第2章-毒理学的基本概念汇总课件.ppt

1、山东大学毒理学研究所山东大学毒理学研究所主要内容主要内容第第1 1节节 毒物、毒性和毒作用毒物、毒性和毒作用 第第2 2节节 剂量、剂量剂量、剂量-反应关系反应关系 第第3 3节节 表示毒性常用指标表示毒性常用指标 第第4 4节节 安全限值安全限值 2023-1-32第一节第一节 毒物、毒性和毒作用毒物、毒性和毒作用1.1.毒物及其分类毒物及其分类2.2.毒性与毒作用毒性与毒作用3.3.选择毒性选择毒性4.4.靶器官靶器官5.5.生物学标志生物学标志 2023-1-33一、毒物及其分类一、毒物及其分类1.毒物的概念：毒物的概念：nParacelsus 的毒物观点的毒物观点n实际上所有的物质都有

2、引起机体损伤的可能，如药物在实际上所有的物质都有引起机体损伤的可能，如药物在治疗剂量范围内能够发挥疗效，超过此范围就可能变成治疗剂量范围内能够发挥疗效，超过此范围就可能变成毒物；另一方面，铅汞等重金属都有毒性，但人体内含毒物；另一方面，铅汞等重金属都有毒性，但人体内含有微量时并不能引起中毒。再如，乙醇。有微量时并不能引起中毒。再如，乙醇。n可见毒物与非毒物并没有一个明显的界限。可见毒物与非毒物并没有一个明显的界限。2023-1-34n毒物毒物(poison):在一定条件下，以较小剂量进入机体就能在一定条件下，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干扰正常的生化过

3、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理改变，甚至危及生命的化学物质称为毒物.2023-1-352.2.毒物的分类毒物的分类n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。接触的毒物种类迅速增加。2002年登记注册的化学物质总数年登记注册的化学物质总数为为40718818 种，全球每年进入市场的新化学品种，全球每年进入市场的新化学品1500-2000 种。种。n其中具有商业用途其

4、中具有商业用途 超过超过 65 万种万种u已投入市场和使用者已投入市场和使用者 约约 7 万种万种u包括工业用化学物质包括工业用化学物质 约约 5 万种万种u食品添加剂食品添加剂 约约 1 万种万种u农药、化妆品农药、化妆品 各约各约 4000 种种u药品药品 约约 2000 种种2023-1-36按毒物用途和分布范围分类按毒物用途和分布范围分类1.1.食品添加剂：如食品添加剂：如食用色素食用色素、香精、防腐剂、抗氧化剂、营养强化、香精、防腐剂、抗氧化剂、营养强化剂等；剂等；三聚氰胺事件三聚氰胺事件2.2.日常化学品：化妆品、洗涤用品等；日常化学品：化妆品、洗涤用品等；3.3.农用化学品：化肥

5、、农药、杀虫剂等；农药残留、养殖医药残留；农用化学品：化肥、农药、杀虫剂等；农药残留、养殖医药残留；4.4.工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等；工业化学品：如生产原料、辅料、中间体等；铅铅5.5.医用化学品：如药物、消杀剂等；医用化学品：如药物、消杀剂等；6.6.环境污染物：如废水、废气、废渣中的各种物质等；环境污染物：如废水、废气、废渣中的各种物质等；7.7.生物毒素：动物、植物和真菌毒素等；如黄曲霉素、河豚毒素等；生物毒素：动物、植物和真菌毒素等；如黄曲霉素、河豚毒素等；8.8.军事毒物：如芥子气等战争毒素；军事毒物：如芥子气等战争毒素；9.9.放射性物质：如放射性核素、天然放射性元素

6、等。放射性物质：如放射性核素、天然放射性元素等。2023-1-37苏丹红n苏丹红、为三类致癌物，即动物致癌物，人类未证实；n苏丹红、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。2023-1-38三聚氰胺问题三聚氰胺问题n三聚氰胺分子式是三聚氰胺分子式是C3H6N6C3H6N6，含氮量为含氮量为66.6%66.6%。三聚氰胺是。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（生产三聚氰胺甲醛树脂（MFMF）的原料。）的原料。n20072007年美国宠物食品污染事件起，三聚氰胺开始引起人们年美国宠物

7、食品污染事件起，三聚氰胺开始引起人们的关注。的关注。n20082008年三鹿毒奶粉事件。年三鹿毒奶粉事件。牛奶、饲料中添加三聚氰胺的目的牛奶、饲料中添加三聚氰胺的目的n凯氏定氮法：凯氏定氮法：原理是蛋白质含有氮元素，用强酸处理样品，原理是蛋白质含有氮元素，用强酸处理样品，让蛋白质中的氮元素释放出来，通过测定氮的含量推算蛋让蛋白质中的氮元素释放出来，通过测定氮的含量推算蛋白质含量。牛奶蛋白质的含氮率约白质含量。牛奶蛋白质的含氮率约16%16%，把测出的氮含量，把测出的氮含量乘以乘以6.386.38，就是蛋白质含量。，就是蛋白质含量。n在通常情况下，因为食物中的主要成分只有蛋白质含有氮，在通常情况

8、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。含量虚高。n20102010年乳品新国标：在生乳中乳蛋白含量从年乳品新国标：在生乳中乳蛋白含量从19861986年的每年的每100100克生乳蛋白质含量不低于克生乳蛋白质含量不低于2.952.95降到了降到了2.82.8。三聚氰胺三聚氰胺的影响层的影响层面面n三聚氰胺毒性低，动物实验资料显示三聚氰胺毒性低，动物实验资料显示大鼠口服的半大鼠口服的半

9、数数致致死量死量(LD50)(LD50)大大于于3 3克克/公斤公斤体重。体重。n目前目前发现病例中，发现病例中，2 2岁岁以以下婴下婴幼幼儿占儿占81.87%81.87%，2 2至至3 3岁岁幼幼儿儿占占17.33%17.33%，3 3岁岁以上幼以上幼儿、儿儿、儿童及成年人所童及成年人所占占比例比例极极低。低。主要是幼主要是幼儿肾脏功能尚儿肾脏功能尚未未发发育完全，且幼育完全，且幼儿儿喝水量喝水量少少，无无法法将将三聚氰胺完全排出三聚氰胺完全排出而形成结石。而形成结石。铅铅n2010年的铅中毒事件：年的铅中毒事件：陕西凤翔铅中毒事件陕西凤翔铅中毒事件湖南郴州血铅中毒事件湖南郴州血铅中毒事件云

10、南鹤庆儿童铅中毒事件云南鹤庆儿童铅中毒事件n接触机会接触机会铅矿开采、冶炼以及熔铅作业；铅矿开采、冶炼以及熔铅作业；蓄电池行业；蓄电池行业；放射性防护材料；放射性防护材料；蓄电池、玻璃、搪瓷、油漆、颜料、釉彩等。蓄电池、玻璃、搪瓷、油漆、颜料、釉彩等。2023-1-3122023-1-313慢性铅中毒n神经系统表现：神经系统表现：中枢神经系统：头痛、头昏、乏力、失眠、多梦、健中枢神经系统：头痛、头昏、乏力、失眠、多梦、健忘等表现；儿童铅中毒：影响儿童认知功能、儿童多忘等表现；儿童铅中毒：影响儿童认知功能、儿童多动综合症等。重者为动综合症等。重者为铅中毒性脑病。铅中毒性脑病。周围神经病：以运动功

11、能受累较明显，表现为肌无力；周围神经病：以运动功能受累较明显，表现为肌无力；重症铅中毒典型表现之一就是重症铅中毒典型表现之一就是“铅麻痹铅麻痹”或或“垂腕垂腕”。n消化系统表现消化系统表现:铅线、消化不良、腹绞痛等；铅线、消化不良、腹绞痛等；n造血系统：贫血等。造血系统：贫血等。二、毒性与毒作用二、毒性与毒作用1、毒性、毒性(toxicity)n毒性是指一种化学物质能够造成机体损害的能力。毒性是指一种化学物质能够造成机体损害的能力。n毒性是物质内在的、不变的性质，取决于物质的化学毒性是物质内在的、不变的性质，取决于物质的化学结构。毒性较高的物质，只要相对较小的剂量，即可结构。毒性较高的物质，只

12、要相对较小的剂量，即可对机体造成一定的损害对机体造成一定的损害;而毒性较低的物质，需要较大而毒性较低的物质，需要较大的剂量，才呈现毒性。的剂量，才呈现毒性。2023-1-3152.2.毒作用毒作用n化学物质的毒作用，又称毒效应（化学物质的毒作用，又称毒效应（toxic effecttoxic effect），是是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变。化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变。n毒作用是毒物本身或代谢产物在作用部位达到一定数量毒作用是毒物本身或代谢产物在作用部位达到一定数量并停留一定时间，与组织大分子成分互相作用的结果。并停留一定时间，与组织大分子成分互相作用的结果。n二

13、者的区别：二者的区别：毒性侧重于毒物而言，而毒作用侧重于生毒性侧重于毒物而言，而毒作用侧重于生物机体。改变条件可能影响毒作用。物机体。改变条件可能影响毒作用。n毒物的暴露条件变化影响的是毒性毒物的暴露条件变化影响的是毒性oror毒作用毒作用?163.损害作用与非损害作用损害作用与非损害作用n化学物质对机体产生的生物学作用，既有损害作用，又有非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。损害作用是外源性化学物毒性的具体表现，毒理损害作用。损害作用是外源性化学物毒性的具体表现，毒理学主要研究学主要研究外源性化学物的损害作用外源性化学物的损害作用。n损害作用损害作用(adverse

14、 effect)adverse effect)的特点的特点F所致的机体生物学改变是持久的，可逆的或不可逆的；所致的机体生物学改变是持久的，可逆的或不可逆的；F造成机体功能容量指标改变，如进食、体力、生理生化指造成机体功能容量指标改变，如进食、体力、生理生化指标等。标等。F维持机体稳态的能力下降，对额外应急状态的代偿能力降维持机体稳态的能力下降，对额外应急状态的代偿能力降低，对有害因素的易感性增加；低，对有害因素的易感性增加；F影响机体正常形态、生长发育、寿命缩短。影响机体正常形态、生长发育、寿命缩短。2023-1-317非损害作用非损害作用(non-adverse effect)non-adv

15、erse effect)的特点的特点F所致的机体生物学改变是暂时的，可逆的；所致的机体生物学改变是暂时的，可逆的；F不影响机体功能容量指标的改变。不影响机体功能容量指标的改变。F不降低机体维持稳态的能力、对额外应急状态的代不降低机体维持稳态的能力、对额外应急状态的代偿能力，对有害因素的易感性不增加；偿能力，对有害因素的易感性不增加；F不影响机体正常形态、生长发育、寿命缩短。不影响机体正常形态、生长发育、寿命缩短。2023-1-318n非损害作用与损害作用非损害作用与损害作用具有一定的相对意义。具有一定的相对意义。有时难有时难以判断外源化学物在机体内引起的生物学作用是非损以判断外源化学物在机体内

16、引起的生物学作用是非损害作用还是损害作用。害作用还是损害作用。n随着生命科学的进展，将不断出现新的概念和方法，随着生命科学的进展，将不断出现新的概念和方法，有可能过去认为是非损害作用的生物学作用，会重新有可能过去认为是非损害作用的生物学作用，会重新判断为损害作用。判断为损害作用。2023-1-3194.毒效应谱毒效应谱n毒效应谱毒效应谱(spectrum of toxic effects)spectrum of toxic effects)指化学物质与机体接触后引起的毒效应的性质和强度指化学物质与机体接触后引起的毒效应的性质和强度变化情况。变化情况。n外源性化学物作用于机体的毒效应谱，随着剂量

17、增加，外源性化学物作用于机体的毒效应谱，随着剂量增加，可表现为：可表现为：机体对外源化学物的负荷增加（不引起生理变化）；机体对外源化学物的负荷增加（不引起生理变化）；意义不明的生理和生化改变；意义不明的生理和生化改变；亚临床改变；亚临床改变；临床改变；临床改变；死亡。死亡。2023-1-320反应毒效应终点的指标有：反应毒效应终点的指标有：特异性指标：有机磷降低胆碱酯酶活性；苯胺致红特异性指标：有机磷降低胆碱酯酶活性；苯胺致红细胞内高铁血红蛋白形成等。细胞内高铁血红蛋白形成等。非特异性指标：如体重下降、死亡等。其中死亡指非特异性指标：如体重下降、死亡等。其中死亡指标在急性毒性评价中最常用。标在

18、急性毒性评价中最常用。215.毒作用的分类毒作用的分类n化学物质的毒作用根据其作用的特点、发生的时间和化学物质的毒作用根据其作用的特点、发生的时间和部位分类：部位分类：n速发或迟发性作用速发或迟发性作用 n局部与全身作用局部与全身作用n可逆与不可逆作用可逆与不可逆作用n过敏性反应过敏性反应n特异体质反应特异体质反应2023-1-322速发与迟发性作用速发与迟发性作用v速发或迟发性作用：n速发性毒作用(immediate effect)是指某些外源化学物在一次接触后的短时间内所引起的即刻毒性作用。n迟发性毒作用(delayed effect)是指在一次或多次接触某种外源化学物后，经一定时间间隔才

19、出现的毒性作用。如OPIDN。n 其中致癌物的潜伏期更长，有时需要几十年，称为远期作用。2023-1-323局部与全身作用局部与全身作用v局部与全身作用(Local versus Systemic Toxicity)：局部作用：外源性化学物在机体接触部位直接造成的损害作用。如误食腐蚀性物质引起的消化道损伤，吸入刺激性气体如氯气等引起的肺损伤。全身毒性作用(systemic effect)：是指外源化学物被机体吸收并分布至靶器官或全身后所产生的损害作用。大多数化学物质能够引起全身作用。如铅吸收后，可引起血液、神经、消化、生殖等多系统病变。2023-1-324可逆与不可逆作用可逆与不可逆作用v可逆

20、与不可逆作用可逆与不可逆作用(Reversible versus Irreversible Toxic Effects)：可逆作用可逆作用(reversible effect)：是指停止接触外源化学物后：是指停止接触外源化学物后可逐渐消失的毒性作用。可逐渐消失的毒性作用。低剂量、短期接触、损伤轻时。低剂量、短期接触、损伤轻时。不可逆作用不可逆作用(irreversible effect)：是指在停止接触外源化：是指在停止接触外源化学物后其毒性作用继续存在，甚至对机体造成的损害作学物后其毒性作用继续存在，甚至对机体造成的损害作用可进一步发展。用可进一步发展。2023-1-325n是否可逆主要取决

21、于被损伤组织的再生能力。是否可逆主要取决于被损伤组织的再生能力。n如肝再生能力强，绝大多数损伤是可逆的；如肝再生能力强，绝大多数损伤是可逆的；n中枢神经组织的分化细胞已经不再分裂，因此对大脑的损中枢神经组织的分化细胞已经不再分裂，因此对大脑的损伤基本上是不可逆的。伤基本上是不可逆的。n化学物的致癌作用和致畸作用一旦发生通常也认为是不可化学物的致癌作用和致畸作用一旦发生通常也认为是不可逆的。逆的。过敏性反应过敏性反应v过敏性反应：过敏性反应：与一般的毒性反应不同，在低剂量下即可发生，无剂与一般的毒性反应不同，在低剂量下即可发生，无剂量量-反应关系。反应关系。过程一般为：过程一般为：F化学物质作为

22、半抗原与内源性蛋白质结合，形成完化学物质作为半抗原与内源性蛋白质结合，形成完全抗原；全抗原；F抗原激发抗体产生；抗原激发抗体产生；F当再次与该抗原接触时，发生抗原当再次与该抗原接触时，发生抗原-抗体反应。抗体反应。2023-1-327特异体质反应特异体质反应v特异体质反应(idiosyncratic reaction)通常是指机体对外源化学物的一种遗传性异常反应。n肌肉松弛剂琥珀酰胆碱在正常人体内可为拟胆碱酯酶分解，故作用时间很短。而有些病人由于编码该酶的基因个别核甘酸发生改变，使之缺乏分解该药物的能力。当给予正常标准剂量的琥珀酰胆碱时，呈现持续性的肌肉松弛，甚至窒息。n南京小龙虾事件。202

23、3-1-3285.影响毒作用的因素影响毒作用的因素n影响外源性化学物对机体毒作用的因素有：影响外源性化学物对机体毒作用的因素有：剂量剂量 接触途径接触途径 接触期限接触期限 接触速率接触速率 接触频率接触频率2023-1-329剂量剂量v一个物质的一个物质的“有毒有毒”与与“无毒无毒”是相对的，毒性作用的大小是相对的，毒性作用的大小也是相对的，关键也是相对的，关键是此种物质与机体接触的量。是此种物质与机体接触的量。v剂量是影响化学物质毒效应的决定性因素。只有达到一剂量是影响化学物质毒效应的决定性因素。只有达到一定剂量才具有毒性效应，低于某一剂量则不引起毒性效定剂量才具有毒性效应，低于某一剂量则

24、不引起毒性效应。应。2023-1-330接触途径接触途径n由于化学物质一般要进入由于化学物质一般要进入 血液并随血液到达靶器官才血液并随血液到达靶器官才以发挥毒作用，而同一物物质经不同途径与机体接触的以发挥毒作用，而同一物物质经不同途径与机体接触的吸收系数不同，因此毒性作用也不同。吸收系数不同，因此毒性作用也不同。静脉染毒吸收系数为静脉染毒吸收系数为1，毒性最高；，毒性最高；其他染毒途径吸收系数均小于其他染毒途径吸收系数均小于1，毒性低。，毒性低。一般来说，毒物经不同吸收途径与机体接触产生的一般来说，毒物经不同吸收途径与机体接触产生的毒效应依次为毒效应依次为静脉注射静脉注射 吸入染毒吸入染毒

25、肌肉注射肌肉注射 皮下注皮下注射射 经口染毒经口染毒 经皮染毒。经皮染毒。31接触期限接触期限n急性染毒与长期染毒毒性表现可以不一样。急性染毒与长期染毒毒性表现可以不一样。强度有差别：一般前者迅速剧烈，后者相对平缓；强度有差别：一般前者迅速剧烈，后者相对平缓；性质可能有差别：如苯急性接触可引起中枢神经系性质可能有差别：如苯急性接触可引起中枢神经系统抑制；而慢性苯暴露则引起再生障碍性贫血和白统抑制；而慢性苯暴露则引起再生障碍性贫血和白血病。血病。2023-1-332n毒理学实验常用的染毒期限有：毒理学实验常用的染毒期限有：急性毒性试验：急性毒性试验：2424小时内一次或多次染毒小时内一次或多次染

26、毒亚急性毒性试验：亚急性毒性试验：1 1个月或短于个月或短于1 1个月的重复染毒个月的重复染毒亚慢性毒性试验：亚慢性毒性试验：1 1个月至个月至3 3个月的重复染毒个月的重复染毒慢性毒性试验：慢性毒性试验：3 3个月以上的重复染毒个月以上的重复染毒接触速率与接触频率接触速率与接触频率n接触速率：接触速率：相同的剂量下，吸收速率快的物质可在短时间相同的剂量下，吸收速率快的物质可在短时间内到达靶部位，并形成较高的浓度，从而表现出较强的毒内到达靶部位，并形成较高的浓度，从而表现出较强的毒性效应。性效应。n接触频率：接触频率：接触频率对毒性作用的影响与毒物降解有关。接触频率对毒性作用的影响与毒物降解有

27、关。当接触间隔小于当接触间隔小于 t1/2时，进入量大于排出量，易引起中时，进入量大于排出量，易引起中毒；毒；当接触间隔大于当接触间隔大于 t1/2时，进入量小于排出量，不易引起时，进入量小于排出量，不易引起中毒。中毒。2023-1-334三、选择毒性n选择毒性的概念选择毒性的概念 选择毒性是指一种化学物质只对某种生物产生损害作用，而对其它种类生物无害；或者只对机体内某一组织器官发挥毒性，而对其它组织器官不具备毒性作用。n 化学物质出现选择性毒性的原因化学物质出现选择性毒性的原因A、物种和细胞学上的差异。物种和细胞学上的差异。如细菌有细胞壁，而人体细胞无细胞壁，研制出青霉素如细菌有细胞壁，而人

28、体细胞无细胞壁，研制出青霉素等抗生素。等抗生素。2023-1-335B、不同生物或组织器官对化学物质生物转化的差异。、不同生物或组织器官对化学物质生物转化的差异。如细菌不能吸收叶酸，而是自己合成；哺乳类细胞不能合如细菌不能吸收叶酸，而是自己合成；哺乳类细胞不能合成叶酸，能够从食物中摄取。磺胺类与对胺基苯甲酸非常成叶酸，能够从食物中摄取。磺胺类与对胺基苯甲酸非常相似，可以拮抗其参与叶酸合成。相似，可以拮抗其参与叶酸合成。黄曲霉毒素黄曲霉毒素B1对小鼠和大鼠致癌存在选择性。小鼠能抵抗对小鼠和大鼠致癌存在选择性。小鼠能抵抗黄曲霉毒素致肝癌作用，而大鼠敏感。原因是小鼠体内含黄曲霉毒素致肝癌作用，而大鼠

29、敏感。原因是小鼠体内含有一种谷胱甘肽转硫酶的同功异构酶，该酶与黄曲霉毒素有一种谷胱甘肽转硫酶的同功异构酶，该酶与黄曲霉毒素的致癌环氧化物具有高度亲合力，能解毒。的致癌环氧化物具有高度亲合力，能解毒。2023-1-336C、不同组织器官对化学物质亲合力的差异。、不同组织器官对化学物质亲合力的差异。如如CO与血红蛋白二价铁具有高度亲合力，浓集于与血红蛋白二价铁具有高度亲合力，浓集于RBC发发挥毒性。挥毒性。放射性碘治疗甲亢，就是利用甲状腺对碘的选择性蓄积。放射性碘治疗甲亢，就是利用甲状腺对碘的选择性蓄积。D、不同组织器官对化学物质损害的修复能力的差异。、不同组织器官对化学物质损害的修复能力的差异。

30、F如脑组织再生能力差，一旦发生实质性损害，很难恢复；如脑组织再生能力差，一旦发生实质性损害，很难恢复；F而肝、肾等再生能力强，即使发生损害，只要脱离接触而肝、肾等再生能力强，即使发生损害，只要脱离接触能够恢复正常。能够恢复正常。2023-1-337四、靶器官四、靶器官v靶器官靶器官(target organ)target organ)概念：概念：是指化学毒物被吸收后可随血流分布到全身保个组织器是指化学毒物被吸收后可随血流分布到全身保个组织器官，但其直接发挥毒作用的部位往往只限于一个或几个官，但其直接发挥毒作用的部位往往只限于一个或几个组织器官，称为靶器官。组织器官，称为靶器官。v许多化学物质都

31、有特定的靶器官。另外，一些化学物可许多化学物质都有特定的靶器官。另外，一些化学物可以作用于同一靶器官或同几个靶器官，特别是在化学结以作用于同一靶器官或同几个靶器官，特别是在化学结构与理化性质近似的同系物或同类物中更为多见。构与理化性质近似的同系物或同类物中更为多见。F如卤化烃都可引起肝损伤：氯仿、四氯化碳。如卤化烃都可引起肝损伤：氯仿、四氯化碳。F苯系物作用于中枢神经系统。苯、甲苯。苯系物作用于中枢神经系统。苯、甲苯。2023-1-338v值得注意的是：在同一靶部位产生相同毒效应的化学物质，值得注意的是：在同一靶部位产生相同毒效应的化学物质，其作用机制可能不同。其作用机制可能不同。v如苯胺和如

32、苯胺和COCO均可作用于红细胞影响其输送氧的能力。均可作用于红细胞影响其输送氧的能力。F苯胺使血红蛋白中的二价铁变成三价铁，形成高铁血苯胺使血红蛋白中的二价铁变成三价铁，形成高铁血红蛋白；红蛋白；FCOCO是直接与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白。是直接与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白。2023-1-339五、生物学标志五、生物学标志(biomarker)biomarker)1.生物学标志的概念生物学标志的概念 指针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物质及指针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物质及其代谢产物、以及它们所引起的生物学效应而采用的其代谢产物、以及它们所引起的生物学效应而采用的检

33、测指标。检测指标。2.生物学标志的分类生物学标志的分类接触生物学标志：接触生物学标志：Biomarker of exposure效应生物学标志：效应生物学标志：Biomarker of effect易感性生物学标志：易感性生物学标志：Biomarker of susceptibility2023-1-340接触生物学标志接触生物学标志n接触生物学标志接触生物学标志是对组织、体液或排泄物中存在的化学物是对组织、体液或排泄物中存在的化学物质及其代谢产物，或它们与内源性物质的反应产物的测定质及其代谢产物，或它们与内源性物质的反应产物的测定值。可提供有关值。可提供有关化学物暴露的信息化学物暴露的信息。

34、体内剂量标志体内剂量标志（internal doseinternal dose）：反映机体在细胞、）：反映机体在细胞、组织或体液中某种特定组织或体液中某种特定化学物质及其代谢物的含量化学物质及其代谢物的含量。如血铅水平可以反映机体铅暴露，如血铅水平可以反映机体铅暴露，2,5-2,5-已二酮反映正已已二酮反映正已烷暴露。烷暴露。生物有效剂量标志生物有效剂量标志（biological effective dosebiological effective dose）：）：反映化学物质及其代谢产物与靶细胞或靶分子相互作用反映化学物质及其代谢产物与靶细胞或靶分子相互作用所形成的所形成的产物含量产物含量。

35、如苯并芘。如苯并芘-DNA-DNA加合物的水平。加合物的水平。2023-1-341效应生物学标志效应生物学标志n效应生物学标志效应生物学标志指可以测出的机体生理、生化、行为等方指可以测出的机体生理、生化、行为等方面的异常或病理组织学方面的改变，可反映不同剂量的化面的异常或病理组织学方面的改变，可反映不同剂量的化学物质或其代谢产物有关的健康有害效应的信息。学物质或其代谢产物有关的健康有害效应的信息。F早期效应生物学标志早期效应生物学标志：反映化学物质与细胞作用后在：反映化学物质与细胞作用后在分分子水平子水平产生的改变，如癌基因激活、抑癌基因失活等。产生的改变，如癌基因激活、抑癌基因失活等。F结构

36、或结构或/和功能改变效应生物学标志和功能改变效应生物学标志：反映化学物质造：反映化学物质造成的成的组织器官水平的组织器官水平的功能失调或形态学改变。如转氨酶功能失调或形态学改变。如转氨酶升高示肝脏损害。升高示肝脏损害。F疾病效应生物学标志疾病效应生物学标志：与化学物质导致：与化学物质导致机体机体出现的亚临出现的亚临床或临床表现密切相关，常用于疾病的筛选与诊断。床或临床表现密切相关，常用于疾病的筛选与诊断。2023-1-342易感性生物学标志易感性生物学标志v易感性生物学标志易感性生物学标志反映机体对化学物质作用敏感程度的指标。反映机体对化学物质作用敏感程度的指标。毒物代谢酶的多态性毒物代谢酶的

37、多态性直接影响化学物质在体内的结局和与生直接影响化学物质在体内的结局和与生物大分子相互作用的活性，与某些疾病的高发有关。物大分子相互作用的活性，与某些疾病的高发有关。如如ADHADH的的487487位位GluGlu-Lys-Lys。如患有着色性干皮症的病人，由于有多种如患有着色性干皮症的病人，由于有多种DNADNA修复酶的遗传缺修复酶的遗传缺陷，对于紫外线和某些化学诱变剂所致的陷，对于紫外线和某些化学诱变剂所致的DNADNA损伤格外敏感，损伤格外敏感，其细胞易于发生突变甚至癌变。其细胞易于发生突变甚至癌变。易感性生物标志主要用于易感性生物标志主要用于易感人群的筛选与监测易感人群的筛选与监测，在

38、此基础，在此基础上可采取有效措施进行有针对性的预防。上可采取有效措施进行有针对性的预防。职业卫生尤其有意职业卫生尤其有意义。义。2023-1-3432023-1-344接触标志接触标志效应标志效应标志暴露暴露吸收剂量吸收剂量靶剂量靶剂量生物学效应生物学效应健康效应健康效应易感性标志易感性标志图图2-2 从暴露到健康效应的模式图和与生物学标志的关系从暴露到健康效应的模式图和与生物学标志的关系第二节第二节 剂量与剂量反应关系剂量与剂量反应关系1.1.剂量剂量2.2.量反应与质反应量反应与质反应3.3.剂量剂量-反应关系反应关系4.4.剂量剂量-反应曲线反应曲线2023-1-345剂剂 量量(dos

39、e)dose)剂量不仅可以指机体接触化学物质的量，或者在试验剂量不仅可以指机体接触化学物质的量，或者在试验中给予机体受试物的量（外剂量）；又可以指化学物中给予机体受试物的量（外剂量）；又可以指化学物质被吸收入血的量（内剂量）或者到达靶器官并与其质被吸收入血的量（内剂量）或者到达靶器官并与其作用的量（靶剂量、生物有效剂量）。由于确定内剂作用的量（靶剂量、生物有效剂量）。由于确定内剂量或靶剂量是相当困难的。因此：量或靶剂量是相当困难的。因此：v毒理学中的剂量通常是指机体接触化学物质的量或给毒理学中的剂量通常是指机体接触化学物质的量或给予机体化学物质的量。单位常为予机体化学物质的量。单位常为mg/k

40、g.bw。2023-1-346量反应与质反应量反应与质反应v反应：反应：指化学物质与机体接触后引起的生物学改变。分指化学物质与机体接触后引起的生物学改变。分为量反应和质反应两类。为量反应和质反应两类。v量反应：量反应：这类生物学效应属于计量资料，有强度的差别，这类生物学效应属于计量资料，有强度的差别，可以用某种测量数值来表示。如可以用某种测量数值来表示。如OPOP抑制血胆碱酯酶活性，抑制血胆碱酯酶活性，可用酶活性单位测定值来表示。可用酶活性单位测定值来表示。量反应表示化学物质量反应表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。在个体中引起的毒效应强度的变化。质反应：质反应：这类生物学效应属于计数

41、资料，没有强度的差这类生物学效应属于计数资料，没有强度的差别，不能用具体的数值来表示。只能用阳性或阴性、有别，不能用具体的数值来表示。只能用阳性或阴性、有或无来表示。即或无来表示。即质反应表示化学物质在群体中引起的某质反应表示化学物质在群体中引起的某种毒效应的发生比例。种毒效应的发生比例。2023-1-347n特定情况下，特定情况下，量反应数据可以转化质反应。量反应数据可以转化质反应。n例如：降血压药物引起的降压效果，在每一个体表现为量反应，即降“XX mm Hg”，在群体中可能作为质反应，即有无“降压”效果。以10 mm Hg为标准,则大于作为阳性，低于作为阴性。剂量剂量-反应关系反应关系剂

42、量剂量-反应关系分剂量反应关系分剂量-量反应关系和剂量量反应关系和剂量-质反应关系质反应关系n剂量剂量-量反应关系（量反应关系（graded dose-response graded dose-response relationshiprelationship）：表示化学物质的剂量与个体中发生的：表示化学物质的剂量与个体中发生的量反应强度之间的关系。量反应强度之间的关系。n剂量剂量-质反应关系（质反应关系（quantalquantal dose-response dose-response relationshiprelationship）：表示化学物质的剂量与某一群体中质：表示化学物质的剂量

43、与某一群体中质反应发生率之间的关系。反应发生率之间的关系。n剂量剂量-反应关系是毒理学的重要概念，剂量反应关系的反应关系是毒理学的重要概念，剂量反应关系的存在被视为受试物与机体损伤之间存在存在被视为受试物与机体损伤之间存在因果关系因果关系的证据。的证据。2023-1-349剂量剂量-量反应关系量反应关系2023-1-350FIG.毒死蜱染毒剂量与大脑中酯酶活性的剂量反应关系毒死蜱染毒剂量与大脑中酯酶活性的剂量反应关系剂量剂量-质反应关系质反应关系n上图：纵坐标是反应频率上图：纵坐标是反应频率(response frequency)，即，即某一染毒剂量某一染毒剂量组的反应百分比减相邻较低剂量组的

44、反应百分比组的反应百分比减相邻较低剂量组的反应百分比.n下图：下图：纵坐标是累积反应百分比纵坐标是累积反应百分比(percent response)，某一染毒剂某一染毒剂量组的死亡百分比量组的死亡百分比.2023-1-351剂量剂量-反应曲线反应曲线（Shape of the DoseResponse Curve）v剂量剂量-反应关系都可以用曲线表示，即以表示量反应反应关系都可以用曲线表示，即以表示量反应（效应）强度的计量单位或表示质反应（反应）的百（效应）强度的计量单位或表示质反应（反应）的百分率或比值为纵座标，以剂量为横座标，绘制散点图，分率或比值为纵座标，以剂量为横座标，绘制散点图，可得

45、出一条曲线。可得出一条曲线。v剂量反应曲线的类型：剂量反应曲线的类型：直线：直线：抛物线：抛物线：S S形曲线：对称形曲线：对称S S形曲线、对称形曲线、对称S S形曲线形曲线U U形曲线：形曲线：2023-1-352 直线型：直线型：反应与剂量呈直线关系；反应与剂量呈直线关系；随着剂量的增加，反应也随着增加，随着剂量的增加，反应也随着增加，并成正比关系。但在生物机体内，并成正比关系。但在生物机体内，此种直线关系此种直线关系较少较少出现，仅在某些出现，仅在某些体外实验中，在一定的剂量范围内体外实验中，在一定的剂量范围内存在。存在。抛物线型：抛物线型：剂量与反应呈非线性剂量与反应呈非线性关系，即

46、随着剂量的增加，反应关系，即随着剂量的增加，反应也增加，但最初增高急速，然后也增加，但最初增高急速，然后变为缓慢，以致曲线先陡峭，然变为缓慢，以致曲线先陡峭，然后平缓，成抛物线型。如将剂量后平缓，成抛物线型。如将剂量换成对数值，则成直线。该曲线换成对数值，则成直线。该曲线常见于常见于剂量剂量-量反应关系中。量反应关系中。2023-1-353 形曲线形曲线n形曲线：形曲线：是典型的剂量是典型的剂量-反应曲线，多见于反应曲线，多见于剂量剂量-质反质反应关系中应关系中。n此种曲线的特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反此种曲线的特点是在低剂量范围内，随着剂量增加，反应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量

47、较高时，反应或应或效应强度增高较为缓慢，然后剂量较高时，反应或效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应效应强度也随之急速增加，但当剂量继续增加时，反应或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡峭，或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡峭，然后又趋平缓，成形状。然后又趋平缓，成形状。2023-1-354形曲线形曲线形曲线分为对称或非对称两种。形曲线分为对称或非对称两种。n对称型形曲线：当纵坐标以概率单位表示时，即成一直线。对称型形曲线：当纵坐标以概率单位表示时，即成一直线。n非对称形曲线：两端不对称，一端较长，另一端较短。当非对称非对称形曲线：两端不对称，一端较长，另一端较短

48、。当非对称形曲线横座标形曲线横座标(剂量剂量)以对数表示时，则成为一对称形曲线；如以对数表示时，则成为一对称形曲线；如如再将反应率换成概率单位，即成一直线。如再将反应率换成概率单位，即成一直线。2023-1-355U-形剂量反应曲线形剂量反应曲线2023-1-356Figure.微生素与必需微量元素的微生素与必需微量元素的U-形剂量反应曲线形剂量反应曲线第三节第三节 表示毒性常用指标表示毒性常用指标常用的毒性指标有：常用的毒性指标有：1.致死剂量致死剂量2.有效剂量有效剂量3.阈剂量和最大无作用剂量阈剂量和最大无作用剂量4.毒作用带毒作用带2023-1-357致死剂量致死剂量(lethal d

49、ose)n致死剂量或浓度（致死剂量或浓度（lethal dose,lethal concentration)lethal dose,lethal concentration)n指在急性毒性试验中外源化学物引起受试实验动物死亡的剂量指在急性毒性试验中外源化学物引起受试实验动物死亡的剂量或浓度，通常按照引起动物不同死亡率所需的剂量来表示。或浓度，通常按照引起动物不同死亡率所需的剂量来表示。v绝对致死量或浓度绝对致死量或浓度(LDLD100100或或LCLC100100)：指化学物质引起受试对指化学物质引起受试对象全部死亡所需要的最低剂量。再降低剂量，就有存活者。象全部死亡所需要的最低剂量。再降低剂

50、量，就有存活者。v最小致死剂量或浓度最小致死剂量或浓度(LDLD0101或或 LCLC0101)：指化学物质引起受试对指化学物质引起受试对象中个别成员出现死亡的剂量。理论上低于此剂量，则不象中个别成员出现死亡的剂量。理论上低于此剂量，则不引起死亡。引起死亡。v最大耐受剂量或浓度最大耐受剂量或浓度(LDLD0 0或或LCLC0 0)：指化学物质不引起受试对指化学物质不引起受试对象出现死亡的最高剂量。理论上高于此剂量，则出现死亡。象出现死亡的最高剂量。理论上高于此剂量，则出现死亡。2023-1-358半数致死剂量半数致死剂量n半数致死剂量或浓度半数致死剂量或浓度(LDLD5050或或LCLC505