毒理学复习纲要 归纳Word格式.docx
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剂量相同时,对机体损害能力越强的化学物质,毒性越高。
相对于同一损害指标,需要剂量越小的化学物质,其毒性越大。
(必考)
2.毒效应:
化学物对机体健康引起的有害作用称为毒效应。
通过毒理学实验观察毒物的毒效应来了解认识毒物的毒性。
(必考)(要点:
毒性是内在属性,毒效应是外在表现,毒性是毒效应的诱因,但毒性不一定都能引起毒效应。
3.外源化学物:
是在人类生活和生产环境中存在、可能与机体接触并进入机体,并呈现一定的生物学作用的化学物质,又称为外源生物活性物质,相对于内源化学物(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)
毒物:
是一定条件下以较小剂量进入机体就能干扰其正常生理生化功能,引起暂时或永久性病理变化、甚至危及生命的化学物质。
是外源化学物毒性的具体表现,是毒理学的主要研究对象。
4.损害作用:
指影响机体行为的生化改变,功能紊乱或病理损害,或降低对外界环境应激的反应能力。
非损害作用:
机体发生的生物学变化在机体适应代偿能力范围之内,机体对其他不利因素的易感性也不增高。
便于理解的例子(froPTT):
损害作用与非损害作用二者间无严格的界限。
比如乙醇诱导肝脏CYP2e1,因后者是多种亚硝胺类致癌物的活化酶,当同时接触亚硝胺时,前者为损害作用(增加机体对亚硝胺致癌作用的易感性),否则为非损害作用。
5.毒效应谱(了解毒效应谱的宽窄,毒效应弱的地方毒效应谱宽,受影响的人群多,毒效应强的地方毒效应谱窄,占少数人群)
毒物接触剂量/时间
非损害作用
损害作用
机体的化学物负荷
亚临床改变基因突变
无病理意义的生理、生化改变中毒细胞增殖
死亡致癌、致畸
毒效应谱:
外源化学物可引起机体的多种性质或强度方面的生物学变化,包括:
A机体对外源化学物的负荷增加;
B意义不明的生理和生化改变;
C。
亚临床改变;
D临床中毒(三致作用);
E死亡。
CDE属于损害作用(毒效应),毒效应谱还包括致癌、致突变和致畸胎作用。
适应:
机体对一种通常能引起有害作用的化学物显示不易感性或易感性降低。
抗性:
用于一个群体对于应激原化学物反应的遗传机构改变,以致与未暴露的群体相比有更多的个体对该化学物不易感性。
耐受:
获得对某种化学物毒作用的抗性,通常是早先暴露的结构,导致对该化学物毒作用反应性降低的状态。
6.毒作用的分类:
(一)速发性或迟发型作用:
速发型(某些外源化学物在一次暴露后的短时间内所引起的即刻毒作用):
KCN,H2S,等。
迟发型(在一次或多次暴露某种外源化学物后,经一定时间间隔才出现的毒作用):
典型者如致癌物:
B(a)P,石棉,等;
潜伏期可长达10-20年。
与毒物吸收、分布及排泄速率不同及是否需要生物活化有关。
也与所观察的反应有关,如矽尘引起呼吸道刺激症状为速发型作用,而肺纤维化则为迟发型作用。
(二)局部作用和全身作用---局部作用:
对暴露部位直接的损害作用;
全身作用---吸收和分布至靶器官或全身所产生的毒作用。
(三)可逆或不可逆作用---例子ppt脂肪肝(可逆)肝硬化(不可逆)作用是否可逆,主要取决于受损组织的修复和再生能力
(四)超敏反应---机体对外源化学物的病理性免疫反应。
外源性化学物可作为半抗原,与内源性蛋白质分子结合形成完全抗原,刺激免疫反应,低剂量即可发生,难以观察剂量反应关系。
(五)特异质反应(遗传性异常的反应性)---由于机体遗传物质异常(基因多态性,与免疫性超敏反应无关)而发生的对外来化学物的反应;
如肌松药琥珀酰胆碱的降解酶是血清胆碱酯酶(ChE),人群中有极少数人缺乏此酶活性。
又如:
亚硝酸盐——高铁血红蛋白——NADH高铁血红蛋白还原酶(多态性)
7选择性毒性(某种化学物质只对某种/类生物、某些/类群体、某种/些组织器官产生毒性)的原因:
□物种及细胞学差异,细菌;
□对化学物质生物转化过程的差异,叶酸;
□组织器官对化学物质亲和力的差异;
□组织器官修复能力的差异等。
8生物学标志及其分类外源化学物通过生物学屏障进入组织或体液后对其外源化学物及其生物学后果的测定指标。
分为:
暴露标志---体内或排泄物中,原型/代谢物/反应产物(如CO:
碳氧血红蛋白;
铅中毒:
DeltaALA)效应标志---生化,生理,行为等方面。
易感性标志---如暴露的化学物有关的代谢酶的多态性(亚硝胺类,CYP2E1;
B(a)P,CYP1A1)。
目的是发现和保护易感人群。
。
▲暴露标志:
测定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代谢物或与内源性物质的反应产物,作为吸收剂量或靶剂量的指标,提供关于暴露于外源化学物的信息。
内剂量标志(血铅),生物效应剂量标志(苯并比的DNA加合物)
▲效应标志:
机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标,提示与不同靶剂量的外源化学物或其代谢物有关联的对健康有害效应的信息。
▲易感标志:
个体对外源化学物生物易感性的指标,筛选易感人群,保护高危人群。
9靶器官---是外源化学物发挥主要毒性效应的器官。
如甲基汞—脑,镉—肾,CCl4—肝。
毒效应的强弱取决于毒物在靶器官的浓度,靶器官相同不代表毒性机制相同,但毒物蓄积的器官未必是靶器官。
如铅蓄积于骨,但骨并非靶器官;
DDT蓄积于脂肪组织,但不对脂肪组织产生毒作用。
多种因素决定一个毒物的靶器官:
△该器官的血液供应;
△存在特殊的酶或生化途径;
△器官的功能和在体内的解剖位置;
△对特异性损伤的易感性;
△对损伤的修复能力;
△具有特殊的摄入系统;
△代谢毒物的能力和活化/解毒系统平衡;
△毒物与特殊的生物大分子结合等。
10量反应、质反应、毒物剂量效应关系(详见课件、课本22)(必考)知识点:
质反应体现的是有或无的关系;
剂量效应关系反应的是各个机体的差异性。
如果曲线为水平走势,说明群体差异性很大,如果曲线波动趋势明显,说明群体差异性小。
量反应/效应:
暴露一定剂量外源化学物后所引起的一个生物个体、器官或组织的生物学改变。
此改变的程度用计量单位来表示。
质反应/反应:
指暴露某一化学物的群体中出现某种效应的个体在群体中所占比率,一般用百分率或比值表示。
如死亡率,肿瘤发生率等。
其观察结果以“有”或“无”“异常”或“正常”来表示。
一般用百分率或比值来表示。
剂效反应关系:
反映化学物的毒效应性质;
比较不同化学物毒性大小;
反映各个体的机体易感性变异度;
判断因果关系;
安全性评价或危险性评价的依据。
量反应与剂量效应关系、质反应与剂量效应关系
二者的量-效曲线都有可能呈S型半对数图,但前者提示毒物的最大效能,后者反映群体对毒物反应的差异。
(必考)
量反应和剂量效应曲线:
I.在游离器官/组织的量反应,因为游离器官缺乏多种整体干预机制;
II在整体动物的量反应,受整体动物的神经和内分泌调节及转运机制的影响,一般呈现上升或下降的不同类型的曲线,呈双曲线型、直线型或S型曲线等多种形状。
质反应和剂量反应曲线:
非对称S型曲线,反应率在50%斜率最大,转换后可呈对称S性曲线及直线;
直线转化后可计算多种参数:
ED50(半数的有效剂量)、TD50(半数中毒剂量)、LD50(半数致死量).
11毒理学研究方法:
体外实验;
体内实验/整体动物试验(目前的标准方法);
人体观察;
流行病学研究。
12毒性参数:
毒性上限参数:
急性毒性试验中以死亡为终点的各项毒性参数
毒性下限参数:
观察到有害作用最低水平及最大无有害作用剂量。
LD100---绝对致死剂量/浓度,引起一组受试实验动物全部死亡的最低剂量(mg/kg)/浓度,受个体间耐受性差异影响太大。
LD50---半数致死剂量/浓度,一组受试实验动物半数死亡的剂量或浓度(LC50,气态或液态毒物),与毒性呈反比,较为稳定,较少受个体耐受程度差异的影响。
LD01/MLD---最小致死剂量,一组受试实验动物中仅引起个别动物死亡的最小剂量或浓度。
LD0——最大非致死剂量/浓度,一组受试实验动物中,不引起动物死亡的最大剂量或浓度
LOAEL(lowestobservedadverseeffectlevel)观察到有害作用的最低水平,指引起某种可观察到的有害改变的最低剂量。
NOAEL---未观察到有害作用水平,指未观察到有害作用(非损害作用)的最高剂量。
NOAEL-LOAEL=一个剂量组
LOEL,观察到作用的最低水平,某种作用(非有害作用如治疗作用)。
NOEL,未观察到作用水平,任何作用(有害作用或非有害作用)
阈值,外源化学物的一般毒性/器官毒性和致畸作用的剂量-反应关系是有阈值的;
而遗传毒性致癌物和致突变物的剂量-反应关系通常被认为是无阈值的(零阈值)。
有害效应的阈值介于NOAEL和LOAEL之间;
非有害效应的阈值则介于NOEL和LOEL之间。
ADI---每日容许摄入量。
BMD---基准剂量法(绪论4.(3)指ED1、ED5或ED10的95%可信限下限值。
)(课本P8)
13急性毒作用带、慢性毒作用带(P31)
毒作用带是化学毒作用特点的参数。
急性毒作用带:
急性毒作用带(Zac)---LD50/Limac,即半数致死剂量与急性阈剂量的比值。
此值小,说明化学物质从产生轻微损伤到导致急性死亡的剂量效应窄;
反之说明引起的急性毒性死亡的危险性小。
慢性毒作用带(Zch)---Limac/Limch,急性阈剂量与慢性阈剂量的比值。
此值大,说明从Lmac到Limch之间的剂量范围大,由轻微的慢性毒性实验到较为明显的急性毒性重度之间剂量范围宽,故发生慢性毒性的危险性大。
反之,发生慢性毒性的危险性小。
第三章外源化学物在体内的生物转运与生物转化
1.ADME---机体对于外源化学物的处置包括吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)四过程,代谢和排泄合称消除。
又称(ADME过程)每个过程都会受到多种因素影响,进而改变外源化学物在作用部位的存在数量、时间和继发的反应。
其中吸收、分布、排泄具有共性,均为外源化学物穿越生物膜的过程,其本身结构性质不发生改变,故称生物转运。
而代谢则是外源化学物转化为新的化学物的过程,产物结构形式发生改变,为生物转化过程。
2.外源化学物质通过通过生物膜的方式及其特点,简单扩散影响因素
I被动转运:
(1)简单扩散
(2)滤过
简单扩散/脂溶扩散:
顺浓度差,不耗能,不需要载体,无饱和性,无竞争性——大多数外源化学物的跨膜转运方式
滤过:
压力差/渗透压差,适合的分子量
II特殊转运:
(1)主动转运
(2)易化扩散3)膜动转运---(a)吞噬作用(b)胞饮作用(c)胞吐作用。
主动转运:
逆浓度差,耗能,需要载体,饱和性,竞争性,特异性
易化扩散:
顺浓度差,不耗能,需要载体,饱和性,竞争性
膜动转运:
特征表现为转运时生物膜的形态发生变化
简单扩散的影响因素:
1)经简单扩散的外源化学物必须有脂溶性。
脂水分配系数越大,越易溶解于脂肪,经简单扩散的速度就越快。
不过生物膜包含脂相和水相,因此脂溶性极高,全部溶于脂肪的物质,也难以通过简单扩散的方式进行跨膜转运。
(2)外源化学物质的解离状态对生物膜的转运的影响。
解离程度越高,极性越大,越难通过生物膜脂相进行扩散。
所以,非解离态的外源化学物易于转运。
如弱有机酸、弱有机碱。
(3)浓度梯度对扩散速率的影响最为重要
3.经胃肠道、呼吸道、皮肤吸收的主要部位,方式,影响因素
(一)胃肠道吸收主要部位及方式:
以小肠为主,其次是胃。
多数是简单扩散,部分物质是主动转运(如左旋多巴、Pt、天冬酰苯丙氨酸甲酯),少数是胞饮、滤过(铬、镉、锰、铅)、吞噬作用吸收。
胃肠道吸收影响因素:
弱有机酸和弱有机碱,只有分子态才可吸收。
所以胃肠道pH起决定作用。
胃和十二指肠腔内为酸性环境,利于弱酸如苯甲酸吸收。
小肠腔内pH达6以上,利于弱碱性物质(如苯胺)的吸收。
胃肠蠕动、排空速度和肠道菌从也对外来化合物的吸收有影响。
(二)呼吸道吸收的主要部位(以肺泡为主):
(1)直径≥5微米:
沉积于鼻咽部
(2)直径在2~5微米:
沉降于气管、支气管区域。
被咳出或吞咽进胃肠道(3)直径在1微米以下:
可达肺泡并被吸收入血.
呼吸道吸收的影响因素:
气体和蒸气的吸收主要取决于
(1)脂溶性和浓度(简单扩散)。
(2)血/气分配系数(mg/L:
mg/L)乙烯:
0.14,乙醇:
1300,苯:
6.85
血/气分配系数:
当某种化学物在呼吸膜两侧达到动态平衡时,在血液中的浓度与在肺泡中浓度的比值,(3)肺通气量(4)气溶胶:
雾经肺的吸收与气体和蒸气相似(5)烟和粉尘的颗粒直径大小与其到达呼吸道的部位有密切关系。
(三)皮肤吸收的方式:
(1)穿透阶段:
角质层---被动扩散
(2)吸收阶段:
表皮深部和真皮层---经静脉和淋巴——入体循环
皮肤吸收的影响因素:
脂溶性较好的物质易吸收,而高脂溶性或高水溶性物质,经皮吸收困难。
增加皮肤通透性的因素---酸碱、二甲基亚砜,芥子气等。
潮湿皮肤使角质层结合水的能力增加3-5倍,通透性增加2-3倍。
皮肤炎性反应也可增加外源化学物的吸收。
4.贮存库有哪些?
答:
血浆蛋白(最主要的贮存库,因为清蛋白在体内比例最大,与慢性毒性蓄积作用有关,外源化学物与血浆单边的结合是暂时而可逆的)、肝脏、肾脏、脂肪组织、骨髓。
蓄积:
外源化学物以相对较高的浓度富集于某些组织器官的现象。
贮存库:
凡是毒物蓄积的部位。
≠靶器官,对急性中毒有保护作用;
是慢性毒性作用发生的物质基础。
表观分布容积Vd=D/C,可用于推测毒物在体内的分布范围,是体内毒物剂量与血毒物浓度的比值。
△Vd=血浆容量(0.05L/kg),提示毒物只分布在血液中;
△Vd=体液总量(0.6L/kg),提示毒物均匀分布在体液中;
△Vd>
体液总量,提示毒物在体内有贮存库。
5.生物转化主要反应类型和六大结合反应
(1)一相反应:
包括氧化,还原和水解反应。
重点:
细胞色素P450酶系/微粒体混合功能氧化酶MFO/单加氧酶,在一相反应中居于首位,分布广泛,以肝细胞内质网微粒体(粗>
细)中含量最高。
由3种成分构成,即血红蛋白类(细胞色素P450和细胞色素b5,传递电子,活性中心)和黄素蛋白(NADPH-细胞色素P450还原酶,为传递电子的转运体,增加底物的亲和力)、磷脂(固定作用)。
(注:
P450为催化作用的活性中心).胞液中的醇脱氢酶ADH和醛脱氢酶ALDH与甲醇和乙醇的代谢有关,乙醛脱氢酶具遗传多态性。
亚洲人中有大约一半的人因点突变而缺乏此酶ALDH活性(将乙醇氧化成乙酸):
红晕综合症。
(2)二相反应:
结合作用,是外源化学物原有的或经过一相反应后引入或暴露出的羟基、氨基、羧基、巯基、羰基、和环氧基等与内源性极性基团之间发生的生物结合反应,反应速度较I相快。
二相反应主要在肝脏进行,其次是肾脏,也可在肺、肠、脾脑中进行。
六大结合反应:
1、葡萄糖醛酸结合(体内最重要的结合反应)2、硫酸基结合3、谷胱甘肽结合4、甲基化反应5、乙酰化反应6、氨基酸结合
生物转化前后毒物水溶性和毒性的变化:
多数外源性化学物代谢后毒性降低,少数毒物如氯乙烯和B(a)P本身不直接发生毒效应,而是依赖代谢过程使其成为具有细胞毒性、遗传毒性或致癌性的活性形式(自由基或亲电子剂)。
要点记忆:
1.多数外源化学物代谢后毒性降低,但少数毒性反而增加,称为代谢活化。
如硫磷、氯乙烯、苯丙芘。
2.溶解度变化:
多数二相反应使外源化学物的水溶性增加,排泄加快,除甲基化或乙酰化反应使结合物水溶性降低。
6.代谢活化和代谢灭活此知识点须知:
一相反应一般为代谢活化,将外源化学物的毒性集团暴露,以便二相反应的进行。
在二相反应中的六大结合反应中:
(1)硫酸基结合反应---硫酸基转移酶有时使外源性化学物毒性增强—活化为细胞毒性和致突变物。
(必考)
(2)乙酰化作用---多为代谢灭活,但有时为代谢活化。
见课本(P58)。
第五章毒作用影响因素
该章节首先要大线条掌握,还需要理解一些典型例子:
比如化学结构、高温高湿、水溶性、年龄等对毒作用的影响
影响毒作用的四大因素:
1.化学因素2.机体因素3.环境因素4.联合作用
1.化学物质本身的因素对毒作用的影响:
化学结构,理化性质,纯度和稳定性。
化学结构:
a.取代基的影响,取代基不同毒性不同
苯:
麻醉作用和抑制造血功能。
甲基取代(甲苯、二甲苯):
麻醉作用↑,抑制造血功能↓;
氨基取代:
形成高铁血红蛋白;
硝基(硝基苯)或卤素(卤代苯)取代:
肝毒性;
烷烃:
氢被卤素取代,肝毒性增加,且取代愈多,毒性愈大。
CH3CL<
CH2CL2<
CHCL3<
CCL4
b.异构体和立体异构的影响(不会考)
c.同系物的碳原子数和结构
理化性质:
脂水分配系数,挥发性,气态物质的血/气分配系数,比重,大小,电离性
脂/水分配系数:
达到动态平衡时化学物在脂相和水相中的溶解分配率的平衡系数。
大,脂溶性强,易吸收、蓄积,如DDT。
小,水溶性强,不易透膜吸收,易排泄
同系化合物中,水溶性越大,毒性愈大、
砒霜(As2O3,水溶解度较大)>
雄黄(As2S3)
一氧化铅>
金属铅>
硫酸铅>
碳酸铅
气态化学物:
水溶性影响在呼吸道的吸收部位
NH3易溶于水,损害上呼吸道
NO2不易溶解,深入到肺泡,引起肺水肿。
血/气分配系数:
系数越大越易被吸收入血
2.机体因素:
a.遗传因素:
种间遗传差异(解剖、生理差异;
代谢差异;
物种间遗传差异)、个体间差异;
b.非遗传因素:
健康状况、营养、年龄、性别(年龄:
生物转运的差异;
药物代谢酶系统;
神经系统)
(知道什么属于机体因素就可以了)
3.环境因素:
气象条件、季节及昼夜节律(器官代谢具有节律性)、动物笼养形式、外源化合物的接触特征和赋形剂
气象条件:
气温高温:
血管扩张,血液循环和呼吸加快,胃酸分泌减少,多汗,少尿。
气湿增加机体体温调节负荷
高温高湿:
皮肤吸收增加,黏附时间延长
外源化学物的接触特征和赋形剂:
接触途径(静脉注射≈吸入>
腹腔注射≥肌肉注射>
皮下注射>
皮内注射>
口服>
经皮给药);
接触持续时间;
接触频率;
溶剂或助溶剂
助溶剂:
溶剂或助剂、生物体、化学物之间的相互作用,化学物在溶剂或助剂中的浓度影响毒效应:
浓>
稀
要求所选溶剂或助剂无毒、不与受试化学物发生反应、不影响受试化学物的毒性、受试化学物在溶剂或助剂中稳定。
4.联合作用:
同时或先后接触两种或两种以上外源化学物对机体产生的总毒性效应。
(掌握五种是哪五种即可)(可能是多选)
非交互作用:
a.相加作用:
相同的方式,相同的机制,作用于相同的靶标;
总毒性作用等于各化学物单独对机体产生效应的算术总和
也称为,简单相似作用/简单联合作用/剂量相加作用,
原则上不存在阈值
例如:
PCB与二恶英,大多数刺激性气体
b.独立作用
各化学物毒性效应不同,但互不影响;
总效应是每个化合物的反应的总和决定
简单不同作用(反应相加)
交互作用(比预期的相加作用更强或更弱):
a.协同作用(总毒性效应大于各个化学物的毒性效应总和,毒性增强):
马拉硫磷与苯硫磷联合染毒,毒性明显增加。
b.加强作用(一种无毒性,同时/先后暴露后效应增强,助癌物;
促癌物):
促癌物,本身不致癌,但能够加强致癌物的致癌效应。
苯巴比妥,乙烯雌酚。
c.拮抗作用:
阿托品、氯磷定对有机磷农药;
区别于抑制作用(一种无毒性,另一种先后/同时暴露后毒性降低)
第六章外源化学物的一般毒性作用
1.一般毒性包括哪些,概念:
▲一般毒性作用也称基础毒性,是全身各系统对外源化学物的毒作用反应,与特殊毒性(致畸、致突变、致癌)相对而言。
按照接触毒物的时间长短可分为:
急性毒性、重复剂量毒性、亚慢性毒性、慢性毒性。
▲急性毒性:
机体(实验动物、人)一次或24小时内接触多次一定剂量外源化学物后在短期(最长14天)内所产生的毒作用及死亡。
(国内多规定24小时一般不超过3次)
▲亚慢性毒性:
机体(实验动物、人)连续较长期(相当于生命周期的1/10)接触外源化学物所产生的中毒效应。
▲慢性毒性:
实验动物长期染毒外源化学物所引起的毒性效应。
2.各研究实验的染毒时间
●急性毒性实验:
一次或24小时内多次
●短期重复剂量实验:
28d(14-30d)
●亚慢性毒性实验:
90d,相当于生命周期的1/10,已成为较常用的长期重复染毒毒性试验,基本可代替慢性毒性试验,由该实验可确定外源化学物的未观察到有害作用剂量NOAEL
●慢性毒性:
长期(终生)
3.各研究实验的研究目的
急性:
a.测定毒物的致死剂量以及其他急性毒性参数,以LD50为主,进行毒性分级。
b.初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量-反应(效应)关系和对人体产生损害的危险性
c.为试验研究以及其他毒理试验提供接触剂量设计及观察指标选择依据。
d.提供毒理学机制研究的初步线索
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