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++9 第九章 发育毒性和致畸作用




4、围生期和出生后的发育期

研究较多的是:发育免疫毒性、神经行为发育异常和儿 童期肿瘤。
围生期接触外源化学物,会严重影响胎儿T细胞、B细胞 和吞噬细胞的发育、迁移、归巢及功能,可能暂时甚至 永久性地损伤机体的免疫系统。 许多化学物质具有发育神经毒性,表现为对感觉、运动、 自主和认知等方面的影响。
3、胎儿期

事件:器官形成结束(以硬腭闭合为标志)后即进入该期。 主要是。 时间:人类是从第56-58天起,直到分娩。 特点:组织分化、生长和生理学成熟,致畸物难以使之发 生结构缺陷,通常是变形或异常而非畸形。 胎儿期接触外源性物的不良作用主要表现为:全身生长迟 缓、特异的功能障碍、经胎盘致癌和偶见死胎。
或(和)母体接触外源性理化因素,引起在子代到达成体 之前这段时间内出现的有害作用。

发育毒性具体表现:
生长改变:一般指生长迟缓,胚胎与胎儿发育在外来化合 物的影响下,较正常的发育过程缓慢 结构异常:由于外来化合物的干扰,胎儿在出生时表现出 形态结构异常,即畸形。 功能缺陷:胎儿的生理、生化、代谢、免疫、神经活动及 行为的缺陷或异常。 发育生物体死亡:由于外来化合物的作用,在胚胎或胎儿 发育期间对胚胎或胎儿产生损害,并致其死亡,具体表现 为自然流产、死产,死胎率增加。
5、出生缺陷(birth defect) :指婴儿出生前即已形 成的发育障碍。 包括:畸形和功能缺陷。
■ 畸形:形态结构异常。 ■ 功能缺陷:如智力低下,代谢和行为异常。
出生缺陷:如先天性心脏病、唇腭裂、神经管畸形、 尿道下裂、隐睾症、低出生体重。 6、不良妊娠结局(adverse pregnancy outcomes):妊 娠后不能产生外观和功能正常的子代。包括所有 的不良结果(如流产、死胎、死产、宫内生长迟缓、发育
2、变异(variation):指同一种属的子代与亲代之间或子
代的个体之间,有时出现不完全相同的现象,是小的或次 要的结构改变。


一般认为变异不影响正常生理功能,更不危及生命。
变异是生命的一种特征,在生物学上具有适应与进化的意 义,变异并非畸形,但有时与畸形难于严格区分。在致畸 试验中,如果某种变异出现较多,而且呈现一定剂量效应 或反应关系,应引起注意。
3、胚体-胎体毒性
➢胚体毒性 embryotoxicity:通常指外源性理化因子对孕体
着床前后直到器官形成期结束时的有害影响。
❑孕体:从受精卵直到出生的整个发育生物体,包括胚体、 胎儿(胎体)和胎膜。
❑表现为:胚体期染毒而出现畸胎、生长迟缓、着床数减少 和吸收胎,也偶有死胎。
➢胎体毒性(胎儿毒性 fetoxicity) :指对孕体器官形成期结束 后的有害影响。 ❑包括胎儿死亡、体重降低、骨化迟缓、功能缺陷以及结构 异常,甚至肿瘤。

在实验动物发育毒性试验中,通常不去区分胎儿与胚体, 所以使用胚胎毒 性(embryo-fetal toxicity)更恰当。

广义的说胚胎毒性包括孕体结构和功能方面的各种损害, 一般情况下,胚胎毒性是指孕体的死亡和生长发育迟缓, 而不包括结构畸形。
4、发育毒性(developmental toxicity):出生前经父体
➢ 调查显示,孕妇在末次月经后第 34~ 50天 是反应停作用的敏感期。
➢ 在此时间段以外服用反应停,一般不会导致胎儿的 出生缺陷。 支付巨额赔偿金 ➢ 1970年4月10日,案件的控辩双方于法庭外达成了 和解,Chemie Gruenenthal公司同意向控方支付 总额1.1亿德国马克的赔偿金。

胚胎所处的发育阶段不同,对于致畸作用呈现不同的敏 感性。 有性生殖动物的着床前胚泡对致死作用较为易感,对致 畸作用较差。 在胚胎发育后期和新生儿期的发育毒性表现为:生长迟缓、 神经、内分泌及免疫系统机能的改变。 胎儿对致死作用的易感性较胚胎为低。




致畸的物种个体差异:

任何环境有害因素的损害效应都存在物种品系及个体差异, 在致畸作用中较突出。


不同器官敏感期不同,且有交叉重叠。 表现为:不同器官致畸高峰时间不同,此期内不同时间给予致畸物 会诱发不同器官畸形,同一天染毒可引起多个器官受损。
着床前 期
1周
2 3 4
器官形成期
5 6 7 8
胎儿期
9
10 11 12 20 38
中枢神经系统 心 耳 眼 上肢 下肢
唇 牙 腭 外生殖器
人 类 胚 胎 的 致 畸 敏 感 期

2、器官形成期

事件:着床后孕体即进入该期,直到硬腭闭合。(细胞增殖、
移动和组合形成器官原基,即细胞结构开始分化,并逐渐形成不同的器 官和组织)

时间:人类为第3-8周;大鼠约为9-17天;小鼠7.5-16天; 家兔11-20天。

特点:发生结构畸形的关键期。此期细胞增殖分裂速度很快, 组织器官生长旺盛,胚胎对致畸物特别敏感,细胞受损可导 致结构畸形、生长迟缓或胚胎死亡。 这一发育阶段被称为致畸敏感期或致畸作用危险期 (critical period)。
异常、新生儿和婴幼儿期死亡等)。
二、发育毒性作用的特点和影响因素
(一)发育各阶段发育毒性作用的特点 1、着床前期 2、器官形成期 3、胎儿期 4、围生期和出生后的发育期
1、着床前期

事件:从受精时算起,到完成着床之前。(发生受精、卵裂、
进入子宫腔、囊胚形成、原肠胚形成及着床)
时间:人类为受精后的第11-12天;啮齿类动物为前6天。 特点:很少发生特异的致畸效应。也有例外,如甲基亚硝 脲和环氧乙烷。小鼠妊娠第2.5天、3.5天和4.5天用甲基亚 硝脲处理可造成子代神经管缺陷和腭裂。 这一发育阶段被称为早期不易感期。

引起父源性出生缺陷的因素主要有:遗传缺陷、年 龄因素和外界暴露因素。
父源性暴露引起子代发育异常包括:自然流产、死 胎、低出生体重、畸形、功能障碍等,男女出生比 例失调,甚至可能与儿童肿瘤相关。

五、已知人类的发育毒物或致畸物 六、联合发育毒性
第三节 致畸(发育毒性)作用机制
先天畸形的发生方式

例如,杀虫剂西维因对豚鼠具有致畸作用,对家免和仓鼠并 不致畸。 例如,农药敌枯双对大鼠致畸作用明显,但未得到人群调查 的证实资料。



同一物种不同品系对一种致畸物敏感性的差别很大,反应停 和脱氢皮质酮都有这种现象。
为什么会出现物种及种间差异?

可能由于同一致畸物在不同物种和同一物种的不同品系动 物的代谢过程有一定差异; 也可能由于致畸物主要是通过母体胎盘作用于胚胎,而不 同物种动物胎盘构造也不相同。
(二)母体毒性与发育毒性的关系
1、具有发育毒性,但无母体毒性(沙利度胺) 2、既有发育毒性,也有母体毒性(乙醇、可卡因) 3、具有母体毒性,但不具有发育毒性(引起警觉) 4、既无母体毒性,也无发育毒性(一定剂量范围 内)
四、父源性发育毒性

父源性出生缺陷(paternal选 择” ,在欧 洲、亚 洲、非洲和南美洲 被医生大 量处方给 孕妇以治疗 妊娠呕 吐。
科学家们在研制反应停时, 并没有料到这种药物会产生 如此可怕的副作用。
令人恐怖的副作用
到了1960年,欧洲的 医生 们开始发现,本 地区畸形婴儿的出生 率明显上升。这些婴 儿有的是四肢畸 形( 主要是双上肢的短肢 畸形),有的是腭裂, 有 的是盲儿或聋儿, 还有 的是内脏畸形。
第九章 发育毒性与致畸作用
第一节


畸胎学(古代)
现代实验畸胎学(十九世纪)
发育毒理学(二十世纪)

Teratology (畸胎学) 来自于希腊语monster (怪胎) , 即 teras (畸胎) 。

1651年,William Harvey提出发育障碍学说:畸形 起因于器官或结构的不完全发育。

这些差异可能是由于遗传因素,即基因型差异。
三、母体毒性与发育毒性
(一)母体因素对发育毒性的影响:
母体毒性:化学毒物对妊娠母体产生的有害作用。

表现为增重减慢、功能异常、临床症状、甚至死亡。 目前常用增重减慢和死亡率来表示。
影响发育的母体因素:
1、遗传学:母体的遗传结构是胚胎发育的一个决定因素。 如唇腭裂的发病率白种人明显高于黑种人,主要原因在 于母体,而非胚胎本身的基因结构。 2、疾病:母体受病毒感染、未控制的糖尿病等疾病,将会 对胚胎产生影响。如怀孕前三个月,母体高热、病毒感 染等均可能导致胎儿中枢神经系统畸形。 3、营养:母体蛋白质、热量、维生素、微量元素及酶的辅 助因子缺乏将对胚胎产生影响。
4、应激:不同形式的母体毒性可能通过诱导生理学应激反应 而产生发育毒性。(噪声应激) 5、对胎盘的毒性:胎盘是母体和胚胎进行物质交换的结构, 为胚胎提供营养、气体交换、废物排出。胎盘可产生维持 妊娠关键的激素,而且能代谢和储存外源化学物。外源化 学物既可透过胎盘进入胎儿体内,同时胎盘也可能是其作 用靶点,或作为其储存库。
鸡蛋 物理化学因素
畸形小鸡:
神经管缺陷、无脑 畸形、脊柱裂、独 眼畸形、心脏缺陷 等 现代实验畸胎学(十九世纪)
作用时间在决定畸形类型方面比损伤性质(哪种物理 化学因素所致损伤)更重要。
致畸作用因素

电离辐射 化学物和药物 病毒细菌感染 吸烟酗酒 母体代谢失调
四环素牙
牙齿变黄,牙釉质发育不良(牙齿表面不光滑, 出现小凹陷)或牙齿畸形。
发育毒理学(developmental toxicology)

研究出生前暴露于环境有害因子导致的异常发 育结局及有关的作用机制、发病原理、影响因 素和毒物动力学等。
第二节
发育毒性与致畸性
一、基本概念 1、畸形(malformation):在指出生前因素引起发育 生物体严重的解剖学上的形态结构异常。分为严 重畸形和轻微畸形。对发育、生长、形态、生理 功能、生育力和寿命产生有害影响。可能存活也 可能不存活。 致畸性(teratogenicity)和致畸作用(teratogenic effect):在妊娠期接触外源性理化因素引起后代结 构畸形的特性或作用。 致畸物(致畸原teratogen):妊娠期接触能引起 子代畸形的环境因子。
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