毒理学基础部分思考题整理.doc

1. 毒理学、现代毒理学、外源化学物的概念。2. 毒理学的研究领域及相互关系。3. 常用的毒理学研究方法及各自优缺点。1. 毒理学基本概念：毒物；毒性；毒作用；各种毒性参数；生物学标志；剂量-效应关系；剂量-反应关系；毒物兴奋效应。2. 简述毒效应谱和毒作用类型。3. 研究剂量-反应关系的前提和意义。4. 选择毒性的原因和意义1生物膜的基本构造?2化学物通过生物膜的方式及特点?3吸收、分布、排泄的概念，途径，影响因素？4首过效应、肠肝循环、贮存库及毒理学意义？1什么是终毒物，包括哪些类型；终毒物与靶分子结合形式有哪些？2什么原因可致解毒失效，解毒失效对靶分子有哪些影响？3参与O2解毒的酶和小分子物质有哪些？4修复失效可引发哪些毒性？1. 谈谈定量构效关系（QSAR）研究在毒理学中的意义，现在QSAR研究有哪些方法？2. 影响毒作用的因素有哪些？3. 化合物联合作用有哪些类型？1急性毒性试验定义及实验设计要素。2LD50的毒理学意义，以及局限性。3局部刺激试验包括哪些及选用动物情况。4局部刺激试验方法及评价。蓄积毒性、物质蓄积和功能蓄积的定义、研究方法亚慢性毒性和慢性毒性试验的目的、设计要点及评价1外源化学物对免疫系统毒性作用类型有哪些?2常见的免疫毒物有哪些?3外源化学物的免疫毒性作用的特点?第一章 毒理学基础The Basic Principles and Methods of Toxicology1. 毒理学、现代毒理学、外源化学物的概念。毒理学Toxicology：传统定义是研究外源化学物(xenobiotics)对生物体(living organisms)损害作用(adverse effects)的学科。Toxicology has been defined as the study of the adverse effects of chemicals (or xenobiotics) on living organisms.外源化学物(Xenobiotics):是存在于人类生活的外界环境中,可能与机体接触并进入机体,呈现一定生物学活性的一些化学物质。现代毒理学Modern toxicology:研究所有外源因素(化学、物理和生物因素)对生物系统(living systems)的损害作用、生物学机制(biological mechanisms)、安全性评价(safety evaluation)与危险性分析(risk analysis)的科学。Modern toxicology is the study of the adverse effects of any exogenous (chemical, physical and biological) agents on living systems, biological mechanisms, risk assessment/safety evaluation, and risk management.2. 毒理学的研究领域及相互关系。描述毒理学(descriptive toxicology)毒性鉴定 采用实验动物进行适当的毒性试验,以获得用于评价人群和环境特定化学物暴露的危险度信息机制毒理学(mechanistic toxicology) 研究重点是外源因素对生物系统产生损害作用的细胞、生化和分子机制。管理毒理学(regulatory toxicology) 根据描述和机制毒理学的研究资料进行科学决策，协助政府部门制定相关法规条例和管理措施并付诸实施，以确保化学物、药品、食品等进入市场足够安全。三个领域的关系:互相关联，互相补充3. 常用的毒理学研究方法及各自优缺点。体内实验 优点：易于控制暴露条件；能测定多种效应；能评价特异性反应及机制。缺点：动物与人之间暴露的不确定性；受控的饲育环境与人不一致；暴露的浓度、时间模式显著与人群不同。体外实验 优点：影响因素少，易于控制；可进行某些方面的深入研究；节省。缺点：不能全面反映毒作用;难以观察慢性毒作用人体观察 优点：规定的暴露条件；在人群中测定反应；针对某一特定人群；能测定效应强度。 缺点：耗资多；暴露时间、剂量、人群较少；限于暂时、微小、可逆的效应；一般不适于研究最敏感的人群。 人群流调 优点：暴露真实；在各化学物间发生相互作用；直接测定人群的毒作用缺点：耗资、耗时；暴露不准确；混染较多；测定指标较简单。第二章 毒理学基本概念 Basic Concepts of Toxicology1. 毒理学基本概念：毒物；毒性；毒作用；各种毒性参数；生物学标志；剂量-效应关系；剂量-反应关系；毒物兴奋效应。毒物(poison，toxic substance, toxicant)指在一定条件下，以较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能，引起暂时或永久性的病理改变，甚至危及生命的化学物质。A poison is any agent capable of producing a deleterious response in a biological system.毒性(Toxicity)化学物质能够造成机体损害的能力。Toxicity - The adverse effects that a chemical may produce.生物学标志(Biomarkers):检测外源因素(化学物)影响机体后果的敏感或特异性指标。剂量-效应关系(dose-effect relationship):接触剂量与个体或群体中产生的生物学变化强度之间的关系。剂量-反应关系(dose-response relationship):接触剂量与接触群体中产生效应发生率之间的关系。毒物兴奋效应(Hormesis):低水平暴露的生物效应(Biological effects of low level exposure)在低剂量条件下受试对象对化学物表现出适当的刺激反应,而在高剂量条件下表现为抑制反应。Hormesis, a U-shaped doseresponse curve, results with some xenobiotics that impart beneficial or stimulatory effects at low doses but have adverse effects at higher doses.2. 简述毒效应谱和毒作用类型。死亡率 患病率 对健康有影响条件可逆 亚临床改变 生理变化不明显 生理负荷增加(不引起生理变化)对健康有潜在影响速发性或迟发性作用局部或全身作用可逆或不可逆作用超敏反应特异质反应3. 研究剂量-反应关系的前提和意义。前提：所研究的反应是由化学物接触引起的；反应的强度与剂量有关；要有定量测定毒性的方法和准确表示毒性大小的手段。意义：有助于发现化学物的毒效应性质；所得到的有关参数可用于比较不同化学物的毒性；有助于确定机体易感性分布；是判断某种化学物与机体出现某种损害作用存在因果关系的重要依据；是安全性评价和危险性评价的重要内容。4. 选择毒性的原因和意义。选择性毒性(Selective toxicity)指化学物在接触条件完全相同情况下,对某种(些)生命物质的毒性较大,而对另一种(些)生命物质的毒性较小的现象。原因：物种和细胞学差异；化学物质体内过程的差异；不同组织器官对化学物亲和力的差异；不同组织器官修复能力的差异 意义：给毒理学中用某一种属(实验动物)来预测化学物对另一种属(人类)毒性效应时,造成一定困难或障碍。 人们又利用生物的多样性和选择毒性,研究开发杀灭非期望型生命物质而对期望型生命物质无损害作用的新产品,如农药、抗生素。第三章 生物转运与生物转化1生物膜的基本构造?磷脂双分子层、镶嵌蛋白、膜孔。2化学物通过生物膜的方式及特点?主动转运：逆向、耗能、载体、饱和、竞争。被动转运：简单扩散：正向、不耗能、无载体、无饱和、无竞争。 易化扩散：正向、不耗能、载体、饱和、竞争。 滤过：亲水性通道、分子量限制。膜动转运：吞噬作用；胞吐作用。3吸收、分布、排泄的概念，途径，影响因素？吸收(absorption) 外来化合物经过各种途径透过机体的生物膜进入血液的过程。 分布(distribution)外来化合物通过吸收进入血液或其它体液后，随着血液或淋巴液的流动分散到全身各组织细胞的过程。排泄(excretion)排泄是外来化合物及其代谢产物向机体外转运的过程，是机体物质代谢全部过程中的最后一个环节。影响吸收的主要因素 胃肠道 吸收机制扩散、过滤、载体转运、胞饮、吞噬等。 影响因素脂溶性、解离度、pH值、分子量、肠道菌群等。呼吸道 主要机制简单扩散影响因素水溶性、血/气分配系数(blood-gas partition coefficient)皮肤 主要机制扩散影响因素脂溶性、分子量、脂/水分配系数(lipid-water partition coefficient )影响分布的主要因素：组织器官血流量;组织器官与化学物亲和力;外来化合物在体内贮存;体内各种屏障的影响。排泄的主要途径1.随同尿液经肾脏排泄 2.经粪便排泄(1)与未吸收的食物混合(2)胆汁排泄 3.经肺随同呼出气排泄 4.其它排泄途径吸收:消化道(首过效应、pH值);呼吸道(血/气分配系数);皮肤(脂/水分配系数);其他(腹腔、肌肉、静脉、皮下)分布：贮存库(血浆蛋白、脂肪、骨骼);屏障(血脑、血睾、胎盘)排泄：肾脏(肾小球滤过、肾小管排泌);粪便(肠肝循环、肠道菌群);肺(气态、液态挥发度高的);其他(毛发、指甲、乳汁)4首过效应、肠肝循环、贮存库及毒理学意义？首过效应(first-pass effect)外来化学物在从吸收部位转运到体循环过程中已开始被消除,即为首过效应.胃肠道粘膜、肝、肺等部位均存在。毒理学意义：可使经体循环到达靶器官的毒物原型数量减少，明显影响其所致毒效应的强度与性质。肠肝循环：是指部分外源化学物在生物转化过程中形成结合物,并以结合物的形式排出在胆汁中；肠内存在的肠菌群以及葡萄糖苷酸酶,可将部分结合物水解，则使外源化学物又重新被吸收的过程。毒理学意义：1.有用物质：重新利用 2.外源化学物：排泄速度减慢、延长生物半减期延长、毒作用持续时间延长贮存库Storage depot：毒物的蓄积部位。蓄积accumulation：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。毒理学意义：1.缓冲急性毒性作用2.可作为二次毒源。第四章 毒性机制1什么是终毒物，包括哪些类型；终毒物与靶分子结合形式有哪些？终毒物(ultimate toxicant)是指与内源靶分子反应或严重改变生物学环境、导致机体结构改变或功能紊乱而表现出毒性的物质。亲电物(electrophiles):是指含有一个缺电子原子的分子.通过插入一个氧原子而产生共轭双键形成键异裂无机物自由基(free radicals)是独立游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。特点：顺磁性、高活性、短命性。 亲核物质(nucleophiles) 氧化还原性反应物(redox-active reductants)反应类型：非共价结合(noncovalent binding)、共价结合(covalent binding)、脱氢反应(hydrogen abstraction)、电子转移(electron transfer)、酶促反应(enzymatic reaction)2什么原因可致解毒失效，解毒失效对靶分子有哪些影响？原因：参与解毒物质耗竭；解毒酶失活；一些结合反应被逆转；解毒过程产生新的有毒物质。影响 功能失调：模拟内源性配体；抑制功能；改变蛋白质构型；干扰DNA模板结构损伤：加合物形成；脂质过氧化；DNA断裂新抗原：抗原；半抗原3参与O2解毒的酶和小分子物质有哪些？超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)、Vc、Ve、GSH(谷胱甘肽)、尿酸等4修复失效可引发哪些毒性？炎症 细胞与介质：炎性细胞(炎性因子)、间质细胞（炎性介质）自由基：活性氧(ROS)、活性氮(RNS)坏死 分子修复失效；损伤细胞清除失效；损伤细胞替代失效 纤维化 损伤细胞修复不良，间质过度增生致癌 DNA修复失效；细胞凋亡失效；细胞周期异常第五章1. 谈谈定量构效关系（QSAR）研究在毒理学中的意义，现在QSAR研究有哪些方法？意义：通过比较，预测新化学物同系物生物活性；推测化学物的毒作用机理；按照人类要求生产高效低毒的化学物；结构-活性关系研究，现已成为毒理学的一个重要分支。方法：取代基的影响；异构体和立体构型的影响；同系物的碳原子数和结构的影响2. 影响毒作用的因素有哪些？毒物因素：化合物的结构；理化性状机体因素：种属、品系和个体差异；年龄、性别；营养和健康情况；遗传和精神心理因素环境因素：联合毒性作用(相加、协同、拮抗、独立)；物理因素 温度、湿度、气压、噪声3. 化合物联合作用有哪些类型？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毒性效应。有五种类型：相加作用(additive effect)独立作用(independent effect)协同作用(synergistic effect)加强作用(potentiation effect)拮抗作用(antagonistic effect)第六章1急性毒性试验定义及实验设计要素。2LD50的毒理学意义，以及局限性。意义：标准化化学物毒作用强度，评价、比较化学物的毒性大小；为后续的重复剂量实验的剂量的选择提供参考；比较不同途径的LD50值，获得生物利用度的信息；推测人类的致死剂量以及中毒后的体征，为临床中毒反应提供监测参考。局限：给予的信息少，实用性有限；波动性大，影响因素多，对同一化学物结果差别大；物种差异对LD50影响大；经典的急性毒性实验消耗动物数大，一次至少3050只动物比替代实验多消耗1/3。3局部刺激试验包括哪些及选用动物情况。1.眼刺激试验eye irritation test：家兔。 2.皮肤原发性刺激试验skin primary irritation test：家兔、豚鼠. 3.皮肤致敏反应试验skin sensitization：豚鼠. 4.光致敏反应 5.光刺激试验 6.其他粘膜刺激试验 7.替代(体外)试验4局部刺激试验方法及评价。1.眼刺激试验 Daize实验方法：将受试物滴入或涂敷于一侧眼结膜囊内,剂量为0.1ml0.1g,另一侧作赋形剂对照.绐受试物后,用手将动物眼睑被动闭合5l0s,记录给受试物后6h,24h,48h,72h至7日的局部反应情况. 评价：观察结膜、虹膜及角膜的情况，按分级标准进行分级。2.皮肤原发性刺激试验方法：至少用3只家兔或5只豚鼠.给药前24h,动物背部去毛.分完整皮肤给药区,破损皮肤给药区,完整皮肤对照区,破损皮肤对照区4个区,每区均为体表面积的3%5%,各区之间留有适当距离. 一次给药的皮肤刺激实验,24h后以温水或无刺激性溶剂洗去残留受试物和赋形剂,观察1h,24h,48h,72h涂抹部位的红斑和水肿等反应.原发反应在12日内达到最剧,消退较快,多次给药的皮肤刺激实验,每日涂抹1次,连续1星期或以上.其他同1次给药的皮肤刺激实验. 评价：按皮肤的红斑和水肿严重程度评分。3.皮肤致敏反应试验方法阴性对照组 阳性对照组 试验组诱导阶段 赋形剂 1%DNCB 受试物 均持续6h，动物分笼饲养14日激发阶段 赋形剂 1%DNCB 受试物6h后去掉涂敷物, 观察皮肤过敏反应情况,24h,48h,72h后再次观察评价：以皮肤反应的严重程度来评分，比较诱导及激发后的皮肤水肿、红斑出现的情况，判断受试物是否能产生皮肤超敏反应。1蓄积毒性、物质蓄积和功能蓄积的定义、研究方法蓄积作用Accumulation:外来化合物一次性进入机体之后,可经代谢或原型排出体外,但当化合物与机体发生亚慢性接触,将反复进入机体,而且当进入的速度或总量超过代谢转化与排出的速度或总量时,化合物就有可能在机体内逐渐增加并贮留,这种现象称为化合物的蓄积作用。物质蓄积material a:实验动物亚慢性或亚急性接触外来化合物之后,当用化学分析方法能够测得机体内存在该化合物或其代谢产物时。 功能(损伤)蓄积functional accumulation:有的化合物在机体内虽不能被测出,却在长期接触下出现了慢性中毒现象。方法：蓄积系数(Accumulation coefficient)生物学方法,不能区分物质蓄积和功能蓄积；生物半减期(Biological half-life)只能估计物质蓄积.1.1急性毒性(acute toxicity)机体(实验动物或人)一次或24小时内接触多次一定剂量外源化学物在短期内(最长14天)所产生的毒作用(一般行为和外观改变、大体形态变化)及死亡。急性毒性试验(acute toxicity test)是评价化学物急性毒性作用的试验。目的：测试和求出化学毒物对一种或几种试验动物的致死量(以LD50表示)以及其它的急性毒性参数，进行急性分级。并通过观察动物中毒表现和死亡的情况，初步评价毒物对机体的毒效应特征、靶器官、剂量反应关系及对人体产生损害危险性。为后续的重复剂量、亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量设计提供参考依据。为毒理学机制研究及探讨化学毒物急性中毒的预防和急救治疗措施提供依据。2亚慢性毒性和慢性毒性试验的目的、设计要点及评价亚慢性毒性试验目的： (1)研究受试物亚慢性剂量反应关系,确定其观察到有害作用的最低剂量(LOAEL)和未观察到有害作用的剂量(NOAEL),为提出该受试物的安全限量标准提供依据,同时也为慢性毒性试验和致癌试验的剂量设计提供依据;(2)了解受试物亚慢性的性质,特点和靶器官,为慢性毒性试验观察指标的选择提供依据。设计：(1)实验动物选择年龄：大鼠(68W初断乳) 80100g;狗812月;小鼠1015g数量：小动物20只/组;大动物6只/组 性别：雌雄各半(2)染毒途径和染毒期限：经消化道、经呼吸道、经皮肤食品毒理学3-6个月 90天喂饲实验: 呼吸道:30天或90天 6h/d,5d/w 经皮：30天(3)试验分组和剂量设计一般设3个剂量组和一个阴性对照组：阴性对照组、低剂量组- NOAEL、中剂量组- LOAEL、高剂量组- Marked Toxicity急性毒性的阈剂量:1/201/5 LD50 组距：310倍，最低不小于2倍(4)观察指标一般性指标：a. 一般综合性观察指标：外观体征、行为活动、体重；食物利用率feed efficiency(=BW(g)/100g%)b. 一般化验指标：血象和肝、肾功能检测c. 系统尸解和病理学检查：脏器湿重、脏器系数