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第六章 化学毒物的一般毒性作用*1目的要求n掌握一般毒性作用的概念、试验目的n熟悉一般毒性试验方法要点n熟悉蓄积毒作用的概念n了解蓄积毒作用研究方法Date2一般毒性作用(基础毒性作用)n外来化合物在一定剂量、一定接触时间和 接触方式下对实验动物产生综合毒效应称 为一般毒性作用(general toxicity) 或基础 毒性作用(basic toxicity) .Date3一般毒性作用分为急性毒性、亚慢性 毒性和慢性毒性。 防治急慢性中毒; 安全性评价和危险度评定; 制订卫生标准; 管理毒理学的决策Date4一般毒性作用的类型一般毒性测试了解毒性大小特征 了解污染物理化特征 了解在体内蓄积和耐受性 了解对机体毒作用靶点和指标确定阈值和阈下剂量 急性毒性试验急性致死试验急性非致死试验蓄积毒性试验 亚急性毒性试验亚慢性毒性试验慢性毒性试验 (3个月)(36个月)(6个月至终身)Date51 急性毒性作用(acute toxicity)n一、急性毒性和急性毒性试验的目的n二、急性毒性试验n三、急性毒性分级Date6一、急性毒性和急性毒性试验的目的n急性毒性(acute toxicity)是指机体(人或试验动物)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。n最主要观察指标是LD50。Date7一、急性毒性和急性毒性试验的目的n目的测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的 致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数, 了解急性毒作用强度。Date8目的并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。探求化学毒物急性毒性的剂量反应关系与中毒 特征。为亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量设计提 供参考依据。研究化学毒物急性中毒的预防和急救治疗措施。为毒理学机制研究提供线索 。 Date9一、急性毒性和急性毒性试验的目的n急性毒性试验常用的毒性参数:LD50/LC50Zac (LD50/Limac) LD84/LD16(或LC84LC16) 剂量反应曲线斜率 Date10二、急性毒性试验方法的要点n(一)试验动物原则:n急性毒性试验要求选择对化学毒物的代 谢和毒效应表现与人的反应尽可能一致的 试验动物。n动物易于获得n品系纯化n价格较低和易于饲养等条件。 Date11二、急性毒性试验n1试验动物的种属和品系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。急性皮肤毒性试验可选用成年大鼠、豚鼠或家兔,优先考虑白色家兔。而急性吸入毒性试验和经口急性毒性试验则优先考虑大鼠。Date12二、急性毒性试验n试验动物的年龄和体重: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。例如:大鼠180240g、小鼠1825g、家兔22.5kg、豚鼠200250g、狗1015kg。同一批试验动物体重变异范围不应超过该批动物平均体重的20。 Date13二、急性毒性试验n3.试验动物的性别: 雌雄各半; 如雌、雄动物毒效应有明显差异,应分别并求出雌性和雄性动物的LD50值; 特殊的试验研究可仅作单一性别的急性毒性试验。 Date14二、急性毒性试验n4.动物数量与随机分组:实验方法不同采用的动物的数量不同 分组原则随机化、均衡性的原则n5.禁食:经消化道染毒时,要求试验前对动物禁食 大鼠、小鼠隔夜进食;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24h,但在禁食时要保障饮水 。 n6.实验动物的预检:选择健康动物 12周的检疫期Date15(二)受试物及处理 常用剂型为水溶液、混悬液、油溶液 水溶性受试物,胃肠道外染毒需用生 理盐水,保持与体内渗透压一致。 水不溶性受试物,溶于或悬浮于适当 的有机溶剂中。 受试物一般应临用前新配 Date16适宜容积染毒 经口:20ml/kg(空腹动物); 经皮:2ml/kg; 静脉:1ml/kg(5min以上); 肌肉注射:0.5ml/kg(一个部位); 眼睛:0.01ml/每眼; 直肠:0.5ml/kg; 阴道:大鼠0.2ml,兔lml; 吸入:2mg/L; 鼻:猴或犬每鼻孔0.1ml。Date17二、急性毒性试验(二)试验动物的饲养环境恒定的温度:223湿度:3070%照度:昼夜各半饲料合格、饮水合格、垫料合格Date18二、急性毒性试验(三)染毒途径的选择:染毒途径(exposure routes)的选择需考虑 :模拟人在生活和生产环境中实际接触受试 物的途径和方式;有利于不同化学物之间急 性毒性大小的比较;受试物的性质和用途; 各种受试物毒性评价程序的要求等。最常用的染毒途径为经口、经呼吸道、经 皮及注射途径。 Date19染毒途径影响受试物急性毒性 静脉注射吸入肌肉注射腹腔注射皮下注射经口皮内注射经皮。 同一受试物不同染毒途径LD50的大小通常符合上述规律。Date20二、急性毒性试验n经口(胃肠道)接触 :灌胃:小鼠0.21.0ml/只或0.10.5ml/10g大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只家兔不超过10ml/2kg狗不超过50ml/10kg 与饲料或饮用水混合:吞咽胶囊: n经呼吸道接触 : 静式吸入动式吸入 n经皮肤接触 :n注射途径接触: Date21二、急性毒性试验n(四)染毒剂量与分组:1查阅文献n参考新化学物的理化性质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、密度、闪点、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。n确定使用哪一种计算方法求LD50,然后再设计剂量分组。 LD50的计算方法常用寇氏法、概率单位法、霍恩氏法等。根据试验所选的LD50计算方法确定剂量组数。一般设5-8个剂量 组;霍恩氏法设4个剂量组。 n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。 Date22二、急性毒性试验n(四)染毒剂量与分组:2预试验 目的:n1)得到死亡率在10%90%之间的致死剂量范围 n2)计算正式试验的组距或公比Date231)等比剂量设计(寇氏法)一般设57组,各组间采用一定的公比设计剂量公比r=4,则组距i=lg4=0.6例如待测化合物预期LD50为40mg/kg,以此为中 间剂量组,以4为公比,或0.6组距向上、下个 推两个剂量组。Date24某化合物的急性毒性预试验剂量设计组别剂量对数值12.51.6021-0.6*2210.01.6021-0.6340.01.60214160.01.6021+0.65640.01.6021+0.6*2Date252预试验n2)33 法取9只动物,分为3组,每组3 只,以3种不同 剂量处理。组距一般r=10,如10mg/kg ,100mg/kg, 1000mg/kg结果分析:n(1)3组均无死亡,说明剂量偏低,剂量可上移增大;n(2)3组全部死亡,说明剂量偏高,剂量可下移减小;n(3)第一组未死,2、3组全部死亡剂量在12组间;而1、2 组未死,第3组死亡,大致致死剂量在1001000mg/kg间Date262预试验n3)序贯法设计一系列等比剂量,将动物一只一只序贯进 行。特点:快速、简便、节约动物Date27正式试验的剂量设计n可根据以下公式计算出剂量组距:i=(lgLD90-lgLD10)(n-1) 或: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为设计的剂量组数。r=lg-1(lgb-lga)/(n-1) 式中:b最高组剂量,a最低组剂量,n为设计的 剂量组数,n正式试验分组: a,ar,ar2,ar3,ar4Date28LD50计算nlgLD50=Xm-i(p-0.5)式中:Xm最高剂量对数i组距,或公比的对数值p各组死亡率的总和nLD50标准误差SlgLD50nSlgLD50=i pq/n式中:p各实验组 死亡率;q各实验组 存活率 i组距 n试验动 物组数nLD5095% 可信限= lg-1(lgLD501.96 SlgLD50)Date29例题:小鼠腹腔注射敌百虫的急毒及LD50计算n预试:致死率在0100% 的剂量范围在 300600mg/kg.nr=5-1600/300=1.2n各组剂量:300,3001.2=360;3001.22=432; 3001.23=518,3001.24=622Date30试验结果组别剂量只数死亡数 (只)死亡率 /p存活率 /q 130010001.023601020.20.834321050.50.545181070.70.3562210101.00Date31解:nlgLD50=Xm-i (p-0.5)nXm=lg622=2.7933ni=lg1.2=0.0792np=2.4nlgLD50=2.7933-0.0792(2.4-0.5)=2.6433nLD50=lg-12.6433=439.87mg/kgnSlgLD50=i pq/n=0.0792 =0.0197 LD5095% 可信限=lg(6.64331.96 0.0197)=402.44480.73mg/kgDate32霍恩氏法(horn) n特点:方法简单,使用动物少,每组动物 数相等,可用4只或5只。n剂量1:2.15倍组距剂量系列n剂量2 :3.16倍组距剂量系列Date33二、急性毒性试验n(五)试验周期与毒效应观察1.中毒症状Date34二、急性毒性试验n(五)试验周期与毒效应观察:2.体重n在观察试验动物中毒症状的过程中,应同时观察体 重的变化。体重可以反映动物中毒后的整体变化n原因: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。n所以,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。 Date35二、急性毒性试验n(五)试验周期与毒效应观察:3.病理检查及其他指标:n对死亡的动物均应及时进行大体解剖和病理组织学 检查,肉眼观察主要脏器的大体病理变化,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。n对存活动物在观察期结束时进行大体病理检查必 要时做组织病理学检查。根据试验需要可进一步扩 大观察项目如体温、心电图、脑电图或进行某些 生化指标测定等。Date36二、急性毒性试验n(五)试验周期与毒效应观察4.死亡和死亡时间n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。分析中毒死亡时间的规律具有一定意义 ,可为深入研究化学物的毒作用机制提供参考 。 Date37二、急性毒性试验n(六)经典急性毒性试验的局限性1.消耗的动物量大2.获得的信息有限3.测得的LD50仅仅是一个近似值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。Date38三、急性毒性评价外源化学物急性毒性分级级(WHO)毒性分 级级大鼠一次
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