第2章.基本概念
二、剂量-效应关系和剂量-反应关系
剂量-效应关系和剂量-反应关系可以用曲线 表示,即以表示效应强度的单位或表示反应 的百分率或比值为纵坐标,以剂量为横坐 标,绘制散点图所得到的曲线 曲线有以下三种形式:
1、S形曲线
100
75
反 应 率 50 (%)
25
0
剂量
图2-1 剂量-反应曲线(对称S形曲线)
毒物可以是固体、液体和气体,与机体接触 或进入机体后,能与机体相互作用,发生物 理化学或生物化学反应,干扰或破坏机体的 正常生理功能,引起暂时性或永久性的功能 或器质性的损害(病理变化),甚至危及生 命。
2.毒素(toxin)
毒素是一类特殊的毒物,是由活的 机体产生的,其化学结构尚不完全清楚 的毒物
7. 特异性反应 特异性反应(idiosyncratic reaction)是指由遗传所 决定的特异性体质对某种毒物的异常反应性。
第二节 毒性作用特征
一、剂量、效应与反应 二、剂量-效应关系和剂量-反应关系 三、时间-反应关系
一、剂量、效应与反应
1. 剂量(dose):
大多数毒物的毒性作用强度,取决于作用部位,或受体部位 的毒物浓度。 接触剂量(exposure dose、外剂量); 吸收剂量(absorbed dose、内剂量); 到达剂量(delivered dose、靶剂量) 可用㎎/㎏、㎎/L、㎎/m3来表示。由于被吸收进入机体靶器 官的量不易测定,故剂量一词,一般指给予机体或与机体接 触的量。
反应率与概率单位对应关系
反应率 (%)
0.1 2.3 15.9 50.0
概率 单位
2 3 4 5
反应率 (%)
84.1 97.7 99.9
概率 单位
6 7 8
7 概6 率5
单
位4
3
死90 亡70 率50
30
%
10
死 20
亡 15
频 率
10
5
%
a
84.1
50
b
15.9
c
-2s -s x +s +2s
由此可见,“效应”仅涉及个体,即一个 动物或一个人;而“反应”则涉及群体,如一 组动物或一群人。“效应”可用一定计量单位 来表示其强度;“反应则以百分率或比值表 示。
二、剂量-效应关系和剂量-反应关系
剂量-效应关系(dose-effect relationship)是指化学物质作用于机体的 剂量与引起某种生物学效应的强度之间的相 关规律。
剂量与作用关系示意图
效应
无 (最 效 阈小 量 剂有
量效 )量
有效作用
中毒 作用
致死作用
常用量
中毒量
(治疗量)
( 极 量 )
最 大 有 效
最 小 中 毒
量量
最 小 致
致 死 量
死
量
剂量
二、剂量-效应关系和剂量-反应关系
剂量-反应关系:是指外源化学物作用于机体的不同 剂量与其引起质效应的发生率之间的相关规律。 剂量-反应关系是毒理学的重要、最基本概念之一, 也是研究毒物的最基本条件。如果某种毒物引起机 体出现某种损害作用,一般就存在明确的剂量-反 应关系(过敏反应例外)。
量效应: 质效应:
一、剂量、效应与反应
3. 反应(response)
系指接触一定剂量的外源化学物后,表现质效应的 个体数量在群体中所占的比例,一般以百分比或比 值来表示。 生物学反应常以:死亡率、发病率、阳性率等表 示,为质化效应(quantal effect)或称计数资料。
一、剂量、效应与反应
一、剂量、效应与反应
暴露→吸收剂量→靶剂量→生物学效应 因此,在论述剂量时必须同时注明染毒途径。
Ⅰ型
无效应(无害)→毒效应→致死效应 剂量增加
Ⅱ型
无效应(无害)→有益效应→毒效应→致死效应 剂量增加
一、剂量、效应与反应
2. 效应(effect)
即生物学效应:指动物机体在接触一定剂量的外源 化学物后引起的生物学改变,又称毒效应。 毒效应分为二大类:
剂量图2-2 S形Fra bibliotek量-反应曲线向直线的转换
7
死 亡 率6 概 率 单5 位
4
3
95 90
B
死
A 80
亡
率
60 概
率
尺 40 度
20 40 60 80 100
20
10 5 1 200 400 600 剂量
图2-3 两种化学物质的毒性比较
2、抛物线
死 亡 率
A
D
有 害
正致
B
常 死 缺乏症
安全
C
中毒
第三节 常用毒性参数与安全限值
一、致死剂量 (lethal dose,LD)
1、绝对致死剂量(absolute lethal dose,LD100): 指外源化学物引起一组受试动物全部死亡的最低
剂量。
2、半数致死量(median lethal dose,LD50) :较为简 单的定义是指引起一群受试对象50%个体死亡所 需的剂量,也称致死中量,是根据实验数据,经 数理统计计算获得。 LD50的数值与毒物的毒性大小呈反比。
2. 可逆或不可逆毒性
(1)可逆毒性(reversible effect)是指停止接触后 可逐渐消失的毒性作用。 (2)不可逆毒性(irreversible effect)是指停止接 触后其毒性作用依然存在甚至对机体造成的损害作 用进一步加深。
3. 速发毒性和迟发毒性 (1)速发作用(immediate effect)是指某些外源 化学物与机体接触后在短时间内引起的毒性,又称 为即刻毒性。
如沙林、一氧化碳、氰化物引起的急性中毒。 (2)迟发毒性(delayed effect)是指在一次或多次 接触某种外源化学物后,经过一定时间才出现的毒 性作用,又称为延迟性毒性。
如致癌物,己烯雌酚,有机磷农药中毒。
4. 按毒性作用性质分类:
(1)一般毒性作用:指化学物质在一定的剂量范 围内经一定的接触时间、按照一定的接触方式,均 可能产生的某些毒作用,如急、慢性作用。
毒素分类:
植物毒素 动物毒素 霉菌毒素 细菌毒素
phytotoxin zootoxin mycotoxin bacterial toxin
其中细菌毒素又可分为:
内毒素 endotoxin
外毒素 exotoxin
二、毒物的种类
(一)毒物
1. 食品中污染,包括天然的或食品变质后产生的毒素等,如 龙葵素、河豚毒素(Tetrodotoxin)等。
第二章 毒理学的基本概念
第一节 毒物与毒性 第二节 毒性作用特征 第三节 常用毒性参数与安全限值
第一节 毒物与毒性
一、毒物的定义 二、毒物的种类 三、毒性的定义 四、选择性毒性 五、毒性作用及其分类
一、毒物的定义
1. 毒物:
在一定条件下,较小剂量就能够对生物体产生 损害作用或使生物体出现异常反应的外源化学物称 为毒物(toxicant or poison)。
死亡 临床中毒 亚临床改变 意义不明的生理和生化改变 机体对外源化学物的负荷增加
外源化学物对机体的毒效应谱
(二)按毒物作用于机体后表现分为:
1. 局部或全身毒性
(1)局部毒性(local effect)是指某些毒物在机体 接触部位直接造成的损害作用。 (2)全身毒性(systemic effect)是指毒物被机体 吸收并分布至靶器官或全身后所产生的损害作用。
选择毒性反映了生物现象的多样性和复杂 性。
靶器官:甲基汞、镉;DDT存在脂肪,发挥在 别处。 效应器官不等同于靶器官。如马钱子碱中毒。
五、毒性作用及其分类
(一)毒性作用 (二)毒性分类
(一)毒性作用
毒性作用(toxic effect):是指化学毒物本 身或代谢产物在靶组织或靶器官达到一定数 量并与生物大分子相互作用,对动物机体所 引起不良或有害的生物学效应,毒性作用又 称毒作用或毒效应。
致死
剂量
图2-4 抛物线形剂量-反应关系曲线
A:致死的最低剂量
B:适合健康的最低剂量
C:适合健康的最高剂量 D:不致死的最高剂量
3、直线关系
反 应 率
亚 临 床 症 状
临 床 症 状
致 死 曲 线
剂量
图2-5 三种不同效应的剂量-反应关系曲线
三、时间-反应关系
毒物对机体的毒性作用不仅仅是剂量反应关 系,还与毒物引起机体出现某种反应的时间 有关,即时间-剂量-反应关系(time-doseresponse relationship,TDRR)。 其数学特征和曲线性质十分复杂,还需深入 研究。
(二) 潜毒物
1、日用化学品:如化妆品、洗涤用品、家庭卫生 防虫杀虫用品等。
2、食品添加剂:包括天然的以及各种食品添加 剂,如糖精、食用色素和防腐剂等。
3、工业化学品:包括生产时使用的原料、辅助剂 及生产中产生的中间体、副产品、杂质、废弃物和 成品等。
(二) 潜毒物
4、农用化学品:包括农药、化肥、除草剂、植物 生长调节剂、瓜果蔬菜保鲜剂和动物饲料添加剂 等。
(2)特殊毒性作用:包括过敏性反应;特异体质 反应、致癌作用、致畸作用、致突变作用。
5. 变态反应 变态反应 (allergic reaction)也称为过敏反应 (hypersensitivity) 。难有剂量-反应关系,变态反应 从毒理学角度可视为一种有害反应。
6. 耐受性
耐受性是生物体对毒物毒性作用的反应降低。它是 由于暴露的生物体以前接触过该毒物或结构类似的 毒物。
5、医用化学品:包括用于预防、诊断和治疗的化 学物质,如医用消毒剂、兽用药物、改善畜禽生产 性能和提高产量的各种饲料药物添加剂等。