第四章毒物毒性作用的影响因素 毒物的毒性作用强弱受多种因素的影响,其中主要包括:毒物作用对象自身 的因素、环境因素和毒物之间相互作用等因素的影响。 第一节毒作用对象自身因素的影响 毒性效应的出现是外源化学物与机体相互作用的结果,因此毒作用对象自身 的许多因素都可影响化学物的毒性。 种属与品系 1、种属的代谢差异不同种属( species)、不同品系( strain)对毒性的易感 性( susie- ptibility)可以有质与量的差异。如苯可以引起兔白细胞减少,对 狗则引起白细胞升高;β-萘胺能引起狗和人膀胱癌,但对大鼠、兔和豚鼠则不 能;反应停对人和兔有致畸作用,对其他哺乳动物则基本不能。又如小鼠吸入羰 基镍的LCa为20.78mg/m3,而大鼠吸入的LC为176.8mg/m3,其毒性比为1:8。 有报道,对300个化合物的考察,动物种属不同,毒性差异在10~100倍之间。 可见种属不同其反应的毒作用性质和毒性大小存在明显差异。同一种属的不同品 系之间也可表现出对某些毒物易感性的量和质的差异。例如有人观察了10种小 鼠品系吸入同一浓度氯仿的致死情况,结果DBA系死亡率为75%,DBA系为51%, CH系为32%,BALC系为10%,其余6种品系为0%。尤其要指出的是,不同品 系的动物肿瘤自发率不同,而且对致癌物的敏感性也不同。不同种属和品系的动 物对同一毒物存在易感性的差异,其原因很多,大多数情况可用代谢差异来解释, 即机体对毒物的活化能力或解毒能力的差异。如小鼠、大鼠和猴经口给予氯仿后 分别有80%、60%和20%转化成CO2排出,但人则主要经呼吸道排出原型氯仿。 又如苯胺在猫、狗体内形成毒性较强的邻位氨基苯酚,而在兔体内则形成毒性较 低的对位氨基苯酚。 2、生物转运的差异由于种属间生物转运能力存在某些方面的差异,因此也 可能成为种属易感性差异的原因。如皮肤对有机磷的最大吸收速度(ug/ cm2.min)依次是:免与大鼠9.3,豚鼠6.0,猫与山羊4.4,猴4.2,狗2.7,猪 0.3。铅从血浆排至胆汁的速度:兔为大鼠的1/2,而狗只有大鼠的1/50 3、生物结合能力和容量差异血浆蛋白的结合能力、尿量和尿液的pH也有 种属差异,这些因素也可能成为种属易感性差异的原因 4、其它除此之外,解剖结构与形态、生理功能、食性等也可造成种属的易 感性差异。 、遗传因素
第四章 毒物毒性作用的影响因素 毒物的毒性作用强弱受多种因素的影响，其中主要包括：毒物作用对象自身 的因素、环境因素和毒物之间相互作用等因素的影响。 第一节 毒作用对象自身因素的影响 毒性效应的出现是外源化学物与机体相互作用的结果，因此毒作用对象自身 的许多因素都可影响化学物的毒性。 一、种属与品系 1、种属的代谢差异 不同种属(species)、不同品系(strain)对毒性的易感 性（susce-ptibility）可以有质与量的差异。如苯可以引起兔白细胞减少，对 狗则引起白细胞升高；β-萘胺能引起狗和人膀胱癌，但对大鼠、兔和豚鼠则不 能；反应停对人和兔有致畸作用，对其他哺乳动物则基本不能。又如小鼠吸入羰 基镍的 LC50为 20.78mg/m3，而大鼠吸入的 LC50为 176.8mg/m3 ，其毒性比为 1:8。 有报道，对 300 个化合物的考察，动物种属不同，毒性差异在 10～100 倍之间。 可见种属不同其反应的毒作用性质和毒性大小存在明显差异。同一种属的不同品 系之间也可表现出对某些毒物易感性的量和质的差异。例如有人观察了 10 种小 鼠品系吸入同一浓度氯仿的致死情况，结果 DBA2系死亡率为 75％，DBA 系为 51％， C3H 系为 32％，BALC 系为 10％，其余 6 种品系为 0％。尤其要指出的是，不同品 系的动物肿瘤自发率不同，而且对致癌物的敏感性也不同。不同种属和品系的动 物对同一毒物存在易感性的差异，其原因很多，大多数情况可用代谢差异来解释， 即机体对毒物的活化能力或解毒能力的差异。如小鼠、大鼠和猴经口给予氯仿后 分别有 80％、60％和 20％转化成 CO2排出，但人则主要经呼吸道排出原型氯仿。 又如苯胺在猫、狗体内形成毒性较强的邻位氨基苯酚，而在兔体内则形成毒性较 低的对位氨基苯酚。 2、生物转运的差异 由于种属间生物转运能力存在某些方面的差异，因此也 可能成为种属易感性差异的原因。如皮肤对有机磷的最大吸收速度（ug／ cm 2 .min）依次是：免与大鼠 9.3，豚鼠 6.0，猫与山羊 4.4，猴 4.2，狗 2.7，猪 0.3。铅从血浆排至胆汁的速度：兔为大鼠的 1／2，而狗只有大鼠的 1／50。 3、生物结合能力和容量差异 血浆蛋白的结合能力、尿量和尿液的 pH 也有 种属差异，这些因素也可能成为种属易感性差异的原因。 4、其它 除此之外，解剖结构与形态、生理功能、食性等也可造成种属的易 感性差异。 二、遗传因素
遗传因素是指遗传决定或影响的机体构成、功能和寿命等因素。遗传因素决定了参与 机体构成和具有一定功能的核酸、蛋白质、酶、生化产物以及它们所调节的核酸转录、翻译 代谢、过敏、组织相容性等差异,在很大程度上影响了外源和内源性毒物的活化、转化与降 解、排泄的过程,以及体内危害产物的掩蔽、拮抗和损伤修复,因此在维持机体健康或引 起病理生理变化上起重要作用。其中最主要的是酶的多态性会导致代谢的多态性:而遗传因 素决定的缺陷是导致致癌易感性和某些疾病的机体内在因素。在毒理学试验中常常观察到, 同一受试物在同一剂量下,同一种属和品系的动物所表现的毒作用效应有性质或程度上的个 体差异。同样,在人群中许多肿瘤和慢性疾病有家族聚集倾向,肿瘤只在相同环境中的部分 个体发生。同一环境污染所致公害病或中毒效应,在人群中总存在很大差别。造成上述情况 的重要原因之一是遗传因素不同,特别是个体间存在酶的多态性差异,使毒物代谢或毒物动 力学出现差异,导致中毒、致畸、致突变或致癌等毒性效应的变化。如谷胱甘肽转硫酶是重 要的解毒酶系,其多态性较复杂,共有8种变异,而其中的μ型变异者缺乏掩蔽亲电子性 终致癌物的能力。又如肝脏混合功能氧化酶的诱导剂3-甲基胆蒽(3-MC)类,与Ah受体结 合后发挥诱导作用,Ah受体受Ah基因所调控,后者位于小鼠的第17号染色体。某些品系 的小鼠如C57BL/6N(B),体内各组织№h受体浓度较高,被3-MC诱导后芳烃羟化酶(AHn) 活性升高非常显著,具有纯合子的Ah等位基因为Ah/Ah,而有的小鼠品系如AK与DBA/ LN(D2),则体内Ah受体浓度极低甚至不能检出,纯合子为Ah/Ah。由于AHH是显性的, 纯合子Ah/Ah是反应型。据报道,在所研究的75种纯系小鼠中,2/3是反应型的(如B6), 1/3是非反应型的(如D2)。因此,遗传因素是导致种属、品系和个体间毒物易感性差异 的主要原因 三、年龄和性别 年龄因素大体上可区分为3个阶段,从出生到性成熟之前、成年期和老年期。由于动物 在性成熟前,尤其是婴幼期机体各系统与酶系均未发育完全;胃酸低,肠内微生物群也未固 定,因此对外源化学物的吸收、代谢转化、排出及毒性反应均有别于成年期。动物成熟的不 同阶段,其某些脏器、组织的发育和酶系统等的功能也不相同。如小鼠肝脏Cyt-P-450在新 生后15天的水平、谷胱甘肽在出生后第10天才能达到成年期的水平。新生动物的中枢神经 系统(CNS)发育还不完全,对外源化学物往往不敏感,表现出毒性较低。新生动物的某些 酶系也有一个发育过程,如人出生后需八周龄肝微粒体混合功能氧化酶系活性才达到成人水 平。所以,凡是需要在机体内转化后才能充分发挥毒效应的化合物,对年幼动物的毒性就比 成年动物低;反之,凡是经过酶系统代谢失活的外源化学物、在幼年动物所表现的毒性就大 动物进入老年,其代谢功能又逐渐趋于衰退,对外源化学物的毒性反应也减低。老年人免疫 功能降低,应激功能低下:幼年肝微粒体酶系的解毒功能弱,生物膜通透性髙和肾廓淸功能 低,因而对某些环境因素危害的敏感性高。如,老年人对高温的耐受性较青年人差:SD大 鼠在4月龄时新陈代谢氧耗量为0.771mg/kg体重,到8月龄就下降至0.696mg/kg体重; 老年大鼠的肝、肾微粒体的葡萄糖-δ-磷酸酶和线粒体的细胞色素还原酶的活性均大大降低 红细胞膜的Na'-Kˆ-ATP酶活性也随年龄的增长而下降。此时给老年大鼠八甲磷按35mg/k 体重灌胃,仅能引起20%的死亡。有报道,进行外源化学物的LD3o值测定时,在222个化 学物中有78%的LD值,未成年动物(婴幼期)比成年动物低,即毒性大。也有报道,将化 学物对动物LDs的测定结果进行计算,成年与新生动物LD的比值在0.002~16之间,表明 既存在化学物对新生动物毒性反应较低的,也存在毒性反应较强的现象。一般地讲,化学物 的母体毒性大于代谢物毒性时,幼年期与老年期的毒性表现就比成年动物敏感:而化学物母 体毒性弱,经代谢转化增毒时,对成年地毒性就大,而婴幼期与老年期毒性就低
遗传因素是指遗传决定或影响的机体构成、功能和寿命等因素。遗传因素决定了参与 机体构成和具有一定功能的核酸、蛋白质、酶、生化产物以及它们所调节的核酸转录、翻译、 代谢、过敏、组织相容性等差异，在很大程度上影响了外源和内源性毒物的活化、转化与降 解、排泄的过程，以及体内危害产物的掩蔽、拮抗和损伤修复，因此 在维持机体健康或引 起病理生理变化上起重要作用。其中最主要的是酶的多态性会导致代谢的多态性；而遗传因 素决定的缺陷是导致致癌易感性和某些疾病的机体内在因素。在毒理学试验中常常观察到， 同一受试物在同一剂量下，同一种属和品系的动物所表现的毒作用效应有性质或程度上的个 体差异。同样，在人群中许多肿瘤和慢性疾病有家族聚集倾向，肿瘤只在相同环境中的部分 个体发生。同一环境污染所致公害病或中毒效应，在人群中总存在很大差别。造成上述情况 的重要原因之一是遗传因素不同，特别是个体间存在酶的多态性差异，使毒物代谢或毒物动 力学出现差异，导致中毒、致畸、致突变或致癌等毒性效应的变化。如谷胱甘肽转硫酶是重 要的解毒酶系，其多态性较复杂，共有 8 种变异，而其中的 μ 型变异者缺乏掩蔽亲电子性 终致癌物的能力。又如肝脏混合功能氧化酶的诱导剂 3-甲基胆蒽（3-MC）类，与 Ah 受体结 合后发挥诱导作用，Ah 受体受 Ah 基因所调控，后者位于小鼠的第 17 号染色体。某些品系 的小鼠如 C57BL/6N（B6），体内各组织 Ah 受体浓度较高，被 3-MC 诱导后芳烃羟化酶（AHn） 活性升高非常显著，具有纯合子的 Ah 等位基因为 Ahb／Ahb，而有的小鼠品系如 AK 与 DBA／ LN（D2），则体内 Ah 受体浓度极低甚至不能检出，纯合子为 Ahd／Ahd。由于 AHH 是显性的， 纯合子 Ahb／Ahd 是反应型。据报道，在所研究的 75 种纯系小鼠中，2／3 是反应型的（如 B6）， 1／3 是非反应型的（如 D2）。因此，遗传因素是导致种属、品系和个体间毒物易感性差异 的主要原因。 三、年龄和性别 年龄因素大体上可区分为 3 个阶段，从出生到性成熟之前、成年期和老年期。由于动物 在性成熟前，尤其是婴幼期机体各系统与酶系均未发育完全；胃酸低，肠内微生物群也未固 定，因此对外源化学物的吸收、代谢转化、排出及毒性反应均有别于成年期。动物成熟的不 同阶段，其某些脏器、组织的发育和酶系统等的功能也不相同。如小鼠肝脏 Cyt-P-450 在新 生后 15 天的水平、谷胱甘肽在出生后第 10 天才能达到成年期的水平。新生动物的中枢神经 系统（CNS）发育还不完全，对外源化学物往往不敏感，表现出毒性较低。新生动物的某些 酶系也有一个发育过程，如人出生后需八周龄肝微粒体混合功能氧化酶系活性才达到成人水 平。所以，凡是需要在机体内转化后才能充分发挥毒效应的化合物，对年幼动物的毒性就比 成年动物低；反之，凡是经过酶系统代谢失活的外源化学物、在幼年动物所表现的毒性就大。 动物进入老年，其代谢功能又逐渐趋于衰退，对外源化学物的毒性反应也减低。老年人免疫 功能降低，应激功能低下；幼年肝微粒体酶系的解毒功能弱，生物膜通透性高和肾廓清功能 低，因而对某些环境因素危害的敏感性高。如，老年人对高温的耐受性较青年人差；SD 大 鼠在 4 月龄时新陈代谢氧耗量为 0.771mg/kg 体重，到 8 月龄就下降至 0.696mg／kg 体重； 老年大鼠的肝、肾微粒体的葡萄糖-6-磷酸酶和线粒体的细胞色素还原酶的活性均大大降低， 红细胞膜的 Na+ -K + -ATP 酶活性也随年龄的增长而下降。此时给老年大鼠八甲磷按 35mg／kg 体重灌胃，仅能引起 20％的死亡。有报道，进行外源化学物的 LD50 值测定时，在 222 个化 学物中有 78%的 LD50 值，未成年动物（婴幼期）比成年动物低，即毒性大。也有报道，将化 学物对动物 LD50 的测定结果进行计算，成年与新生动物 LD50 的比值在 0.002～16 之间，表明 既存在化学物对新生动物毒性反应较低的，也存在毒性反应较强的现象。一般地讲，化学物 的母体毒性大于代谢物毒性时，幼年期与老年期的毒性表现就比成年动物敏感；而化学物母 体毒性弱，经代谢转化增毒时，对成年地毒性就大，而婴幼期与老年期毒性就低
成年动物生理特征的差别最明显的是性别因素。雌雄动物性激素的不同,以及与之密 切相关的其它激素,如甲状腺素、肾上腺素、垂体素等水平均有不同,激素水平的差别,将 使机体生理活动出现差异。例如,Cyt-P-450可受“垂体-下丘脑”系统神经内分泌的调节 因此外源化学物在不同性别动物体内的代谢就存在差别。单胺氧化酶(MF0)系在两性动物 间被化学物诱导或抑制结局也有所不同。性激素对肝微粒体酶功能有明显影响,从而影响毒 物的生物转化及其对机体的毒性反应,如女性对铅、苯等毒物较男性更为敏感。又如给大鼠 四氧嘧啶预处理,再给予氨基比林,观察M0酶系分解氨基比林的活性,则雄性大鼠呈现酶 活性下降(抑制状),而雌性大鼠呈酶活性増加(被诱导),但对于苯胺( aniline)的分 解作用,则两种性别大鼠均表现为酶活性增强一一诱导效应。雌性大鼠对巴比妥酸盐类一般 较雄性敏感,如将相同剂量的环己烯巴比妥给予大鼠,雌性大鼠睡眠时间就比雄性大鼠长。 且试验证明,环己烯巴比妥在体内的t1,也是雌性大鼠比雄性大。体外试验也证明肝脏代 谢环己烯巴比妥的速度雄性大鼠快于雌性大鼠。 有机磷化合物一般讲也是雌性比雄性动物敏感。如对硫磷在雌性大鼠体内代谢转化速度 比雄性快,或许这与毒性大于对硫磷的对硫磷氧化中间产物增加速度有关。但氯仿对小鼠的 毒性却是雄性比雌性敏感。当雄性小鼠去睾处理后就失去了性别敏感差别。若去睾雄性小鼠 再给以雄性激素,则性别敏感将又显现。此外,有的化学物也存在性别的排泄差异,如丁基 羟基甲苯在雄性大鼠主要由尿排出,而雌性主由粪便排出。可能与大鼠性别不同,其葡萄糖 醛酸与硫酸结合反应的速度与性别差异有关。 关于实验动物性别与化学物毒性反应的差别,有报道指出,大鼠和小鼠对各种化学物的 性别毒性比值(雌性LDs/雄性LD3)小鼠为0.92,大鼠是0.88。因此,毒理学研究一般应 当使用数目相等的两种性别动物,若化学物性别毒性差异明显,则应分别用不同性别动物再 进行试验。 四、营养状况 正常的合理营养对维护机体健康具有重要意义。对于生体内正常进行外源化学物的生物 转化,合理平衡的营养亦十分重要。合理营养可以促进机体通过非特异性途径对外源性毒物 以及内源性有害物质毒性作用的抵抗力,特别是对经过生物转化毒性降低的化学物质,尤为 显著。当食物中缺乏必需的脂肪酸、磷脂、蛋白质及一些维生素(如VA、V、Ve、V2)及必 需的微量元素(如Zn"、Fe"、Mg"、Se"、Ca”等),都可使机体对外源化学物的代谢转化发 生动变。如蛋白质缺乏将降低MFO活性,V是MO系黄素酶的辅基,V参与CytP-450功能 过程等,摄入高糖饲料MO活性也将降低。机体内代谢改变,尤其是MO系活性改变将使外 源化学物毒性发生变化。低蛋白饮食可使动物肝微粒体混合功能氧化酶系统活性降低,从而 影响毒物的代谢。在此种情况下,苯并(a)芘、苯胺在体内氧化作用将减弱,四氯化碳毒性 下降:而马拉硫磷、六六六、对硫磷、黄曲霉毒素B等的毒性都增强。高蛋白饮食也可增 加某些毒物的毒性,如非那西丁和DT的毒性增强。用低蛋白质饲料喂养大鼠,将使巴比妥 ( barbital)引起的睡眠周期延长,而CCl4致肝的毒性作用却减低,皆与MFO系酶活性低 下有关。低蛋白质食物,黄曲霉毒素( anatoxin E1)的致癌活性降低,可能是因为黄曲霉 毒素的代谢成环氧化中间产物(2,3- epoxyaflation,B1)减少之故。当然用高脂、高蛋白饲 料喂饲动物,营养也将失调,化学物的毒性效应也会改变。如断奶28天大鼠,当饲料中酪 蛋白由26%增至81%则对经口给予滴滴涕(DT)时毒性增加2.7倍。食物中缺乏亚油酸或 胆碱可增加黄曲霉毒素B1的致癌作用。维生素A、C或E缺乏可抑制混合功能氧化酶的活性, 但维生素B1缺乏则有促进活性作用
成年动物生理特征的差别最明显的是性别因素。雌雄动物性激素的不同，以及与之密 切相关的其它激素，如甲状腺素、肾上腺素、垂体素等水平均有不同，激素水平的差别，将 使机体生理活动出现差异。例如，Cyt-P-450 可受“垂体-下丘脑”系统神经内分泌的调节， 因此外源化学物在不同性别动物体内的代谢就存在差别。单胺氧化酶（MFO）系在两性动物 间被化学物诱导或抑制结局也有所不同。性激素对肝微粒体酶功能有明显影响，从而影响毒 物的生物转化及其对机体的毒性反应，如女性对铅、苯等毒物较男性更为敏感。又如给大鼠 四氧嘧啶预处理，再给予氨基比林，观察 MFO 酶系分解氨基比林的活性，则雄性大鼠呈现酶 活性下降（抑制状），而雌性大鼠呈酶活性增加（被诱导），但对于苯胺（aniline）的分 解作用，则两种性别大鼠均表现为酶活性增强——诱导效应。雌性大鼠对巴比妥酸盐类一般 较雄性敏感，如将相同剂量的环己烯巴比妥给予大鼠，雌性大鼠睡眠时间就比雄性大鼠长。 且试验证明，环己烯巴比妥在体内的 t1/2，也是雌性大鼠比雄性大。体外试验也证明肝脏代 谢环己烯巴比妥的速度雄性大鼠快于雌性大鼠。 有机磷化合物一般讲也是雌性比雄性动物敏感。如对硫磷在雌性大鼠体内代谢转化速度 比雄性快，或许这与毒性大于对硫磷的对硫磷氧化中间产物增加速度有关。但氯仿对小鼠的 毒性却是雄性比雌性敏感。当雄性小鼠去睾处理后就失去了性别敏感差别。若去睾雄性小鼠 再给以雄性激素，则性别敏感将又显现。此外，有的化学物也存在性别的排泄差异，如丁基 羟基甲苯在雄性大鼠主要由尿排出，而雌性主由粪便排出。可能与大鼠性别不同，其葡萄糖 醛酸与硫酸结合反应的速度与性别差异有关。 关于实验动物性别与化学物毒性反应的差别，有报道指出，大鼠和小鼠对各种化学物的 性别毒性比值（雌性 LD50／雄性 LD50）小鼠为 0.92，大鼠是 0.88。因此，毒理学研究一般应 当使用数目相等的两种性别动物，若化学物性别毒性差异明显，则应分别用不同性别动物再 进行试验。 四、营养状况 正常的合理营养对维护机体健康具有重要意义。对于生体内正常进行外源化学物的生物 转化，合理平衡的营养亦十分重要。合理营养可以促进机体通过非特异性途径对外源性毒物 以及内源性有害物质毒性作用的抵抗力，特别是对经过生物转化毒性降低的化学物质，尤为 显著。当食物中缺乏必需的脂肪酸、磷脂、蛋白质及一些维生素（如 VA、VE、VC、VB2）及必 需的微量元素（如 Zn++、Fe++、Mg++、Se++、Ca++等），都可使机体对外源化学物的代谢转化发 生动变。如蛋白质缺乏将降低 MFO 活性，VB 是 MFO 系黄素酶的辅基，VC 参与 Cyt-P-450 功能 过程等，摄入高糖饲料 MFO 活性也将降低。机体内代谢改变，尤其是 MFO 系活性改变将使外 源化学物毒性发生变化。低蛋白饮食可使动物肝微粒体混合功能氧化酶系统活性降低，从而 影响毒物的代谢。在此种情况下，苯并(a)芘、苯胺在体内氧化作用将减弱，四氯化碳毒性 下降；而马拉硫磷、六六六、对硫磷、黄曲霉毒素 B1 等的毒性都增强。高蛋白饮食也可增 加某些毒物的毒性，如非那西丁和 DDT 的毒性增强。用低蛋白质饲料喂养大鼠，将使巴比妥 （barbital）引起的睡眠周期延长，而 CCl4 致肝的毒性作用却减低，皆与 MFO 系酶活性低 下有关。低蛋白质食物，黄曲霉毒素（anatoxin B1）的致癌活性降低，可能是因为黄曲霉 毒素的代谢成环氧化中间产物(2,3-epoxyaflation，B1)减少之故。当然用高脂、高蛋白饲 料喂饲动物，营养也将失调，化学物的毒性效应也会改变。如断奶 28 天大鼠，当饲料中酪 蛋白由 26％增至 81％则对经口给予滴滴涕（DDT）时毒性增加 2.7 倍。食物中缺乏亚油酸或 胆碱可增加黄曲霉毒素 B1 的致癌作用。维生素 A、C 或 E 缺乏可抑制混合功能氧化酶的活性， 但维生素 B1 缺乏则有促进活性作用
五、机体昼夜节律变化 机体在白天活动中体内肾上腺应急功能较强,而夜间睡眠时,特别是午夜后, 肾上腺素分泌处在较低水平,也会影响毒物的吸收和代谢。 人和动物机体内的各种酶也有昼夜节律的变化,如人和动物机体内的各种酶 也有昼夜节律的变化,如胆碱酯酶活性存在以24小时为周期的波动过程,其中 活性峰值约在6:00时,而谷值在18:00左右。有实验表明,胆碱酯酶活性与有 机磷染毒后的死亡率节律在位相上恰呈倒置关系,即在活性的峰值期,染毒死亡 率较低,而在活性的谷值期,死亡率较髙 蒽环类抗生素阿霉素、哌喃阿霉素等在早晨给药毒性较低而疗效更髙;铂类 化合物顺铂、卡铂及草酸铂在下午及傍晚给药最为安全有效:对抗代谢药5-Fu、 FUDR、Ara-C、6-胛P及MIX的耐受性是在傍晚或夜间睡眠期最佳。三尖杉酯碱的 染毒死亡率在黑暗期较髙,药代动力学的硏究显示,甲氨蝶呤对小鼠及大鼠的毒 性在光照期较强,血药浓度曲线下面积大且清除率较低,而黑暗期则相反。这提 示毒性的昼夜差异与环境周期和体内代谢转运的昼夜变化有关 第二节环境影响因素 化学物的接触途径 由于接触途径不同,机体对毒物的吸收速度、吸收量和代谢过程亦不相同,故对毒性有 较大影响。实验动物接触外源化学物的途径不同,化学物吸收入血液的速度和吸收的量或生 物利用率不同。这与机体的血液循环有关。经呼吸道吸收的化学物,入血后先经肺循环进入 体循环,在体循环过程中经过肝脏代谢。经口染毒,胃肠道吸收后先经肝代谢,进入体循环 经皮肤吸收及经呼吸道吸收,还有肝外代谢机制。例如青霉素( penicillin)给人静注瞬间 血浆中即达到峰值,其tz为0.1h,肌肉注射相同剂量峰值为0.75h,且仅能吸收80%;而 口服只能吸收3%,达到峰值时间为3.Oh,tu则长达7.5h。又如戊巴比妥( pontobamital) 给小鼠静注LDo为80mg/kg,腹注为130mg/kg,经口LDo为280mg/kg。以静注LDa为1 则腹注与经口LD5值则分别增长1.5与3.5倍。DFP给兔静注LD为0.34mg/kg,腹注LDo 的剂量是静注的LD值2.9倍,肌注是2.5倍,皮下是2.9倍,经口是1.17倍。一般认为 同种动物接触外源化学物的吸收速度和毒性大小顺序是:静脉注射>腹腔注射>皮下注射> 肌肉注射>经口>经皮,吸入染毒近似于静注。例如吸入己烷饱和蒸气1-3min即可丧失意 识,而口服几十毫升并无任何明显影响。这是因为经胃肠道吸收时,毒物经门静脉系统首先 到达肝脏而解毒。经呼吸道吸收则可首先分布于全身并进入中枢神经系统产生麻醉作用。经 皮毒性一般较经口毒性小,如敌百虫对小鼠的经口LD3o为400~600mg/kg,而经皮LD50为 1700~1900ng/kg。但也有例外,久效磷给小鼠腹注与经口染毒毒性一致(LDs分别为5.37mg /kg和5.46ng/kg),说明久效磷经口染毒吸收速度快、且吸收率高,所以经口染毒与腹 注效果才会相近。又如氨基腈大鼠经口LDs为210mg/kg,而经皮LD为84mg/kg,这是由 于氨基腈在胃酸作用下,可迅速转化为尿素,使毒性降低,而且到达肝脏后经解毒则毒性更 低。染毒途径不同,有时可出现不同的毒作用,如硝酸铋经口染毒时,在肠道细菌作用下
五、机体昼夜节律变化 机体在白天活动中体内肾上腺应急功能较强，而夜间睡眠时，特别是午夜后， 肾上腺素分泌处在较低水平，也会影响毒物的吸收和代谢。 人和动物机体内的各种酶也有昼夜节律的变化，如人和动物机体内的各种酶 也有昼夜节律的变化，如胆碱酯酶活性存在以 24 小时为周期的波动过程，其中 活性峰值约在 6：00 时，而谷值在 18:00 左右。有实验表明，胆碱酯酶活性与有 机磷染毒后的死亡率节律在位相上恰呈倒置关系，即在活性的峰值期，染毒死亡 率较低，而在活性的谷值期，死亡率较高。 蒽环类抗生素阿霉素、哌喃阿霉素等在早晨给药毒性较低而疗效更高；铂类 化合物顺铂、卡铂及草酸铂在下午及傍晚给药最为安全有效：对抗代谢药 5-Fu、 FUDR、Ara-C、6-MP 及 MTX 的耐受性是在傍晚或夜间睡眠期最佳。三尖杉酯碱的 染毒死亡率在黑暗期较高，药代动力学的研究显示，甲氨蝶呤对小鼠及大鼠的毒 性在光照期较强，血药浓度曲线下面积大且清除率较低，而黑暗期则相反。这提 示毒性的昼夜差异与环境周期和体内代谢转运的昼夜变化有关。 第二节 环境影响因素 一、化学物的接触途径 由于接触途径不同，机体对毒物的吸收速度、吸收量和代谢过程亦不相同，故对毒性有 较大影响。实验动物接触外源化学物的途径不同，化学物吸收入血液的速度和吸收的量或生 物利用率不同。这与机体的血液循环有关。经呼吸道吸收的化学物，入血后先经肺循环进入 体循环，在体循环过程中经过肝脏代谢。经口染毒，胃肠道吸收后先经肝代谢，进入体循环。 经皮肤吸收及经呼吸道吸收，还有肝外代谢机制。例如青霉素（penicillin）给人静注瞬间 血浆中即达到峰值，其 t1/2 为 0.1h，肌肉注射相同剂量峰值为 0.75h，且仅能吸收 80％；而 口服只能吸收 3％，达到峰值时间为 3.0h，t1/2 则长达 7.5h。又如戊巴比妥（pontobamital） 给小鼠静注 LD50 为 80mg／kg，腹注为 130mg／kg，经口 LD50 为 280mg/kg。以静注 LD50 为 1 则腹注与经口 LD50 值则分别增长 1.5 与 3.5 倍。 DFP 给兔静注 LD50 为 0.34mg／kg，腹注 LD50 的剂量是静注的 LD50值 2.9 倍，肌注是 2.5 倍，皮下是 2.9 倍，经口是 1.17 倍。一般认为， 同种动物接触外源化学物的吸收速度和毒性大小顺序是：静脉注射﹥腹腔注射﹥皮下注射﹥ 肌肉注射﹥经口﹥经皮，吸入染毒近似于静注。例如吸入己烷饱和蒸气 1-3min 即可丧失意 识，而口服几十毫升并无任何明显影响。这是因为经胃肠道吸收时，毒物经门静脉系统首先 到达肝脏而解毒。经呼吸道吸收则可首先分布于全身并进入中枢神经系统产生麻醉作用。经 皮毒性一般较经口毒性小，如敌百虫对小鼠的经口 LD50 为 400～600mg／kg，而经皮 LD50 为 1700～1900mg／kg。但也有例外，久效磷给小鼠腹注与经口染毒毒性一致（LD50 分别为 5.37mg ／kg 和 5.46mg／kg），说明久效磷经口染毒吸收速度快、且吸收率高，所以经口染毒与腹 注效果才会相近。又如氨基腈大鼠经口 LD50为 210mg／kg，而经皮 LD50 为 84mg／kg，这是由 于氨基腈在胃酸作用下，可迅速转化为尿素，使毒性降低，而且到达肝脏后经解毒则毒性更 低。染毒途径不同，有时可出现不同的毒作用，如硝酸铋经口染毒时，在肠道细菌作用下
可还原成亚硝酸而引起高铁血红蛋白症;同样道理,经口给予硫元素时,可产生硫化氢中毒 症状 、给药容积和浓度 在毒性试验时,通常经口给药容积不超过体重的2%~3%。容积过大,可对毒性产生 影响,此时溶剂的毒性也应受到注意。例如小鼠,静脉注射蒸馏水的LD。是44m1/kg,生 理盐水是68m1/kg,而低滲溶液1ml即可使小鼠死亡。在慢性试验时,常将受试物混人饲 料中,如受试物毒性较低,则饲料中受试物所占百分比增高,可妨碍食欲影响营养的吸收, 使动物生长迟缓等,有时将其误认为毒物所致。相同剂量的毒物,由于稀释度不同也可造成 毒性的差异。一般认为浓溶液较稀溶液吸收快,毒作用强 三、溶剂 固体与气体态化学物需事先将之溶解,液体化学物往往需稀释,就需要选择溶剂及助溶 剂。有的化学物在溶剂环境中可改变化学物理性质与生物活性,所以,溶剂选择不当,有可 能加速或延缓毒物的吸收、排泄而影响其毒性。如DT的油溶液对大鼠的LD。为150g/kg, 而水溶液为500mg/kg,这是由于油能促进该毒物的吸收所致。有些溶剂本身有一定毒性, 如乙醇经皮下注射时,对小鼠有毒作用,0.5m1纯乙醇即可使小鼠致死;乙醇本身可产生诱 变作用。又如二甲基亚砜(DMS0)在剂量较高时有致畸和诱发姐妹染色单体交换(SCE)的 作用。有些溶剂还可与受试物发生化学反应,改变受试物的化学结构,从而影响毒性。一般 来说,选用的溶剂应是无毒、与受试化学物不起化学反应,而且化学物在溶液内应当稳定 最常使用的溶剂有水〔蒸馏水)和植物油(橄榄油、玉米油、葵花籽油),然而,常用溶剂 对某些化学物的毒性仍有影响。如,有些化学物如1,1-二氯乙烯原液毒效应不明显,而经 矿物油、玉米油或50%吐温稀释后肝脏毒性増强。1,Ⅰ-二氯乙烯当以原液给大鼠灌胃 200mg/kg剂量,引起SGO活性增高到82±2单位,SGPT达到21±1单位,肝/体比值变化 不大,为3.3±0.1:但在相同200mg/kg溶于玉米油中灌胃,大鼠血清中SGOT则增高达 12023±4047单位,SGPT为2110±554单位,且肝/体比也增大为3.9±0.4:若1,1-二氯 乙烯溶于5%吐温-80,大鼠血清SGOT为1442±125单位,SGPT为307±115单位,但肝/ 体比值正常。又如敌草快溶于不同硬度水中,其对鱼的LD=0也会有明显差别 四、气温 毒物及其代谢物在受体上的浓度吸收、转化、排泄等代谢过程的影响,这些过程又与环 境温度有关。在正常生理状况下,高温环境下机体排汗增加,盐份损失增多,胃液分泌减少 且胃酸降低,将影响化学物经消化道吸收的速度和量。低温环境下,一般讲化学物对机体毒 性反应减弱,这与化学物的吸收速度较慢、代谢速度较慢有关。但是,化学物经肾排泄速度 减慢,化学物或代谢物存留体内时间将延长。高温环境下经皮肤吸收化学物的速度增大,另 外,有些毒物本身可直接影响体温调节过程,从而改变机体对环境气温的反应性。有人比较 了58种化合物在8℃、26℃和36℃不同温度下对大鼠LDs的影响,结果表明,55种化学物 在36℃时毒性最大,26℃时毒性最小。引起毒性增高的毒物,如五氯酚、2,4-二硝基酚及 4,6-硝基酚等,在8℃下毒性最低,而引起毒性下降的毒物如氯丙嗪在8℃毒性最大。人和
可还原成亚硝酸而引起高铁血红蛋白症；同样道理，经口给予硫元素时，可产生硫化氢中毒 症状。 二、给药容积和浓度 在毒性试验时，通常经口给药容积不超过体重的 2％～3％。容积过大，可对毒性产生 影响，此时溶剂的毒性也应受到注意。例如小鼠，静脉注射蒸馏水的 LD50 是 44m1／kg，生 理盐水是 68m1／kg，而低渗溶液 1ml 即可使小鼠死亡。在慢性试验时，常将受试物混人饲 料中，如受试物毒性较低，则饲料中受试物所占百分比增高，可妨碍食欲影响营养的吸收， 使动物生长迟缓等，有时将其误认为毒物所致。相同剂量的毒物，由于稀释度不同也可造成 毒性的差异。一般认为浓溶液较稀溶液吸收快，毒作用强。 三、溶剂 固体与气体态化学物需事先将之溶解，液体化学物往往需稀释，就需要选择溶剂及助溶 剂。有的化学物在溶剂环境中可改变化学物理性质与生物活性，所以，溶剂选择不当，有可 能加速或延缓毒物的吸收、排泄而影响其毒性。如 DDT 的油溶液对大鼠的 LD50 为 150mg／kg， 而水溶液为 500mg／kg，这是由于油能促进该毒物的吸收所致。有些溶剂本身有一定毒性， 如乙醇经皮下注射时，对小鼠有毒作用，0.5ml 纯乙醇即可使小鼠致死；乙醇本身可产生诱 变作用。又如二甲基亚砜（DMSO）在剂量较高时有致畸和诱发姐妹染色单体交换（SCE）的 作用。有些溶剂还可与受试物发生化学反应，改变受试物的化学结构，从而影响毒性。一般 来说，选用的溶剂应是无毒、与受试化学物不起化学反应，而且化学物在溶液内应当稳定。 最常使用的溶剂有水（蒸馏水）和植物油（橄榄油、玉米油、葵花籽油），然而，常用溶剂 对某些化学物的毒性仍有影响。如, 有些化学物如 1,1-二氯乙烯原液毒效应不明显，而经 矿物油、玉米油或 50％吐温稀释后肝脏毒性增强。1，1-二氯乙烯当以原液给大鼠灌胃 200mg/kg 剂量，引起 SGOT 活性增高到 82±2 单位，SGPT 达到 21±l 单位，肝／体比值变化 不大，为 3.3±0.1；但在相同 200mg/kg 溶于玉米油中灌胃，大鼠血清中 SGOT 则增高达 12023±4047 单位，SGPT 为 2110±554 单位，且肝／体比也增大为 3.9±0.4；若 1，1-二氯 乙烯溶于 5％吐温-80，大鼠血清 SGOT 为 1442±125 单位，SGPT 为 307±115 单位，但肝／ 体比值正常。又如敌草快溶于不同硬度水中，其对鱼的 LD50 也会有明显差别。 四、气温 毒物及其代谢物在受体上的浓度吸收、转化、排泄等代谢过程的影响，这些过程又与环 境温度有关。在正常生理状况下，高温环境下机体排汗增加，盐份损失增多，胃液分泌减少， 且胃酸降低，将影响化学物经消化道吸收的速度和量。低温环境下，一般讲化学物对机体毒 性反应减弱，这与化学物的吸收速度较慢、代谢速度较慢有关。但是，化学物经肾排泄速度 减慢，化学物或代谢物存留体内时间将延长。高温环境下经皮肤吸收化学物的速度增大，另 外，有些毒物本身可直接影响体温调节过程，从而改变机体对环境气温的反应性。有人比较 了 58 种化合物在 8℃、26℃和 36℃不同温度下对大鼠 LD50 的影响，结果表明，55 种化学物 在 36℃时毒性最大，26℃时毒性最小。引起毒性增高的毒物，如五氯酚、2,4-二硝基酚及 4,6-硝基酚等，在 8℃下毒性最低，而引起毒性下降的毒物如氯丙嗪在 8℃毒性最大。人和