化学毒物的生殖毒性食品毒理学课件

1、化学毒物的生殖毒性食品毒理学第一节第一节 雄性生殖毒性雄性生殖毒性第二节第二节 雌性生殖毒性雌性生殖毒性第三节第三节 致畸试验致畸试验第四节第四节 繁殖试验繁殖试验第七章化学毒物的生殖毒性第七章化学毒物的生殖毒性化学毒物的生殖毒性食品毒理学第一节第一节 雄性生殖毒性雄性生殖毒性一、 精子子的生成过程 精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞精子 二、毒物对雄性生殖影响 1、对睾丸生精细胞的影响； 2、对内分泌功能的影响； 3、对性功能和生殖功能的影响。 化学毒物的生殖毒性食品毒理学三、雄性生殖毒性的检测方法 1、精子生成分析 精子计数；精子形态观测； 精子 状态分析试验2、精子穿透试验 判断精

2、子的受精能力。3、睾丸中标酶活性的测定 主要检测乳酸脱氢酶X（LDH-X)、山梨醇脱氢酶、6磷酸葡萄糖脱氢酶的变化，并结合精子生成过程中各阶段细胞的功能和形态学改变，来探明其毒性作用的部位和机理。4、体外试验 主要将与生殖相关的细胞在体外条件下进行培养，并与受试外源化学物接触，观测其与生殖相关细胞的变化。化学毒物的生殖毒性食品毒理学5、雄性激素检测 主要检测卵泡激素（FSH）、黄体激素（LH）和雄性激素。6、显性致死试验 接受受试化学物的雄性毒物与未经受试物处理的雌性动物交配，观测雌性动物早期胚胎死亡情况，以评价受试动物是否对雄性动物的生殖有损害作用。7、雄性生殖细胞遗传毒性检测 判断生殖细胞

3、DNA是否受毒物损伤的一个评价指标。常用的方法为单细胞凝胶电泳试验，电泳结果呈彗星状，说明DNA受损，电泳结果呈条状。8、雄性生殖毒性病理检测化学毒物的生殖毒性食品毒理学第二节 雌性生殖毒性一、雌性生殖细胞的生成过程一、雌性生殖细胞的生成过程初级卵母细胞次级卵母细胞卵子 二、外源化学物的雌性生殖毒性表现二、外源化学物的雌性生殖毒性表现 1、对卵细胞的影响2、对内分泌功能的影响3、其它毒性作用 如对子代造成畸形、死胎、功能发育不全等。 化学毒物的生殖毒性食品毒理学三、雌性生殖毒性的检测方法三、雌性生殖毒性的检测方法1、体外试验 对外源化学物作用的雌性生殖部位进行相应的检测。如下丘脑 GnRH的合

4、成与分泌对应激素检测；FSH、LH及甾体的受体进行分析。2、动物试验观测 发情周期的观察 排卵的观察 雌性激素检测 病理组织学检查化学毒物的生殖毒性食品毒理学反应停thalidomide第三节第三节 致畸试验致畸试验化学毒物的生殖毒性食品毒理学第三节第三节 致畸试验致畸试验 一、基本概念一、基本概念 生殖毒性生殖毒性(reproductive toxicity)(reproductive toxicity) 外源化学物对生殖过程的损害作用，主要包括对生殖细胞发生,卵细胞受精,胚胎形成,妊娠,分娩和哺乳过程的损害作用。评定方法即为生殖毒性试验。 发育毒性发育毒性(developmental to

5、xicity)(developmental toxicity) 外源化学物对胚胎发育,胎仔发育以及出生幼仔发育的损害作用。评定方法称为发育毒性试验,其中主要为致畸试验. 化学毒物的生殖毒性食品毒理学一、基本概念一、基本概念 发育毒理学发育毒理学(developmental toxicology)(developmental toxicology)主要研究外源化学物对胚胎主要研究外源化学物对胚胎发育、胎仔发育以及出生幼仔发育的影响及其评定，评定方法称为发发育、胎仔发育以及出生幼仔发育的影响及其评定，评定方法称为发育毒性试验，其中主要为致畸试验。育毒性试验，其中主要为致畸试验。 发育毒性发育毒性(

6、developmental toxicity)(developmental toxicity) 指出生前经父体和指出生前经父体和( (或或) )母体接触外源性理化因素引起的母体接触外源性理化因素引起的在子代到达成体之前出现的有害作用。具体表现可分为在子代到达成体之前出现的有害作用。具体表现可分为: : v 生长迟缓生长迟缓: :即胚胎与胎仔的发育过程在外源化学物影响下，较正常的发即胚胎与胎仔的发育过程在外源化学物影响下，较正常的发育过程缓慢。育过程缓慢。 v 致畸作用致畸作用: :由于外源化学物干扰，活产胎仔胎儿出生时，某种器官表现由于外源化学物干扰，活产胎仔胎儿出生时，某种器官表现形态结构异

7、常。形态结构异常。 v 功能不全或异常功能不全或异常: :即胎仔的生化、生理、代谢、免疫、神经活动及行为即胎仔的生化、生理、代谢、免疫、神经活动及行为的缺陷或异常。的缺陷或异常。 v 胚胎或胎仔致死作用胚胎或胎仔致死作用 : :某些外源化学物在一定剂量范围内，可某些外源化学物在一定剂量范围内，可在胚胎或胎仔发育期间对胚胎或胎仔具有损害作用，并使在胚胎或胎仔发育期间对胚胎或胎仔具有损害作用，并使其死亡。其死亡。 化学毒物的生殖毒性食品毒理学 畸形、畸胎和致畸物畸形、畸胎和致畸物 v 畸形畸形(malformation):(malformation):器官形态的异常。器官形态的异常。 v 畸胎畸胎

8、(terate):(terate):具有畸形的胚胎或胎仔。具有畸形的胚胎或胎仔。 v 致畸物或致畸原致畸物或致畸原(teratogen):(teratogen):凡在一定剂量下，能通过母凡在一定剂量下，能通过母体对胚胎或胎儿正常发育过程造成干扰，使子代出生后具有畸形体对胚胎或胎儿正常发育过程造成干扰，使子代出生后具有畸形的化合物。的化合物。 v致畸试验致畸试验: :评定外源化学物是否具有致畸作用的试验。评定外源化学物是否具有致畸作用的试验。 一、基本概念一、基本概念 化学毒物的生殖毒性食品毒理学畸形与变异畸形与变异v在胚胎或胎儿出现器官形态结构异常称在胚胎或胎儿出现器官形态结构异常称为畸形。为

9、畸形。v机体的形态结构或生理功能，在同一物机体的形态结构或生理功能，在同一物种的子代与亲代之间或子代的个体之间种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，即为变，有时出现不完全相同的现象，即为变异。异。 一、基本概念一、基本概念 化学毒物的生殖毒性食品毒理学二、发育毒性机制1 1、干扰基因表达、干扰基因表达 5 5、干扰细胞、干扰细胞- -细胞交互作用细胞交互作用2 2、基因突变与染色体畸变、基因突变与染色体畸变 6 6、通过胎盘毒性引起发育毒理、通过胎盘毒性引起发育毒理3 3损伤细胞和分子水平的翻译损伤细胞和分子水平的翻译 7 7、干扰母体稳态、干扰母体稳态4 4、细胞凋亡

10、、细胞凋亡 8 8、内分泌干、内分泌干扰作用扰作用三、发育毒性的表现1 1、生长迟缓。、生长迟缓。2 2、致畸作用、致畸作用 3 3、功能不全或异常、功能不全或异常4 4、胚胎或胎仔致死作用、胚胎或胎仔致死作用化学毒物的生殖毒性食品毒理学四、发育毒性三阶段试验化学毒物的生殖毒性食品毒理学五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学物发育毒性的评价 传统常规致畸试验传统常规致畸试验v 动物选择动物选择v 剂量分组剂量分组v 动物交配处理动物交配处理v 胎仔检查胎仔检查 结果评定结果评定 致畸物以及发育毒性作用物危险度评定致畸物以及发育毒性作用物危险度评定化学毒物的生殖毒性食品毒理学v 1 1、动物选

11、择、动物选择: : 致畸试验的动物选择，除参照毒性试验中选择动物的一般原则，即致畸试验的动物选择，除参照毒性试验中选择动物的一般原则，即食性和对受试物代谢过程与人类接近，体型小，驯服，容易饲养和繁食性和对受试物代谢过程与人类接近，体型小，驯服，容易饲养和繁殖及价廉外，还应特别注意妊娠过程较短、每窝产仔数较多和胎盘构殖及价廉外，还应特别注意妊娠过程较短、每窝产仔数较多和胎盘构造及厚度与人类接近等特点。造及厚度与人类接近等特点。 v 2 2、剂量分组、剂量分组 一般应先进行预试，目的是找出引起母体中毒的剂量。最少设一般应先进行预试，目的是找出引起母体中毒的剂量。最少设3 3个剂个剂量组，另设对照组

12、。原则上最高剂量组，可以引起母体轻度中毒，即量组，另设对照组。原则上最高剂量组，可以引起母体轻度中毒，即进食量减少、体重减轻、死亡不超过进食量减少、体重减轻、死亡不超过10%10%。最低剂量组不应观察到任何。最低剂量组不应观察到任何中毒症状；中间剂量组可以允许母体出现某些极轻微中毒症状。其剂中毒症状；中间剂量组可以允许母体出现某些极轻微中毒症状。其剂量与高剂量和低剂量成等比级数关系。量与高剂量和低剂量成等比级数关系。 一般最高剂量不超过一般最高剂量不超过LD50LD50的的1/51/51/31/3，低剂量可为，低剂量可为1 11001001 13030。五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学

13、物发育毒性的评价 化学毒物的生殖毒性食品毒理学v 3 3 、动物交配处理、动物交配处理 每组动物大鼠或小鼠为每组动物大鼠或小鼠为12122020只，家兔只，家兔8 81212只只，狗等大动物，狗等大动物3 34 4只。只。 将性成熟雌雄动物按雌雄将性成熟雌雄动物按雌雄l l：1 1或或2 2：1 1比例同笼交配。比例同笼交配。每日将已确定受孕雌鼠随机分入各剂量组和对照组。每日将已确定受孕雌鼠随机分入各剂量组和对照组。出现出现阴栓或精子之日即为受孕阴栓或精子之日即为受孕0 0日，也有人作为第日，也有人作为第1 1日。日。 由于致畸作用有极为明确的敏感期，应精确掌握动由于致畸作用有极为明确的敏感期

14、，应精确掌握动物接触受试物的时间，必须在器官发生期。物接触受试物的时间，必须在器官发生期。 五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学物发育毒性的评价 化学毒物的生殖毒性食品毒理学v 4 4、胎仔检查、胎仔检查 自然分娩前自然分娩前1-21-2日将受孕动物处死，剖腹取出子宫及活产胎仔日将受孕动物处死，剖腹取出子宫及活产胎仔，并另行记录死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第，并另行记录死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第19-2019-20天天，小鼠第，小鼠第18-1918-19天，家兔在第天，家兔在第2929天。天。下列几方面进行畸形检查：下列几方面进行畸形检查：外观畸形肉眼检查外观畸形肉眼检查，例如露脑

15、；例如露脑；肉眼检查内脏及软组织畸形肉眼检查内脏及软组织畸形，例如腭裂；例如腭裂；骨骼畸形检查骨骼畸形检查，例如颅顶骨缺损，分叉肋等。畸形检查只，例如颅顶骨缺损，分叉肋等。畸形检查只限活产胎仔。限活产胎仔。 五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学物发育毒性的评价 化学毒物的生殖毒性食品毒理学v 5 5、数据处理、数据处理活产幼仔平均畸形出现数活产幼仔平均畸形出现数: :即根据出现的畸形总数，计算每个活产幼仔出即根据出现的畸形总数，计算每个活产幼仔出现的畸形平均数。现的畸形平均数。 畸形出现率畸形出现率: :即作为畸胎的幼仔在活产幼仔总数中所占的百分率。即作为畸胎的幼仔在活产幼仔总数中所占的百

16、分率。 母体畸胎出现率母体畸胎出现率 : :即出现畸形胎仔的母体在妊娠母体总数中所占的百分率即出现畸形胎仔的母体在妊娠母体总数中所占的百分率v 6 6、 结果评定结果评定 致畸指数越大，致畸作用越强，反之越小。一般认为致畸指数致畸指数越大，致畸作用越强，反之越小。一般认为致畸指数1010以下为不致畸，以下为不致畸，1010100100为致畸，为致畸，100100以上为强致畸。以上为强致畸。 母体毒性与发育毒性比值，即母体最低损害作用剂量（母体毒性与发育毒性比值，即母体最低损害作用剂量（A)A)与胎与胎仔最低损害作用剂量（仔最低损害作用剂量（D)D)之比，比值越大，危险性越高。之比，比值越大，危

17、险性越高。五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学物发育毒性的评价 化学毒物的生殖毒性食品毒理学7 7、致畸物以及发育毒性作用物危害度评价、致畸物以及发育毒性作用物危害度评价 欧共体（EEC）和经济合作与发展组织（OECD）建议的致畸物分级标准。主要根据动物试验和人群调查资料，具体分级标准： 1级，已确定人类母体接触后可引起子代先天性缺陷； 2A级，对动物肯定致畸，但对人类致畸作用尚未确定因果关系； 2B级，动物试验结果肯定致畸，但无人类致畸资料； 3 级，尚无结论性肯定致畸证据或资料不足； 4级，动物试验阴性，人群中调查结果未发现致畸五、外源化学物发育毒性的评价五、外源化学物发育毒性的评价

18、化学毒物的生殖毒性食品毒理学确定受试物是否具有致畸作用时需注意以下几点：确定受试物是否具有致畸作用时需注意以下几点： 任何结果必须通过统计计算方法进行剂量组与对照组对比任何结果必须通过统计计算方法进行剂量组与对照组对比；必须具有统计学意义才能认为是阳性结果。；必须具有统计学意义才能认为是阳性结果。 应该掌握所用实验动物品系的自然畸形发生率。应该掌握所用实验动物品系的自然畸形发生率。 致畸作用中动物物种和品系差异较为显著，因此要求在两致畸作用中动物物种和品系差异较为显著，因此要求在两种动物进行试验。由于物种差异，对动物不具有致畸作用种动物进行试验。由于物种差异，对动物不具有致畸作用的外源化学物对

19、人是否致畸的问题，应格外认真对待。的外源化学物对人是否致畸的问题，应格外认真对待。化学毒物的生殖毒性食品毒理学发育毒性的替代试验发育毒性的替代试验 v大鼠全胚胎培养大鼠全胚胎培养 v胚胎细胞微团培养胚胎细胞微团培养v小鼠胚胎干细胞试验小鼠胚胎干细胞试验v发育毒性的体内预筛试验发育毒性的体内预筛试验(C .K.(C .K.试验试验) ) 化学毒物的生殖毒性食品毒理学第四节第四节 繁殖试验繁殖试验 外源化学物对生殖过程作用的评定主要通过生殖毒性外源化学物对生殖过程作用的评定主要通过生殖毒性试验来进行，也称为繁殖试验。试验来进行，也称为繁殖试验。 生殖毒性试验可以全面反映外源化学物对性腺功能、生殖毒

20、性试验可以全面反映外源化学物对性腺功能、发情周期、交配行为、受孕、妊娠过程、分娩、授乳发情周期、交配行为、受孕、妊娠过程、分娩、授乳以及幼仔断乳后生长发育可能发生的影响。以及幼仔断乳后生长发育可能发生的影响。 评定的主要依据是交配后母体受孕情况（受孕率）、评定的主要依据是交配后母体受孕情况（受孕率）、妊娠过程情况（正常妊娠率）、子代动物分娩出生情妊娠过程情况（正常妊娠率）、子代动物分娩出生情况（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及断况（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及断奶后发育情况等。奶后发育情况等。化学毒物的生殖毒性食品毒理学试验方法原则试验方法原则v受试动物：性成熟大鼠、小鼠或

21、家兔受试动物：性成熟大鼠、小鼠或家兔 v剂量分组剂量分组: :一般设立三个剂量组（至少两个剂一般设立三个剂量组（至少两个剂量组）和一个对照组量组）和一个对照组v染毒途径染毒途径: :动物接触受试物的方法应参照人类动物接触受试物的方法应参照人类实际接触途径实际接触途径v动物数动物数: :每组雌雄各每组雌雄各1616到到2020只，或雌只，或雌1616到到2020只只，雄，雄8 8到到1010只只 第四节第四节 繁殖试验繁殖试验化学毒物的生殖毒性食品毒理学试验方法试验方法 :v三代两窝三代两窝 第四节第四节 繁殖试验繁殖试验（断奶或出生周）断奶或出生周） 给予受试物到周给予受试物到周 第一次交配第一次交配第二次交配第二次交配