环境毒理学基本概念

1 绪论

八大公害：

(1）比利时马斯河谷烟雾事件(2）美国洛杉矶烟雾事件(3）美国多诺拉事件(4）英国伦敦烟雾事件(5）日本水俣病事件(6）日本四日市哮喘病事件(7）日本爱知县米糠油事件(8）日本富山痛痛病事件

环境毒理学:研究环境污染物，特别是化学污染物对生物有机体，尤其是对人体的损害作用及其机理的科学。

研究对象：对各种生物特别是对人体产生危害的各种环境污染物，包括物理性、化学性及生物性污染物，其中以环境化学物为主要研究对象。

研究内容和任务：

①环境污染物及其转化产物对机体的损害及作用机理

②探索污染物对人体健康损害的早期观察指标③定量评定有毒环境污染物对机体的影响

环境毒理学的作用和意义：

环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。

在环境监测和人群健康影响研究中的应用

在制定环境卫生标准中的应用

污染物处理

保护地球生物圈包括人类在内的各种生物的生存和可持续发展

2 外源化学物在生物体内的转运和转化

生物转运（biotransport）：生物对外来化合物的吸收、分布和排泄，使外来化合物在体内发生位移。

生物转化（biotransformation）：生物可使进入体内的化合物发生化学结构和性质的改变，转变成新衍生物。

毒代谢动力学（toxicokineties）：以定量的概念研究外来化合物的吸收、分布、代谢和排泄过程的动态变化。

生物转运的方式:

生物转化反应分为两个阶段(类型):

第一阶段：亦称I相反应，指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露或产生极性基

团，如-OH、-NH2、-SH、-COOH等，水溶性增高并成为适合于Ⅱ相反应的底物。

第二阶段：亦称II相反应，指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子(结合基团)进行化学结合的反应(conjugation)。

影响生物转化的因素:

1. 代谢是化学物毒作用的决定因素。很多因素可影响外源化学物生物转化，包括机体的遗传生理因素和环境因素（通过影响体内酶活性来实现）两大类。如:物种、个体、年龄、性别等

2.物种差异常体现在代谢酶的种类、数量和活性的差异上。如:N-羟化酶和磺基转移酶（大鼠和豚鼠）

3.年龄:（1）、酶活性从出生到老年有着不同的变化过程．(2)不同年龄有害物所表现的毒性不同．(3)凡经代谢转化解毒或降低毒性的外源物对幼年、老年的毒性大。

4.性别与激素:(1)从性成熟到成年，雄性代谢转化能力和代谢酶活力高于雌性。（2）对雌性毒性更高的有害物：环己巴比妥，对硫磷，甲胺磷，苯硫磷，乐果，敌敌畏，敌百虫，马钱子碱等；（3）对雄性毒性更高的有害物：马拉硫磷、艾氏剂，麦角生物碱，洋地黄毒苷，烟碱等。

5.其它因素如饮食营养状况：（1）包括蛋白质、不饱和脂肪酸，维生素等（2）蛋白质缺乏：CytP450和NADP-CytP450还原酶活性降低：六六六、马拉硫磷、DDT、黄曲酶素等毒性增强．（3）不饱和脂肪酸过多或不足：CytP450酶活性降低（4）VA, VE, VC缺乏：CytP450酶活性降低（5）Vc缺乏：苯胺羟化反应减弱（6）VB缺乏：NADP-CytP450还原酶活性降低.

3 化学污染物的毒性作用

毒物（toxicant）：是指在一定条件下，以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时的或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学物质。

毒性(toxicity)：是化学物质能够造成机体损害的能力。

中毒(toxication)：是指生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。危险度(risk)：也称为危险性或风险度，是指在特定的接触条件下终生接触某环境因素引起个体或群体产生有害效应(损伤、疾病或死亡)的预期频率。是一种概率。

危害性(hazard)：是指定性表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。缺乏定量概念，且与危险性并不一致。

安全性(safety)：是指无危险或危险度，可为社会接受(即危险度可忽略)，即笼统地指在通常条件下接触化学物对人体和人群健康不会引起有害作用。

剂量：是指给予机体的量或机体接触的量。

致死剂量：以机体死亡为观察指标而确定的外源化学物的剂量，又可分为：

⏹绝对致死量或浓度(LD100或LC100)：指引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量或

浓度。

⏹半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)：指引起一组受试实验动物半数死亡的剂量或浓

度。

⏹最小致死剂量或浓度(MLD，LD01或MLC，LC01)：指一组受试实验动物中，仅引起个

别动物死亡的最小剂量或浓度。

⏹最大耐受剂量或浓度(MTD，LD0或MTC，LC0)：指一组受试实验动物中，不引起动

物死亡的最大剂量或浓度。

阈剂量（threshold dose）指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最轻微的异常改变所需要的最低剂量，又称为最小有作用剂量（minimal effect level,MEL）。

最大无作用剂量（maximal no-effect dose,ED0）指化学物质在一定时间内，按一定方式与机体接触，用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量。根据慢性或亚慢性毒性试验的结果确定的。

效应（effect):表示接触一定剂量的环境污染物后，引起的机体生物学变化，分为质效应和量效应，多用计量单位表示,如酶的活力、白细胞计数等。

反应(response):表示接触一定剂量的环境污染物后，产生生物学变化（效应）的个体在接触群体中所占的比例。一般以百分比（%）表示。如阳性率、死亡率、发病率等。

毒作用(toxic effect):又称毒效应，是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变，故又称不良反应、损伤作用或损害作用。

⏹迟发性毒作用（delayed toxic effect）：在一次或多次接触某些化学物后，经过一段时

间后才呈现的毒性作用。如有机磷农药和多数的致癌物中毒。

⏹速发性作用（immediate toxic effect）：某些化学物一次接触后在短时间内所引起的

毒性作用，如CO。

⏹局部毒性作用(local toxic effect)：某些外源化学物在机体接触部位直接造成的损害作

用，如腐蚀性物质。

⏹全身毒性作用(systemic toxic effect)：是指化学物质经血液循环到达其他组织器官引

起的毒作用，如CO。

⏹可逆毒性作用(reversible toxic effect):指停止接触外源化学物后可逐渐消失的毒性作

用（低剂量、短时间）。

⏹不可逆毒性作用(irreversible toxic effect)：指停止接触外源化学物后，其毒性继续存

在，甚至对机体造成的损失可进一步加深。

⏹过敏性反应(hypersensitivity):也称为变态反应（allergic reaction）:是机体对外源化学

物产生的一种病理性免疫反应。

⏹特异体质反应(idiosyncratic reaction)：一般是指由遗传因素觉得的特异体质对某种外

源化学物的遗传反应，又称为特发性反应。

急性毒性作用:是指机体(人或实验动物)一次（经口、注射和皮肤、呼吸道）或24小时内多次接触外源化学物后在短期内所产生的毒性效应。

亚慢性毒性：是指实验动物或人连续较长期接触外源化合物所产生的中毒效应

慢性毒性：是指实验动物或人长期（甚至终生）反复接触外源化学物所产生的毒性效应

毒作用带（toxic effect zone）:是综合评价外源化学物危害性的指标，是表示化学物质毒性和毒作用特点的重要参数之一，分为急性毒作用带和慢性毒作用带

急性毒作用带（acute toxic effect zone,Z ac）为半数致死剂量与急性毒性最小有作用剂量（阈剂量）的比值，表示为：Zac=LD50/Limac Zac值小，说明化学物质从产生轻微损害到导致急性死亡的剂量范围窄，引起死亡的危险性大；反之，则说明引起死亡的危险性小。

慢性毒作用带（chronic toxic effect zone,Z ch）为急性毒性最小有作用剂量（阈剂量）与慢性毒性最小有作用剂量（阈剂量）的比值，表示为：Zch= Limac /Limch Zch值大，说明Limac 与Limch之间的剂量范围大，由极轻微的毒效应到较为明显的中毒表现之间发生发展的过程较为隐匿，易被忽视，故发生慢性中毒的危险性大；反之，则说明发生慢性中毒的危险性小。剂量-效应关系（Dose-effect relationship):接触剂量与个体或群体中产生生物学变化强度之间的关系。

剂量-反应关系（Dose-response relationship) :接触剂量与接触群体中产生效应发生率之间的