毒物、毒性和毒作用一.毒物及其分类1.毒物(Poison)-在课件.ppt

患病率<5%或 症状发生率高 ≥20%
脱离接触后，可 基本治愈 可疑人体致癌物
<0.1
0.1-
1.0-
>10
第三节 毒效应谱、毒作用类型及生物学标志
毒作用(toxic effect)
官、组织、细胞、分子）相互作用所引起的不良生物学反应 特点

进入机体的化学物及其代谢物在作用部位达到一定剂量， 并停留一定时间，与靶（器
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，引起暂时或永久性 的病理改变，甚至危及生命的化学物称为毒物。 在日常可能接触的途径和剂量下，即能对机体发 生损害的化学物可称为毒物。
任何一种化学物在一定条件下可能对机体产生有害作用。 毒物与非毒物发生互变的重要条件是剂量。
第一节 毒物、毒性及接触特征
苯急性中毒的主要表现是对中枢神经系统的抑制作用，多次重复 接触则损害骨髓造血系统
第二节 毒物分类

按Hale Waihona Puke 途及分布范围分类 工业毒物
农用化学物 环境污染物 食品添加剂 日用化学品 药物和医疗用品 生物毒素 军事毒物 放射性元素
生产原料 辅剂 中间体 化肥 杀虫剂 除草剂 废水、废气、废渣中的化合物 糖精 香精 食用色素 防腐剂 化妆品 清洁与洗涤用品 药物 杀虫剂 造影剂 动物毒素 植物毒素 细菌毒素 芥子气 铀235 贫铀238 氡
分为4期，5个阶段，还包括致癌、致畸、致突变
• 正常调节 • 功能紊乱 • 疾病 • 死亡
①机体对外源化学物的负荷增加 ②意义不明的生理生化改变 ③亚临床改变 ④临床中毒 ⑤死亡
第三节 毒效应谱、毒作用类型及生物学标志
机体对环境有害因素的反应

外源化学物对机体 损害作用和非损害作用都属于生物学作用， 后者经过量变到达某一水平后发生质变而转变为前者。
● 伴随生命科学进展，损害作用指标和概念将不停得以更新， 一些过去认为是非损害作用生物学作用，可能会重新判断为损害作用。
毒理学基本概念ppt
第11页
三、毒效应谱
当外源化学物经暴露吸收进入生物体内作用强度较低
通常在毒理学试验中所观察到效应，是否属于有害效应，主要依赖 于这种效应性质，往往需要教授判断。比如：有机磷酸酯类农药引发 血浆胆碱酯酶抑制不应该认为是毒性效应，仅可作为暴露标志物。
另外，一些试验研究外源化学物引发试验动物肝重量可逆性增
加可能是适应性反应，而不是毒效应，需要深入研究。
外源化学物损害作用（有害作用）也有称之为健康效应
------咱们人类最早对毒物认识，主要是动、植物中天然毒素以 及一些有毒矿物质，比如蛇毒、乌头、大麻、大黄和硫磺、铅、汞、 砷等。这些能够追溯到远古时期人类靠游猎与采集可食动植物为生时 候，就注意到了一些对人、畜有毒动植物，以确保食用安全。
------以后，又逐步知道了利用有毒物质（如箭毒、乌头等）作为狩 猎工具和武器。
（剂量或浓度较低，作用时间较短），机体生理适应和抗
损伤过程相对较强时，机体保持相对稳定，仅有负荷增加
或生理意义不明确一些改变，不出现损害作用。
通常，机体这种自稳机制是有程度，假如外源化学
物作用强度较强（剂量和能度较高，相对作用时间较长），
引发损害作用，机体进行病理性适应，通常这种病理性适
应是可逆，包含组织改建、代偿性肥大和增生、化生等。
毒理学基本概念ppt
第8页
7 . 医用化学品 比如用于预防和治疗各种剂型药品、用于诊疗化学物质， 各种造影剂、消杀剂（如突发性公共卫生事件各种传染病预防预案等）

该物质为毒物。在人类生活环境中，存在的这
类物质称为环境有害物质。
2021/4/9
2
2021/4/9
农用化学品 工业化学品 化工产品 药物及医用化学品 食品添加剂 日用化学品 各种环境污染物 生物霉菌毒素 化学致癌物 军事毒物等
3
毒物发生效应取决于机体吸收后分布全身， 最后在靶器官中达到一定剂量与该器官相互 作用后，才出现毒性效应。常将这一过程划 分为三个时相： 接触相(exposure phase) 毒物动力相(toxicologytic phase) 毒效相(toxic effect phase)
际情况做出估计，包括可能接触的人群范围，
可能受损害的人数和程度。 ⑷对
xenobiotics在实际接触的情况下可能对人群
健康损害的程度作出估计，并用定量与概念将
其表示。
2021/4/9
15
四、损害作用与非损害作用
化学物质对机体产生的生物学作用既有损 害作用又有非损害作用，但其毒性的具体表 现是损害作用。研究损害作用并阐明作用机 制是毒理学的主要任务之一。但在许多情况 下，区别损害作用和非损害作用比较困难， 尤其在临床表现出现之前更是如此。一般认 为，损害作用与非损害作用之间有以下区别 。
化学毒物出现选择毒性的原因可能在于：
⑴物种和细胞学差异：
⑵不同生物或组织器官对化学毒物生物转化过
程的差异：
⑶不同组织器官对化学毒物亲和力的差异：
⑷不同组织器官对化学毒物所致损害的修复能
力的差异：
2021/4/9
6
在毒理学研究中，不同阶段的试验可用于 观察化学物质的不同毒作用或毒性终点(endpoint)。如急性毒性试验以受试物引起的机体 死亡为毒性终点指标；亚慢性、慢性毒性试验 以受试物造成的生理、生化、代谢等过程的异 常改变为毒性终点指标；而遗传毒理学试验则 以受试物导致的基因突变、染色体畸变、畸形 、肿瘤形成等为毒性终点。因许多毒性终点之 间无法类比，故化学物质的毒性分级标准以终 点为基础，如急性毒性根据LD50分级，致畸 物则根据致畸指数分级。

2018/9/9
27
无论是对称还是非对称S形曲线，在50％ 反应率处的斜率最大，剂量与反应率的关系 相对恒定。 因此，常用引起50％ 反应率的剂量来表示化学 物质的毒性大小。 LD50、TD50、ED50
2018/9/9
28
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线
化学物质剂量的变化与反应的改变成正 比。由于在生物体中，反应的产生要受到 多种因素的影响，情况十分复杂，故此种 曲线少见。
第二节 剂量和剂量-反应关系
一、剂量和暴露特征
剂量：通常是指机体接触化学毒物的量 或给予机体化学毒物的量。单位有： mg/kg；mg/L；mg/m3；g/cm2等。
是决定外源化学物对生物体损害作用的 重要因素
剂量可分为：
1、暴露剂量：又称外剂量，指外源化学物 与机体接触（单次接触或某浓度下一定时 间的连续接触）的剂量。分为潜在剂量和 应用剂量。 2、内剂量：又称吸收剂量，是指外源化学 物穿过生物屏障、吸收进入体内的剂量。 3、靶器官的剂量:又称到达剂量，指吸收后 到达靶器官的剂量。 4、生物有效剂量：是指送达剂量中到毒作 用部位的外源化学物和/或其代谢产物的 量。
第二章
毒理学基本概念
第一节 毒物和毒效应
一、外源化学物和毒性 :
• 什么是外源化学物（xenobiotics）？
指在人类生活的外界环境中存在、可 能与机体接触并进入机体，在体内呈现一 定的生物学作用一些化学物质。

什么是内源化学物？
指机体内原已存在的和代谢过程中 所形成的产物或中间产物。
• 化学物毒性及其分级：
32
将各标准差的数值均加上 5 （-3~+3变为 2~8)即为概率单
位。概率单位与反应率之间的

第二章 毒理学基本概念
第一节 毒物、毒性和毒性作用
一、毒物
毒 物（Toxicant or Poison）
在一定条件下，以较小的剂量进入机体就能 干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时 或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学 物质称为毒物（Toxicant or Poison）。
毒物与非毒物之间并没有绝对的界限
① 机体对外源化学物的负荷增加 ② 意义不明的生理和生化改变 ③ 亚临床改变 ④ 临床中毒 ⑤ 甚至死亡 ➢ 随着新的检测技术和方法的出现，尤其是分子生物学技术的迅速 进展和广泛应用，有可能对更细微的生物学改变进行测定，从而 发现更多的毒效应。
反映毒性作用的指标：（两类）
特异指标。
例如：有机磷农药抑制血液中胆碱酯酶活性，致使 乙酰胆碱堆积于神经突触处，引起瞳孔缩小、肌肉 颤动、大汗、肺水肿等中毒表现。
镇静药反应停对人有致畸作用，但对猴、大 鼠和小鼠则无此作用。
化学毒物出现选择毒性的原因
1. 物种和细胞学差异： 2. 不同生物或组织器官生物转化过程的差异 3. 不同组织器官对化学毒物亲和力的差异 4. 不同组织器官对化学毒物所致损害的修复能
力的差异
1. 物种和细胞学差异：
如植物在许多方面不同于动物，它们没有神 经系统和有效的循环系统和肌肉系统，但具 有细胞壁和光合系统。细菌有细胞壁，人体 细胞则没有细胞壁。利用这些差异研制出来 的各种抗菌药物，可以杀死致病菌而对人体 细胞无害。
如CO与血红蛋白的二价铁具有高度亲和力， 浓集于红细胞中阻断氧的摄取和释放，发挥 其毒性。
除草剂百草枯主要蓄积在肺内，导致肺组织 损伤，继而纤维化，丧失通气功能。
4. 不同组织器官对化学毒物所致损害的 修复能力的差异：

其中具有商业用途 已投入市场和使用者 包括工业用化学物质 食品添加剂 农药、化妆品 药品
超过 65 万种 约 7 万种 约 5 万种 约 1 万种 各约 4000 种 约 2000 种
2020/9/28
6
按毒物用途和分布范围分类
1. 食品添加剂：如食用色素、香精、防腐剂、抗氧化剂、营养强化 剂等；三聚氰胺事件
在通常情况下，因为食物中的主要成分只有蛋白质含有氮， 因此凯氏定氮法能准确测定蛋白质含量。但是如果往样品 中偷加含氮的其他物质，就可以造成凯氏定氮法的蛋白质 含量虚高。
2010年乳品新国标：在生乳中乳蛋白含量从1986年的每 100克生乳蛋白质含量不低于2.95％降到了2.8％。
10
三聚氰胺的影响层面
2020/9/28
4
毒物(poison): 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，引起暂时或永久的病 理改变，甚至危及生命的化学物质称为毒物.
2020/9/28
5
2. 毒物的分类
人类最早接触的毒物是主要是动物植物中的天然毒素。而十 九世纪以来，大量化学合成品进入人类生产生活领域，人类 接触的毒物种类迅速增加。2002年登记注册的化学物质总数 为40718818 种，全球每年进入市场的新化学品1500-2000 种。
2020/9/28
7
苏丹红
苏丹红Ⅰ、Ⅱ为三类致癌物，即动物致癌物，人类未证实； 苏丹红Ⅲ、Ⅳ为三类致癌物，但其代谢产物为二类致癌物，
即人类可能的致癌物。
2020/9/28
8
三聚氰胺问题
三聚氰胺分子式是C3H6N6，含氮量为66.6%。三聚氰胺是 一种用途广泛的有机化工中间产品，最主要的用途是作为 生产三聚氰胺甲醛树脂（MF）的原料。

毒物的毒性（3）
3．机体的某些病理反应。如最高无毒剂量 (highest non-toxic dose,HNTD) 是指毒物对动 物不造成血液性、化学性、临床或病理性改变的 最大剂量。最低毒性剂量 (LTD) 是指能使个别动 物发生轻微病理改变的最低毒物剂量，但两倍的 LTD 不致引起动物死亡。最高毒性剂量 (highest toxic dose,HTD) 是指能引起或诱发机体病理变 化的最高毒剂量，两倍的HTD可造成死亡。 毒性剂量单位通常用毒物的毫克数与动物体重 的千克数之比来表示，即mg/kg。其它动物如禽 类的LD50的意思是指毒物(mg)在饲料(kg)中的含 量。
三、中毒的常见病因(1)
可大体划分为动物暴露在自然条件下的中毒 和人为的中毒。 （一）自然因素。包括有毒矿物、有毒 植物和有毒昆虫引起的动物中毒病。 有毒矿物 ( 包括工业污染 ) ：含氟的岩石 和土壤以及工业氟污染的水草是家畜氟病的 重要来源。井水含有过量的硝酸盐可引起动 物致死性中毒。土壤中存在对家畜无法利用 的矿物有时被植物吸收并蓄积，如“蓄硒植 物”可引起多种类型的硒中毒；牛放牧在含 钼高的草地发生钼中毒或“腹泻病”。这些 中毒病有明显的地区性。
中毒的常见病因（3）
（二）人为因素。根据毒物的来源划分为工 业污染，农药，房舍和农场使用的其它物质， 不适当的使用药物或饲料添加剂以及劣质饲料 和饮水。 工业污染：在工业生产发达的地区，其附 近的水源和牧草最容易被工厂排出物所污染。 如砷、铅、汞、氟、钼等工业污染物常引起人 畜中毒。此外，由于放射性物质污染环境，来 自煤气厂的酚类、制革厂的铬酸盐、啤酒厂的 酒精和电镀作业的氰化物等废物也能使家畜发 生中毒，甚至死亡。
毒物与中毒
毒物与中毒（2）

• 母体毒性：指外源化学物在一定剂量下 对受孕母体产生的损害作用，表现在体 重减轻、出现临床症状、甚至死亡
2 致畸机理
（1）基因突变和染色体畸变 （2）酶的抑制 （3）生物合成的原料和能量不足 （4）对细胞膜损伤 （5）细胞毒作用 （6）非特异性发育毒作用 （7）母体及胎盘的正常功能受到干扰
第五节 影响毒性作用的因素
2
1 3
1 相加作用 2 拮抗作用 3 协同作用
下限 LD50 上限
乙化学物/(mg/kg)
影响联合作用效应的因素
➢ 毒物种类 ➢ 剂量与组分的配比 ➢ 作用次序 ➢ 动物种属 ➢ 观察指标
第三节 外源化学物的毒性 作用机理
毒物及其活性代谢产物对机体的作用 阶段：
（1）原发过程： 毒物或活性代谢产物 与靶分子相互作用，造成靶分子结构 和功能的损伤
（2）继发过程：生物大分子结构功能的 改变引发一系列的生物化学和生物物 理过程，最后在效应器官出现效应。
一、对细胞的损伤
（1）细胞膜
• 改变膜的成分 CCl4可引起大鼠细胞膜磷 脂和胆固醇含量的下降
• 改变膜的流动性 DDT、对硫磷可引起红 细胞膜脂流动性降低
• 影响膜上某些酶的活力 对硫磷可抑制突 触小体膜和红细胞膜上的某些酶类
联合作用的类型：
• 独立作用：互不影响 • 相加作用：综合生物学效应＝单独
生物学效应之和
• 协同作用：综合生物学效应>单独生 物学效应之和
• 拮抗作用：综合生物学效应<单独生 物学效应之和
联合作用类型的评定
• 目前一般都以急性毒性试验为基础， 测定单个化合物和混合物的LD50，再 采用一定的方法进行判断。 联合作用系数法 等效应线图法
• 安全浓度(SC)：指通过整个生活周 期甚至持续数个世代的慢性试验， 对受试生物确无影响的毒物浓度。

毒理学基本概念
1
教学内容
1 2 3
2
教学目标
掌握：毒理学基本概念； 熟悉：毒性大小的影响因素，毒效应谱，
剂量-反应（效应）关系；
了解：毒性分级情况，毒效应分类、毒
物的分类、毒性特征描述参数
3
第一节 毒性、毒效应和毒物


毒性
毒效应 毒物 生物学标志
4
一、毒物（poison）
代偿能力正常 功能容量不变
非 损 害 作 用
生化指标正常 无病理损伤 形态、发育正常 寿命不缩短
15
毒效应
外在表现（区别毒性）

影响化学物质毒效应大小的因素：
16
毒效应谱
外源化学物作用于生物体，随剂量的增 加表现出一系列不同的生物学学效应
对 健 康 有 影 响
条 件 可 逆 对健康 有潜在影响
人群对环境有害因素反应的分布
机体对外源化学物的一种遗传性异常反应
主要由于基因多态性，而与免疫性超敏反应无关
（1）肌肉松弛剂丁二酰胆碱能迅速被血清胆碱酯酶分
解。但有些病人缺乏这种酶，当接受一个标准治疗剂 量的丁二酰胆碱后，可出现较长时间的肌肉松弛甚至 呼吸暂停。 （2）对亚硝酸盐和其它能引起高铁血红蛋白症的外源 化学物异常敏感的人，其体内则缺乏NADH高铁血红 蛋白还原酶。
10
成为毒物的靶器官可能的原因

器官为毒物吸收或排泄器官;


该器官的血液供应特殊;
具有特殊的摄入功能; 代谢毒物的能力大小; 存在特殊的酶或生化途径; 毒物与特殊的生物大分子结合;


对损伤的修复能力;
对特异性损伤的易感性等
11
高危人群