食品毒理學第四章

一、毒理學毒性評價試驗的原則毒理學實驗通常是毒性評價或安全性評價試驗，通常由權(quán)威機構(gòu)規(guī)定評價程序。在描述毒理學的試驗中，有三個基本的原則:1.外來化學物在實驗動物產(chǎn)生的作用，可以外推于人2.實驗動物必須暴露于高劑量是發(fā)現(xiàn)對人潛在危害的必需的和可靠的方法。

一般要設(shè)3個或3個以上劑量組，以觀察劑量-反應(yīng)（效應(yīng)）關(guān)系，確定受試化學物引起毒效應(yīng)及其毒性參數(shù)。并不是為了證明化學品的安全性，而是為了表征化學品可能產(chǎn)生的毒作用。毒理學試驗中實驗?zāi)Ｐ退璧膭游锟偸沁h少于處于危險中的人群。為了在少量動物得到有統(tǒng)計學意義的可靠的結(jié)果，需要應(yīng)用相對較高的劑量，以使效應(yīng)發(fā)生的頻率足以被檢測。3.成年的健康實驗動物和人可能的暴露途徑是基本的選擇(1)成年的健康（雄性和雌性未孕）實驗動物作為一般人群的代表性實驗?zāi)Ｐ?。幼年和老年動物、妊娠的雌性動物、疾病狀態(tài)作為特殊情況另作研究。(2)毒理學試驗中染毒途徑的選擇，應(yīng)盡可能模擬人接觸該受試物的方式。1.對照原則在動物實驗中，要求相比較的各組間動物的種類、性別、年齡、體重等盡可能地一致。對照組與實驗組同等重要，兩組的動物數(shù)應(yīng)相等。(1)空白對照：又稱正常對照(2)標準對照：又稱有效對照或陽性對照(3)組間對照：(4)自身對照：科研設(shè)計遵循的三原則2.重復(fù)原則(1)足夠的實驗樣本數(shù)：(2)實驗結(jié)果的可重復(fù)性：為了減少個體差異這種非處理因素的干攏，應(yīng)于實驗前將實驗動物依統(tǒng)計學原則進行隨機分組，以此達到盡可能降低非處理因素的混雜效應(yīng)，從而提高每組動物間均衡性的目的。3.隨機原則

實驗動物是指經(jīng)人工飼育，對其攜帶的微生物實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的，用于科學研究、教學、生產(chǎn)、檢驗以及其他科學實驗的動物。1.小鼠（mice）面部尖突，頭呈錐體形，嘴臉前部兩側(cè)有19根觸須，耳聳立呈半圓形，眼睛大。尾長約與身長相等，尾部覆有短毛和環(huán)狀角質(zhì)鱗片。體形小，生命周期短，易于飼養(yǎng)管理。出生體重僅1.5克左右，一月齡體重約18--22克。壽命為1--2年。昆明小鼠（KM）白色封閉群小鼠，廣泛用于藥理、毒理、病毒和細菌學的研究，以及生物制品和藥品的檢定。性情溫順，膽小怕驚。反應(yīng)敏感，適應(yīng)性差。晝伏夜動，喜歡啃咬。不耐饑餓，不耐熱。門齒終生不斷生長，需經(jīng)常磨損來維持齒端的長短.雌鼠為雙子宮型，呈Y字型，胃容量?。?--1.5ml),不耐饑餓；有膽囊；無汗腺；淋巴系統(tǒng)發(fā)達；二、在研究中的應(yīng)用

1.各種藥物的毒性實驗：急性毒性、亞急性和慢性試驗、LD50的測定等常常選用小鼠。

2．適合各種篩選性實驗：

3．生物效應(yīng)測定和藥物的效價比較實驗：如廣泛用于血清，疫苗等生物鑒定工作，照射劑量與生物效應(yīng)實驗，各種藥物效價測定等

4．微生物、寄生蟲病學的研究：因小鼠多種病原體具有易感性，適合于研究感染血吸蟲、瘧疾、馬錐蟲、流行性感冒、腦炎、狂犬病等。5．腫瘤、白血病研究：目前小鼠已廣泛地用于癌、肉瘤、白血病以及其他惡性腫瘤的研究。

6．避孕藥和營養(yǎng)學實驗研究：7．鎮(zhèn)咳藥研究：8．遺傳性疾病的研究：9．傳染性疾病研究：10．免疫學研究：如可利用各種免疫缺陷小鼠來研究免疫機理等。2.大鼠（rat）雄性大鼠身體前比后大，雌性大鼠身體苗條，頭尖小，后比前大。成年大鼠體長不小于18--20cm，尾上復(fù)有短毛和環(huán)狀角質(zhì)鱗片。成熟早，繁殖力強。出生時體重為5.5--10g，一個半月齡可達180克以上，為常用大鼠規(guī)格。壽命為2-3年晝伏夜動，喜居安靜環(huán)境，晚上活動量大，吃食多。嗅覺靈敏，對營養(yǎng)缺乏敏感.較兇猛，易于捕捉，喜啃咬，抗病力強，對外界環(huán)境適應(yīng)性強。汗腺不發(fā)達，僅在爪墊上有汗腺。大鼠不能嘔吐，不宜作嘔吐試驗。對空氣的濕度耐受力較差，當濕度低于40%時，常發(fā)生壞尾癥。對空氣中的灰塵、氨氣、硫化氫極為敏感。當長期慢性刺激時，會引起肺部大面積進行性壞死。1．神經(jīng)-內(nèi)分泌實驗研究：

2．營養(yǎng)、代謝性疾病研究：

3．藥物學研究：大鼠血壓和血管阻力對藥物反應(yīng)敏感，最適合于篩選新藥和研究心血管藥理。

4．腫瘤研究：大鼠可復(fù)制成各種腫瘤模型，是腫瘤實驗研究最常用的實驗動物。

5．傳染病研究：是研究支氣管肺炎、副傷寒的重要實驗動物。

6．多發(fā)性關(guān)節(jié)炎和化膿性淋巴腺炎等的研究：大鼠的踝關(guān)節(jié)對炎癥反應(yīng)很敏感，常用它來進行關(guān)節(jié)炎的藥物研究。在研究中的應(yīng)用7.行為表現(xiàn)的研究：大鼠已廣泛應(yīng)用于高級神經(jīng)活動的研究。

8.中耳疾病和內(nèi)耳炎的研究。

9．畸胎學研究和避孕藥研究。

10．放射醫(yī)學研究常選用大鼠。因其無膽囊，常用它作膽總管插管收集膽汁，進行消化功能的研究。

11．肝臟外科研究：由于大鼠肝臟的枯否氏細胞90%有吞噬能力，所以肝切除60～70%后仍能再生，常用于肝外科實驗。在研究中的應(yīng)用3.豚鼠（Guineapig)又叫海豬、天竺鼠、荷蘭豬。體形短粗、身圓、頸部和四肢較短，不善于攀登跳躍。壽命為4-5年。妊娠期比較長（59-72d），每胎產(chǎn)仔數(shù)少（2-5個），培育新品系比較困難。屬草食性動物，性情溫順，很少發(fā)生斗毆。膽小易驚，對外界突然的響聲、震動和環(huán)境變化十分敏感。豚鼠體內(nèi)不能合成維生素C，必須在飼料中補充，否則就會出現(xiàn)維生素缺乏癥。豚鼠對抗菌素反應(yīng)較大，常在用藥48小時后引起急性腸炎，甚至導(dǎo)致死亡。在研究中的應(yīng)用

1.各種傳染病的研究：豚鼠對很多致病菌和病毒十分敏感。是進行各種傳染性疾病研究的重要實驗動物。

2.細菌性和病毒性傳染病的實驗診斷：結(jié)核病、白喉、布氏桿菌病、Q熱、淋巴細胞性脈絡(luò)叢腦膜炎等疾病的實驗診斷常選用豚鼠來進行。如豚鼠對人型的結(jié)核桿菌極為敏感，常用作結(jié)核病的確診。

3.藥理學研究：豚鼠對某些藥物極為敏感，因此它是研究這些藥物的“專門動物”。例如豚鼠對組織胺極敏感，所以很適合作平喘藥和抗組織胺藥的研究；豚鼠對人型結(jié)核桿菌具有高度的敏感性，因此常用作抗結(jié)核病藥物的藥理學研究。4．營養(yǎng)學研究：是目前唯一用于研究實驗性壞血病的動物。

5．過敏反應(yīng)或變態(tài)反應(yīng)的研究：

6．適于觀察出血和血管通透性變化的實驗：

7．內(nèi)耳疾病的研究：常選用豚鼠進行若干內(nèi)耳疾病的研究。

8．毒物對皮膚局部作用實驗：豚鼠和家兔皮膚對毒物刺激反應(yīng)靈敏，其反應(yīng)近似于人。

9．適于作缺氧耐受性和測量耗氧量實驗。

10．實驗性肺水腫實驗：

11．動物代血漿的研究也常選用豚鼠。4.家兔（Rabbit）上唇縱裂，形成豁嘴，門齒外露。草食性動物，性情溫順。聽覺、嗅覺靈敏，膽小怕驚。喜干怕熱。夜行性、嗜眠性。食糞特性。喜磨牙、又啃木、扒土習慣。家兔的胸腔內(nèi)構(gòu)造與其它動物不同。肺被肋胸膜和肺胸膜隔開，心臟又被心包胸膜隔開，因此，開胸后打開心包胸膜暴露心臟進行實驗操作時，動物不需作人工呼吸。家兔耳大，血管清晰，便于注射和采血。家兔頸部有減壓神經(jīng)獨立分支。二、在研究中的應(yīng)用

1．免疫學研究：家兔的最大用處是產(chǎn)生抗體，制備高效價和特異性強的免疫血清。

2．生殖生理和避孕藥的研究：利用家兔可誘發(fā)排卵的特點進行各種研究。

3．膽固醇代謝和動脈粥樣硬化癥的研究：最早用于這個方面研究的動物就是家兔，

4．眼科的研究：家兔是眼科研究中最常用的動物。

5．發(fā)熱、解熱和檢查致熱源等實驗研究：家兔體溫變化十分靈敏，最易產(chǎn)生發(fā)熱反應(yīng).

6．微生物學研究:家兔對許多病毒和致病菌非常敏感,適用于各種微生物學的研究.7．心血管和肺心病的研究：家兔頸部神經(jīng)血管和胸腔的特殊構(gòu)造，很適合作急性心血管實驗，8．皮膚反應(yīng)實驗：家兔和豚鼠皮膚對刺激反應(yīng)敏感，其反應(yīng)近似于人。9．急性動物實驗：10．遺傳性疾病和生理代謝失常的研究：

11．進行各種寄生蟲病的研究，進行化學工業(yè)上的急性和慢性毒素試驗等。5.犬（Dog)犬體型較大，喜近人，有服從人意志的天性犬有很強的適應(yīng)能力，可承受比較冷和熱的氣溫，正常犬鼻呈油狀滋潤，人以手背觸之有涼感，嗅覺和聽覺靈敏習慣不停地運動喜食肉類和脂肪性飼料汗腺很不發(fā)達壽命10--20年。視覺較差、還是紅綠色盲犬的胰腺小，是分離的，易摘除。畢格犬（Beagle)二、在生物醫(yī)學研究中的應(yīng)用

1．實驗外科學：廣泛用于實驗外科各個方面的研究，如心血管外科、腦外科、斷肢再植、器官或組織移植等。

2．基礎(chǔ)醫(yī)學實驗研究：在生理、藥理、病理、生理等實驗研究中起著重要作用。

3．慢性實驗研究：

4．藥理學：毒理學研究和藥物代謝研究：如磺胺類藥物代謝的研究、各種新藥臨床使用前的毒性實驗等。

5．營養(yǎng)學和生理學研究：如進行胱氨酸尿、蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良、家族性骨質(zhì)疏松、視網(wǎng)膜發(fā)育不全、高膽固醇血癥、動脈粥樣硬化、糖原缺乏綜合征等研究。6、口腔醫(yī)學：犬的牙周膜的組織學、牙周炎的組織病理學及牙周病的許多病因與人的相似，所以犬可作為牙周病動物模型的理想動物。還有如頜面外科、矯形外科、正畸外科等的研究課題也廣泛應(yīng)用。猴（Monkeys）

進化程度高，接近于人類。因此，它們具有與人相近似的生理生化代謝特性和相同的藥物代謝酶。

大量實驗證明，靈長目動物在藥物代謝方式等上遠較非靈長目動物更接近于人，在靈長目動物中，從進化尺度上越是接近于人，其代謝方式也越和人近似。猴是雜食性動物，以素食為主。猴和豚鼠都是不能缺少維生素C的動物，因為它們體內(nèi)缺乏合成維生素C的酶，不能在體內(nèi)合成維生素C，所需維生素C必須來源于飼料中。猴具有發(fā)達的大腦，有大量的腦回和腦溝，因此聰明伶俐、動作敏捷，好奇心和模仿能力都很強，對周圍發(fā)生的一切事情都感染興趣。猴的視覺較人類敏感，猴的視膜具有黃斑，有中央凹。猴有立體感，能辨別物體的形狀和空間位置，有色覺，能辨別各種顏色，并有雙目視力。猴的嗅腦不很發(fā)達，嗅覺不很靈敏，而聽覺敏感，有發(fā)達的觸覺和味覺。二、在生物醫(yī)學研究中的應(yīng)用

1．獼猴在生理學上可以用來進行腦功能、血液循環(huán)、呼吸生理、內(nèi)分泌、生殖生理和老年學等各項研究。

2．在人類疾病，特別是傳染性疾病研究方面靈長目動物具有極重要的用途。

獼猴可以感染人類所特有的傳染病，特別是其他動物所不能復(fù)制的傳染病。例如：脊髓灰白質(zhì)炎（小兒麻痹癥）和菌痢等。

獼猴對人的痢疾桿菌和結(jié)核桿菌最易感染，因此，在腸道桿菌和結(jié)核病等的醫(yī)學研究中研究中是一種極好的動物模型。

此外，還用于職業(yè)性疾病和鐵塵肺、肝損傷等的研究。3．藥理學和毒理學研究：

猴的生殖生理和人非常接近，是人類避孕藥物研究極為理想的實驗動物。

目前篩選抗震顫麻痹藥物最有價值的方法是電解損傷引起的猴震顫。

應(yīng)用猴子研究鎮(zhèn)痛劑的依賴性較為理想，因為猴對鎮(zhèn)痛劑的依賴性表現(xiàn)與人較接近，戒斷癥狀又較明顯且易于觀察，已成為新鎮(zhèn)痛劑和其他新藥進入臨床試用前必須的試驗。

猴也是進行藥物代謝研究的良好動物。

4．復(fù)制疾病模型，研究人類疾?。撼＿x用獼猴來復(fù)制這方面的動物模型，給予高脂飲食1～3個月后可發(fā)生動脈粥樣硬化,且可產(chǎn)生心肌梗死。動脈粥樣硬化病變部位，不僅在主動脈，也出現(xiàn)在冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等。猴氣管腺的數(shù)量較多，適于復(fù)制慢性氣管炎的模型和進行祛痰平喘藥的療效實驗。5．寄生蟲學的研究：靈長類動物可用人瘧原蟲感染，是理想的篩藥模型，所得結(jié)果對臨床參考價值較大。

6．猴還適合其他基礎(chǔ)和臨床的研究。猴廣泛用于放射醫(yī)學的研究。猴與人血液有交叉凝集反應(yīng)，可用于研究血型。還可用于研究人類垂體性侏儒癥以及細菌、病毒和寄生蟲病的研究。猴還常用于行為學的研究、實驗?zāi)[瘤學的研究、口腔牙科病的研究等。

7．獼猴同黑猩猩、狒狒等一樣，是研究人類器官移植的重要動物模型。

8．細菌、病毒性疾病病的研究。

9．遺傳代謝性疾病的研究。如研究新生兒腸道脂肪沉積，蛋白缺乏癥、膽石癥（狒狒）等疾病。

10．某些特點疾病的研究。如用黑猩猩研究先天性伸舌白癡（Down綜合征）、酒精中毒性胰腺炎等。

實驗動物的選擇和處理選擇原則：廣泛查閱文獻，積極進行交流：充分了解本領(lǐng)域、本項目以往的實驗動物情況及其研究結(jié)果。進行必要的動物預(yù)實驗：可以初步觀察動物是否適宜本項目的研究。相似性原則：有些動物進化程度并不一定高，某些組織器官的結(jié)構(gòu)或疾病特點卻與人類相似。差異性原則：選用不同種系實驗動物的某些特殊反應(yīng)，更適合于不同研究目的的要求。易化性原則：選擇既能滿足實驗要求，結(jié)構(gòu)功能又簡單，便于實驗分析的動物?？色@得性原則：在不影響實驗質(zhì)量的前提下，選用最易獲得、最經(jīng)濟、最易飼養(yǎng)管理的動物是實驗研究必須堅持的原則。重復(fù)性和均一性原則：是實驗結(jié)果穩(wěn)定、可靠的重要保證。實驗動物的選擇方法實驗動物物種選擇：嚙齒類和非嚙齒類實驗動物品系選擇：近交系，雜交系，封閉群。

近交系—全同胞兄妹或親子之間連續(xù)交配20代以上而培育的純品系動物。

雜交系—兩個不同的近交系之間有目的地進行交配，所產(chǎn)生的第一代動物。

封閉群—一個種群在5年以上不從外部引進新血緣，僅由同一品系動物在固定場所隨機交配繁殖的動物群。實驗動物微生物控制的選擇:分4級。Ⅰ級即普通動物：開放系統(tǒng)，空氣未凈化，飼喂全價顆粒飼料，可飲自來水。Ⅱ級即清潔動物：屏障系統(tǒng)，空氣凈化，飲滅菌水，一切物品要消毒。Ⅲ級即無特定病原體動物：按純系要求繁殖，在隔離器內(nèi)或?qū)恿魇覂?nèi)飼養(yǎng)，沒有致病病原體。籠具、飼料、飲水要經(jīng)過特殊處理，并經(jīng)過嚴格的檢疫、消毒、隔離制度。Ⅳ級即無菌動物：動物體內(nèi)不帶任何微生物和寄生蟲。個體選擇：性別、年齡、體重、生理狀態(tài)和健康實驗動物被毛的去除方法：剪毛法：最常用方法。拔毛法：靜脈注射或者取血時。剃毛法：脫毛法：實驗動物的麻醉：最佳狀態(tài)：意識喪失、痛覺消失和肌肉松弛。常用麻醉劑：全身-乙醚、戊巴比妥鈉、水合氯醛等。局麻-普魯卡因、地卡因等表2-1常用實驗動物麻醉藥物的用法與用量藥物動物給藥途徑藥物濃度劑量(mg/kg)維持時間（h）戊巴比妥鈉狗、貓、兔iv、ip3%302～4大鼠ip3%451～2烏拉坦狗、兔iv、ip20%10002～4鼠ip20%10002～4氯醛糖狗、貓iv、ip2%805～6兔、大鼠iv、ip2%805～6乙醚：安全范圍大、肌肉能完全松弛、對肝腎的毒性較小對呼吸道粘膜刺激性強，呼吸、血壓和心跳有影響。戊巴比妥鈉：3%

可維持2-4h,對循環(huán)和呼吸系統(tǒng)無明顯抑制作用。水合氯醛：10%烏拉坦：20%生物標本的采集常用采血方法：割尾法刺尾法眼眶后靜脈叢取血法摘眼球采血腹腔靜動脈采血法心臟采血尿液采集：代謝籠法：大鼠、小鼠導(dǎo)尿管法：家兔膽汁采集：插管法糞便采集：代謝籠常用實驗動物的安死術(shù)：脊椎脫臼法：斷頭法：擊打法：急性失血法：化學藥物致死法：空氣栓塞法：