境 Ｂ：筛检不健康动物 6 .实验动物的给药前禁食处理 经口染毒要求作禁食处理
3.蓄积毒性分级标准 K值越小，表示化学毒物的蓄积性越大 K值增大，通常认为K>5者，蓄积作用极弱 蓄积系数K ＜1 13蓄积毒性分级 高度蓄积 明显蓄积 中度蓄积
5-
轻度蓄积
4. 蓄积系数法常用的实验方案
①.固定剂量法 在1/20—1/5LD50的范围内选定一个剂量组， 每日以固定剂量，定时和相同途径对试验 组进行染毒，观察记录动物死亡数。当试 验组累计发生一半动物死亡时终止试验。 计算累计总接触剂量LD50(n)，计算K值。 试验期为25-100天
几种动物不同注射染毒途径注射量范围(ml)
注射途径 静脉
肌内 皮下 腹腔
小鼠 0.2-0.5
0.1-0.2 0.1-0.5 0.2-1.0
大鼠 1.0-2.0
0.2-0.5 0.5-1.0 1.0-3.0
豚鼠 1.0-5.0
0.2-0.5 0.5-1.0 2.0-5.0
兔 3.0-10.0
0.5-1.0 1.0-3.0 5.0-10.0
（二）受试物及其处理
受试物常用剂型为: 水溶液: 用蒸馏水或生理盐水配制 油溶液 天然植物油、10%的阿拉 伯乳胶 混悬液
（三）染毒方法的选择
急性毒性染毒途径的选择应考虑以下几个因素： ①、人类接触该物质的实际途径和方式 ②、受试物的性质和用途 ③、有利于不同化学物之间急性毒性大小的比较 ④、各种受试物评价程序的要求
使用霍恩法计算，则固定设4个剂量组，组 距可分别定为2.15倍或3.16倍
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（五）毒效应观察
• 观察染毒后实验动物的中毒表现，对于了解受试 物的急性毒作用特征非常重要，可以弥补单纯以 LD50(LC50)表示化学毒物急性毒性的局限性，还 有助于估测毒作用的靶器官。 • 急性毒性试验的观察和记录内容主要包括: ①中毒体征及发生过程 ②死亡情况和时间分布 ③体重 ④病理检查
对人可能致死的剂量
g/kg
总量（g/60kg）
剧 毒 高 毒 中等毒 低 毒
<1 150500-
<10 101001000-
<5 544350-
<0.05 0.050.55-
0.1 3 30 250
微 毒
5000-
10000-
2180-
>15
>1000
五 LD50的计算
LD50的计算方法很多，其中较常用的有 改进寇氏法 霍恩法 序贯法 Bliss法
1. 经口染毒
经口染毒可分为灌胃、喂饲、吞咽胶囊 等方式 .一般来说新物质均先进行经口染毒 途径的急性毒性试验,求出LD50值,通常用该 LD50值来比较不同化学物急性毒性大小
2. 经呼吸道染毒
气管内注入：在动物麻醉情况下，将已消毒 灭菌的受试物（粉尘混悬液或液体） 注入气管，使之分布于左右肺内。 动式吸入 吸入 静式吸入