外源化学物的一般毒性作用讲稿.ppt
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1、外源化学物的一般毒性作用第一页,讲稿共八十二页哦1 急性毒性作用急性毒性作用v新外源化合物首先需必须阐明其急性毒性的新外源化合物首先需必须阐明其急性毒性的强度及特征。强度及特征。v1.1 基本概念基本概念v1.2 急性毒性试验的目的急性毒性试验的目的v1.3 急性毒性试验设计急性毒性试验设计v1.4 急性毒性替代试验急性毒性替代试验v1.5 LD50应用中的有关问题应用中的有关问题v1.6 急性毒性评价急性毒性评价2022/10/22第二页,讲稿共八十二页哦1.1 基本概念基本概念v急性毒性急性毒性(acute toxicity)是指机体一次接)是指机体一次接触或在触或在24小时内多次接触外来
2、化学物后所引小时内多次接触外来化学物后所引起的快速剧烈的中毒效应(结构与功能变化)。起的快速剧烈的中毒效应(结构与功能变化)。v一次接触因给予途径不同定义不同:口服和一次接触因给予途径不同定义不同:口服和注射指瞬间将受试物给予机体;吸入和皮肤注射指瞬间将受试物给予机体;吸入和皮肤接触指在特定期间内(接触指在特定期间内(24小时)机体持续接小时)机体持续接触受试物。触受试物。2022/10/23第三页,讲稿共八十二页哦1.2 急性毒性试验的目的急性毒性试验的目的v确定受试物使一种或几种实验动物死亡的剂量水平(确定受试物使一种或几种实验动物死亡的剂量水平(LD50,LD100,LD01),以初步估
3、计该化合物对人类毒害的危险性。),以初步估计该化合物对人类毒害的危险性。v为进一步的蓄积毒性试验、亚慢性与慢性毒性试验及特殊毒性试验提供为进一步的蓄积毒性试验、亚慢性与慢性毒性试验及特殊毒性试验提供剂量和判断指标的依据。剂量和判断指标的依据。v阐明一种化合物的相对毒性、作用方式和特殊毒性表现,找出量阐明一种化合物的相对毒性、作用方式和特殊毒性表现,找出量-效效关系,以便其毒性包括临床症状、生理生化和病理变化、毒性性关系,以便其毒性包括临床症状、生理生化和病理变化、毒性性质和可能的靶器官等有初步了解。为毒理学机制研究的初步探索。质和可能的靶器官等有初步了解。为毒理学机制研究的初步探索。v确定机体
4、在环境中接触的受试物侵入机体的途径,研究受试物的代谢动确定机体在环境中接触的受试物侵入机体的途径,研究受试物的代谢动力学过程。力学过程。v研究受试物急性中毒的预防和急救治疗措施。研究受试物急性中毒的预防和急救治疗措施。2022/10/24第四页,讲稿共八十二页哦1.3 急性毒性试验设计急性毒性试验设计v1.3.1 试验动物的选择试验动物的选择v1.3.2 动物分组及样本例数动物分组及样本例数v1.3.3 动物喂养环境动物喂养环境v1.3.4 剂量选择剂量选择v1.3.5 染毒途径染毒途径v1.3.6 试验周期试验周期v1.3.7 观察指标观察指标2022/10/25第五页,讲稿共八十二页哦1.
5、3.1 试验动物的选择试验动物的选择v原则是所选动物应使试验的结果能反映或预原则是所选动物应使试验的结果能反映或预测人体接触时的反应。要求动物健康,体重测人体接触时的反应。要求动物健康,体重差异不超过差异不超过10%,试验前应禁食,试验前应禁食16小时。同小时。同时尽量选用饲养管理方便、成本低的动物。时尽量选用饲养管理方便、成本低的动物。v1.3.1.1 动物种属选择动物种属选择v1.3.1.2 动物品系选择动物品系选择v1.3.1.3 动物性别选择动物性别选择v1.3.1.4 动物年龄与体重选择动物年龄与体重选择2022/10/26第六页,讲稿共八十二页哦1.3.1.1 动物种属选择动物种属
6、选择v啮齿类动物啮齿类动物v猫和犬猫和犬v猪和灵长目猪和灵长目2022/10/27第七页,讲稿共八十二页哦啮齿类动物啮齿类动物v因缺乏呕吐反射而利于经口接触受试物的吸收,但不因缺乏呕吐反射而利于经口接触受试物的吸收,但不适于研究经口能引起呕吐的化学毒物的毒性。适于研究经口能引起呕吐的化学毒物的毒性。v大鼠和小鼠繁殖力强、寿命短、食谱与人类似、便于分大鼠和小鼠繁殖力强、寿命短、食谱与人类似、便于分析比较明确的生物学指标,且价格低、易管理。大鼠在析比较明确的生物学指标,且价格低、易管理。大鼠在代谢和毒性反应上与人类较为接近,用于急性毒性试验代谢和毒性反应上与人类较为接近,用于急性毒性试验占第一位。
7、小鼠占第二位。占第一位。小鼠占第二位。v家兔因盲肠较长,经口接触毒物在肠道的吸收充分,结果家兔因盲肠较长,经口接触毒物在肠道的吸收充分,结果往往毒性大于其他动物。往往毒性大于其他动物。2022/10/28第八页,讲稿共八十二页哦猫和犬猫和犬v因试验成本较高,不适于样本量大的试验如因试验成本较高,不适于样本量大的试验如测定测定LD50。v仅仅用来验证对毒性或对受试物的毒效应做仅仅用来验证对毒性或对受试物的毒效应做深入研究时以及对某些毒作用的种属敏感性深入研究时以及对某些毒作用的种属敏感性进行比较。进行比较。v猫和犬有高度发达的呕吐反射系统,有催吐猫和犬有高度发达的呕吐反射系统,有催吐效应的化合物
8、在经口接触时应注意。效应的化合物在经口接触时应注意。2022/10/29第九页,讲稿共八十二页哦猪和灵长目猪和灵长目v猪的食谱及皮肤结构与人接近,是一种用来猪的食谱及皮肤结构与人接近,是一种用来估计外来化合物对人急性毒性危害水平较好估计外来化合物对人急性毒性危害水平较好的试验动物。但其饲养管理不便,价贵,也的试验动物。但其饲养管理不便,价贵,也不适于样本量大的试验。不适于样本量大的试验。v灵长目动物在种系上与人类最接近,结果最灵长目动物在种系上与人类最接近,结果最能反映人体的反应。但其价格昂贵,获得较能反映人体的反应。但其价格昂贵,获得较难。基本不用于急毒试验。难。基本不用于急毒试验。2022
9、/10/210第十页,讲稿共八十二页哦1.3.1.2 动物品系选择动物品系选择v动物品系是指源于一个共同祖先而具有特定动物品系是指源于一个共同祖先而具有特定基因型的一群生物。基因型的一群生物。v不同品系的同种动物,可对同一被检物发生不同品系的同种动物,可对同一被检物发生不同反应,即存在品系差异。不同反应,即存在品系差异。v为了在同种动物中减少这种遗传特性所决定为了在同种动物中减少这种遗传特性所决定的品系差异,在毒性试验中,最好采用同品的品系差异,在毒性试验中,最好采用同品系动物,即纯种动物。系动物,即纯种动物。2022/10/211第十一页,讲稿共八十二页哦1.3.1.3 动物性别选择动物性别
10、选择v性别的选择依试验目的、要求而定。性别的选择依试验目的、要求而定。v如需要着重观察受试验物对雄性动物生殖功如需要着重观察受试验物对雄性动物生殖功能的影响,应选用雄性动物。能的影响,应选用雄性动物。v如为受试物的致畸形试验作准备,则可只选如为受试物的致畸形试验作准备,则可只选用雌性动物。用雌性动物。v如一般地阐明受试物毒性的大小与性质,则如一般地阐明受试物毒性的大小与性质,则应雌雄各半。应雌雄各半。2022/10/212第十二页,讲稿共八十二页哦1.3.1.4 动物年龄与体重选择动物年龄与体重选择v动物年龄一般选用初成年者。动物年龄一般选用初成年者。v最常用的是出生最常用的是出生2-3月龄、
11、体重分别为月龄、体重分别为200克克和和20克左右的大、小鼠;犬则需喂养克左右的大、小鼠;犬则需喂养1年左右;年左右;豚鼠体重豚鼠体重200-250克;家兔克;家兔2000-2500克;猫克;猫1500-2000克。克。v如需研究受试物急毒作用的年龄差别,则应如需研究受试物急毒作用的年龄差别,则应选用不同年龄组动物。选用不同年龄组动物。2022/10/213第十三页,讲稿共八十二页哦1.3.2 动物分组及样本例数动物分组及样本例数v试验动物应按年龄、性别和体重进行分层随试验动物应按年龄、性别和体重进行分层随机分组。机分组。v随机方法可用抽签法和随机数字表法,即先随机方法可用抽签法和随机数字表法
12、,即先将动物编号后,进行抽签或查随机数字表。将动物编号后,进行抽签或查随机数字表。v注意注意随机不等于随意!随机不等于随意!v每组样本例数小鼠每组样本例数小鼠10至至20只,大鼠只,大鼠12至至16只,只,家兔家兔8至至12只。只。2022/10/214第十四页,讲稿共八十二页哦1.3.3 动物喂养环境动物喂养环境v实验动物喂养室室温应控制在实验动物喂养室室温应控制在223,家兔,家兔可控制在可控制在203,相对湿度,相对湿度30%-70%,无对,无对流风。每笼动物数以不干扰动物个体活动及流风。每笼动物数以不干扰动物个体活动及不影响试验观察为度,必要时单笼喂养。不影响试验观察为度,必要时单笼喂
13、养。v饲养室采用人工昼夜为好,早饲养室采用人工昼夜为好,早6点至晚点至晚6点进点进行行12小时光照,其余时间黑暗。小时光照,其余时间黑暗。v一般食用常规试验饲料,自由饮水。一般食用常规试验饲料,自由饮水。2022/10/215第十五页,讲稿共八十二页哦1.3.4 剂量选择剂量选择v一般采用查文献和预试验(少量动物试验),一般采用查文献和预试验(少量动物试验),估计估计LD50的范围。的范围。v然后以此剂量为中间剂量,然后以然后以此剂量为中间剂量,然后以4倍数上下倍数上下各推两个剂量组,共各推两个剂量组,共5组,使相邻两对数剂量组,使相邻两对数剂量的差值相等。如的差值相等。如P90表表6-3。2
14、022/10/216第十六页,讲稿共八十二页哦1.3.5 染毒途径染毒途径v接触途径的选择应以人在生产生活环境中接接触途径的选择应以人在生产生活环境中接触该化合物的方式为出发点。主要有:触该化合物的方式为出发点。主要有:v1.3.5.1 经口接触经口接触v1.3.5.2 经呼吸道接触经呼吸道接触v1.3.5.3 经皮肤接触经皮肤接触2022/10/217第十七页,讲稿共八十二页哦1.3.5.1 经口接触经口接触v其是指将受试物经口摄入或用机械直接送入胃的过程。其是指将受试物经口摄入或用机械直接送入胃的过程。具体包括:具体包括:v灌胃:灌胃:接触量和时间准确,但操作相对不便。接触量和时间准确,但
15、操作相对不便。v掺入饲料:掺入饲料:是将受试物掺入饲料或饮水中,让动物自行是将受试物掺入饲料或饮水中,让动物自行摄入的方法,其操作简便,但接触量和时间不够准确。摄入的方法,其操作简便,但接触量和时间不够准确。v吞咽胶囊:吞咽胶囊:是将受试物装入胶囊内,放入动物舌咽部迫使是将受试物装入胶囊内,放入动物舌咽部迫使动物咽下。本法操作不便,仅适于较大的动物。动物咽下。本法操作不便,仅适于较大的动物。2022/10/218第十八页,讲稿共八十二页哦1.3.5.2 经呼吸道接触经呼吸道接触v其适于在常温、常压下生产生活中以气态、蒸汽态、气溶胶、其适于在常温、常压下生产生活中以气态、蒸汽态、气溶胶、烟雾与粉
16、尘状态存在的受试物的急性毒性试验。烟雾与粉尘状态存在的受试物的急性毒性试验。v具体接触方式有:吸入(将试验动物置于含有一定浓度具体接触方式有:吸入(将试验动物置于含有一定浓度的受试物的染毒柜或其它容器中,让动物自然吸入)和的受试物的染毒柜或其它容器中,让动物自然吸入)和注入(将受试物直接注入试验动物的气管或肺内)。注入(将受试物直接注入试验动物的气管或肺内)。v该途径接触的持续时间可依据试验要求而定。毒性大的接该途径接触的持续时间可依据试验要求而定。毒性大的接触时间可短些,毒性小的可长些。国内一般在求触时间可短些,毒性小的可长些。国内一般在求LC50时为时为2小时。小时。2022/10/219
17、第十九页,讲稿共八十二页哦1.3.5.3 经皮肤接触经皮肤接触v液态、粉尘态和气态外来化学物均有接触皮液态、粉尘态和气态外来化学物均有接触皮肤的机会。不仅与外露皮肤接触并被吸收,肤的机会。不仅与外露皮肤接触并被吸收,有的还能穿透衣服经皮肤吸收。有的还能穿透衣服经皮肤吸收。v外来化学物经皮肤吸收是指角质层完整的皮外来化学物经皮肤吸收是指角质层完整的皮肤,若皮肤破损,化学物经真皮直接吸收,肤,若皮肤破损,化学物经真皮直接吸收,而与静脉吸收的机制相似。而与静脉吸收的机制相似。2022/10/220第二十页,讲稿共八十二页哦1.3.6 试验周期试验周期v急性毒性试验除计算受试物的急性毒性试验除计算受试
18、物的LD50/LC50外,外,还需要通过观察实验动物的中毒症状判断受还需要通过观察实验动物的中毒症状判断受试物的毒作用性质,推断中毒的靶器官等。试物的毒作用性质,推断中毒的靶器官等。v因此,试验周期一般为因此,试验周期一般为2周。周。2022/10/221第二十一页,讲稿共八十二页哦1.3.7 观察指标观察指标v应根据急毒试验的目的来确定观察指标。应根据急毒试验的目的来确定观察指标。v1.3.7.1 致死量致死量/浓度浓度v1.3.7.2 中毒症状中毒症状v1.3.7.3 死亡及其时间死亡及其时间v1.3.7.4 体重体重v1.3.7.5 其他指标其他指标2022/10/222第二十二页,讲稿
19、共八十二页哦1.3.7.1 致死量致死量/浓度浓度v常用常用LD50/LC50。其计算一般采用改良寇氏。其计算一般采用改良寇氏(krber)法:)法:LD50=log1 Xmi(Pi0.5)Xm为最大剂量的对数;为最大剂量的对数;i为相邻两对数剂量为相邻两对数剂量之差的绝对值;之差的绝对值;Pi为各组阳性反应率的总为各组阳性反应率的总和。和。v毒性较大的用毒性较大的用LD5/LC5。v毒性剧烈的用毒性剧烈的用LD1/LC1。2022/10/223第二十三页,讲稿共八十二页哦1.3.7.2 中毒症状中毒症状v在急性毒性试验中,动物的中毒症状及死亡一般出现在在急性毒性试验中,动物的中毒症状及死亡一
20、般出现在给予受试物给予受试物24-48小时内,故观察小时内,故观察1周即可。周即可。v如中毒反应出现较迟,主要在给受试物后如中毒反应出现较迟,主要在给受试物后48小时小时-4天,天,则观察期也应相应延长至则观察期也应相应延长至2-4周。特别在周。特别在48-72小时内要小时内要仔细观察各剂量组动物的一般反应、临床表现、死前表仔细观察各剂量组动物的一般反应、临床表现、死前表现及这些反应出现的时间。现及这些反应出现的时间。v具体观察指标具体观察指标见见P123表表6-1。2022/10/224第二十四页,讲稿共八十二页哦1.3.7.3 死亡及其时间死亡及其时间v观察试验动物接触受试物后的死亡过程有
21、利观察试验动物接触受试物后的死亡过程有利于探讨其中毒机制或死因。于探讨其中毒机制或死因。v在同系化学物中,有些在致死量下表现出动在同系化学物中,有些在致死量下表现出动物先兴奋后抑制,死亡时发生抽搐;而有的物先兴奋后抑制,死亡时发生抽搐;而有的则只引起抑制症状,表现精神萎靡、反应迟则只引起抑制症状,表现精神萎靡、反应迟钝,并在抑制状态下慢慢死亡,表明同系物钝,并在抑制状态下慢慢死亡,表明同系物之间的毒作用有差别。之间的毒作用有差别。2022/10/225第二十五页,讲稿共八十二页哦1.3.7.4 体重体重v在急毒试验中对于存活动物尤其是低于在急毒试验中对于存活动物尤其是低于LD50组的动物,组的
22、动物,应观察动物体重变化,以便了解受试物引起的中毒效应观察动物体重变化,以便了解受试物引起的中毒效应是短暂的还是较长期的。应是短暂的还是较长期的。v尽管引起动物体重下降或增长率减慢的原因较为复杂,尽管引起动物体重下降或增长率减慢的原因较为复杂,如受试物影响食欲或消化系统功能而使动物厌食或拒食如受试物影响食欲或消化系统功能而使动物厌食或拒食可使体重下降,受试物可能会引起腹泻而引起食物的吸可使体重下降,受试物可能会引起腹泻而引起食物的吸收利用也可导致体重下降。收利用也可导致体重下降。v影响肾功能可使水盐代谢的紊乱而可影响体重。影响肾功能可使水盐代谢的紊乱而可影响体重。2022/10/226第二十六
23、页,讲稿共八十二页哦1.3.7.5 其他指标其他指标v根据上述某些指标的阳性结果可进一步扩大观察项目,如测定体温、心根据上述某些指标的阳性结果可进一步扩大观察项目,如测定体温、心电、脑电等生理学指标或某些生化指标,有利于深入探讨受试物的毒作电、脑电等生理学指标或某些生化指标,有利于深入探讨受试物的毒作用特征。用特征。v对死亡动物要取部分组织进行病理解剖学检查,记录各器官系统肉眼可对死亡动物要取部分组织进行病理解剖学检查,记录各器官系统肉眼可见的病变;停止观察后也应抽取部分存活的动物进行病理解剖学检查。见的病变;停止观察后也应抽取部分存活的动物进行病理解剖学检查。v病理解剖学检查对迟发性死亡动物
24、,尤其是发生双峰死亡的现象病理解剖学检查对迟发性死亡动物,尤其是发生双峰死亡的现象是必要的。双峰死亡指早期死亡较多,继而减少,然后又出现大是必要的。双峰死亡指早期死亡较多,继而减少,然后又出现大批死亡的现象。批死亡的现象。v病理解剖学检查对估计受试物的毒理作用有一定的意义,并可为亚慢病理解剖学检查对估计受试物的毒理作用有一定的意义,并可为亚慢性、慢性和其它毒性试验的设计提供依据。性、慢性和其它毒性试验的设计提供依据。2022/10/227第二十七页,讲稿共八十二页哦1.4 急性毒性替代试验急性毒性替代试验v1.4.1固体剂量法固体剂量法v(fixed dose procedure)v1.4.2
25、急性毒性分级法急性毒性分级法v(acute toxic class method)v1.4.3上下移动法上下移动法v(阶梯法,(阶梯法,up/down method)2022/10/228第二十八页,讲稿共八十二页哦1.4.1 固定剂量法固定剂量法v与经典方法不同的是它不以动物死亡作为观察终点,与经典方法不同的是它不以动物死亡作为观察终点,可以利用预先选定的或固定的一系列可以利用预先选定的或固定的一系列剂量染毒,从而观剂量染毒,从而观察化学物的毒性反应来对化学物的毒性进行分级。实践证明察化学物的毒性反应来对化学物的毒性进行分级。实践证明可大量节省试验动物。可大量节省试验动物。v实验选择的剂量范
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