毒物及其分类:
在一定条件下,一较小剂量进入机体就能干扰正常的生化过程或生理功能,引起暂时或永久的病理改变,甚至危及生命的化学物质成为毒物(poison)。但实际上,几乎所有的化学物质都有引起机体损伤的可能。
按其用途和分布范围可分为:工业化学品、食品添加剂、日常化学品、农用化学品、医用化学品、环境污染物、生物毒素、军事毒物、放射性物质。
毒性及其分级:
毒性指化学物质能够造成机体损害的能力。影响化学物质毒性的因素:剂量、接触途径、接触期限、速率和频率。
毒作用及其分类:
1.速发或迟发性作用
2.局部或全身作用
3.可逆或不可逆作用
4.过敏反应,也称之为变态反应
5.特异体质反应(idiosyncratic reaction)
损害作用与非损害作用:
损害作用是外源化学物毒性的具体表现。具有下列特点:
1.机体的正常形态学、生理学、生长发育过程受到影响,寿命可能缩短。
2.机体功能容量降低。
3.机体维持稳态的能力下降和机体对额外应激的代偿能力降低。
4.机体对其他某些环境因素不利影响的易感性增高。
外源化学物对机体的非损害作用(non-adverse effect)与损害作用相反,一般认为非损害作用不引起机体机能形态、生长发育和寿命的改变,不引起机体功能容量的降低;也不引起机体对额外应激状态代偿能力的损伤。非损害作用中,机体发生的一切生物学变化应在机体代偿能力范围之内,当机体停止接触该种外源化学物后,机体维持体内稳态的能力不应有所降低,机体对其他外界不利因素影响的易感性也不应增高。
毒效应谱:机体接触外源化学物后,取决于外源化学物的性质和剂量,可引起多种变化,称为毒效应谱(spectrum of toxic effects),可以表现为:①机体对外源化学物的负荷增加;②意义不明的生理和生化改变;③亚临床改变;④临床中毒;⑤甚至死亡。
靶器官:
化学物进人机体后,对体内各器官的毒作用并不一样,往往有选择性,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。
生物学标志:
生物学标志(biomarker, biological marker)又可称生物学标记或生物标志物,是指针对通过生物学屏障进入组织或体液的化学物质即其代谢产物、以及它们所引起的生物学效应而采用的检测指标,可分为接触生物学标志、效应生物学标志和易感性生物学标志三类。
效应生物学标志(biomarker of effect)指机体中可测出的生化、生理、行为等方面的异常或病理组织学方面的改变,可反映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。包括反映早期生物效应(early biological effect)、结构和/或功能改变(altered structure/function)、及疾病(disease)三类标志物。
剂量、剂量-量反应关系和剂量-质反应关系
剂量:
接触剂量以单位体重接触外源化学物的量(如mg/kg体重)或环境中浓度(mg/m3空气或mg/L水)来表示。
量反应与质反应:
反应指化学物质与机体接触后引起的生物学改变,可分为两类:量反应通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化,指反应着用于表示化学物质在群体中引起的某种毒效应的发生比例。反应是质反应,指接触某一化学物的群体中出现某种效应的个体在群体中所占比率,一般以百分率或比值表示。
剂量-量反应关系和剂量-质反应关系:
剂量-量反应关系(graded dose-response relationship)表示化学物质的剂量与个体中发生的量反应强度之间的关系。
剂量-质反应(quantal dose-response relationship)表示化学物质的剂量与某一群体中指反应发生率之间的关系。
剂量-反应曲线:
反应曲线的形式:
1 S形曲线:是典型剂量反应曲线,多见于剂量-质反应关系中,分为对称S形曲线和非对称S形曲线两种形式。
2 直线:化学物质剂量的变化与反应的改变成正比。
3 抛物线:为一条线陡峭后平缓的曲线,类似于数学中的对数曲线,又称为对数曲线型。
表示毒性常用指标
致死剂量:
(一)绝对致死剂量:绝对致死量或浓度(absulute lethal dose(concentration),LD100或LC100):指化学物质引起一组受试对象全部死亡的所需要的最低剂量或浓度。
(二)最小致死剂量:
最小致死剂量或浓度(minimal lethal dose, MLD、LD01或MLC、LC01)指化学物质引起一组受试对象中个别成员出现死亡的剂量或浓度。从理论上讲,低于此剂量即不引起死亡。
(三)最大耐受剂量:
最大耐受剂量(maximal tolerance dose, MLD或LD0)指化学物质不引起受试对象出现死亡的最高剂量。若高于该剂量即可出现死亡。
(四)半数致死剂量:
半数致死剂量(median lethal dose, LD50、LC50)指化学物质引起一般受试对象出现死亡所需要的剂量。
阈剂量和最大无作用剂量:
(一)阈剂量:
阈剂量(threshold dose)指化学物质引起受试对象中的少数个体出现某种最轻微的异常改变所需要的最低剂量,又称为最小有作用剂量(minimal effect level,MEL)。
(二)最大无作用剂量:
最大无作用剂量(maximal no-effect dose,ED0)指化学物质在一定时间内,按一定方式与机体接触,用现代的检测方法和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量。
毒作用带:是表示化学物质毒性和毒作用特点的重要参数之一,分为急性毒作用带与慢性毒作用带。
安全限值
安全限值即卫生标准,是对各种环境介质(空气、土壤、水、食品等)中的化学、物理和生物性有害因素规定的限量要求。
(一)每日容许摄入量:
每日容许摄入量(acceptable daily intake, ADI)指允许正常成人每日由外环境摄入体内的特定化学物质的总量。
(二)最高容许浓度:
在劳动环境中,最高容许浓度(maximum allowable concentration, MAC)是指车间内工人工作地点的空气中某种化学物质不可超越的浓度。在此浓度下,工人长期从事生产劳动,不致引起任何急性或慢性的职业危害。
(三)阈限值:
阈限值(threshold limit value, TLV)为美国政府工业卫生学家委员会推荐的生产车间空气中有害物质的职业接触限值。
(四)参考剂量:
参考剂量(reference dose, RfD)由美国环境保护局(EPA)首先提出,用于非致癌物质的危险度评价。