食品毒理学考试整理.doc

绪论外源化学物：即在人类生活的外界环境中存在，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质的总称，又称为“外援生物活性物质”。外源化学物分为：天然物：包括植物性有害物质即植物生长过程中的代谢物；动物性有害物质；衍生物：即食品在制造、加工（包括烹调）或贮放过程中化学反应或酶反应形成的（或潜在）有毒物质，或称有毒反应物；污染物：包括生物污染物和化学污染物；添加剂。食品毒理学的概念：食品毒理学是食品安全性的基础，是一门研究食品中外源化学物的性质、来源与形成，它们的不良作用与可能的有益作用及其机制，并确定这些物质的安全限量和评定食品的安全性的科学。食品毒理学的作用或意义：食品毒理学的作用就是从毒理学的角度，研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的毒作用机理，检验和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安全范围，从而达到确保人类的健康目的。研究对象：食品中的外源化学物 天然物、衍生物、污染物和添加剂。研究方法及优缺点：（1）从方法学来说，可分为两大类： 微观方法：从细胞水平甚至分子水平观察到多方面毒作用现象，其中包括一些极微小的毒作用表现。 宏观方法：即研究人的整体以及人的群体与毒物相互作用的关系。（2）从实验方式不同，可分为四类： 研究方法流行病学研究受控的临床研究体内试验体外试验概念对于在环境中已存在的外源化学物，可以用流行病学方法，将动物实验的结果进一步在人群调查中验证，可从对人群的直接观察中，取得动物实验所不能获得的资料通过中毒事故的处理或治疗，直接获得关于人体的毒理学资料，是临床毒理学的主要研究内容也称整体动物试验。可严格控制接触条件，测定多种类型的毒作用利用游离器官、培养的细胞或细胞器进行研究，多用于外源化学物对机体急性毒作用的初步筛检、作用机制和代谢转化过程的深入观察研究优点真实的暴露条件；在各化学物之间发生相互作用；测定在人群的作用；表示全部人的敏感性规定的限定暴露条件；在人群中测定反应；对某组人群的研究是有力的；能测定效应的强度易于控制暴露条件；能测定多种效应；能评价宿主特征的作用（如性别、年龄、遗传特征等和其他调控因素饮食等）；能评价机制影响因素少，易于控制；可进行某些深入的研究（如机制、代谢）人力、物力花费较少缺点耗资、耗时多；无健康保护；难以决定暴露，有混杂暴露问题；可检测的危险性增加必须达到2倍以上；测定指标较粗（如发病率、死亡率）耗资多；较低浓度和较短时间暴露；限于较少量的人群，一般50；限于暂时、微小、可逆的效应；一般不适于研究最敏感的人群动物暴露与人暴露相关的不确定性；受控的饲养条件与人的实际情况不一致；暴露的浓度和时间的模式显著地不同于人群的暴露不能全面反映毒作用；不能作为毒性评价和危险性评价的最后依据；难以观察慢性毒作用毒理学的基本概念毒物的定义：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。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，引起机体功能或器质性的损害，严重的甚至危及生命。 毒物的基本特征：(1)对机体不同水平的有害性。(2)经过毒理学研究之后确定的。(3)必须能够进入机体，与机体发生有害的相互作用。具备上述三点才能称之为毒物。毒性的定义：毒性是指外源化学物与机体接触或进入体内的易感部位后，能引起损害作用的相对能力，或简称为损伤生物体的能力。也可简单表述为，外源化学物在一定条件下损伤生物体的能力。(1)局部或全身毒性：按出现毒性作用的部位，毒性作用可分为局部毒性和全身毒性。局部毒性：指某些毒物在机体接触部位直接造成的损害作用。如接触具有腐蚀性的酸碱造成的皮肤损伤，刺激性气体吸入时直接引起呼吸道损伤等。局部毒性的最初表现为直接接触部位的细胞死亡，而全身毒性的表现是一定的组织和器官的损伤。最初表现为局部毒性的化学物也可能通过神经反射或被机体吸收后引起全身性反应。 全身毒性：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。例如氢氰酸引起机体的全身性缺氧。(2)可逆或不可逆毒性：按毒性作用引起的损伤恢复情况，毒性作用分为可逆毒性和不可逆毒性。可逆毒性：指停止接触后可逐渐消失的毒性作用。一般情况下，机体接触毒物的浓度越低、时间越短、损伤越轻，则脱离接触后其毒性作用消失的越快。不可逆毒性：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。有些毒物所造成的损害是不可逆的，如损伤中枢神经系统多数是不可逆的，因为已分化的中枢神经细胞不能再分裂。(3)即刻或延迟性毒性：按发生的速度快慢可分为即刻毒性和延迟性毒性。即刻毒性：指毒物在一次接触后的短时间内引起的毒性。如氰化钾和硫化氢引起的急性中毒。延迟性毒性：指在一次或多次接触某种毒物后，经过一定时间才出现的毒性作用。如致癌性外源化学物，一般要在初次接触后10-20年才出现肿瘤。危险度：也称为危险性或风险度，是指一种物质在特定的接触条件下，对机体造成损害可能性的定量估计，即在特定的接触条件下终生接触某环境因素引起个体或群体产生有害效应（损伤、疾病或死亡）的预期频率。危险度可分为归因危险度和相对危险度。归因危险度是指人群接触某因素而发生有害效应的可能频率。相对危险度是指接触组与对照组的危险度的比值。危害性：定性地表示外源化学物对人群健康引起的有害作用。这一概念缺乏定量的分析，并且未考虑机体的接触条件、可能接触的剂量大小和受到损害的严重程度。因此，一种外源化学物的绝对毒性可能很大，但危害性可能并不大。安全性：指无危险或危险度可为社会接受（即危险度可忽略），即笼统地指在通常条件下接触化学物对人体和人群不会引起对健康有害作用。安全性评价是利用规定的毒理学程序和方法评价化学物对机体产生有害效应（损伤、疾病或死亡），并外推在通常条件下接触化学物对人体和人群的健康是否安全。靶器官：化学物进入机体后，对体内各器官的毒作用并不一样，往往有选择毒性，外源化学物可以直接发挥毒作用的器官就称为该物质的靶器官。在全身毒作用中常见的靶器官有神经系统，血液和造血系统、肝、肾、肺等。毒物直接发挥毒作用的器官称为靶器官。效应器官：出现毒性效应的器官称为效应器官。效应器官可以是靶器官，或不是靶器官。例如马钱子碱中毒可引起抽搐和惊厥，靶器官是中枢神经系统，效应器官是肌肉。 毒作用的强弱，主要取决于该物质在靶器官中的浓度。但靶器官不一定是该物质浓度最高的场所。例如铅浓集在骨中但其毒性则由于铅对造血系统、神经系统等其他组织的作用所致。生物学标志：指外源化学物通过生物学屏障并进入组织或体液后，对该外源化学物或其生物学后果的测定指标。可分为接触标志、效应标志和易感性标志。(1)接触生物学标志是测定组织、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。接触生物学标志包括反映内剂量和生物效应剂量两类标志物（如化学物原型、代谢物、血红蛋白加合物、DNA加合物等），用以反映机体生物材料中外源性化学物或其代谢物或外源性化学物与某些靶细胞或靶分子相互作用产物的含量。(2)效应生物学标志指机体中可测出的生化、生理、行为或其他改变的指标，包括反映早期生物效应、结构和或功能改变及疾病三类标志物，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。(3)易感性生物学标志是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标，即反映机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。接触标志用于人群可定量确定个体的暴露水平；效应标志可将人体暴露与环境引起的疾病提供联系，可用于确定剂量-反应关系和有助于在高剂量暴露下获得的动物实验资料外推人群低剂量暴露的危险度；易感性标志可鉴定易感个体和易感人群，应在危险度评价和危险度管理中予以充分的考虑。剂量：系指给予机体的外源化学物数量或机体接触的数量。剂量的单位通常是以单位体重接触的外源化学物数量表示（如mg/kg体重），或环境中的浓度（如mg/m3空气，mg/L水）来表示。致死剂量（lethal dose，LD）是指某种外源化学物能引起机体死亡的剂量。常以引起机体不同死亡率所需的剂量来表示。 (1)绝对致死量（LD100）：指能引起一群机体全部死亡的最低剂量。(2)半数致死量（LD50）：指能引起一群个体50%死亡所需剂量，也称致死中量。(3)最小致死剂量（MLD或MLC或LD01）：指某实验总体的一组受试动物中仅引起个别动物死亡的最低剂量，其低一档的剂量即不再引起动物死亡。 (4)最大耐受剂量（MTD或LD0或LC0）：指某实验总体的一组受试动物中不引起动物死亡的最大剂量。最大无作用剂量（MNEL）也称未观察到作用剂量，是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，根据现有的认识水平，用最为灵敏的试验方法和观察指标，未能观察到任何损害作用或使机体出现异常反应的最高剂量。最小有作用剂量（MEL）也称中毒阈剂量或中毒阈值，是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，能使某项观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量。效应：即生物学效应，是量反应，指机体在接触一定剂量的化学物后引起的生物学改变的程度。效应属于量化效应或剂量资料，一般具有强度性质，变化的程度可以用剂量单位来表示，例如若干个、毫克、单位等。反应：是质效应，指一定剂量的外源化学物与机体接触后，呈现某种效应并达到一定程度的比率，或者产生效应的个体数在某一群体中所占的比率，一般以%或比值表示。如死亡率、反应率、肿瘤发生率等。两者区别：剂量-效应关系是指不同剂量的外源化学物与其在个体或群体中所表现的量效应大小之间的关系。剂量-反应关系是指不同剂量的外源化学物与其引起的质化效应发生率之间的关系。剂量-效应或剂量-反应曲线有下列四种基本类型： 直线型：效应或反应强度与剂量呈直线关系；随着剂量的增加，效应或反应的强度也随着增加，并成正比关系。抛物线型：剂量与效应或反应呈非线性关系，即随着剂量的增加，效应或反应的强度也增加，但最初增高急速，然后变为缓慢，以致曲线先陡峭，然后平缓，成抛物线型。状曲线：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，反应或效应强度增高又趋向缓慢。曲线开始平缓，继之陡嵴，然后又趋平缓，成不甚规则的状。“全或无”反应：在毒性试验中有时可见到“全或无”的剂量-反应关系现象，这种现象仅在一个狭窄的剂量范围内才能观察到，为坡度极陡的线性剂量-反应关系。食品中外源化学物的生物转运和转化毒物动力学：指外源化学物和机体之间的相互作用从机体接触外源化学物开始，经过吸收、分布、生物转化即代谢和排泄的过程，即是机体对化学物进行一系列处置的过程。生物转运：指毒物动力学中外源化学物的吸收、分布和排泄的过程，即为外源化学物在体内量改变的过程。生物转化：指外源化学物经酶催化后化学结构发生改变的代谢过程，即为外源化学物在体内质改变的过程。生物转运方式的概念：(1)被动转运的特点是转运过程中生物膜不具有主动性，不消耗能量，被转运的物质只能从高浓度流入低浓度。被动转运中最主要的方式是简单扩散和滤过。简单扩散：指外源化学物在体内由生物膜的分子浓度较高的一侧向浓度较低的一侧扩散。受下列因素的影响：生物膜两侧的浓度差。浓度差越大，扩散越快。外源化学物在脂质中的溶解度。溶解度可用脂/水分配系数表示，即一种物质在脂相和水相的分配已达到平衡状态时的分配率比值称为脂/水分配系数。外源化学物的电离状态。离子型的化合物不易透过生物膜的脂质结构区，而化合物的电离状态既受其本身的电离常数的影响，也受其所在溶液的pH影响。滤过：是水溶性物质随同水分子经生物膜的孔状结构而透过生物膜的过程。凡分子大小和电荷与膜上孔状结构相适应的溶质皆可滤过转运，转运的动力为生物膜两侧的流体静压梯度差和渗透压差。此种孔状结构为亲水性孔道，不同组织生物膜孔道的直径不同。(2)特殊转运：指有一定的载体，具有较强的专一性，有一定的选择性和主动性，生物膜主动选择某种机体需要或由机体排出的物质进行的转运。特殊转运分主动转运和促进扩散。 主动转运：指外源化学物透过生物膜由低浓度处向高浓度处移动的过程。其主要特点是：可逆浓度梯度转运，故消耗一定的代谢能量。转运过程需要载体参加。载体是生物膜的组成成分，所以有一定的容量；当化学物浓度达到一定程度时，载体饱和，转运即达到极限。主动转运有一定的选择性，即化学物必须具有一定基本结构才能被转运，结构稍有改变，可影响转运的进行。如果两种化学物基本结构相似，在生物转运过程中又需要同一转运系统，两种化学物之间可出现竞争，并产生竞争抑制。促进扩散：是指不易溶于脂质的外源化学物，利用载体的促进作用由高浓度向低浓度处移动的过程。不消耗代谢能量。由于利用载体，生物膜具有一定主动性或选择性，但又不是逆浓度梯度，故又属于扩散性质，也可称为易化扩散或载体扩散。如某些氨基酸、甘油和嘌呤碱等亲水化合物，由于不溶于脂肪，不能借助简单扩散进行转运，所以可在具有特定载体和顺浓度梯度的情况下进行转运。(3)膜动转运：是细胞与外界环境交换一些大分子物质的过程，其主要特点是在转运过程中生物膜结构发生变化，转运过程具有特异性，生物膜呈现主动选择性并消耗一定的能量。膜动转运又可分为胞吞作用和胞吐作用。胞吞和胞吐是两种方向相反的过程。在胞吞作用中如果被摄入的物质为固体则称为吞噬，如为液体则为胞饮。胞吞和胞吐作用对体内外源化学物或异物的清除转运具有重要意义。胞吞作用：是将细胞表面的颗粒物转运入细胞的过程。胞吐作用：是将颗粒物由细胞内运出的过程。生物转化的部位：外源化学物的生物转化过程主要在肝脏进行，其它组织器官，例如肺、肾、肠道、脑、皮肤等也具有一定的生物转化能力。生物转化的影响因素：(1)物种差异和个体差异：同一外源化学物生物转化的速度在不同动物可以有较大差异。同一外源化学物在不同物种动物体内的代谢情况可以完全不同。某些参与代谢的酶类在各个体中的活力不同。(2)外源化学物代谢酶的抑制和诱导：抑制：一种外源化学物的生物转化可受到另一种化学物的抑制，此种抑制与催化生物转化的酶类有关。诱导：有些外源化学物可使某些代谢过程催化酶系活力增强或酶的含量增加，此种现象称为酶的诱导，凡具有诱导效应的化学物称为诱导物，诱导的结果可促进其它外源化学物的生物转化过程，使其增强或加速。(3)代谢饱和状态：一种外源化学物在机体内代谢的饱和状态对其代谢情况有相当的影响，并因此影响其毒性作用。举例说明：溴化苯在体内首先转化成为具有肝脏毒作用的溴化苯环氧化物，如果输入剂量较小，约有75%的溴化苯环氧化物可转变为谷胱甘肽结合物，并以溴苯基硫醚氨酸的形式排出；但如输入较大剂量，则仅有45%可按上述形式排泄；当剂量过大时，当谷胱甘肽的量不足，甚至出现谷胱甘肽耗竭，结合反应有所降低，因而未经结合的溴苯环氧化物与DNA或RNA以及蛋白质的毒性作用增强，呈现毒性作用。(4)其它影响因素：主要表现在年龄、性别和营养状况。年龄对外源化学物代谢转化过程的影响，表现在肝微粒体酶功能在初出生和未成年机体尚未发育成熟，老年后又开始衰退，其功能皆低于成年，对外源化学物的代谢以及解毒能力较弱。蛋白质、抗坏血酸、核黄素、维生素A、E的营养状况都可影响微粒体混合功能氧化酶的活力。毒理学意义：外源化学物进入机体后，通过生物转化，其存在形式可能会发生各种变化，活性也会发生改变，其中有些毒性增强，有些毒性减弱。因此，生物转化对于判定其对机体的影响有重要作用。通过对生物转化作用的研究，可以探求外源化合物活性基因、活性分子的重要规律，为防治其对机体损伤有重要意义。通过对外源化学物在机体的生物转化过程的研究，有利于探求其损伤机制，作用的靶器官、靶组织、靶细胞乃至靶分子。外源化合物经过生物转化会形成新的代谢中间产物、终产物，存在于血液和组织中，或被排出体外，可为中毒诊断、程度判断和治疗效果评价提供有意义的生物学材料。食品中外源化学物的中毒机理和毒性作用的影响因素外源化学物联合作用：指两种或两种以上外源化学物同时或前后相继作用于机体而产生的交互毒性作用。 (1)相加作用：指多种化学物的联合作用等于每一种化学物单独作用的总和。机理化学结构比较接近、同系物、毒作用靶器官相同或作用机理类似的化学物同时存时，易发生相加作用。大部分刺激性气体的刺激作用多为相加作用。具有麻醉作用的外源化学物，在麻醉作用方面也多表现为相加作用。 (2)协同作用：指几种化学物的联合作用大于各种化学物的单独作用之和。 增强作用：指如果一种物质本身无毒性，但与另一有外源化学物质同时存在时可使该外源化学物的毒性增加。机理有的是各化学物在机体内交互作用产生新的物质，使毒性增强。有的化学物的交互作用会引起化学物的代谢酶系发生变化。致癌化学物与促癌剂之间的关系也可认为是一种协同作用。 (3)拮抗作用：指几种化学物的联合作用小于每种化学物单独作用的总和。凡是能使另一种化学物的生物学作用减弱的物质称为拮抗物。机理：拮抗作用的机理也很复杂，可能是各化学物均作用于相同的系统或受体或酶，但其之间发生竞争；也可能是两种化学物之中一个可以激活另一化学物的代谢酶，而使毒性减低。 (4)独立作用：指多种化学物各自对机体产生不同的效应，其作用的方式、途径和部位也不相同，彼此之间互无影响。机理：两种或以上化学物由于对机体作用的部位不同、靶器官不同、受体不同、酶不同等，而且化学物的靶位点之间的生理学关系较为不密切，此时各化学物所致的生物学效应表现为各个化学物本身的毒性效应。 食品中外源化学物的基础毒性评价急性毒性：指机体(人或实验动物)一次或24h之内多次接触(染毒)外源化学物之后，在短期内所发生的毒性效应，包括引起死亡效应。 慢性毒性：指外源化学物长时间(大于1/10生命期)少量反复作用于机体后所引起的损害作用。研究受试动物长时间少量反复接触受试物后，所致损害作用的试验称慢性毒性试验，亦称长期毒性试验。亚慢性毒性(也称亚急性毒性)：指机体在相当于1/20左右生命期间，少量反复接触某种有害化学和生物因素所引起的损害作用。研究受试动物在其1/20左右生命时间内，少量反复接触受试物后所致损害作用的实验，称亚慢性毒性试验或亚急性毒性试验，亦称短期毒性试验。所谓“少量”是相对的，没有明确的剂量范围的下限，但是剂量上限应小于相应的LD50值。中毒阈值：指在亚慢性或慢性染毒期间和染毒终止，实验动物开始出现某项观察指标或实验动物开始出现可察觉的轻微变化时的最低染毒剂量。最小有作用剂量(MEL)也称中毒阈剂量或中毒阈值，是指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，能使某项观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低剂量。急性毒作用带(Zac)：一般是指化学物的毒性上限与毒性下限的比值，也就是引起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间的剂量范围的宽窄。急性毒作用带(Zac)通常以LD50(LC50)代表毒性上限，以急性阈剂量(阈浓度)代表毒性下限。Zac值的大小可反映急性阈剂量距离LD50的宽窄。Zac值越大表明化学物引起急性死亡的危险性越小，反之表明引起急性死亡的危险性越大。 急性阈剂量或浓度(Limac)：一次染毒后，引起机体某种有害反应的最小剂量或浓度。 慢性阈剂量或浓度(Limch)：在慢性染毒时（即长时间反复染毒）引起机体反应的最小剂量和浓度。慢性毒作用带(Zch)：以急性毒性阈值(Limac)与慢性毒性阈值(Limch)比值表示外源化学物慢性中毒的可能性大小。比值越大表明越易于发生慢性毒害。蓄积作用：外源化学物进人机体后，经过代谢转化后以代谢产物或者以未经代谢转化的原形母体化学物排出体外。但是当化学物反复多次染毒动物，而且化学物进入机体的速度或总量超过代谢转化的速度与排出机体的速度或总量时，化学物或其代谢产物就可能在机体内逐渐增加并贮留某些部位。这种现象就称为化学物的蓄积作用。蓄积毒性：指低于一次中毒剂量的外源化学物，反复与机体接触一定时间后致使机体出现的中毒作用。蓄积系数(Kcum)：指多次染毒使半数动物出现毒性效应的总有效剂量(ED50(n)与一次染毒的半数有效量(ED50(1)之比值，毒性效应包括死亡。蓄积率：蓄积率=(对照组LD50 - 蓄积组LD50)/ 蓄积组预给受试物的总剂量100% 急性毒性研究目的：主要是探求化学物的致死剂量，以初步评估其对人类的可能毒害的危险性。再者是求该化学物的剂量-反应关系，为其它毒性实验打下选择染毒剂量的基础。急性毒性常用指标：(1) LD50：是表示急性致死毒性最常用的指标，它是经过统计处理计算得出的数值，与LD100、LD0等相比有更高的重现性；而且，它反映受试群体中大多数动物易感性的平均情况，最后从剂量反应关系曲线上看，它处于曲线上升的中段，是致死率对剂量变化最敏感的部位。(2) 急性毒作用带(Zac)，一般是指化学物的毒性上限与毒性下限的比值，也就是引起实验动物的死亡剂量与最低毒作用剂量之间的剂量范围的宽窄。急性毒作用带（Zac）通常以LD50（LC50）代表毒性上限，以急性阈剂量（阈浓度）代表毒性下限。亚慢性毒性试验目的：是在急性毒性试验的基础上，进一步观察受试物对机体的主要毒性作用及毒作用的靶器官，并对最大无作用剂量及中毒阈剂量作出初步确定。此外，亚慢性毒性试验的结果，也可为慢性试验设计选定最适观测指标及剂量提供直接的参考。慢性毒性试验目的：确定化学物毒性下限，即确定机体长期接触该化学物造成机体受损害的最小作用剂量（阈剂量）和对机体无害的最大无作用剂量。为制定外源化学物的人类接触安全限量标准提供毒理学依据，如最大容许浓度，每日容许摄入量等。亚慢性和慢性毒性试验指标： (1)一般状况指标的观察：中毒症状的观察：中毒症状不仅能反映受试物对全身的作用，而且也可能同时从现象上揭示受试物对机体主要受累的系统和器官作用的选择性。体重测量：动物在生长发育期体重的增长情况，是综合反映动物全身健康状况的最基本指标之一。水和食物摄入量的观测：有些化学物会影响动物的饮水量与进食量。在分析评价进食量的影响时，通常是根据进食量和体重增长值来计算出食物利用率（即动物每摄入100g饲料所增长的体重克数），比较染毒组与对照组食物利用率，有助于了解受试化学物的毒性效应。(2)生物化学指标的观测：根据生化指标显示的功能变化，不仅可发现受试物作用的器官和系统，为病理学检查提供线索，也可为阐明受试物毒作用机制提供依据。(3)病理学检查：系统尸解；脏器系数；组织学检查 (4)分子生物学和免疫学指标的测定(5)恢复期观察：最后一次给受试物后每次取2/3动物检测各项指标，留下1/3动物继续观察24周，再活杀检查，了解毒性反应的可逆程度和可能出现的延迟性毒性反应。在此期间， 除不给受试物外，其它观察内容与给受试物期相同。 食品毒理学试验设计原则：化学物在实验动物产生的作用，可外推于人；实验动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法；成年的健康（雄性和雌性未孕）实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。食品毒理学试验设计方法：体内毒理学试验设计：A.剂量分组：在毒理学试验中，一般至少要设3个剂量组（即高剂量组、中剂量组、低剂量组）。毒理学试验常用的对照有4种：未处理对照、阴性对照、阳性对照和历史性对照。B.各组动物数：毒理学安全性评价试验各组动物数取决于很多因素，如实验目的和设计，要求的敏感度、实验动物的寿命、生殖能力，经济的考虑及动物的可利用性。各组动物数的设计应考虑到统计学的要求。C.试验期限：某些试验（如致畸试验和多代生殖试验）的试验期限是由受试实验动物物种或品系而决定的。而其他毒性试验的期限在某种程度上由定义所决定。体外毒理学试验设计A.测定受试物溶解性：应该测定受试物在试验介质中的溶解性。溶解性限度就是出现沉淀的最低浓度。B.试验最高剂量的推荐：可溶性受试物浓度高于10mmol/L时，可因高渗透压在哺乳动物细胞引起损伤或人工假象，对细菌则无此影响。 可溶性受试物的试验上限应该是：对哺乳动物细胞为10mmol/L或5mg/ml；对细菌试验为5mg/平板；当受试物供应困难或非常昂贵（如生物药剂），最高剂量低于10mmol/L或5mg/ml（或平扳）是可以接受的。对于没有适当溶剂，完全不溶的受试物，则可以按5mg/平板或10mmol/L（5mg/ml）进行实验以检测杂质的致突变性。或者，采用生理盐水提取物进行实验。 C.代谢活化：代谢活化常规使用Aroclor 1254（多氯联苯1254）预处理的雄性成年大鼠肝匀浆90000g离心上清液（S9），及相应的辅因子（NADPH再生系统）。D.阳性对照：阳性对照的剂量应选择其剂量-反应的直线部分。E.重复：由质控良好的实验得到明确的阴性结果和阳性结果，不强调要求重复。可疑结果则应重复实验，最好改变剂量范围剂量间隔、改变S9浓度或改变实验方法进行重复。食品中的各类毒素一、致甲状腺肿物质： 前体物质、代谢物质和致肿机理致甲状腺肿物质：是指除碘缺乏外，能干扰甲状腺激素的正常合成与分泌而引起甲状腺增大的所有物质的总称。前体物质：黑芥子硫苷代谢物质：黑芥子硫苷在葡萄糖硫苷酶的作用下可转化为腈类化合物、吲哚-3-甲醇、异硫氰酸酯、二甲基二硫醚和5-乙烯基恶唑-2-硫酮（OZT）。致肿机理：(1)影响甲状腺腺泡的聚碘过程：甲状腺腺泡细胞从血浆中摄取碘离子(I-)是逆浓度转运的主动转运过程，这一过程有赖于腺泡细胞膜上的碘泵的作用。致甲状腺肿物质中一些与I-的形状和大小相类似的单价阴离子，如SCN -、ClO4-、NO3-、F-等，其与“碘泵”的亲和力比I-还大，当它们在血液中含量多时，可以与I-竞争转运机制而被浓聚到甲状腺中去，从而减少了甲状腺对碘的浓聚。在致甲状腺肿物质中，仅有这类物质的抗甲状腺作用可通过补碘来加以拮抗。(2)影响碘的活化、酪氨酸的碘化和碘化酪氨酸的耦联：在正常情况下，I进入甲状腺腺泡细胞后，经细胞内的甲状腺过氧化物酶(TPO)的催化而致活。活化的碘结合于甲状腺球蛋白(TG)中的酪氨酸残基上，形成一碘酪氨酸(MIT)。一碘酪氨酸再进一步碘化形成二碘酪氨酸(DIT)。然后，一个分子的MIT与一个分子的DIT发生耦联而缩合成T3；两个分子的DIT耦联而缩合成T4。以上碘的活化、酪氨酸的碘化及碘化酪氨酸的耦联是紧密地联系在一起的过程，而且都是在同一TPO的催化下完成的。以硫脲类物质为代表的致甲状腺肿物质，其主要作用是抑制TPO的活性，从而阻碍甲状腺激素的生物合成。这种作用不能通过补碘来加以拮抗。硫氰酸酯的致甲状腺肿作用，一般认为是由于SCN-和I-有相似的克分子体积及电荷，在甲状腺腺泡细胞聚碘过程中，SCN-可与I-竞争而使I受到排挤，从而抑制甲状腺腺泡细胞对碘的摄取，导致甲状腺肿大。此外，有人认为硫氰化物可使细胞膜通透性增强而促进碘从甲状腺内漏出增多。硫氰酸盐是黑芥子硫苷和异硫氰酸酯的的裂解产物，该物质可抑制甲状腺对碘的吸收，降低了甲状腺过氧化物酶(TPO)的活性，并阻碍需要游离碘的反应。碘缺乏反过来又会增强硫氰酸盐对甲状腺肿大的作用，从而造成甲状腺肿大。异硫氰酸酯通过两条途径发挥其致甲状腺肿作用，即：在机体内可转化为硫氰化物；与组织内的氨基相作用而生成硫脲衍生物，具有硫脲样抗甲状腺作用。恶唑烷硫酮具有硫脲样抗甲状腺作用，能抑制甲状腺内碘的有机化过程及碘化酪氨酸的耦联过程，从而引起甲状腺肿。二、生氰糖苷： 来源、中毒机理来源：生氰糖苷是由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷，广泛存在于豆科、蔷薇科、稻科的10000余种植物中。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸，从而对人体造成危害。含有生氰糖苷的食源性植物有木薯、杏仁、枇杷和豆类等，主要是苦杏仁苷和亚麻仁苷。中毒机理：生氰糖苷在人体内可经酶解产生HCN，HCN在体内释放CN-能迅速与氧化型细胞色素氧化酶中的Fe3+结合，引起细胞窒息；另外，氰化物对中枢神经系统具有直接损伤作用。毒性数据表明HCN是剧毒物质。口服致死量为5Omg100mg，空气中浓度为200mgm3 时，人吸入10min即可致死。代谢：(1)生氰糖苷产生氰氢酸的反应：生氰糖苷首先在-葡萄糖苷酶的作用下分解生成氰醇（-氰醇）和糖（D-葡萄糖），氰醇很不稳定，自然分解为相应的酮、醛化合物和氢氰酸，羟腈分解酶可加速这一降解反应。生氰糖苷和-葡萄糖苷酶处于植物不同的位置，当咀嚼或破碎含生氰糖苷的植物食品时，其细胞结构被破坏，使得-葡萄糖苷酶释放出来，和生氰糖苷作用产生氢氰酸，这便是食用新鲜植物引起氢氰酸中毒的原因。(2)氰离子在人体中的正常代谢 生氰糖苷产生氰氢酸的反应 三、蚕豆病： 致病机理致病机理：蚕豆病是由于红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺乏者食用蚕豆、蚕豆制品或接触蚕豆花粉而发生的急性溶血性贫血。它是一种遗传性血液疾病。正常人的红细胞中葡萄糖主要以糖酵解方式生成ATP和2，3-DPG，少量通过磷酸戊糖途径生成NADPH和戊糖。磷酸戊糖途径的重要意义在于生成还原型辅酶(NADPH)，使氧化型的谷胱甘肽(GSSG)还原生成GSH，而G-6-PD是磷酸戊糖途径中重要的限速酶。人红细胞中谷胱甘肽浓度最高，而且主要为还原型(GSH)，GSH能保护红细胞中含疏基的膜蛋白和酶及血红蛋白(Hb)不被氧化剂破坏，使它们处于还原状态，也就是能稳定膜蛋白和疏基酶的功能，从而维持红细胞正常代谢。缺乏G-6-PD患者的红细胞代谢：蚕豆病患者由于缺乏G-6-PD，磷酸戊搪途径受到抑制，红细胞中的NADPH生成受阻，GSSG不能转变为GSH，因此，GSH含量低，则不能保护含疏基的膜蛋白及酶不受氧化剂破坏，红细胞膜破裂发生溶血。缺乏G-6-PD的人并不是全部都发病，而仅有一部分人发病，也不是每次吃蚕豆都发病，而进食蚕豆量与病情转重无明显关系。因此，有人认为，此病可能还有其它因素参予。经研究发现，蚕豆病患者的红细胞酸性磷酸酶(ACP)的活性较低，也有人观察到蚕豆病人血清中缺乏一种抑制血细胞凝集因子。蚕豆的毒性物质可能是嘧啶衍生物蚕豆双嘧啶和异脲咪，该物质是蚕豆嘧啶葡萄糖苷和蚕豆脲咪葡萄糖苷的苷元。在实验室条件下发现，这些物质的迅速氧化可促进溶液中的GSH向GSSG的非酶性转化。四、山黧豆中毒： 两种表现形式及机理山黧豆中毒是食用山黧豆属的豆类如野豌豆、鹰嘴豆和卡巴豆而引起的食物中毒现象。山黧豆中毒有两种表现形式：骨病性山黧豆中毒和神经性山黧豆中毒。骨病性山黧豆中毒的毒性物质为-L-谷氨酰丙腈（BAPN），BAPN主要抑制组织与骨间的基本蛋白胶原蛋白的交连。胶原蛋白的交连首先由肽链上的赖氨酸残基氧化脱氨基酸残基与相邻肽链上的氨基酸结合，从而形成交连的不溶性胶原，BAPN不可逆地抑制赖氨酰氧化酶的活性，从而抑制了胶原的形成。 神经性山黧豆中毒是由长期（超过3个月）食用山黧豆而引起的神经损伤性疾病，症症为腿麻痹加强、肌肉无力、僵直。引起神经性山黧豆中毒的毒性物质可能为-N-草酰基-L-a，-二氨基丙酸（ODAP），但产生毒性反应的机制仍不明确。ODAP可导致神经触突释放的谷氨酸累积，ODAP是谷氨酸的类似物，可竞争性抑制老鼠和猴神经系统触突组织对谷氨酸的吸收，但这是否会导致神经性中毒还需进一步研究。 五、豆类毒物： 种类（1）消化酶抑制剂：胰蛋白酶抑制剂，胰凝乳蛋白酶抑制剂和-淀粉酶抑制剂（2）外源凝集素：大豆凝集素，蓖麻毒素，巴豆毒素，相思子毒素，菜豆毒素等。（3）生物碱糖苷：吡咯烷生物碱。（4）蚕豆病和山黧豆中毒：蚕豆双嘧啶、异脲咪、-L-谷氨酰丙腈（BAPN），-N-草酰基-L-a，-二氨基丙酸（ODAP）。（5）生氰糖苷：eg.利马豆(亚麻苦苷)。六、龙葵碱糖苷： 来源、毒性机理来源：绿色发芽的马铃薯、未成熟的番茄、茄科类。毒作用机理：龙葵碱糖苷有较强的毒性，主要通过抑制胆碱酯酶的活性引起中毒反应。胆碱酯酶是水解乙酰胆碱为乙酸盐和胆碱的酶。乙酰胆碱存在于触突的末端囊泡中，是重要的神经传递物质。该酶被抑制失活后，造成乙酰胆碱的积累，使神经兴奋增强，引起胃肠肌肉痉挛等一系列中毒症状。七、生物活性胺： 定义、种类、前提物质、生成条件、影响因素定义：生物胺是由活生物体内游离氨基酸的酶脱羧作用或醛和酮的氨化或转氨作用而形成的。而食品和饮料中的生物胺则通过原料中的酶或微生物的氨基酸脱羧作用而形成。种类（包括前体物质）：(1)脂肪族：腐胺（鸟氨酸）、尸胺（赖氨酸）、精胺（精氨酸）、亚精胺（精氨酸）等。 腐胺（丁二胺）是利用鸟氨酸脱羧而产生的。鸟氨酸是由精氨酸为碱或精氨酸酶作用分解生成。胺甲酰磷酸与鸟氨酸化合生成瓜氨酸和磷酸，瓜氨酸再转化为精氨酸，精氨酸再裂解为尿素和鸟氨酸。精胺在生物体内由腐胺（丁二胺）和S-腺苷蛋氨酸经多种酶催化后生成。亚精胺是由腐胺（丁二胺）和腺苷甲硫氨酸生物合成的。 (2)芳香族：酪胺、苯乙胺等(3)杂环族：组胺、色胺等来源：通过原料中的酶或微生物的氨基酸脱羧作用而形成。许多动植物来源的食品中含有各种生物活性胺，肉和鱼类制品败坏后产生腐胺和尸胺，而某些植物如香蕉和鳄梨本身含有天然的生物活性胺，如多巴胺和酪胺，一些食品，如过期的奶酪中往往含有大量的酪胺。食物中生物胺的形成： 生物胺在活细胞中具有重要的生理功能，但当人体吸收过量的生物胺时，可能会引起头痛、呼吸紊乱、心悸、血压变化等过敏性反应。在生物胺中，组胺的生理毒性最强。生成条件：(1)可做生物胺前体物质的游离氨基酸存在；(2)有发生脱羧反应的条件：酶；(3)适宜微生物生长的环境。影响氨基酸脱羧酶活性的因素： 生产的工艺条件是影响氨基酸脱羧酶活性的主要因素，包括pH值、温度、含盐度、供氧量、发酵剂和贮藏时间等。(1)pH值：酸性环境有利于氨基脱羧酶活性的增加，一般为pH4.05.5之间。(2)温度：低温下产胺菌生长缓慢，导致食品中的组胺在10时生成量降低，至5时几乎不再合成。(3)供氧量：供氧量也是影响胺类物质生物合成的一个重要因素。空气中CO2含量达到80时，变形杆菌属的组胺酸脱羧酶活性会受到抑制。(4)微生物：污染微生物、脱羧酶。八、黄樟素： 毒性机理、可能的靶器官：来源：黄樟素是许多食用天然香精如黄樟精油、八角精油和樟脑油的主要成分，约占黄樟精油的80%，黄樟素在用肉豆蔻、日本野姜、加州月桂树等香料制成的香精中也有少量存在。黄樟精油常被用作啤酒和其他酒的风味添加成分。此外，腐烂的生姜中含有较多的黄樟素。毒性机理：美国食品药物管理局(FDA)的研究显示，黄樟素是白鼠和老鼠的致肝癌物。黄樟素在小鼠体内首先代谢为苯乙醇形式，接着被激活转化为乙酸盐或硫酸盐，后者的双键因其亲电性与遗传物质DNA发生反应，最终可导致癌的发生。 作用靶器官：可能为肝脏。九、蘑菇毒素： -鹅膏蕈碱的毒性机理；毒蝇碱的毒性及主要相关物质-鹅膏蕈碱的毒性机理：专一抑制细胞m-RNA合成的关键酶RNA聚合酶的活性，终止了核糖体和蛋白质的合成，从而可导致严重的肝损伤。同时-鹅膏蕈碱也破坏了肾的卷曲小管，使肾不能有效地滤过血中的有毒物质。毒伞素与初期的胃肠中毒过程相关。毒蝇碱的毒性：许多毒蘑菇含有使食用者麻醉、出现幻觉甚至导致残废的神经毒素，最著名的是毒蝇蕈。主要相关物质是羟色胺类化合物，如毒蝇蕈碱、毒蝇母和鹅膏氨酸。毒蝇蕈碱是毒蝇蕈和其他蕈类中的主要成分，它很小的剂量即可降低血压。这类物质与肾上腺素和5-羟色胺有比较近似的结构，因此具有多巴胺和5-羟色胺过多时可出现幻觉。十、河豚毒素： 毒性机理毒性机理：河豚毒素是一种毒性很强的神经毒素，它对神经细胞膜的Na+通道有专一性作用，选择性地阻断钠离子透过神经细胞膜，从而阻断了神经轴索的兴奋传导，使机体发生神经性麻痹，因而出现呼吸麻痹，血压下降，由于呼吸中枢深度麻痹窒息死亡。目前，对河豚毒素中毒的最好疗法是清洗和排出胃肠道中的毒素，并马上进行人工辅助呼吸。十一、麻痹性贝类毒素(PSP)： 中毒机理麻痹性贝类毒素：是一类神经肌肉麻痹剂，在作用机制上与河豚毒素类似，对人体的作用机理主要是通过阻断兴奋，与神经细胞膜结合，影响和阻止Na+向细胞内流动，从而无法形成正常的动作电位，进而抑制神经传导，造成神经系统传输障碍而产生麻痹作用。中毒机理：PSP毒素属于胍类毒素，其活性部位为7，8，9位的胍基，与可兴奋细胞膜上的电压门控Na+通道位点1的氨基酸残基高亲和，通过选择性阻断Na+内流，阻碍动作电位的形成而起抑制作用。由于神经钠通道、脑钠通道、心钠通道、骨骼肌钠通道等各种钠通道存在差别，PSP毒素7，8，9位的胍基与钠通道氨基酸残基的结合也有所不同，但都是与更靠近钠通道外口的氨基酸残基结合。此外，PSP毒素的C-12位的羟基（作为水合酮）和氨甲酰基侧链官能团对通道阻断也起一定作用，但不是关键性作用。通过研究龙虾巨轴突、枪乌贼巨轴突和青蛙郎飞氏结，发现PSP毒素能够抑制去极化刺激产生的膜瞬时钠传导。PSP毒素各衍生物对膜的作用机理相似，均以剂量-依赖型方式阻断钠离子内流，而对静息膜电位或钾通道无作用。十二、雪卡鱼中毒： 起因、毒性雪卡鱼中毒：泛指食用热带和亚热带海域珊瑚礁周围因进食有毒藻类的鱼类而引起的食鱼中毒现象。雪卡中毒主要影响人类的胃肠道和神经系统，症状与有机磷中毒有些相似：一些受害者开始感到唇，舌和喉的刺痛，接着在这些地方出现麻木；另一些病例首先的症状是恶心和呕吐，接着是口干，肠痉挛，腹泻，头痛，虚脱，寒颤，发热和广泛肌肉痛等症状，口腔有食金属味，接触冷水犹如触电般刺痛，中毒持续恶化直到患者不能行走。症状可持续几小时到几周，甚至数月的时间，在症状出现的几天后，有时有死亡现象发生。毒性机理：由雪卡鱼中毒症状的广泛性也可看出雪卡中毒可能是由几种不同来源的毒素所造成的，目前已从雪卡鱼中分离到至少有4种毒性物质，它们的分子量和化学性质都不同，其中包括雪卡毒素，刺尾鱼毒素和鹦嘴鱼毒素，但是还没有弄清这些化合物的结构。雪卡毒素是一个很强的钠通道激活毒素，能增强细胞膜对钠离子的通透性，产生强的去极化，引起神经肌肉兴奋性传导发生改变，如使机体释放大量去甲肾上腺素，或促进植物神经介质的释放，影响对温度的感觉，使中枢神经对体温的调节不敏感。大多数雪卡毒性鱼聚居在海底，以珊瑚礁上的各种海洋藻类为食，现在已证实几种海洋微生物是雪卡毒素的来源，其中包括蓝绿海藻（岗比亚藻），裸甲藻和海洋细菌，雪卡鱼对这些有毒藻类无任何致病反应，但同一种群中体形较大者通常毒性更强，说明雪卡毒素在鱼体中有累积效应，还有一些证据表明，雪卡毒素在人体中也有富集效应，并导致累积性中毒。十三、鱼胆中毒： 毒性鱼胆中毒系食鱼胆而引起的一种急性中毒。青、草、白鲢、鲈、鲤鱼等鱼胆中含胆汁毒素，能损害人体肝、肾，使其变性坏死，也可损伤脑细胞和心肌，造成神经系统和心血管系统的病变。鱼胆汁主要的成分是胆盐、氰化物和组胺。胆盐可破坏细胞膜，使细胞受损伤；氰化物能抑制细胞色素氧化酶的功能，导致组织缺氧；组胺可引起变态反应。一般认为鱼胆汁毒素能引起脑、心、肾、肝等脏器的损害，严重的鱼胆中毒可因急性肾衰竭而死亡。发病机制：(1)胆汁毒素的直接作用：胆汁毒素直接作用于胃肠、肝、肾造成这些器官的损害，引起功能障碍。草鱼胆汁对肾脏的毒性作用机制可能为：鱼胆汁毒素被溶酶体所获取，当毒物浓度达到某一域值时，溶酶体酶的完整性可能受到损害，致溶酶体变性、破裂，线粒体肿胀，嵴减少或消失，细胞能量代谢受阻，从而导致近曲小管上皮细胞坏死，继而使尿N-乙酰-D-氨基葡萄糖苷酶增高和肾功能改变。(2)类似原浆毒素成分对细胞生物酶的抑制：鱼胆中毒时，酶组织化学观察到肾小管上皮碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶活性均有不同程度降低。说明鱼胆的毒性成分不仅直接破坏细胞结构，而且通过抑制酶的活性，加重细胞损伤。(3)氧自由基增多及抗氧化物质减少：鱼胆中毒后MODS（多脏器功能失常综合征）的发生可能与氧自由基的损害有关。(4)胆盐作用：鱼胆中含有胆酸等成分与钾离子结合后生成胆盐，可破坏细胞膜。(5)氢氰酸物质的毒性作用：鱼胆汁中含有氢氰酸等物质，能抑制细胞色素氧化酶的活性，阻断生物氧化过程中的电子传送，使组织细胞不能利用氧，形成细胞内室息。十四、黄曲霉毒素： 种类及真菌毒素毒性、致癌机理真菌毒素：真菌在新陈代谢过程中可产生大量化学结构各异的对人和动物具有毒性的生物活性物质。一般分为霉菌毒素和蘑菇毒素两类。黄曲霉毒素是一类化学结构相似的二呋喃香豆素的衍生物，根据其在紫外光下可发出蓝色或绿色荧光的特性进行分类。种类：分为黄曲霉毒素B1（AFB1）、黄曲霉毒素B2（AFB2）、黄曲霉毒素G1（AFG1）和黄曲霉毒素G2（AFG2）。其中以AFB1的毒性最强。黄曲霉毒素B2和G2的羟基衍生物称作黄曲霉毒素B2a和G2a。黄曲霉毒素微溶于水，易溶于油脂和一些有机溶剂，耐高温（280下裂解），故在通常的烹调条件下不易被破坏。黄曲霉毒素的转化：AFM1：在生物体内的AFM1约占总黄曲霉毒素代谢物量的2%，黄曲霉毒素B1和M1的急性中毒剂量几乎完全相同，但黄曲霉毒素M1对小鼠的致癌活性只及AFB1的1/10。黄曲霉醇：黄曲霉毒素B1在生物体内的还原产物，其急性毒性是黄曲霉毒素B1的1/20。Ames分析显示黄曲霉醇的致突变活性是黄曲霉毒素B1的1/15。黄曲霉毒素P1和黄曲霉毒素Q：急性毒性均低于黄曲霉毒素B1 。黄曲霉毒素B1-8，9-环氧化物：该物质是黄曲霉毒素的最终致癌物，但该代谢产物存在的证据尚不直接 黄曲霉毒素的毒性：(1)急性毒性：黄曲霉毒素是一种毒性极强的化合物。急性毒性主要表现为肝毒性。(2)致突变性、致癌和致畸性：黄曲霉毒素在Ames实验和仓鼠细胞体外转化实验中均表现为强致突变性，它对大鼠和人均有明显的致畸作用。黄曲霉毒素是目前所知致癌性最强的化学物质