第6章 化学物质的一般毒性作用

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小鼠 灌胃 0.2(0.4)ml/10g体重(BW)
2.经呼吸道染毒(inhalation)
研究生产条件下以气体、蒸气、粉尘、 烟、雾等形式存在的化学毒物和评价环境 空气污染物以及吸入给药途径的药物。
静式吸入:将一定量的易挥发的静态化学毒物或 一定体积的气态化学毒物加入到具有一定体积的 密闭容器内,使实验动物吸入染毒。
2.年龄和体重
急性试验动物不宜过老或过幼,通常要求选择刚成年 动物进行试验,而且须是未曾交配和受孕的动物。
大鼠180-240g、小鼠18-25g、家兔2-2.5kg、豚鼠 200-250g、Beagle犬4-6kg、杂种犬8-15kg。
一般来说,同一次试验同一批实验动物体重变异范围 不应超过该批动物平均体重的20%。
试验选择剂量:5、50、500mg/kg,最高限量为 2000mg/kg。
分为4个等级:高毒(LD50<25mg/kg),有毒( LD50 为25~200mg/kg),有害( LD50为200~ 2000mg/kg),不分级( LD50>2000mg/kg)。
平均使用动物数为14.8只
0.5~
30
500~
1000~
350~
5~
250
5000~
10000~
2180~
>15
>1000
我国食品毒理急性毒性分级法(1994)
急性毒性分级 大鼠经口LD50(mg/kg) 大致相当于70kg人的致死量
6级(极毒)
<1
稍尝,<7滴
5级(剧毒)
1~50
7滴~1茶匙
4级(中等毒)
51~500
1茶匙~35克
4.死亡和死亡时间
➢ 化学毒物的LD50(LC50)的测定一般要求计算实验动物接触 受试物后14天内的总死亡数。
➢ 重点观察和记录每只动物死亡的时间,特别是最早出现死 亡的时间以及各个剂量组动物的死亡数。
5.致死剂量计算 可用Bliss法、霍恩氏法、改进寇氏法,序贯法等计算最小致
死量或半数致死量,计算方法推荐Bliss法。
对存活动物尤其是对低于LD50剂量组的存活动物, 应在观察期14天内称量其体重的变化,以便了解 受试物引起毒效应的持续时间。
3.病理检查及其它指标 对死亡的动物:均应及时进行大体解剖,如脏器大小、外观、
色泽的变化,有无充血、出血、水肿或其它改变,对有改变的 脏器进行取材做组织病理学检查。
对存活动物:在观察期结束时进行大体病理检查.
*预实验需得到最大耐受量(LD0)及完全致死量实验(LD100)
根据确定的剂量组进行染毒。
根据预试验的死亡资料确定组距。 可根据以下公式计算出剂量分组:i=(lgLD100-lgLD0)/
(n-1)式中i为组距(相邻的两个剂量组对数剂量之差);n为 不同设计的剂量组数。
(四)染毒剂量与分组
找出与受试化学毒物结构与理化性质近似的化学物的毒性 资料,并以文献资料中相同的动物种系和相同接触途径所 测得的LD50(LC50)值作为受试化学物的预期毒性中值。
(四)染毒剂量与分组
2.预试验
根据文献报道的预测值作为待测化学物的中间剂量组,并 在该剂量的上下各设计l一2个剂量组作为预试验剂量。
(二)急性毒作用带 (Zac=LD50/Limac)
可反映引起实验动物的半数死亡剂量与最低毒作用剂 量之间剂量范围的宽窄。其越大,表示化学物引起急性 死亡的危险性越小。
(三)LD84/LD16(或LC84/LC16)
灵敏性好、重复性强而且容易求。
(四)剂量反应曲线斜率
死亡率
A
(概率
单位)
B
死亡率%
2.LD50的波动性很大,影响因素很多,测得的LD50仅仅是一 个近似值。
3.获得的信息有限,应该结合其他参数描述
4.在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观察是不够 的,更需要的是生理学、血液学及其它化验检查所提供的 深入细致的毒性信息。
六、急性毒性替代试验
(一)、固定剂量法
它不一定以动物的死亡作为观察终点,此方法利用预先选 定的或固定的一系列剂量染毒,从而观察化学物的毒性反 应来对化学物的毒性进行分级。
1.经口(胃肠道)染毒(oral exposure)
一般来说固态或液态的化学物均先进行经口染毒途 径的急性毒性试验,求出LD50值。通常以经口途径的 LD50值来比较不同化学物急性毒性大小。
灌胃法、喂饲法、吞咽胶囊
灌胃法可以准确控制染毒剂量,最常用。
常用实验动物和染毒途径的适宜容积(最大容积) 分别为: 大鼠 灌胃 1.0(3.0)ml/100g体重(BW)
3级(低毒)
501~5000
35~350克
2级(实际无毒)
5001~15000
350~1050克
1级(无毒)
>15000
>1050克
食品添加剂的使用限量与相关参数
★几种常见的食品添加剂的LD50
品名 过氧化苯甲酰
LD50 mg/kg 7710
GB2760 规 定 主要用途 最大使用量 g/kg
0.8
1.中毒症状 观察动物出现的中毒症状、发生的时间以及消失
时间等。表
2.体重
体重可以反映动物中毒后的整体变化。
体重改变的原因很多,若化学毒物刺激或损伤 消化道可出现试验动物饮食减少甚至拒食,表现 为体重减轻。若化学毒物引起腹泻,将影响食物 吸收和利用,体重也会减轻。如果化学毒物影响 水的摄取或肾功能急性损伤,也可能在体重上反 映出来。
四.急性毒性评价
➢ 现行的各种急性毒性分级标准是以LD50值为基础 划
分的,尚没有统一标准。
➢如果投药量大于5000mg/kg,无死亡,可认为该 品
毒性较低,无需做致死量精确测定。
➢急性毒性试验结束时,除了报告该化学毒物的LD50 值,其95%可信限和急性毒性定级外,还应对其中 毒特征加以报告。
毒性分 级
面粉增白剂
苯甲酸
2530 0.2-0.6
食品防源自文库剂
二 丁 羟 基 甲 苯 890 0.2 (BHT)
亚硝酸钠
220 0.05
抗氧化剂 肉制品着色剂
可以看出,过氧化苯甲酰属于实际无毒类,苯甲酸、二丁羟基甲苯(BHT) 属于低毒类,而肉制品常用的亚硝酸钠属于中毒类
五、经典急性毒性试验的局限性
1.经典毒性试验消耗的动物量大,一次实验至少需要30~50 只动物。
4.经注射途径染毒(ingestion)
进行化学毒物的毒作用机制研究、比较毒 性研究、了解化学毒物代谢与毒物动力学参 数或对急救药物进行筛选研究。
腹腔注射、静脉注射(大、小鼠尾静脉、 兔耳静脉)、肌内注射、皮下注射等。
(四)染毒剂量与分组
1.查阅文献
了解化学毒物的结构式、分子量、常温常压下的状态、熔 点、沸点、比密、挥发度、蒸气压、水溶性和脂溶性等理 化特性,生产批号及纯度,杂质成分与含量等。
二.急性毒性试验目的与常用参数 目的:
A. 求出半数致死量(LD50)以及其它的急性毒性参数,了解化学 物的急性毒作用强度。
B. 通过观察动物中毒表现和死亡的情况,了解急性毒作用性质、 可能的靶器官和致死原因,提供化学毒物的急性中毒资料, 初步评价对人体产生损害的危险性.
C. 探求化学毒物急性毒性的剂量-反应关系,为进一步毒理学 试验的染毒剂量设计提供参考依据。
(四)染毒剂量与分组 (归纳总结)
了解化学毒物的理化特性,纯度,杂质成分与含量等。
有相关毒性资料可供参考者 没有毒性资料可供查阅者
近似化学物的 LD50值作预期毒 性中间剂量上下 各设计1~2个剂 量组
预试验
最大耐受量 试验
找出大致致死范围 (即死亡率从0%至100%)
设计正式试验的剂量和分组
(五)试验周期及毒效应观察
根据以上试验结果对化学毒物的毒性进行评价称为化 学物质的一般毒性评价。
意义 1.是毒理学工作中非常重要的内容; 2.是化学物毒理学安全性评价和危险度评
定的基础; 3.对防治化学毒物中毒、制订标准以及管
理毒理学等有重要意义。
第一节 急性毒性试验及其评价 第二节 局部刺激试验及其评价 第三节 短期、亚慢性、慢性毒性试验及其评价
50
剂量(mg/kg) 图 两种化学物的毒性比较
三.经典急性毒性试验设计
(一)实验动物的选择
原则
代谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致; 易于获得、品系纯化、价格较低和易于饲养等; 检疫(具有动物使用合格证)。
1.种属
最好用两种种属的动物 啮齿类:小鼠、大鼠、豚鼠或家兔 非啮齿类:狗或猴。 急性皮肤毒性实验:大鼠,豚鼠或家兔。 急性吸入毒性实验和经口毒性实验:大鼠和小鼠。
3.正式试验
正式试验一般设5~7个剂量组(bliss法、寇氏法)
求得i值后,以最低剂量组(LD0)的对数剂量加上 一个i值,即是第二个剂量组的对数剂量,依此类推 直至最高剂量组,查各自的反对数即得出各组剂量 的真实值。
12
3
4
5
6
LgLD0 LgLD0+i LgLD0+2i LgLD0+3i LgLD0+4i •••
3.性别
一般要求雌雄各半。如果在预试验时发现化学毒物(如农药) 对雌、雄动物毒效应的敏感性有明显差异,则应单独分别求出 雌性与雄性动物各自的LD50。
4.动物数量与随机分组
至少3个剂量组(一般5-7组)。 小动物数量为每组10只,大动物6只。 严格遵循随机化的原则。
5.禁食:
经消化道染毒时,要求试验前对动物禁食 大鼠、小鼠——隔夜禁食;染毒后禁食4h 大动物——每日上午喂食前染毒 染毒后继续禁食2-4h,但在禁食时要保障饮水。
动式吸入:即染毒柜装备有补充新鲜空气和排出 含化学毒物之空气的动力系统以及随时补充化学 毒物的配气系统。
气管注入法:采用喉插入法、气管穿刺法、暴露 气管穿刺法进行染毒。
3.经皮肤染毒(dermal exposure)
液态、气态甚至粉尘状态的化学毒物。
多选择家兔和豚鼠,采用动物脊柱两侧皮 肤脱毛(剪毛法、剃毛法、拔毛法、化学脱 毛法),局部涂敷受试化学毒物并以玻璃钟 罩、油纸或塑料薄膜覆盖固定一定的时间。
(二)受试物的保存和配制
受试物的接受、分样、保管、称量、配制以及在 此过程中的严格的质量保证是急性毒性试验成功 与否的重要环节。
急性毒性试验受试物配制的常用剂型为水溶液、 混悬液、油溶液。
所用的溶剂和助溶剂应该是基本无毒的,与受试 物不起反应。
(三)染毒途径的选择
应考虑人在生产和生活环境中接触该化学毒物 的情况,通常根据实验目的、化学毒物的性质和用 途、人类实际接触途径和方式来选择染毒途径。
常用的急性毒性参数
(一)LD50 :
是急性毒性评价中最主要的参数,是比较不同化学毒物急性 毒性的重要基础。 致死剂量(lethal dose;LD)指毒物接触或进入机体后, 引起死亡的剂量。 LD50 (或LC50 ) 代表化学物质造成实验动物中半数死亡、半 数存活的剂量界点
局限:
LD50 (或LC50 )的测定受许多因素的影响,不能反映化学物 质的毒作用性质。
第一节 急性毒性实验及其评价
一.基本概念
急性毒性(acute toxicity)
是指机体(人或实验动物)一次接触或24小时 内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发 生的毒性效应,包括一般行为、外观改变、大体 形态变化以及死亡效应。
急性接触的含义
“一次接触”是含有时间因素的概念;
“多次”是指当化学物毒性很低,需要给予动 物较大剂量时,可在24小时内分多次给予。
急性毒性,重复、亚慢性及慢性毒性的毒性评价。
一般毒性作用(general toxicity)
外源化学物质在一定的剂量、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称为化学物 质的一般毒性,又称为化学物质的基础毒性。
根据接触时间的长短可分为急性毒性、重复染毒毒性、 亚慢性毒性和慢性毒性。
化学物质的一般毒性作用
common toxicity of chemical poison
王庆
wangq27@mail.sysu.edu.cn
2009.10.13
学习思路
急性毒性、重复染毒毒性、蓄积作用、亚慢性毒 性及慢性毒性的定义,试验目的与常用参数。
一般毒性试验的设计:试验动物的选择和要求, 受试物的处理,染毒方法,剂量选择与分组的方 法,试验周期及毒作用的观察指标。
剧毒
高毒
中等毒
低毒
实际无 毒
外源化学物急性毒性分级(WHO)
大鼠一次经口 LD50 (mg/kg)
6只大鼠吸入4小时, 死亡2~4只的浓度
(ppm)
兔经皮 LD50(/mg/kg)
对人可能致死的估计量
g/kg
总量(g/60kg)
<1
<10
<5
<0.05
0.1
1~
10~
5~
0.05~
3
50~
100~
44~
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