医学专题一毒性影响因素..ppt
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1、第五章第五章毒作用影响毒作用影响(yngxing)(yngxing)因素因素 (Modifying factors of toxic effect)一一.化学物因素化学物因素 二二.机体因素机体因素 三三.暴露暴露(bol)(bol)因素因素 四、环境因素四、环境因素 五五.化学物联合作用化学物联合作用第一页,共七十页。环境因素环境因素 化学物化学物 生物机体生物机体 化学物毒性化学物毒性(d xn)影响因素影响因素暴露暴露(bol)因因素素第二页,共七十页。了解毒作用影响因素的意义:了解毒作用影响因素的意义:了解毒作用影响因素的意义:了解毒作用影响因素的意义:在评价在评价(pngji)化学毒
2、物毒性时,可以针对性地控制化学毒物毒性时,可以针对性地控制影响因素,使实验结果更准确,重现性更好;影响因素,使实验结果更准确,重现性更好;在制订预防措施,特别是在将动物实验结果外推在制订预防措施,特别是在将动物实验结果外推到人时,可以综合考虑其影响因素。到人时,可以综合考虑其影响因素。第三页,共七十页。第一节第一节化学化学(huxu)(huxu)物因素物因素第四页,共七十页。一、化学结构一、化学结构 “SARSAR”与与”“QSARQSAR”1.1.取代基团的毒性差异取代基团的毒性差异取代基团的毒性差异取代基团的毒性差异 如:如:如:如:苯苯抑制造血功能与麻醉作用;抑制造血功能与麻醉作用;甲苯
3、甲苯抑制造血功能抑制造血功能,麻醉作用,麻醉作用;苯胺苯胺使使HbHb形成高铁形成高铁HbHb;硝基苯硝基苯硝基苯硝基苯肝脏肝脏肝脏肝脏(gnzng)(gnzng)(gnzng)(gnzng)毒性;毒性;毒性;毒性;苯酚苯酚细胞原浆毒。细胞原浆毒。第五页,共七十页。烃类毒物卤代化的元素不同毒性不同烃类毒物卤代化的元素不同毒性不同烃类毒物卤代化的元素不同毒性不同烃类毒物卤代化的元素不同毒性不同 种类:种类:一般卤代毒性:一般卤代毒性:I IBrBrCICI 如:如:碘甲烷毒性溴甲烷氯甲烷碘甲烷毒性溴甲烷氯甲烷 程度程度程度程度(chngd)(chngd)(chngd)(chngd):分子中卤代元
4、素取代越多毒性越大。分子中卤代元素取代越多毒性越大。分子中卤代元素取代越多毒性越大。分子中卤代元素取代越多毒性越大。如:如:如:如:CCI CCI CCI CCI4 4毒性毒性毒性毒性 CHCI CHCI CHCI CHCI3 3 3 3 CH CH CH CH2 2CICICICI2 2 2 2 CH3CICH3CICH3CICH3CI第六页,共七十页。三种三种(sn zhn)(sn zhn)卤代甲烷的急性吸入毒性卤代甲烷的急性吸入毒性 卤代甲烷种类卤代甲烷种类卤代甲烷种类卤代甲烷种类 大鼠大鼠大鼠大鼠2hLC2hLC2hLC2hLC50505050值值 碘甲烷碘甲烷碘甲烷碘甲烷 900mg
5、/M 900mg/M 900mg/M 900mg/M3 3 溴甲烷溴甲烷 1080-2580mg/M 1080-2580mg/M3 3 氯甲烷氯甲烷氯甲烷氯甲烷 6600mg/M 6600mg/M 6600mg/M 6600mg/M3 3第七页,共七十页。取代基团取代基团(j tun)(j tun)(j tun)(j tun)的位置不同毒性不同的位置不同毒性不同 苯环两个基团位置:苯环两个基团位置:对位对位邻位邻位间位毒性间位毒性 对称对称不对称分子毒性不对称分子毒性 如:如:对苯二甲酸对苯二甲酸邻苯二甲酸毒性邻苯二甲酸毒性 1,2-1,2-二氯甲醚二氯甲醚1,1-1,1-1,1-1,1-二氯
6、甲醚毒性二氯甲醚毒性二氯甲醚毒性二氯甲醚毒性第八页,共七十页。2.2.2.2.异构体与立体构型的毒性差异异构体与立体构型的毒性差异 同分异构体同分异构体同分异构体同分异构体 如:六六六农药如:六六六农药 、-六六六六六六六六六六六六急性毒性强;急性毒性强;急性毒性强;急性毒性强;-六六六六六六六六六六六六慢性毒性大;慢性毒性大;慢性毒性大;慢性毒性大;、-六六六六六六六六六六六六中枢神经兴奋作用;中枢神经兴奋作用;中枢神经兴奋作用;中枢神经兴奋作用;、-六六六六六六六六六六六六中枢神经抑制作用。中枢神经抑制作用。中枢神经抑制作用。中枢神经抑制作用。立体异构体(手征性或对映体)立体异构体(手征性
7、或对映体)有有有有“右旋右旋右旋右旋(R)”(R)”(R)”(R)”与与与与“左旋左旋左旋左旋(S)”(S)”(S)”(S)”两种两种两种两种 氨基酸和糖类氨基酸和糖类氨基酸和糖类氨基酸和糖类(tn li)(tn li)(tn li)(tn li):用:用:用:用“D”“D”“D”“D”和和和和“L”“L”“L”“L”表示表示表示表示 有旋光性:用有旋光性:用有旋光性:用有旋光性:用“+”“+”“+”“+”和和和和“-”“-”“-”“-”表示表示表示表示第九页,共七十页。化学物手征性对毒性的影响原因:化学物手征性对毒性的影响原因:对生物转化的影响:对生物转化的影响:生物转化的位置生物转化的位置
8、生物转化的位置生物转化的位置(如:丁呋心定的羟化)(如:丁呋心定的羟化)(如:丁呋心定的羟化)(如:丁呋心定的羟化)立体构型的选择性立体构型的选择性(如:(如:(如:(如:BaPBaPBaPBaP环氧化与羟化)环氧化与羟化)环氧化与羟化)环氧化与羟化)立体构型的转变立体构型的转变(如:布洛芬(如:布洛芬(如:布洛芬(如:布洛芬R R R RS S S S(药效高药效高药效高药效高))对生物对生物对生物对生物(shngw)(shngw)(shngw)(shngw)转运的影响:转运的影响:转运的影响:转运的影响:吸收速度吸收速度吸收速度吸收速度(如:多巴(如:多巴(如:多巴(如:多巴“L L L
9、L”“D D D D”)排泄速度排泄速度排泄速度排泄速度(如:特布他林(如:特布他林(如:特布他林(如:特布他林“+”“-”)与血浆蛋白结合力与血浆蛋白结合力(如:布洛芬如:布洛芬如:布洛芬如:布洛芬“+“+“+“+”“-”)第十页,共七十页。3.3.同系物化学结构的毒性同系物化学结构的毒性(d xn)(d xn)差差异异 同系物的碳原子数目同系物的碳原子数目 在一定碳原子范围内,同系物毒性在一定碳原子范围内,同系物毒性在一定碳原子范围内,同系物毒性在一定碳原子范围内,同系物毒性(d xn)(d xn)(d xn)(d xn)随碳原子随碳原子随碳原子随碳原子数目数目数目数目而而而而。如:如:丙
10、烷丁烷戊烷己烷庚烷毒性丙烷丁烷戊烷己烷庚烷毒性 (麻醉作用,大于(麻醉作用,大于9 9个碳原子除外)个碳原子除外)乙醇丙醇丁醇毒性乙醇丙醇丁醇毒性第十一页,共七十页。同系物化学结构的毒性同系物化学结构的毒性同系物化学结构的毒性同系物化学结构的毒性(d xn)(d xn)(d xn)(d xn)差异差异差异差异 在碳原子数目情况下:在碳原子数目情况下:直链支链烃毒性直链支链烃毒性 (如:庚烷异庚烷毒性)(如:庚烷异庚烷毒性)成环化合物不成环化合物毒性成环化合物不成环化合物毒性 (如:环戊烷戊烷毒性)(如:环戊烷戊烷毒性)第十二页,共七十页。同系物分子饱和度的毒性差异同系物分子饱和度的毒性差异 毒
11、性随分子的不饱和度毒性随分子的不饱和度毒性随分子的不饱和度毒性随分子的不饱和度而而而而。一般:一般:一般:一般:乙烷毒性乙烯乙炔乙烷毒性乙烯乙炔(y qu)(y qu)(y qu)(y qu)与营养物、内源性物质的相似性与营养物、内源性物质的相似性 -相似程度越大毒性越大。相似程度越大毒性越大。相似程度越大毒性越大。相似程度越大毒性越大。因为:因为:因为:因为:可借助于载体转运;可借助于载体转运;可借助于载体转运;可借助于载体转运;容易发生竞争性反应。容易发生竞争性反应。容易发生竞争性反应。容易发生竞争性反应。第十三页,共七十页。二、理化性质二、理化性质 1.1.脂脂/水分配系数水分配系数“脂
12、溶性与水溶性脂溶性与水溶性脂溶性与水溶性脂溶性与水溶性”(lipid/water partition coefficientslipid/water partition coefficientslipid/water partition coefficientslipid/water partition coefficients)脂脂脂脂/水分配系数水分配系数水分配系数水分配系数=脂相中浓度脂相中浓度脂相中浓度脂相中浓度(nngd)(nngd)(nngd)(nngd)/水相中浓度水相中浓度水相中浓度水相中浓度(nngd)(nngd)(nngd)(nngd)一般来说:一般来说:一般来说:一般来说
13、:脂脂脂脂/水分配系数大易在脂肪组织蓄积。水分配系数大易在脂肪组织蓄积。水分配系数大易在脂肪组织蓄积。水分配系数大易在脂肪组织蓄积。如:四乙基铅容易侵犯神经组织。如:四乙基铅容易侵犯神经组织。如:四乙基铅容易侵犯神经组织。如:四乙基铅容易侵犯神经组织。脂脂/水分配系数小,水中溶解度大,毒性大。水分配系数小,水中溶解度大,毒性大。如:如:如:如:AsAsAsAs2 2O O O O3 3毒性毒性AsAs2 2 2 2S S3 3毒性毒性毒性毒性 PbO PbO PbO PbOPbSOPbSOPbSOPbSO4 4 4 4PbCOPbCO3 3 3 3毒性毒性第十四页,共七十页。2.2.分子量、颗
14、粒大小与比重分子量、颗粒大小与比重 较小的亲水性分子,容易滤过较小的亲水性分子,容易滤过较小的亲水性分子,容易滤过较小的亲水性分子,容易滤过(分子量分子量分子量分子量200200200200)。粒子粒子粒子粒子(lz)(lz)(lz)(lz)越小,分散度越大,表面活性越大。越小,分散度越大,表面活性越大。越小,分散度越大,表面活性越大。越小,分散度越大,表面活性越大。颗粒直径大小影响在呼吸道的沉积部位颗粒直径大小影响在呼吸道的沉积部位颗粒直径大小影响在呼吸道的沉积部位颗粒直径大小影响在呼吸道的沉积部位(气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶)。如:如:金属烟易引起呼吸道损伤。金属烟易引起呼吸道损伤。离子可形
15、成水合物,则不易通过膜孔,毒性低离子可形成水合物,则不易通过膜孔,毒性低 (如小离子如小离子如小离子如小离子“钠离子钠离子钠离子钠离子”)。)。)。)。比重大的有害气体容易引起危害。比重大的有害气体容易引起危害。比重大的有害气体容易引起危害。比重大的有害气体容易引起危害。第十五页,共七十页。第十六页,共七十页。第十七页,共七十页。3.3.挥发度(或稳定性)和蒸汽压挥发度(或稳定性)和蒸汽压 如:如:如:如:苯与苯乙烯,二者苯与苯乙烯,二者苯与苯乙烯,二者苯与苯乙烯,二者LCLCLCLC50505050=45mg/L=45mg/L 但是苯的挥发性比苯乙烯大但是苯的挥发性比苯乙烯大1111倍,苯的
16、危害性远较倍,苯的危害性远较苯乙烯大。苯乙烯大。常温下越易挥发的物质越易形成较大的蒸汽压,就常温下越易挥发的物质越易形成较大的蒸汽压,就越易通过越易通过(tnggu)(tnggu)(tnggu)(tnggu)呼吸道产生毒性。呼吸道产生毒性。第十八页,共七十页。急性急性急性急性(jxng)(jxng)(jxng)(jxng)吸入中毒危险性指数(吸入中毒危险性指数(吸入中毒危险性指数(吸入中毒危险性指数(K K K K)20 20 20 20 毒物蒸汽饱和浓度(毒物蒸汽饱和浓度(毒物蒸汽饱和浓度(毒物蒸汽饱和浓度(C C C C20202020)小鼠吸入小鼠吸入小鼠吸入小鼠吸入2hLC2hLC2h
17、LC2hLC50505050 式中:式中:C C20 20 20 20 58.7 58.7 58.7 58.7 M M P P A A 273 273 273 273 A A 273+20273+20第十九页,共七十页。4.4.气态物质的血气态物质的血/气分配系数气分配系数(xsh)(xsh)如:如:血血/气分配系数气分配系数=血液浓度血液浓度/肺泡气浓度肺泡气浓度 (血(血/气分配系数越大毒物越易吸收)气分配系数越大毒物越易吸收)5.5.电离度和电荷性电离度和电荷性 非电离形式非电离形式非电离形式非电离形式的弱有机碱或有机酸越易通过生物的弱有机碱或有机酸越易通过生物膜即越易生物转运。膜即越易
18、生物转运。第二十页,共七十页。三、不纯物三、不纯物(杂质杂质)与稀释度与稀释度 1.1.纯度纯度 化学物质中所含的有毒杂质化学物质中所含的有毒杂质(如如如如TCDDTCDDTCDDTCDD)。2.2.稀释度稀释度 相同剂量情况下,浓度越大毒性越大相同剂量情况下,浓度越大毒性越大相同剂量情况下,浓度越大毒性越大相同剂量情况下,浓度越大毒性越大。四、溶剂与助溶剂四、溶剂与助溶剂四、溶剂与助溶剂四、溶剂与助溶剂 基本要求:基本要求:本身无毒(本身无毒(尽量尽量尽量尽量););不与受试物起化学反应;不与受试物起化学反应;本身在溶液不降解本身在溶液不降解(jin ji)(jin ji)(jin ji)(
19、jin ji);不影响受试物稳定性。不影响受试物稳定性。第二十一页,共七十页。毒物稀释毒物稀释(xsh)(xsh)度对毒性的影响实例度对毒性的影响实例 不同稀释度对小鼠的死亡率不同稀释度对小鼠的死亡率(%)(%)水溶液浓度水溶液浓度 药物名称药物名称 灌胃剂量灌胃剂量 (mg/kgmg/kg)5%2.5%1.25%5%2.5%1.25%戊巴比妥钠戊巴比妥钠 180 90%45%10%180 90%45%10%戊烯四唑戊烯四唑 200 90%75%45%200 90%75%45%氰化钾氰化钾 0.1 95%-45%0.1 95%-45%第二十二页,共七十页。常用常用常用常用(chn yn)(ch
20、n yn)(chn yn)(chn yn)的溶剂与助溶剂:的溶剂与助溶剂:的溶剂与助溶剂:的溶剂与助溶剂:溶剂溶剂溶剂溶剂:水(生理盐水、蒸馏水、去离子水)水(生理盐水、蒸馏水、去离子水)植物油(玉米油、花生油等)植物油(玉米油、花生油等)植物油(玉米油、花生油等)植物油(玉米油、花生油等)助溶剂助溶剂助溶剂助溶剂:tween-80:tween-80:tween-80:tween-80、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基纤维素、月桂醇硫酸钠、橄榄油等。月桂醇硫酸钠、橄榄油等。赋形剂赋形剂:淀粉、羟丙甲基纤维素等。淀粉、羟丙甲基纤维素等。淀粉、羟丙甲基纤维素等。淀粉、羟丙甲基纤维素
21、等。第二十三页,共七十页。第二节第二节机体机体(jt)(jt)因素因素第二十四页,共七十页。一、物种、品系差异一、物种、品系差异 1.1.解剖结构与生理、生化差异解剖结构与生理、生化差异 不同物种的基因组不同,解剖、生理与生物转化过程不同。不同物种的基因组不同,解剖、生理与生物转化过程不同。不同物种的基因组不同,解剖、生理与生物转化过程不同。不同物种的基因组不同,解剖、生理与生物转化过程不同。对外源化学对外源化学对外源化学对外源化学(huxu)(huxu)(huxu)(huxu)物毒性的易感性不同。物毒性的易感性不同。物毒性的易感性不同。物毒性的易感性不同。2.2.2.2.代谢转化的差异;代谢
22、转化的差异;代谢转化的差异;代谢转化的差异;代谢酶遗传基因多态性;代谢酶遗传基因多态性;代谢酶遗传基因多态性;代谢酶遗传基因多态性;修复能力差异;修复能力差异;受体的个体差异;受体的个体差异;受体的个体差异;受体的个体差异;机体的其他因素。机体的其他因素。第二十五页,共七十页。常见实验动物常见实验动物(dngw)(dngw)与人生物特征参数比较与人生物特征参数比较 动物动物种类种类染色体染色体(对对)解剖特征解剖特征生理特征生理特征肝肝(叶叶)肺肺(叶叶)心率心率(次次/min)/min)凝血时间凝血时间(sec)(sec)人人人人232323235 5 5 55 5 5 575757575(
23、50-10050-10050-10050-100)12121212猴猴猴猴212121216 6 6 65-75-75-75-7150150150150(120-180120-180120-180120-180)-狗狗狗狗393939397 7 7 77 7 7 7120120120120(110-130110-130110-130110-130)8.68.68.68.6兔兔兔兔222222225 5 5 56 6 6 6205205205205(123-304123-304123-304123-304)5.05.05.05.0大鼠大鼠大鼠大鼠212121216 6 6 65 5 5 5328
24、328328328(216-600216-600216-600216-600)5.55.55.55.5小鼠小鼠小鼠小鼠202020204 4 4 45 5 5 5600600600600(323-730323-730323-730323-730)-注意注意注意注意(zh y)(zh y)(zh y)(zh y):大鼠没有胆大鼠没有胆大鼠没有胆大鼠没有胆囊囊囊囊第二十六页,共七十页。物种代谢酶差异:物种代谢酶差异:物种代谢酶差异:物种代谢酶差异:细胞色素氧化酶活性不同细胞色素氧化酶活性不同 酶活力酶活力(hul)(hul)单位:单位:小鼠小鼠(141)(141)大鼠大鼠(84)(84)兔兔(22
25、)(22)乙二醇氧化成草酸与乙二醇氧化成草酸与COCO2 2 能力能力 猫大鼠兔猫大鼠兔第二十七页,共七十页。种属差异种属差异 毒物毒性:毒物毒性:毒性大小不同(毒性大小不同(见附表见附表)毒性性质不同(毒性性质不同(见附表见附表)差异原因:差异原因:毒物代谢酶结构与功能毒物代谢酶结构与功能(gngnng)(gngnng)不同;不同;靶细胞靶分子受体不同;靶细胞靶分子受体不同;生理生化功能不同;生理生化功能不同;生物膜结构不同等。生物膜结构不同等。第二十八页,共七十页。不同动物种属对药物毒性不同动物种属对药物毒性(d xn)(d xn)大小的影响大小的影响 LD LD5050值值(mg/kg)
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