第一單元 衛生毒理學基本概念

考試要點

①毒物、毒性和毒性作用;②劑量一效應關係和劑量一反應關係;③表示毒性常用參數。

重點、難點、疑點解析

毒理學是從醫學角度研究化學物質對生物機體的損害作用及其機理的科學。衛生毒理學是利用毒理學的概念和方法,從預防醫學角度研究人類生活和生產活動中可能接觸的外來化合物對機體的生物學作用,特別是損害作用,亦即毒性作用及其機理的科學。外來化合物是指在人類生活的外界環境中存在、可能與機體接觸並進入機體的一些化學物質,它們並非人體的組成部分,也非人體所需的營養物質,而且也不是維持正常生理功能和生命所必需的物質,但它們可由外界環境一定環節和途徑與機體接觸並進入機體,並在體內呈現一定的生物學作用。

①衛生毒理學的研究任務:闡明外來化合物對機體損害作用的一般規律及機理和評定此種損害作用的方法。

②衛生毒理學的研究方法:動物試驗;人體調查。

1.毒物、毒性和毒性作用

在一定條件下,以較小劑量進入機體就能幹擾正常的生化過程或生理功能,引起暫時或永久性的病理改變,甚至危及生命的化學物質稱為毒物。實際上,幾乎所有的化學物質都有引起機體損傷的潛力,在毒物與非毒物之間並沒有絕對的界限,使二者之間發生互變的重要條件是劑量。按化學物的用途及分布範圍,可將毒物分為:工業毒物;環境汙染物、食品中有毒成分、農用化學物、嗜好品、生物毒素、醫用藥物、軍事毒物、放射性核素等。

毒性是一種物質對機體造成損害的能力,毒性較高的物質,隻要相對較小的數量,即可對機體造成一定的損害;而毒性較低的物質,需要較大的數量,才呈現毒性。在一定意義上,隻要達到一定數量,任何物質對機體都具有毒性;關鍵是此種物質與機體接觸的量。毒性除與物質與機體接觸的數量有關外,還與物質與機體接觸的途徑和頻率有關。

化學毒物的毒性作用又稱為毒效應或損害作用,是化學毒物對機體所致的不良或有害的生物學改變。

中毒是生物體受到毒物作用而引起功能性或器質性改變後出現的疾病狀態。根據病變發生的快慢,中毒可分為急性中毒和慢性中毒。介於急性中毒和慢性中毒之間的,常稱為亞急性中毒。在慢性中毒過程中有時可出現急性發作。

2.劑量—效應關係和劑量一反應關係

①劑量:指可給予機體的數量或與機體接觸的外來化合物的數量、外來化合物吸收進入機體的數量、外來化合物在關鍵組織器官或體液中的濃度或含量。

②效應和反應:效應表示一定劑量外來化合物與機體接觸後所引起的生物學變化。反應是一定劑量的外來化合物與機體接觸後,呈現某種效應並達到一定程度的比率,或者產生效應的個體在某一群體中所占的比率。

③劑量-效應關係和劑量一反應關係,基本類型:直線型;拋物線型;S一狀曲線型。

3.表示毒性常用參數

①致死量:致死量即可以造成機體死亡的劑量。半數致死劑量係指能引起一群個體50%死亡所需劑量。

②最大無作用劑量:即在一定時問內,一種外來化合物按一定方式或途徑與機體接觸,根據目前認識水平。用最靈敏的試驗方法和觀察指標,未能觀察到任何對機體的損害作用的最高劑量。

③最小有作用劑量:即在一定時間內,一種外來化合物按一定方式或途徑與機體接觸,能使某項觀察指標開始出現異常變化或使機體開始出現損害作用所需的最低劑量。

④損害作用與非損害作用:非損害作用不引起機體機能形態、生長發育和壽命的改變;不引起機體某種功能容量的降低,也不引起機體對額外應激狀態代償能力的損傷。非損害作用中,機體發生的一切生物學變化應在機體代償能力範圍之內,當機體停止接觸該種化合物後,機體維持體內穩態的能力不應有所下降,機體對其他外界不利因素影響的易感性也不應增高。損害作用具有的特點:機體的正常形態、生長發育過程受到嚴重的影響,壽命亦將縮短;機體功能容量或對額外應激狀態代償能力降低;機體維持穩態的能力下降;機體對某些環境因素不利影響的易感性增高。

⑤正常值,選定一群按目前認識水平,認為是“健康”或“正常”的個體,進行某項觀察指標測定,並以其平均值±2個標準差作為正常值範圍。

第二單元 化學毒物的生物轉運

考試要點

①生物轉運的機製;

②吸收、分布和排泄;

③毒物動力學。

重點、難點、疑點解析

1.生物轉運的機製

生物轉運是指外來化合物從與機體接觸部位進入癍液的吸收過程、由血液分散到全身組織細胞中的分布過程以及外來化合物與其代謝產物離開機體的排泄過程。生物轉運是通過簡單擴散、濾過、主動轉運、載體擴散、胞飲和吞噬等機理進行的。

2.吸收、分布和排泄

外來化合物透過機體生物膜進人血液的吸收過程主要通過胃腸道、呼吸道與皮膚三種途徑進行。胃腸道是最主要的吸收途徑,外來化合物在胃腸道的吸收主要在小腸進行。氣體、揮發性液體的蒸氣和細小的氣溶膠通過簡單擴散在肺部吸收迅速而完全。外來化合物經皮膚吸收分穿透階段和吸收階段兩階段進行,吸收的主要機理是簡單擴散,擴散的速度主要與外來化合物的脂溶性和水溶性有關。

外來化合物隨血液或淋巴液的流動分布到全身各組織細胞,在體內的分布為不均勻分布,由於不同外來化合物的脂溶性、與組織蛋白的結合能力以及穿透體內血腦屏障與胎盤屏障等屏障的能力的不同可在某一器官濃集和蓄積,濃集或蓄積部位可能成為引起主要毒作用部位,也可不呈現毒性作用僅成為其貯存或沉積部位。

外來化合物及其代謝產物向機體外轉運的排泄過程可隨同尿液經腎髒排泄、經肝髒隨同膽汁排泄、經肺隨同呼出氣排泄以及胃腸道、汗液、唾液和乳汁排泄。

3.毒物動力學

毒物動力學是利用數學方法研究外來化合物進入機體的生物轉化和生物轉運隨時間變化的規律和過程。毒物動力學上室的含義是假設機體是由一個或多個室組成,室為有界的空間,外來化合物隨時間的變化在其中運動。一室模型是將機體視為單一的室,外來化合物進入機體後,能迅速均勻地分布於全室之中。二室模型是以“l室”表示血漿,而以“Ⅱ室”表示組織髒器。在二室模型化合物從血漿到髒器有一個逐步分布與逐步達到平衡的過程。常用的毒物動力學參數:生物半減期、血濃度一時間曲線下麵積、表觀分布容積、總廓清率、高峰時間、生物利用度。

第三單元 化學毒物的生物轉化

考試要點

①生物轉化及其反應類型;

②代謝活化;

③毒物代謝酶的誘導和抑製。

重點、難點、疑點解析

1.生物轉化及其反應類型

外來化合物在體內經過一係列化學變化並形成其衍生物以及分解產物的過程稱為生物轉化。代謝產物的毒性具有降低與增強的兩重性。生物轉化過程主要包括氧化、還原、水解和結合4種反應,氧化、還原、水解是生物轉化的第一階段反應,結合反應是生物轉化的第二階段反應。氧化反應可分為由微粒體混合功能氧化酶催化和非微粒體混合功能氧化酶催化的兩種氧化反應。微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應需要NADPH、細胞色素P:渤和一個氧分子。非微粒體混合功能氧化酶催化的氧化反應主要由肝細胞液、血漿和線粒體中的醇脫氫酶、醛脫氫酶、過氧化氫酶、黃嘌呤氧化酶、單胺氧化酶和雙胺氧化酶催化完成。結合反應是進入機體的外來化合物在代謝過程中與某些其他內源性化合物或基團發生的生物合成反應,以外來化合物及其含有羥基、氨基、羰基以及環氧基的代謝物最易發生。與之結合的內源性化合物與基團有:葡萄糖醛酸、3一磷酸腺苷一5一磷酸硫酸、穀胱甘肽、甘氨酸、來自乙酰輔酶A的乙酰基和來自蛋氨酸的甲基。