毒理学基础教学大纲20130915g.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流毒理学基础教学大纲20130915g.精品文档.毒理学基础教学大纲一、课程简介毒理学是从生物医学角度研究外源性化学物质对生物体的损害作用及其机制的科学,是预防医学一门重要的专业基础课程,又是一门应用性很强的学科。其原理、技术和方法已在临床、预防医学、基础医学、药学等专业中得到广泛应用。本课程要求学生掌握毒理学的基本概念、基本理论和基本毒理学实验技能;掌握毒理学的主要研究内容、方法、任务和在医学科学中的地位,生活和社会环境中化学物的安全性评价方法,包括毒作用机制、化学毒物的一般毒性作用、致突变作用致癌作用、发育毒性与致畸作用的预测和评价及管理。
2、同时在实验课教学中培养学生独立处理问题和解决问题的能力。二、教学组织与方法1.本课程由公共卫生学院开展教学的组织与实施,采用课堂多媒体理论教学与实践操作相结合的方式。2.教学使用的主要方法:启发式讲授、观察和实践、发现、讨论、演示、实验等。三、理论教学教学内容及学时分配章 次教 学 内 容理论学时备 注第一章绪论2第二章GLP简介2第三章毒理学基本概念2第四章化合物的生物转运与生物转化6第五章毒作用机制4第六章毒作用影响因素2第七章化学毒物的一般毒性作用4第八章化学毒物的致突变作用4第九章化学毒物的致癌作用4第十章生殖发育毒性作用与致畸4第十一章管理毒理学4第十二章毒理基因组学与系统毒理学4合
3、 计42 第一章 绪论【目的要求】掌握:毒理学的概念;毒理学的三个主要研究领域,研究的核心内容。熟悉:毒理学研究方法、任务和在医学科学中的地位。了解: “毒”为何物?毒理学的发展状况,毒理学的主要工作方向。【教学内容】毒理学(toxicology)的定义。毒理学的三个主要研究领域;研究内容、方法、任务和在医学科学中的地位。毒理学简史及毒理学展望。1. 为什么要学习毒理学?2. “毒”为何物?3. 什么是毒理学?4. 毒理学主要研究的领域有哪些?5. 毒理学研究的核心内容是什么?6. 毒理学的发展历史怎样? 7. 毒理学的发展方向是什么?8. 毒理学的任务怎样?9. 毒理学的主要工作方向是什么?
4、【计划学时】本章理论讲授学时:2学时。第二章 GLP简介【目的要求】掌握:GLP的基本概念、GLP的基本内容、实施GLP的必要性。了解:国内外GLP的发展历史和现状【教学内容】1.GLP的基本概念2.GLP的基本内容3.国内外GLP的发展历史和现状4.实施GLP的必要性5.为什么要学习毒理学?【计划学时】本章理论讲授学时:2学时。第三章 毒理学基本概念【目的要求】掌握:毒物、毒性、毒作用、靶器官、生物学标志、剂量、剂量-反应关系、毒作用带的概念了解:毒物的分类、毒性分级、毒理学的研究方法,表示毒性大小的常用指标【教学内容】1.毒物、毒性和毒作用毒物(toxicant)以及外来化学物(xenob
5、iotics)的概念,按照用途化学物质的分类;毒性(toxicity)及其分级,毒性大小的影响因素,剂量(dose)是影响毒物毒性的关键因素。毒作用(toxic effect)及分类,损害作用(adverse effect)与非损害作用(non-adverse effect),正常值,毒效应谱(spectrum of toxic effects)2.靶器官、生物学标志靶器官(target organ),三类生物学标志(biomarker)及其在毒理学中的应用。3.剂量、剂量-反应关系效应、反应(response)、剂量-量反应关系(graded dose-response relationsh
6、ip)和剂量-质反应关系(quantal dose-response relationship);常见的剂量-反应关系曲线形式类型,S型曲线、剂量反应关系曲线的转换(直线、抛物线),剂量反应关系的应用及在毒理学中的意义。4.毒理学的研究方法5.表示毒性大小的常用指标致死剂量:绝对致死剂量(absolute lethal dose,LD 10),最小致死剂量(minimal lethal dose,LD 01),最大耐受剂量(maximal tolerance dose,MTD或LD 0 )、半数致死剂量(median lethal dose,LD 50 );阈剂量(threshold dose
7、):急性阈剂量(acute threshold dose,Limch)和慢性阈剂量(chronic threshold dose,Limch),最小有作用剂量(minimal effect level,MEL )、观察到损害作用的最低剂量(lowest observed adverse effect level,LOAEL),急性阈剂量(Limac),慢性阈剂量(Limch),阈剂量的类似参数:观察到损害作用的最低剂量(LOAEL);最大无作用剂量(maximal no-effect dose,ED 0 )、未观察到损害毒作用的剂量(no-observed adverse effect lev
8、el, NOAEL)。 毒作用带(toxic effect zone):急性毒作用带(acute toxic effect zone,Zac),慢性毒作用带(chronic toxic effect zone,Zch)安全限值:ADI(acceptable daily intake)、MAC(maximum allowable concentration)、TLV(thresthod limit value)、RfD(reference dose)【计划学时】本章理论讲授学时:2学时。第四章 化合物的生物转运与生物转化【目的要求】化合物的生物转运掌握:外来化学物转运与膜结构关系;脂/水分配系数
9、(lipid-water partition coefficient)。简单扩散(simple diffusion);血/气分配系数(blood-gas partition coefficient),影响分布的因素,贮存库及意义,体内的四种贮存库;肠肝循环(enterohepatic circulation);熟悉:ADME;生物转运的概念;主动转运;经胃肠道吸收,经皮肤吸收;血-脑脊液屏障。了解:生物膜的结构特点;毒物通过生物膜的方式:被动转运(简单扩散(simple diffusion)易化扩散(facilitated diffusion)和滤过(filtration) ) 、主动转运(a
10、ctive transport)和膜动转运(cytosis);外来化学物的吸收(absorption)途径:经胃肠道、呼吸道、皮肤和其他途径吸收。外来化学物的分布(distribution)、再分布(re-distribution);毒物在组织中的贮存;特殊的屏障:血-脑脊液屏障(blood-brain barriaer)胎盘屏障和其他屏障;外来化学物的排泄(excretion)经肾脏、粪便、肺和其他途径排泄。化合物的生物转化掌握:生物转化的意义;代谢活化(metabolic activation);代谢解毒;主要的代谢活化形式;毒物代谢酶的基本特性;相反应(phase biotransfor
11、mation)的类型及其酶;相反应(phase biotransformation)的类型;毒物代谢酶的诱导和阻遏熟悉:毒物代谢酶的分布;氧化作用及其反应类型;谷胱甘肽结合;葡糖醛酸结合。了解:生物转化的方式:相反应和相反应;还原作用及其类型、水解作用;硫酸结合、乙酰化作用、氨基酸结合、甲基化作用;毒物代谢酶的抑制和激活;代谢酶的遗传多态性。【教学内容】化合物的生物转运ADME,生物转运(biotransprotation)和生物转化(biotransformation)的概念;生物膜的结构特点,外来化学物转运与膜结构关系。毒物通过生物膜的方式:被动转运(简单扩散(simple diffusi
12、on)、易化扩散(facilitated diffusion)和滤过(filtration))、主动转运(active transport和膜动转运(cytosis);脂/水分配系数(lipid-water partition coefficient)。外来化学物的吸收:吸收(absorption);经胃肠道吸收,经呼吸道吸收:血/气分配系数(blood-gas partition coefficient),经皮肤和其他途径吸收。外来化学物的分布:分布(distribution),分布的影响因素,再分布(re distribution);毒物在组织中的贮存:贮存库及意义,体内的四种贮存库;特殊
13、的屏障:血脑脊液屏障(blood-brain barriaer),胎盘屏障和其他屏障。外来化学物的排泄:排泄(excretion);经肾脏排出;粪便排出:肠肝循环(enterohepatic circulation);经经肺和其他途径排泄。毒物动力学;经典毒物动力学;房室模型(comartment model)的定义;时量曲线,毒物动力学参数:消除半减期(t1/2)、曲线下面积(area under curve,AUC)、表观分布容积(apparent volume of distribution,Vd)、消除速率常数(elimination constant,Ke)、清除率(clearanc
14、e,CL)和生物利用度(bioavailability,F)等。一室和二室开放模型;非线性动力学;多次染毒的时量曲线;生理毒物动力学模型。化合物的生物转化1、生物转化的概念,2、生物转化结果和毒理学意义,代谢活化(metabolic activation)和代谢解毒;主要的代谢活化形式。3、生物转化的复杂性:(多样性、连续性、两重性和代谢饱和状态), 毒物代谢酶的基本特性;4、发生生物转化的组织部位,毒物代谢酶的分布。5、生物转化的反应类型(两个阶段:相反应和相反应)生物转化的方式有相反应(phase biotransformation)和相反应(phase biotransformation
15、):相反应的类型及其酶(氧化作用及其反应类型、还原作用及其类型、水解作用)、相反应的类型(葡糖醛酸结合、硫酸结合、乙酰化作用、氨基酸结合、甲基化作用、谷胱甘肽结合)。 氧化反应 微粒体混合功能氧化酶系催化反应的部位和原理及各种类型氧化反应的典型底物和产物,非微粒体酶催化的氧化反应。 还原反应 典型的底物、产物和催化酶类。 水解反应 典型底物、产物和催化酶类。 结合反应及其毒理学意义、各种类型结合反应的供体、受体(底物)、催化酶类及酶定位。 6、影响生物转化的因素: 物种差异和个体差异、代谢酶的抑制和诱导、代谢饱和状态、年龄、性别和营养状况等。毒物代谢酶的诱导和激活、抑制和阻遏:毒物代谢酶的诱导
16、和阻遏,毒物代谢酶的抑制和激活。代谢酶的遗传多态性。【计划学时】本章理论讲授学时:6学时。第五章 毒作用机制【目的要求】掌握:自由基的定义及其特点;自由基的解毒;机体内的自由基清除系统。共价结合;去氢反应,细胞内部维持自身功能的损害。熟悉:终毒物基本概念,自由基的来源;电子转移,酶促反应。毒物对靶分子的影响。基因表达调节障碍;细胞瞬息活动的调节障碍。了解:终毒物的来源及其类型;亲电物的形成;自由基形成;自由基的类型;终毒物与靶分子的反应;非共价结合;细胞功能障碍与毒性;毒物引起的细胞调节功能障碍;毒物引起的细胞维持功能的改变;细胞外部维持功能的损害。【教学内容】终毒物的概念、来源及种类;主要的
17、解毒方式;解毒失效的原因;终毒物与靶分子反应的类型;终毒物对靶分子的影响;毒物引起细胞调节功能障碍;机体修复障碍的原因及后果。【计划学时】本章理论讲授学时:4学时。第六章 毒作用影响因素【目的要求】掌握:遗传的影响和代谢酶的遗传多态性;毒物的联合作用熟悉:化学结构;机体的其它因素了解:化学物因素:理化性质、杂质和化学物的稳定性。 机体因素:物种、品系、个体感受性差异(解剖、生理的差异;代谢的差异;受体因素;修复能力差异。 环境因素:气象条件、季节与昼夜节律。【教学内容】1.化学因素:化学结构、理化性质、杂质和化学物的稳定性。2.机体因素:物种、品系、个体感受性差异解剖、生理的差异;代谢的差异(
18、遗传的影响和代谢酶的遗传多态性 ) ;受体因素;修复能力差异。 机体的其它因素(健康状况、年龄、性别、营养条件、动物笼养形式)。3.境因素:气象条件、季节与昼夜节律。4.毒物的联合作用:非交互作用:相加作用、独立作用。 交互作用:协同作用、加强作用、拮抗作用。【计划学时】本章理论讲授学时:2学时。第七章 化学毒物的一般毒性作用【目的要求】掌握:急性毒性的概念、试验目的、常用参数;LD50的计算应用及其毒理学意义;急性致死性毒性实验的局限性。慢性毒性试验结果评价。长期毒性试验的剂量选择依据。熟悉:急性致死性毒性试验方法要点;蓄积作用、物质蓄积、功能蓄积、定义;亚慢性毒性、慢性毒性的概念、试验目的
19、、方法要点;皮肤原发刺激实验、皮肤致敏实验、眼刺激实验了解:动物自发病、检测条件的控制。长期毒性试验的一般观察指标、局部毒作用;黏膜刺激实验。【教学内容】急性毒性作用:急性毒性的概念、试验目的、常用参数;急性致死性毒性试验方法要点;急性毒性分级与评价;LD50的计算应用及其毒理学意义;急性致死性毒性实验的局限性。局部毒作用: 皮肤原发刺激实验、皮肤致敏实验、眼刺激实验、其他黏膜刺激实验。短期、亚慢性和慢性毒性作用:蓄积作用、物质蓄积及功能蓄积定义;亚慢性毒性、慢性毒性的概念,试验目的,方法要点及结果评价。长期毒性试验的剂量选择依据,动物自发病,检测条件的控制等。长期毒性试验的一般观察指标。【计
20、划学时】本章理论讲授学时:4学时。第八章 化学毒物的致突变作用【目的要求】掌握:1. 变异(variation)、突变(mutation)、致突变作用、致突变物(mutangen),变异(variation)、突变(mutation)、致突变作用、致突变物(mutangen)、基因突变(gene mutation)、染色体畸变(chromosome aberration)、的概念。2. 突变的不良后果:体细胞的突变致癌、发育毒性及其他后果;生殖细胞突变的后果。3. 观察项目的选择,遗传学终点(genetic endpoint)的类型,5类遗传学终点。4. 主要致突变试验所反映的遗传学终点。遗传
21、毒理试验的组合应用。5. 细菌回复突变试验(Ames test)、微核试验(micronucleus test,MNT)、染色体畸变分析(chromosome aberration analysis)、6. 致突变试验中的一些问题:阴性和阳性对照的设立;体外试验的活化系统;7. 试验结果在毒理学安全性评价中的作用,阴性结果和阳性结果的判别原则。熟悉:1. 染色体组畸变:非整倍体(aneuploidy)和多倍体(polyploidy)。2. 损伤DNA的分子机制碱基损伤:错配、嵌入、类似物取代、化学结构改变或破坏。3. 复制前修复的三种修复方式:光复活、适应性反应和切除修复。4. 遗传因素对致突
22、变作用的影响。5. TK基因突变试验、姐妹染色单体交换试验(sister-chromatid exchange,SCE)。6. 致突变试验与致癌试验的关系。了解:1. 遗传学基础2. 碱基置换转换(transtion)和颠换(transversion)、移码突变3. 染色单体型(chromatical-type aberration)和染色体型畸变,缺失(deletion)、重复(duplication)、倒位(inversion)、易位(translocation),稳定的畸变和不稳定的畸变;4. DNA链受损:二聚体形成,DNA加合物形成,DNA-蛋白质交联物(DNA-protein cr
23、osslink, DPC)。引起突变的细胞分裂过程的改变5. DNA损伤的修复6. 复制后修复(post replication repair,PRR);呼救性修复(SOS repair);修复机制的一般特点。7. 代谢酶遗传多态性(genetic polymorphysm)、修复功能的个体差异。8. 新建的遗传毒性试验方法和技术9. 果蝇伴性隐性致死试验、显性致死试验、程序外DNA合成试验、单细胞凝胶电泳(SCGE)试验即彗星试验(comet assay)。【教学内容】1. 基本概念:变异(variation)、突变(mutation)、致突变作用、致突变物(mutangen)。2. 遗传学
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