食品毒理学思考题及答案Word文件下载.docx
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无强度的差别,不能以具体的数值表示。
2.剂量-反应曲线转换为直线的意义是什么
1)由曲线可得任意剂量时,可对应出反应/效应是什么
2)由曲线可很容易得到ED50或LD50。
3)对ED50或LD50相同的两种毒物进行比较大小
3.剂量-反应曲线有哪些类型
直线型;
抛物线型;
S形曲线(对称、非对称)
4.为什么评价外源化学物毒性经常使用半数效应剂量、半数中毒剂量、半数致死剂量来作为主要参数
因为LD50较少受到个体耐受性差异的影响,比LD50更为准确,无论是对称还是非对称S形曲线,在50%反应率处的斜率最大,剂量与反应率的关系相对恒定。
因此,常用引起50%反应率的剂量来表示外源化学物的毒性大小。
5.剂量-反应曲线的意义是什么?
表示量反应强度的计量单位或表示质反应的百分率或比值为纵坐标,以剂量为横坐标,绘制散点图所得到的曲线。
第三节和第四节表示毒性的常用指标和安全限值
致死剂量:
指某种外源化学物能引起机体死亡的剂量。
绝对致死剂量:
指能引起一群机体全部死亡的最低剂量。
半数致死剂量:
指能引起一群个体50%死亡所需的剂量。
最小致死剂量:
指在一群机体中仅引起个别发生死亡的最低剂量。
最大耐受量:
指在一群体中不引起死亡的最高剂量。
阈剂量:
在一定时间内,一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触,并使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用的最低剂量。
急性阈剂量:
一次染毒后,引起机体某种有害反应的最小剂量或浓度。
慢性阈剂量:
在慢性染毒后,引起机体反应的最小剂量。
最大无作用剂量:
指某种外源化学物在一定时间内按一定方式或途径与机体接触后,根据现有认识水平,用最为灵敏的试验方法和观察指标,未能观察到对机体造成任何损害作用或使机体出现异常反应的最高剂量。
毒作用带:
指阈剂量作用下限与致死毒作用上限之间的距离。
急性毒作用带:
指半数致死浓度与急性阈浓度之比值。
慢性毒作用带:
指急性阈浓度与慢性阈浓度之比值。
每日允许摄入量:
指允许正常成人每日由外环境摄入体内的特定外源化学物的总量。
最高允许浓度:
指车间内工人工作地点的空气中某种外源化学物不可超越的浓度。
参考剂量:
为环境介质中外源化学物的日平均接触剂量的估计值。
基准剂量:
依据动物试验剂量-反应关系的结果,用一定的统计学模型求得的受试物引起一定比例动物出现阳性反应剂量的95%可信限区间下限值。
2.NOAEL和LOAEL具有相对性,会发生变化,为什么?
因为是随技术改变而发生变化。
3.同一种外源化学物的NOAEL除了与观察指标有关外,还与哪些因素有关?
实验动物种属、品系、接触途径、接触时间。
4.NOAEL和LOAEL的作用是什么?
作用是制定每日允许摄入量和最高允许浓度的依据
第二章外源化学物在体内的生物转运
1什么是生物转运?
化学毒物在体内吸收、分布和排泄过程
2生物转运包括什么?
吸收、分布和排泄
第一节生物膜与外源化学物通过生物膜的方式
1生物膜在结构上有哪些特点与外源化学物的转运密切相关?
1脂质成分流动性:
转运速度脂溶性:
脂溶性物质如DDT
2镶嵌蛋白质成分(极性分子、离子和与蛋白结合的物质如葡萄糖)
载体特殊通道
3生物膜的多孔性:
0.4~7nm由镶嵌蛋白上的亲水性氨基酸构成:
水溶性小分子如乙醇
2外源化学物透过生物膜的方式有哪些?
1主动转运:
8种(P38)如肝、肾中主动转运系统
1)多药耐受(mdt)蛋白或p-糖蛋白质家族
2)多耐受药物蛋白质(mrp)家族
3)有机阴离子转运多肽(oatp)家族
4)有机阴离子转运体(oat)家族
5)有机阳离子转运体(oct)家族
6)核苷转运体(nl)家族
7)二价金属离子转运体(dmt)
8)肽类转运体(pept)
2被动转运:
简单扩散;
易化扩散;
膜孔滤过
3膜动转运:
吞噬作用:
如烟、尘、液态蛋白;
胞吐
3外源化学物以简单扩散的方式透过生物膜时,主要受哪些因素的影响?
a.化学物在膜两侧的浓度梯度
b.化学物在脂质中的溶解度
脂/水分配系数(P36):
越高→扩散速率越快如乙醇例外:
如磷脂(水溶性过低)
c.化学物的解离度和体液的pH值(弱有机酸和弱有机碱)
4什么是脂/水分配系数,血/气分配系数
脂/水分配系数:
当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时,其在脂相和水相中溶解度的比值
血/气分配系数:
呼吸膜两侧的分压达到动态平衡时,在血液内的浓度与在肺泡空气中的浓度之比
5易化扩散是如何进行的?
膜上蛋白质载体特异与某种化学毒物结合后,其分子内部发生构型变化而形成适合该物质透过的通道而进入细胞。
eg.葡萄糖、氨基酸、核苷酸肠道→血液
血浆→红细胞
血液→中枢神经系统
第二节吸收
7什么是吸收?
吸收有哪些途径?
吸收是指外源化学物从接触部位,通常是集体的外表面或内表面(如皮肤、消化道黏膜和肺泡)的生物膜转运至血循环的过程。
途径:
经呼吸道吸收、经皮肤吸收、经胃肠道吸收
8气态毒物的吸收如何受血/气分配系数的影响?
血/气分配系数越大,气体易被吸收入血液;
系数越小,气体不易被吸收入血液
9气溶胶在呼吸系统中滞留的部位与气溶胶颗粒大小的关系如何?
滞留在不同部位的气溶胶颗粒去向如何?
颗粒物大小直径5~30μm→直径2~5μm→直径<1μm
鼻咽区肺的气管支气管区肺泡区
10毒物是如何经过皮肤吸收的?
吸收的途径有哪些?
由外源化学物扩散通过角质层,然后毒物扩散通过表皮较深层及真皮,再通过真皮内静脉和毛细淋巴管进入体循环。
a表皮:
慢表皮(角质层,颗粒层,棘层,生发层)→真皮(乳头层毛细血管)→血液
b附属物(汗腺、皮脂腺、毛囊):
快
11为什么毒物经皮肤吸收的速度较慢?
毒物经皮肤吸收必须通过表皮或附属物(汗腺、皮脂腺和毛囊),化学物质经皮肤吸收必须通过多层细胞才能进入真皮小血管和毛细淋巴管
12胃肠道吸收的主要部位是什么?
吸收的方式有哪些?
受哪些因素的影响?
主要部分:
小肠
吸收方式:
被动扩散、膜孔过滤、载体中介、吞噬或胞饮
影响因素:
①化学物的脂溶性和溶解性②胃肠道的酸碱度③胃肠道的蠕动和内容物多少
13为什么硝酸盐含量高的井水较易引起婴儿产生高铁血红蛋白症?
因为新生儿胃肠道的pH较高并存在某些细菌(大肠杆菌),可使硝酸盐还原成亚硝酸盐,与血红蛋白结合,使血中变性血红蛋白增多,携氧能力下降。
第三节分布
14什么是分布?
外源化学物通过吸收进入血液和体液后,随血流和淋巴液分散到全身各组织的过程
15化学物在血中以结合态存在时有哪些形式?
血浆蛋白,血红蛋白,有机磷,金属蛋白,有机酸
16化学物在机体中的分布规律如何?
第一阶段:
血液
第二阶段:
血液中减少,在组织中重新分布(化学物与组织的亲和力)
第三阶段:
排泄器官;
贮存器官;
靶器官;
转化器官
17机体中有哪些生物屏障?
血脑屏障与胎盘屏障
18什么是贮存库?
毒物在贮存库蓄积的双重性是什么?
机体中有哪些贮存库?
贮存库:
进入血液的外源化学物在某些器官组织蓄积而浓度较高,如果外源化学物对这些器官组织未显示明显的毒作用,称为贮存库
双重性:
一方面对急性中毒具有保护作用,可减少在靶器官中的化学毒物的量;
另一方面可能成为一种游离型化学毒物的来源,具有潜在的危害
有以下四种贮存库:
与血浆蛋白结合;
肝和肾;
脂肪组织;
骨骼组织
第四节排泄
19什么是排泄?
有哪些主要排泄方式
是化学毒物及其代谢产物向机体外转运的过程方式:
经肾脏;
经肝与胆;
经肺和其他途径
20经肾脏排泄的方式有哪些?
苯巴比妥中毒,为什么可以通过服用碳酸氢钠来解毒?
方式:
肾小球滤过——被动转运(膜孔滤过、简单扩散)
肾小管重吸收——被动转运(简单扩散)
肾小管分泌——主动转运
由于:
苯巴比妥是有机酸,而尿呈酸性,服用碳酸氢钠使尿呈碱性,促进排泄。
原理是改变毒物在肾小管内液和血浆的pH分配,可以增加或降低消除速率
21肝脏排泄毒物时主要采用哪些转运方式?
1主动转运
肝肠循环
22什么是肠肝循环,对外源化学物的排泄有什么影响?
肠肝循环:
一部分可随粪便排出,一部分由于肠液或细菌的酶催化,增加其脂溶性而被肠道重吸收,重新返回肝脏
影响:
排泄速度降低;
生物半减期提高;
毒作用持续时间延长
23经肺排泄时,排泄速率与毒物的血/气分配系数之间的关系如何?
血-气分配系数低的物质排泄快;
系数高的物质排泄慢。
第三章化学毒物的生物转化
第一节概述
1什么是生物转化?
生物转化是指外源化学物在体内经过多种酶催化转化成一些代谢物的过程
2生物转化具有两重性指的是什么?
生物解毒或灭活、生物活化(对硫磷,苯并芘)
3化学物生物转化的主要器官是什么?
肝脏,肺,肾,胃肠,神经,皮肤,胎盘等
第二节生物转化的过程
1生物转化的过程包括哪两个反应?
为什么多数外源化学物可以通过这两个反应实现生物解毒?
Ⅰ相反应:
降解反应(氧化、还原、水解):
基团分解或增加基团(-OH、-SH、-NH2、-COOH)→极性↑
Ⅱ相反应:
结合反应:
Ⅰ相反应产物+强极性化学物(葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽)→水溶性↑→排泄
2生物转化的主要场所有哪些?
微粒体(肝脏细胞中)为主,线粒体,胞液
3请举例说明生物转化过程中常见的氧化反应、还原反应、水解反应和结合反应
(1)氧化反应
1)羟化反应:
利多卡因(局部麻醉药)、八甲磷→羟甲基八甲磷(毒性↑)
2)环氧化反应:
(P53图3-3):
亲电子的活性中间代谢产物
3)脱烷基反应:
甲基对硫磷→一甲基对硫磷(解毒)在O-脱烷基作用下
4)氧化脱硫反应或硫氧化反应:
对硫磷→对氧磷(毒性↑)
5)醇脱氢酶,醛脱氢酶,:
红晕综合症、甲醇中毒治疗
6)过氧化氢酶,黄嘌呤氧化酶
(2)还原反应(组织中少,肠道中多)
1)硝基还原
2)偶氮还原:
百浪多息(磺胺类药物)对氨基苯磺酰胺(毒性↑)
3)还原脱卤CCl4→.CCl3(三氯甲基自由基,肝脏毒性)
(3)水解反应
1)酯类和酰胺类水解:
阿司匹林→水杨酸
2)环氧化物水解(P53图3-3)
(4)结合反应谷胱甘肽结合;
氨基酸结合;
葡萄糖醛酸结合;
硫酸结合
第三节生物转化酶
1细胞色素P-450酶系主要有哪三个部分组成?
每部分具体包括那些酶?
血红素蛋白类:
细胞色素P450、细胞色素b5
黄素蛋白类:
NADPH-细胞色素P-450、细胞色素b5还原酶
磷脂类:
磷脂
2细胞色素P-450酶系还被称作什么?
各种基因型的细胞色素P-450是如何命名的?
被称作:
微粒体酶(内质网酶)、混合功能氧化酶、单加氧酶
P-450的命名是用斜体词根CYP代表除小鼠之外所有物种的细胞色素P-450的基因和cDNA(小鼠用Cyp),词根后的阿拉伯数字代表基因组,大写英文字母代表基因亚族,字母后的阿拉伯数字代表基因亚族中的一个基因。
所用物种P-450的mRNA和酶都用大写字母表示。
3细胞色素P-450酶系是如何催化氧化反应进行的?
底物(RH)+O2+NADPH+H2→产物(ROH)+H2O+NADP+7个步骤
第四节生物活化
1经过生物转化,有哪些活性代谢产物生成?
亲电子反应物、自由基、活性氧
2举例说明活性代谢产物是如何生成的?
对机体会产生哪些伤害?
亲电反应物+组织中的氧气→活性氧或自由基
例子:
甲萘醌二电子还原成氢醌和一电子还原成半醌时声称活性氧自由基
伤害:
攻击生物膜(脂质氧化)或引起DNA单链断裂
3为什么二甲基亚硝胺不能通过与谷胱苷肽结合的方式解毒
因为它不是谷胱甘肽-s-转移酶的底物,因此无法解毒
第五节影响生物转化的主要因素
1.举例说明影响生物转化的6个因素
A.代谢饱和:
各种代谢途径的酶活力和生物转化能力均有一定限度,随着化学物吸收剂量或浓度的增加,经某种途径进行生物转化的能力就会达到饱和,该化学物的代谢途径就可以发生改变。
B.代谢诱导和抑制:
甲醇中毒时,则可服用乙醇解毒。
(相互竞争醇脱氢酶)
C.代谢酶的种属差异:
种属和品系的差异;
低龄生物体和成熟生物体的差异;
性别差异。
P450酶系每千克肝脏中的含量:
大鼠>
人
D.遗传与代谢酶的多样性:
E.饮食营养状况:
饮食中缺乏蛋白质,会抑制P450合成
F.环境原因:
光线明亮P450增多;
光线暗处P450减少
第四章毒作用机制
1.外来化合物对生物膜主要有哪些方面的影响?
①生物膜的组成成分(膜成分的改变、膜上某些酶活力的改变);
②膜生物物理性质(膜通透性、膜流动性、膜表面电荷)
2.什么是细胞钙稳态?
外来化学毒物和如何影响细胞钙稳态?
细胞静息状态下,细胞内游离的仅仅为10-7mol/L,而细胞外液Ca2+达10-3mol/L;
当细胞处于兴奋状态,第一信使传递信息,则细胞内游离Ca2+迅速增多可到达10-5mol/L,此后再降低至10-7mol/L,完成信息传递循环,将Ca2称为体内第二信使,Ca2+浓度达到这种稳态状变化过程称为细胞钙稳态。
化学物质可以通过干扰细胞内钙稳态从而引起细胞损伤和死亡,细胞钙稳态的紊乱是某些化学毒物中毒的机制之一。
Ca2+也能激活某些可引起DNA链断裂和染色质浓缩的核算内切酶,引起死亡。
对能量代谢的影响
微管功能障碍
水解酶激活
3.机体内自由基的主要来源有哪些?
自由基如何损害生物大分子
来源:
细胞正常生理功能产生的自由基;
外来化学物质在体内产生的自由基
主要通过氧化还原途径,产生超过机体防御体系的消除能力,或机体防御体系受损而不能发挥正常功能时,自由基才会对细胞有一定毒性作用。
①脂质过氧化作用及其损害②对蛋白质的氧化损伤③对DNA的氧化损伤(活性氧对碱基的损伤、活性氧造成DNA链断裂)
4.什么是共价结合?
引起大分子哪些损害?
指化学毒物或具有活性的代谢产物与生物体内的重要大分子如核酸、蛋白质、酶、膜脂质等发生共价结合,从而改变这些生物大分子的结构与生物学功能。
(1)与蛋白质共价结合,影响蛋白质的结构与功能
(2)与核酸分子的共价结合,形成DNA加合物,活化癌基因,影响调节基因和抑制癌基因的表达
第六章化学毒物的一般毒性
1一般毒性作用:
外来化学物在一定剂量、一定接触时间和接触方式下对实验动物产生的综合毒效应称为一般毒性作用,又称基础毒性。
2一般毒性作用的分类按照接触毒物的时间长短,一般毒性作用分为:
急性毒性,亚慢性毒性,慢性毒性。
第一节急性毒性作用及其评价
1什么是急性毒性?
急性毒性是指机体(人或实验动物)一次接触或在24h内多次接触外来化学物之后引起的快速剧烈的中毒效应,包括一般行为、外观改变及形态改变,甚至死亡效应。
2急性毒性试验选择动物种属的原则是什么?
各种动物各自有什么优势或不足?
(1)要求实验动物在接触受试物之后的毒性反应与人接触该受试物的毒性反应基本一致(实验动物的选择总原则)。
在外来化学物急性毒性试验中,应尽量选择对化学物毒性反应与人近似的的动物,要求实验操作方便、抑郁饲养管理、易于获得且价格较低。
(2)啮齿类:
优点:
缺乏呕吐反射而有利于经口接触受试物的吸收;
缺点:
不适于研究经口能引起呕吐的化学物的毒性。
猫狗等非啮齿类动物:
广泛应用于急性毒性实验,效果良好,有高度发达的呕吐反射系统,适宜做催吐效应的化学物经口接触实验;
价格贵,不宜大数量使用。
杂食动物(猪):
一些生物现象(特别是皮肤结构)近似人类,是用来估计外来化学物对人急性毒性危害水平较好的实验动物;
体大,价高,不适合大量使用。
灵长目动物:
种系上与人类接近,对某些外来化学物的毒性反应也于人类类似;
但是价格昂贵且难以获得,实际很少用于急性毒性试验,只限于必要时作比较毒性研究。
3急性毒性试验与亚慢性毒性试验对所选动物年龄要求有什么不同?
急性毒性试验:
一般选用初成年者(出生2~3个月的大、小鼠),如需研究受试物急性毒作用的年龄差别,则应选择不同年龄组动物。
亚慢性毒性试验:
要求刚断乳者,年龄小,代谢旺盛者(出生后4周的大鼠、出生后3周左右的小鼠)。
4在急性毒性试验、亚慢性毒性实验和慢性毒性试验中不同体重的试验动物如何进行分组?
随机分组。
各实验组及对照组动物数量相等,体重(年龄)相近,组内动物个体体重相差应在平均体重的10%以内,组间平均体重相差不超过5%。
慢性毒性试验:
一般选用年龄较小的刚断乳大鼠或小鼠、即小鼠出生后3周,体重10~20g;
大鼠出生后3~4周,体重50~70g。
雌雄各半。
5请举例说明急性毒性试验是如何进行剂量选择和剂量分组的?
小鼠实验,详见书p88
6经口染毒的途径有哪些?
各有什么优缺点?
经口染毒前,为什么要禁食?
(1)灌胃、掺入饲料法、吞咽胶囊
(2)灌胃:
染毒过程中口腔及食道上段不与受试物接触,排除了口腔黏膜吸收的可能性,使试验动物接触受试物的剂量和时间准确;
缺点:
需要对每只动物逐一操作,工作量大,并有伤及动物食道或误入气管的可能。
掺入饲料法:
操作简便,接触方式符合人类接触外来化学物的实际情况;
无法判断受试物是否是在口腔黏膜初即被吸收。
吞咽胶囊法:
剂量准确,特别是用于易挥发、易水解和有异味的化学物;
胶囊一定体积,不适用于大鼠和小鼠。
(3)实验动物在接触受试物前禁食是为了防止胃充盈而影响化学物的吸收和毒性。
7比较急性毒性试验、亚慢性毒性实验和慢性毒性试验的试验周期
除计算受试物的LD50外,还需通过观察实验动物的中毒症状判断受试物的
毒作用性质,推断中毒的靶器官等。
周期总长度以2周为宜。
亚慢性毒性试验的周期一般占实验动物生命的1/10,这是由于不同动物寿
命的不同导致的试验周期不同。
依照试验的要求和实验动物种类而定,原则上要求实验动物生命的大部分时
间或终生连续长期接触受试物。
大小鼠,工业毒理学一般为6个月;
环境毒
理学与食品毒理学一般要求一年以上,两年为好。
8比较急性毒性试验、亚慢性毒性实验和慢性毒性试验的观察指标
(1)致死剂量或浓度:
LD50(或LC50)
(2)症状观察、病理学检查和其他指标观察(
中毒症状
死亡与死亡时间
体重
其他指标,如体温心电脑电等)
(1)一般性指标:
包括一般综合性指标(
动物体重
食物利用率
症状
脏器系数或称脏/体比值)和一般化验指标(
血象
肝肾功能的检测)。
(2)病理学检查:
死亡动物应及时解剖进行病理组织学检查。
(3)特异指标:
指受试物对机体亚慢性毒作用本质的特征性指标。
以亚慢性毒性试验的观察指标为基础,选择亚慢性毒性试验中已呈现有意义的变化指标。
一般慢性毒作用实验中常用肝、肾功能作为常规观察指标。
9急性毒性试验、亚慢性毒性实验和慢性毒性试验各是如何评价的?
主要用急性毒性分级标准来对急性毒性进行评价,LD50是急性毒性分级的重要依据。
(详细分级见书p94)
首先确定毒效应。
根据实验结果获得LOAEL和NOAEL,以此为基础可指定某种外来化学物的接触极限。
根据阈剂量和最大无作用剂量为慢性毒性试验选择观察指标和剂量设计提供可靠基础。
根据最大无作用剂量可决定是否需要继续进行慢性毒性试验。
基本同亚慢性毒性试验。
但通过对慢性毒性资料分析,可阐明化学物慢性毒作用的特点,多作用类型和主要的靶器官。
根据敏感指标确定慢性阈剂量和最大无作用剂量也可以求出基准剂量(BMD)。
第二节蓄积毒性作用及其评价
1蓄积作用及其两层含义:
(1)概念:
一种外来化学物反复多次进入机体而且前次进入剂量尚未完全消除,则这一化学物在体内的总量将不断增加并贮留。
(2)两层含义:
当化学物进入机体后,在体内消除的数量少于输入的数量,导致该化学物或其代谢物在体内的储留量逐渐增加,即物质的蓄积;
化学物进入机体后虽储存在体内的物质或其代谢物的数量极微,甚至不能检出,但会引起机体的功能或形态结构发生一定程度的改变,如果是一种不可逆的变化,或者在机体修复过程尚未完成前该化学物又第二次进入机体并再次造成损害,这这种功能或形态变化也可逐渐积累,即功能蓄积,使一种慢性中毒现象。
2蓄积系数及如何根据蓄积系数对外源化学物在机体的蓄积作用进行评价?
计算达到预计效应的总蓄积剂量,求出此累积剂量与一次接触该化学物产生相同效应的剂量的比值,即蓄积系数K。
3什么是生物半减期,如何获得外源化学物的生物