食品论坛 http://bbs.foodmate.net 继之发展为轴突的退行性变性，可见空泡化、凝聚及碎片化，最后可见髓鞘降解或消失。严 重的病变可见脊髓组织结构的部分消失。根据组织病理学所见，提示神经组织损伤的严重性 及损伤程度与染毒剂量有关，呈剂量-反应关系。 电镜所见：临床症状出现第一天，脊髓的白质已出现异常结构变化。在开始期轴浆的滑 面内质网，出现空泡扩张，正常的囊胞结构呈管样伸长，并伴随空泡结构增殖形成致密的堆 积，同时出现正常的神经细丝轴的亚结构减少，而且有一部分形成颗粒样碎片。在退行变末 期髓鞘破碎成为罗纹状或卵圆形。轴浆改变在灰质的突触前的终端较脊髓白质者明显增多。 有些神经终端明显增大，而且最多的结构异常为增殖的囊胞成分的聚积及凝集。扭曲的神经 细丝结构也可在突触前终端见到，较多的见于致密的亚细胞结构。 （二）影响迟发性神经毒性作用的因素 ①有机磷化合物的结构及剂量大小，接触频率 和持续的时间。②染毒方式(经口或经皮)。③有机磷化合物生物转化及代谢动力学的不同， 不同的物种对同一化合物敏感性不同主要由于此化合物在不同的物种体内的代谢动力学不 同。如对溴磷，大鼠及小鼠对其不很敏感，主要由于在大及小鼠体内代谢转化快，且代谢产 物迅速经尿排出，而母鸡及猫体内代谢转化及排出体外的速度仅为小鼠的 1／31，所以母鸡 及猫比较敏感。在体内代谢和排泄相对较慢，且中等度急性毒性的有机磷化合物才能在体内 靶部位蓄积达到迟发性神经毒性作用的阈剂量。 （三）迟发性神经毒性的作用机理 以前，对迟发性神经毒性作用的机理仅基于成年鸡 的试验所见到的有机磷化合物引起的神经麻痹与人的神经毒靶酯酶的抑制相符，提出迟发性 神经毒性作用的机理为神经毒酯酶(NTE)持久的抑制。近年发现有机磷酸酯与神经系统中非 靶蛋白(丁酰胆碱酯酶和神经毒酯酶)亲和力较强，与有机磷酸酯类结合，并暂时贮存，使动 物避免受到有机磷化合物的急性毒性损害。此后非靶蛋白结合的有机磷酸酯类逐步被释放， 通过蛋白转运过程到达神经毒靶组织，并逐渐蓄积，当达到中毒作用阈剂量时，即出现中毒 症状。动物试验结果提示有机磷化合物一次剂量或多次剂量与非靶蛋白的特异性结合，均可 达到阈剂量，且其释放与蓄积达到阈剂量的时间即相当于染毒一次剂量后到出现运动共济失 调的时间间隔。神经细胞变性及溶酶体膜受损与迟发性神经毒性作用也有关，同时可见血浆 中酸性磷酸酶活性增加。另外，有机磷化合物对神经细胞中快速轴浆运转过程有干扰作用， 致使快速轴浆运转发生障碍，对迟发性神经毒性的出现有一定的作用。 （四）具有迟发性神经毒性作用的有机磷化合物 三磷甲苯磷酸酯(TOCP)、丙胺氟磷、 丙氯磷(DFP)，对溴磷(即溴苯磷)，三硫磷，苯硫磷(EPN)、脱叶磷(DEF)，皮蝇磷，壤虫磷， 草特磷(DMPA)，敌敌畏和敌百虫等。 1975 年 WHO(世界卫生组织)已将迟发性神经毒性试验列入有机磷农药毒性试验的观察 项目。 （五）迟发性神经毒性试验 迟发性神经毒性试验的要点如下。 选用遗传背景明确、健康、步态正常的母鸡(莱享鸡)，鸡龄 8~14 个月，体重 1.5~2kg。 每剂量组母鸡数量应保证在观察结束时存活至少有 6 只。一般设高、中、低三个剂量组， 一个阳性对照组和一个阴性对照组。高剂量一般采用 LD50 剂量，观察期结束时可引起试验 动物胆碱酯酶活性下降，以及部分动物死亡。低剂量，可能引起或不引起迟发性神经毒症状， 其剂量一般为高剂量的 1／5 至 1／10 左右。在高低之间，设中剂量组。阳性对照组为 500mg 272
食品论坛 http://bbs.foodmate.net 继之发展为轴突的退行性变性，可见空泡化、凝聚及碎片化，最后可见髓鞘降解或消失。严 重的病变可见脊髓组织结构的部分消失。根据组织病理学所见，提示神经组织损伤的严重性 及损伤程度与染毒剂量有关，呈剂量-反应关系。 电镜所见：临床症状出现第一天，脊髓的白质已出现异常结构变化。在开始期轴浆的滑 面内质网，出现空泡扩张，正常的囊胞结构呈管样伸长，并伴随空泡结构增殖形成致密的堆 积，同时出现正常的神经细丝轴的亚结构减少，而且有一部分形成颗粒样碎片。在退行变末 期髓鞘破碎成为罗纹状或卵圆形。轴浆改变在灰质的突触前的终端较脊髓白质者明显增多。 有些神经终端明显增大，而且最多的结构异常为增殖的囊胞成分的聚积及凝集。扭曲的神经 细丝结构也可在突触前终端见到，较多的见于致密的亚细胞结构。 （二）影响迟发性神经毒性作用的因素 ①有机磷化合物的结构及剂量大小，接触频率 和持续的时间。②染毒方式(经口或经皮)。③有机磷化合物生物转化及代谢动力学的不同， 不同的物种对同一化合物敏感性不同主要由于此化合物在不同的物种体内的代谢动力学不 同。如对溴磷，大鼠及小鼠对其不很敏感，主要由于在大及小鼠体内代谢转化快，且代谢产 物迅速经尿排出，而母鸡及猫体内代谢转化及排出体外的速度仅为小鼠的 1／31，所以母鸡 及猫比较敏感。在体内代谢和排泄相对较慢，且中等度急性毒性的有机磷化合物才能在体内 靶部位蓄积达到迟发性神经毒性作用的阈剂量。 （三）迟发性神经毒性的作用机理 以前，对迟发性神经毒性作用的机理仅基于成年鸡 的试验所见到的有机磷化合物引起的神经麻痹与人的神经毒靶酯酶的抑制相符，提出迟发性 神经毒性作用的机理为神经毒酯酶(NTE)持久的抑制。近年发现有机磷酸酯与神经系统中非 靶蛋白(丁酰胆碱酯酶和神经毒酯酶)亲和力较强，与有机磷酸酯类结合，并暂时贮存，使动 物避免受到有机磷化合物的急性毒性损害。此后非靶蛋白结合的有机磷酸酯类逐步被释放， 通过蛋白转运过程到达神经毒靶组织，并逐渐蓄积，当达到中毒作用阈剂量时，即出现中毒 症状。动物试验结果提示有机磷化合物一次剂量或多次剂量与非靶蛋白的特异性结合，均可 达到阈剂量，且其释放与蓄积达到阈剂量的时间即相当于染毒一次剂量后到出现运动共济失 调的时间间隔。神经细胞变性及溶酶体膜受损与迟发性神经毒性作用也有关，同时可见血浆 中酸性磷酸酶活性增加。另外，有机磷化合物对神经细胞中快速轴浆运转过程有干扰作用， 致使快速轴浆运转发生障碍，对迟发性神经毒性的出现有一定的作用。 （四）具有迟发性神经毒性作用的有机磷化合物 三磷甲苯磷酸酯(TOCP)、丙胺氟磷、 丙氯磷(DFP)，对溴磷(即溴苯磷)，三硫磷，苯硫磷(EPN)、脱叶磷(DEF)，皮蝇磷，壤虫磷， 草特磷(DMPA)，敌敌畏和敌百虫等。 1975 年 WHO(世界卫生组织)已将迟发性神经毒性试验列入有机磷农药毒性试验的观察 项目。 （五）迟发性神经毒性试验 迟发性神经毒性试验的要点如下。 选用遗传背景明确、健康、步态正常的母鸡(莱享鸡)，鸡龄 8~14 个月，体重 1.5~2kg。 每剂量组母鸡数量应保证在观察结束时存活至少有 6 只。一般设高、中、低三个剂量组， 一个阳性对照组和一个阴性对照组。高剂量一般采用 LD50 剂量，观察期结束时可引起试验 动物胆碱酯酶活性下降，以及部分动物死亡。低剂量，可能引起或不引起迟发性神经毒症状， 其剂量一般为高剂量的 1／5 至 1／10 左右。在高低之间，设中剂量组。阳性对照组为 500mg 272
食品论坛 http://bbs.foodmate.net ／kgTOCP。 通常采用经口途径。隔夜禁食，经口给药前 10min 内，所有试验鸡均肌肉注射 10mg/kg 硫酸阿托品作保护处理。 急性试验观察期一般为 21 天。如未见异常反应或有可疑反应时，须再次给药，继续观 察 21 天。到期处死做组织病理学检查。如特殊需要，部分动物可延长 2～4 周或更长时间观 察恢复情况。亚慢性试验是连续给药 13 周并观察，停药后再观察一周。 每天观察记录试验鸡的外观体征，行为活动，特别是鸡的站立和运动姿势及运动失调程 度。迟发性神经毒性体征的分级标准为： I．步态稍异常；Ⅱ．步态严重异常；Ⅲ．能以跗 站立；Ⅳ．不能站立。一般迟发性神经毒性反应在第 7～10 天开始出现并逐渐加重。每周称 体重一次。 对死亡动物和到期处死的动物检查延髓／桥脑、大脑皮质、小脑皮质、脊髓并做组织切 片。坐骨神经切片要作髓鞘和轴索的特殊染色。光镜观察，必要时可作电镜观察检查。 评定试验农药能否引起迟发性神经毒性及其反应，应结合所观察到的神经毒性效应和神 经病理组织学检查结果综合考虑。 一般认为，对有机磷酸酯毒性的基本资料应包括 NTE 试验。在安全性评价中，脑乙酰 胆碱酯酶的资料比红细胞乙酰胆碱酯酶更有价值。而血浆胆碱酯酶(丁酰胆碱酯酶)抑制不是 毒理学的有害作用。 三、神经毒性的研究方法 （一）人体的研究 人体的研究与动物试验方法不同，有的研究方法，如组织病理学检查中枢神经系统及周 围神经系统的变化，仅能在死后进行。另外，神经毒性化学物不可能在人体进行观察其毒性 效应等，因此人体的研究仅能在人体接触毒物后，在临床观察神经系统某些功能的改变，如 感觉功能、运动功能、心理功能、神经病学临床检查，如腱反射包括病理反射。电生理检查 如 EEG(脑电图)、EMG(肌电图)、ENG(神经电图)等。利用 CT 核磁共振、PET 等观察脑定 位的损伤等。 此外，近代提出某些指标可提示神经毒性化学物的接触水平，利用检测人的外周血，尿、 便进行分析。 （二）动物模型研究 建立模拟人体神经系统神经毒性损伤模型，即动物模型，进行各种研究。 1. 形态学方法 组织病理学观察，包括中枢及周围神经系统的光镜及电镜的观察，神 经细胞的数目及结构的变化、神经细胞轴及髓鞘的变化等。 2. 各种神经递质，第二信使的 cAMP、cGMP、NO、磷酸肌醇酯、IP3 等的测定。 3. 膜的各种离子通道的测定方法如膜片钳法。 4. 全脑、神经细胞培养等体外试验可观察神经毒性化学物的靶部位、及其他上述指标。 5. 分子生物学技术 检测神经细胞特异性基因表达的变化，可早期检出神经毒性的早 期微细效应。建立表达特异性神经细胞的标志物的杂交细胞系，通过体外试验，研究体外毒 理学筛选方法。 第二节 神经行为毒理学 273
食品论坛 http://bbs.foodmate.net ／kgTOCP。 通常采用经口途径。隔夜禁食，经口给药前 10min 内，所有试验鸡均肌肉注射 10mg/kg 硫酸阿托品作保护处理。 急性试验观察期一般为 21 天。如未见异常反应或有可疑反应时，须再次给药，继续观 察 21 天。到期处死做组织病理学检查。如特殊需要，部分动物可延长 2～4 周或更长时间观 察恢复情况。亚慢性试验是连续给药 13 周并观察，停药后再观察一周。 每天观察记录试验鸡的外观体征，行为活动，特别是鸡的站立和运动姿势及运动失调程 度。迟发性神经毒性体征的分级标准为： I．步态稍异常；Ⅱ．步态严重异常；Ⅲ．能以跗 站立；Ⅳ．不能站立。一般迟发性神经毒性反应在第 7～10 天开始出现并逐渐加重。每周称 体重一次。 对死亡动物和到期处死的动物检查延髓／桥脑、大脑皮质、小脑皮质、脊髓并做组织切 片。坐骨神经切片要作髓鞘和轴索的特殊染色。光镜观察，必要时可作电镜观察检查。 评定试验农药能否引起迟发性神经毒性及其反应，应结合所观察到的神经毒性效应和神 经病理组织学检查结果综合考虑。 一般认为，对有机磷酸酯毒性的基本资料应包括 NTE 试验。在安全性评价中，脑乙酰 胆碱酯酶的资料比红细胞乙酰胆碱酯酶更有价值。而血浆胆碱酯酶(丁酰胆碱酯酶)抑制不是 毒理学的有害作用。 三、神经毒性的研究方法 （一）人体的研究 人体的研究与动物试验方法不同，有的研究方法，如组织病理学检查中枢神经系统及周 围神经系统的变化，仅能在死后进行。另外，神经毒性化学物不可能在人体进行观察其毒性 效应等，因此人体的研究仅能在人体接触毒物后，在临床观察神经系统某些功能的改变，如 感觉功能、运动功能、心理功能、神经病学临床检查，如腱反射包括病理反射。电生理检查 如 EEG(脑电图)、EMG(肌电图)、ENG(神经电图)等。利用 CT 核磁共振、PET 等观察脑定 位的损伤等。 此外，近代提出某些指标可提示神经毒性化学物的接触水平，利用检测人的外周血，尿、 便进行分析。 （二）动物模型研究 建立模拟人体神经系统神经毒性损伤模型，即动物模型，进行各种研究。 1. 形态学方法 组织病理学观察，包括中枢及周围神经系统的光镜及电镜的观察，神 经细胞的数目及结构的变化、神经细胞轴及髓鞘的变化等。 2. 各种神经递质，第二信使的 cAMP、cGMP、NO、磷酸肌醇酯、IP3 等的测定。 3. 膜的各种离子通道的测定方法如膜片钳法。 4. 全脑、神经细胞培养等体外试验可观察神经毒性化学物的靶部位、及其他上述指标。 5. 分子生物学技术 检测神经细胞特异性基因表达的变化，可早期检出神经毒性的早 期微细效应。建立表达特异性神经细胞的标志物的杂交细胞系，通过体外试验，研究体外毒 理学筛选方法。 第二节 神经行为毒理学 273
食品论坛 http://bbs.foodmate.net 一、神经行为毒理学的概念 行为毒性是指各种各样的化学物质对行为方面所产生的有害影响。通常是指感觉、学习 和记忆、运动等中枢神经系统的功能障碍。神经行为毒理学(nearobehavioral toxicology)是一 门边缘科学，是应用心理学的一个分支，是神经毒理学的研究方法之一。神经行为毒理学主 要研究外源化学物特别是低剂量慢性接触对人的神经行为，即人的心理功能的毒性效应。近 代已成为筛选神经毒性化学物及药物的重要方法之一，是评价化学物神经毒性的重要方法。 随着行为毒理学方法学的逐步完善，一方面促进了实验心理学的一个分支——行为分析学的 发展，另一方面，也在化学物质的安全性评价方法中，越来越多地应用行为毒理学的方法。 发展神经行为毒理学的必要性：①环境污染，神经毒性化学物分布较广；②生态平衡破 坏，危害人的健康；③高剂量神经毒性化学物的重大中毒事件已逐渐减少，而低剂量神经毒 性化学物对人的危害逐渐被人重视。神经行为毒理学的研究方法特点之一，是在临床症状出 现前即可检出神经行为的变化即亚临床表现。 行为毒性的发生机制，与其他一般毒性的发生机制是不同的。通常一般毒性是器质性的 损伤而引起明显的功能性变化。而仅仅停留在功能性改变，并未明显地出现器质性障碍的情 况下，可以依靠行为检测方法来进行评价（如图 11-1）。 生物体（脑功能） 感觉功能 外部刺激 运动功能 行为变化（反应） 其他的内在功能（情感、动机、生理、功能等） 图 11-1 行为的发生顺序 近十几年来，神经生化学、神经生理学等学科的日新月异发展，促进了行为异常发生机 制的探讨和研究。在环境和食品中存在的许多具有潜在的神经毒性的化学物质，在低剂量， 无明显形态学改变的条件下，对其毒性的评价成为可能。 二、行为毒理学的方法 行为毒理学试验方法可以分为一般行为毒理学和行为致畸学两大类。一般行为毒理学主 要包括①一般行为；②学习能力；③感觉功能；④活动能力；⑤药理学反应性；⑥神经运动 能力等六个方面。 人和动物的行为致畸学主要包括生长、发育过程中，尤其是胚胎发育期间接触某些化学 物质所引起的行为和发育异常。 （一）化学物质行为毒性研究问题的提出 第二次世界大战之前，评价一种化学物质是否具有毒性是以半数致死量（LD50）为指标， 这是人类对化学物质安全性毒理学评价的最初阶段；自第二次世界大战到本世纪六十年代末 期，人们开始将亚急性和慢性毒理学试验用于评价化学物质的毒性；五十年代末期，震惊世 界的“反应停”（thalidomide）事件，对毒理学发展起到一个巨大的推动作用，使人们认识 到对化学物质安全性评价仅用急性、亚急性、慢性毒理学试验是不够全面的，还需要做相应 的致畸试验。与此同时，Heuper和Case等研究者关于“苯胺和苯胺染料致癌作用的流行病学 274
食品论坛 http://bbs.foodmate.net 一、神经行为毒理学的概念 行为毒性是指各种各样的化学物质对行为方面所产生的有害影响。通常是指感觉、学习 和记忆、运动等中枢神经系统的功能障碍。神经行为毒理学(nearobehavioral toxicology)是一 门边缘科学，是应用心理学的一个分支，是神经毒理学的研究方法之一。神经行为毒理学主 要研究外源化学物特别是低剂量慢性接触对人的神经行为，即人的心理功能的毒性效应。近 代已成为筛选神经毒性化学物及药物的重要方法之一，是评价化学物神经毒性的重要方法。 随着行为毒理学方法学的逐步完善，一方面促进了实验心理学的一个分支——行为分析学的 发展，另一方面，也在化学物质的安全性评价方法中，越来越多地应用行为毒理学的方法。 发展神经行为毒理学的必要性：①环境污染，神经毒性化学物分布较广；②生态平衡破 坏，危害人的健康；③高剂量神经毒性化学物的重大中毒事件已逐渐减少，而低剂量神经毒 性化学物对人的危害逐渐被人重视。神经行为毒理学的研究方法特点之一，是在临床症状出 现前即可检出神经行为的变化即亚临床表现。 行为毒性的发生机制，与其他一般毒性的发生机制是不同的。通常一般毒性是器质性的 损伤而引起明显的功能性变化。而仅仅停留在功能性改变，并未明显地出现器质性障碍的情 况下，可以依靠行为检测方法来进行评价（如图 11-1）。 生物体（脑功能） 感觉功能 外部刺激 运动功能 行为变化（反应） 其他的内在功能（情感、动机、生理、功能等） 图 11-1 行为的发生顺序 近十几年来，神经生化学、神经生理学等学科的日新月异发展，促进了行为异常发生机 制的探讨和研究。在环境和食品中存在的许多具有潜在的神经毒性的化学物质，在低剂量， 无明显形态学改变的条件下，对其毒性的评价成为可能。 二、行为毒理学的方法 行为毒理学试验方法可以分为一般行为毒理学和行为致畸学两大类。一般行为毒理学主 要包括①一般行为；②学习能力；③感觉功能；④活动能力；⑤药理学反应性；⑥神经运动 能力等六个方面。 人和动物的行为致畸学主要包括生长、发育过程中，尤其是胚胎发育期间接触某些化学 物质所引起的行为和发育异常。 （一）化学物质行为毒性研究问题的提出 第二次世界大战之前，评价一种化学物质是否具有毒性是以半数致死量（LD50）为指标， 这是人类对化学物质安全性毒理学评价的最初阶段；自第二次世界大战到本世纪六十年代末 期，人们开始将亚急性和慢性毒理学试验用于评价化学物质的毒性；五十年代末期，震惊世 界的“反应停”（thalidomide）事件，对毒理学发展起到一个巨大的推动作用，使人们认识 到对化学物质安全性评价仅用急性、亚急性、慢性毒理学试验是不够全面的，还需要做相应 的致畸试验。与此同时，Heuper和Case等研究者关于“苯胺和苯胺染料致癌作用的流行病学 274