食品毒理学复习资料

一、名词解释(每1.5分,共15分 1食品毒理学是研究食品中外源化学物的性质,来源与形成,它们的不良作用与可能的有益作用及其机制,并确定这些物质的安全限量和评定食品的安全性的科学。 研究对象:食品中的外源化学物 2外源化学物是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接触并进入机体,在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质,又称为“外源生物活性物质”。 3内源化学物是指机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产物或中间产物 4衍生毒物derived toxicants)食品在制造、加工(包括烹调)或贮放过程中化学反应或酶反应形成的(或潜在)有毒物质 5生物转化biotransformation):外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转化 6吸收外源化学物质自接触部位通过生理屏障进入血液循环的过程7分布指外源化学物吸收进入血液或淋巴液后,随体循环分散到全身组织器官的过程。 8排泄是外源化学物及其代谢产物向机体外转运的过程,是生物转运的最后一个环节 9毒物在一定条件下,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称为毒物(toxicants)。 10终毒物ultimate toxicant)是指与机体内源靶分子反应或严重地改变生物学环境、启动结构和功能而表现出毒性的物质。 11毒性它具有的对细胞和/或组织产生损伤的能力称为毒性 12毒性作用(toxic effect)又称为毒效应、不良效应、损伤作用或损害作用,是化学物质对机体所致的不良或有害的生物学改变 13速发性毒性作用一次接触后的短时间内所引起的即刻毒性作用。14迟发性毒性作用一次或多次接触,经一定时间间隔才出现的毒性作用。 15局部毒性作用在机体接触部位直接造成的损害作用 16选择毒性(selective toxicity):指一种化学物质只对某种生物产生损害作用,而对其他种类生物无害;或只对机体内某一组织器官发挥毒性,而对其他组织器官不具毒作用。 17靶器官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。 18生物学标志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 19易感生物学标志是关于个体对外源化学物的生物易感性的指标,即反映机体先天具有或后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。 20效应生物学标志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。 21接触生物学标志是对各种组织、体液或排泄物中存在的化学物质及其代谢产物,或它们与内源性物质作用的反应产物的测定值,可提供有关化学物质暴露的信息。 22效应是量反应,指接触一定剂量外来化学物后所引起的一个生物、器官或组织的生物学改变 23反应是质反应,指接触某一化学物的群体(population)中出现某种效应的个体在群体中所占比率 24量反应graded response)通常与表示化学物质在个体中引起的毒效应强度的变化。属于计量资料,有强度和性质的差别,可以某种测量数值表示。这类效应称为量反应。 25质反应(quantal response)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。属于计数资料,没有强度的差别,不能以具体的数值表示,而只能以“阴性或阳性”、“有或无”来表示,如死亡或存活、患病或未患病等,称为质反应。 26剂量-效应关系dose-effect 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。 27剂量-反应关系表示化学物质的剂量与某一群体中质反应发生率之间的关系。 28 LD50或LC50或LD100绝对致死量或浓度(LD100或LC100)半数致死剂量或 浓度(LD50或LC50)是描述有毒物质或辐射的毒性的常用指标。LD50是指能杀死一半试验总体之有害物质、有毒物质或游离辐射的剂量。 29 TD50在一次毒性测试中,长期持续不断接触某种物质情况下,在被测动 物中引起50%中毒(通常为引起癌症)的剂量。通常用于评估某种物质的慢性中毒情况,与LD50相对应。 30 ED50半数有效量(50% effective dose, ED50)在量反应中指能引起50% 最大反应强度的药量,在质反应中指引起50%实验对象出现阳性反应时的药量。 EC50引起50%个体有效的剂量扩大多少倍,才会导致50%的个体死亡(或中毒)。此值越大,用药相对越安全。 31致死剂量指在急性毒性试验中外源化学物引起受试实验动物死亡的剂量或浓度,通常按照引起动物不同死亡率所需的剂量来表示。 32 NOAEL最大无作用剂量(maximal no-effect Level,MNL)指化学物质在一定时间内,按一定方式与机体接触,用现代的检测和最灵敏的观察指标不能发现任何损害作用的最高剂量,也称未观察到损害作用的剂量(NOAEL,no observed adverse effect level) 33 LOAEL最小有作用剂量(minimal effect level,MEL)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,又称为阈剂量(threshold dose)称观察到损害作用的剂量(LOAEL,lowest observed adverse effect level) 34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。 35安全限值即即卫生,在低于此种浓度和接触时间内,对个体或群体健康的危险度是可忽略的。 36安全剂量指低于此剂量能以99%可信限的水平使超额癌症发生率低于10-6,即100万人中癌症超额发生低于1人。 37自由基(free radicals)是独立游离存在的带有不成对电子的分子、原子或离子。 38体外试验利用游离器官、培养的细胞或细胞器进行毒理学研究,多用于外源化学物对机体急性毒作用的初步筛检、作用机制和代谢转化过程的深入观察研究。在微生物、人工培养的细胞或组织或器官上进行 39体内试验多在整体动物进行,也称整体动物实验。在实验动物模型(model)上进行 40急性毒性是指机体(人或试验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应。 41蓄积作用当化学毒物反复多次进入机体,而且吸收速度超过代谢转化与排泄的速度时,化学毒物就有可能在机体内逐渐增加并贮留,这种现象称为化学毒物的蓄积作用 42亚慢性毒性是指人或实验动物连续多日(通常1~3个月)重复接触外源化学物所引起的毒性效应。 43慢性毒性是指人或实验动物长期(甚至终生)反复接触低剂量的化学毒物所产生的毒性效应。 44细胞内钙稳态失调在细胞受损时可导致Ca2+内流增加,或Ca2+从细胞内贮存部位释放增加,或抑制细胞膜向外逐出Ca2+,表现为细胞内Ca2+浓度不可控制的持续增加,即打破细胞内钙稳态,则称为细胞内钙稳态的失调。 45急性毒作用带(Zac为半数致死剂量与急性阈剂量的比值,表示为: Zac=LD50/Limac 46慢性毒作用带(Zch为急性阈剂量与慢性阈剂量的比值,表示为: Zch= Limac /Limch 47生物转运水中污染物同机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称 48 ADME过程ADME”即“毒药物动力学”,指机体对外源化学物的吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)及排泄(excretion)过程。 49细胞凋亡细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序的死亡。 50生殖毒性指对雄性和雌性生殖功能或能力的损害和对后代的有害影响。 51.发育毒性:某些化合物可具干扰胚胎的发育过程,影响正常发育的作用。 二、填空题(每空0.5分,共15分) 1、食品毒理学的研究对象是食品中的(外源化学物)。 2、食品中外源化学物,根据其来源可分为天然物、衍生物、(污染物) (添加剂)四大类。 3以毒物接触次数和效应发生时间把一般毒性划分为四类:急性毒性、蓄积毒性、(亚急性或亚慢性毒性)、(慢性毒性)。 4外源化学物对生殖与发育过程的损害主要包括:亲性腺作用、(亲胚体作用)、(亲胎盘作用)。 三、选择题(每题0.5分,共10分) 1. 被称为现代毒理学奠基人的是(A )。 A. Orfila B. Paracelsus C. Bernard D. Theophrastus 2. 经典的毒理学研究对象是(各种化学物质)。 3、外源化学物最主要的吸收途径是经(消化道) 四、简答题(共40分) 1、由生物体系的细胞产生自由基主要途径?1,生命体正常生 理过程产生,内源性自由基是生命体自由基的主要来源,产 生途径有:由线粒体呼吸链电子泄漏产生;由经过氧化物 酶体的多功能氧化酶等催化底物羟化产生,此外,机体血 红蛋白肌红蛋白中还可通过非酶促反应产生自由基。线粒 体是自由基的重要来源,细胞内的酶反应也是。2,代谢过 程产生。最主要的途径:氧化还原反应 2、什么是生物膜?生物膜的主要功能包括哪些?外源化合物 通过生物膜的转运方式有哪些?是将细胞或细胞器与周围 环境分隔开的一层半透膜。功能:隔离功能,生化反应和 生命活动的场所,内外环境物质交换的屏障。方式:主动 转运,被动转运,膜动转运。 3、什么是分布?机体内外源化学物的贮存库有哪些?答:指 外源化学物吸收进入血液或淋巴液后,随体循环分散到全身组 织器官的过程。毒物在机体内的贮存,血浆蛋白质作为贮存库:清蛋白,肝脏和肾脏作为贮存库,脂肪组织作为贮存库, 骨骼组织作为贮存库 4、什么是生物转化?生物转化的意义是什么?影响生物 转化的因素?外源化学物在机体内经多种酶催化的代谢转 化,意义,水溶性增加、毒性降低。代谢解毒(metabolic detoxication):经生物转化大部分外源化学物的代谢产物, 毒性降低,易于排出体外,此为解毒反应。代谢活化 (metabolic activation):经生物转化其毒性被增强的现象。 生成亲电子剂、自由基、亲核剂、氧化还原剂。代谢是化 学物毒作用的决定因素。常体现在代谢酶的种类、数量和 活性的差异上,代谢酶的多态性也是影响毒性反应个体差 异的重要因素。遗传生理因素有动物的物种、性别、年龄 等。环境因素:各种环境因素主要通过影响代谢酶和辅酶 的合成过程以及催化过程来干扰外源化学物的生物转化, 如代谢酶的诱导和抑制、代谢饱和状态。其他影响因素: 营养状态、疾病等。 5、生物转运的毒理学意义?是外源化合物在在体内量变 的过程。不详。。。 6、什么是急性毒性?急性毒性试验的目的有哪些?是指机体 (人或试验动物)一次接触或24小时内多次接触化学物后在短期(最长到14天)内所发生的毒性效应。 目的①确定急性毒性评价参数; ②探求化学毒物急性毒性的剂量—反应关系与中毒特征; ③为亚慢性、慢性毒性作用试验的染毒剂量提供参考依据; ④为毒理学机制研究提供线索。 7、什么是吸收?机体吸收外源化学物的途径有哪些?外源化 学物质自接触部位通过生理屏障进入血液循环的过程,(1)经胃肠道:胃肠道是外源化学物的主要吸收途径。主要是通过简单扩散,仅有少数专用主动转运系统。也可通过胞饮和吞噬作用吸收颗粒状物质。(2)经呼吸道:空气中的化学物经呼吸道吸收。肺是主要吸收器官。吸收的速度相快,仅次于静脉注射。 (3)经皮肤吸收:可分为两个时相:穿透相和吸收相。其限速阶段是穿透相。(4) 经其他途径:注射进行染毒 8、研究毒物慢性或亚慢性毒性的目的?试验目的: 1.确定受试物亚慢性和慢性毒性的效应谱; 2.研究受试物亚慢性和慢性毒作用的靶器官; 3.研究受试物亚慢性和慢性毒性剂量—反应(效应)关系,确定L OAEL和NOAEL,提出此受试物的安全限量参考值; 9、外源化合物排除体外的途径包括哪些?排泄途径:肾脏是 主要的排泄器官,肝脏、肺、胃肠道、乳汁、汗腺、唾液腺、 泪腺也可排泄。 10、影响毒物毒性作用的因素有那些?1,毒物因素@剂量;@ 接触途径(经静脉、经口、经皮等);@ 接触期限、接触速率 和接触频率;2,机体因素3,环境因素4,毒物间的联合作 用 11、11,简述三阶段毒理学安全性评价的主要内容。一般 毒性试验在食品安全性评价程序中的地位 预备/准备阶段:了解食品毒物的理化性质、收集毒性研究资 料,第一阶段:急性毒性试验(致死和非致死) 第二阶段:亚急性或亚慢性毒性试验(1个月喂养试验)、代 谢试验、蓄积毒性、遗传毒性试验、致畸试验 第三阶段:亚慢性毒性试验(3~6个月喂养试验)、繁殖试验、 代谢试验、蓄积毒性 第四阶段:慢性毒性试验(6个月至终生试验)、致癌试验 12,简述食品毒理学的研究方法及目的? 研究方法,流行病学研究,人体观察,体内试验,体外实验。食品毒理学的目的研究外源化学物质的毒性和产生毒性作用的条件,阐明剂量一效应(反应)关系,为制订卫生标准及防治措施提供理论依据。 13.简述什么是生物膜及生物膜的主要功能包括哪些?同上。。。 14简述生物标志物及其分类。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 易感性生物学标志 15简述化学物通过生物膜的转运方式主要有哪些?同上。。。 16,经典的急性毒性试验面临哪些挑战?1.消耗的动物量大 2.获得的信息有限 3.测得的LD50仅仅是一个近似值 4.在安全性评价中仅评价动物死亡和简单的症状观察是不够的, 更需要的是生理学、血液学及其它化验检查所提供的深入细致的毒性信息。 17某个特定的器官称为毒物的靶器官可能原因有哪些?①该器官的 血液供应;②存在特殊的酶或生化途径;③器官的功能和在体内的解剖位置;④对特异性损伤的易感性;⑤对损伤的修复能力;⑥具有特殊的摄入系统; ⑦代谢毒物的能力和活化/解毒系统平衡; ⑧毒物与特殊的生物大分子结合等。 18,化学物质产生毒性的可能途径有哪些?1,最直接的途径,即化学物质可以直接和机体的重要部位接触而发生毒性作用。2,较为复杂的途径,化学物质经过机体的吸收,分布代谢等途径后与靶分子相互作用,从而导致毒性作用。3,最复杂的途径,化学物质首先在机体的靶部位分布,然后,终毒物与靶细胞的相互作用,引起细胞结构的损伤和功能的失调,当毒物所导致的生物紊乱超过了修复能力,就会发生毒性作用。 17经口染毒有哪几种具体方式?有何优缺点? 1,灌胃法,适合小型动物,快速,但对操作者技术熟练度要求高,易损伤淘汰动物。2,胶囊法,适合易挥发易水解的化学物质,也适用于大型实验动物。3,混入饲料法简便,形式上更贴近自然,但剂量准确性低,动物需单独喂养,不适用于挥发性有怪异味的受试物。 五、论述题(每题10分,共20分) 1.试论述食品毒理学的发展趋势?上第6,7页自己总结。 2.试论述化学物质产生毒性的可能途径有哪些?同上。。。 3.论述亚慢性和慢性毒性试验的概念、目的。亚慢性毒性 (subchronic toxicity)是指人或实验动物连续多日 (通常1~3个月)重复接触外源化学物所引起的毒 性效应。慢性毒性(chronic toxicity)是指人或实验动 物长期(甚至终生)反复接触低剂量的化学毒物所产 生的毒性效应。目的同上,,,, 4.试述自由基对生物大分子的损害作用。(1)脂质过氧化作用及 其损害:脂质过氧化(lipid peroxidation) :指 主要由自由基引起的多不饱和脂肪酸的氧化作用 对生物膜具有强烈的破坏作用。2)蛋白质的氧化 损伤,凝集、交联、降解、断裂、3,DNA的氧化 损害机理:碱基损伤 5.试述化学毒物对机体损伤的主要机制。(一)化学物质对生物 膜的损害作用1.对膜通透性影响2.对膜流动性影响 3.对膜上蛋白质影响(二)化学物质对细胞钙稳态 的影响,Ca2+失调或紊乱,将完全破坏正常生命活 动所必需的由激素和生长因子刺激而产生的短暂 的Ca2+瞬变,危及细胞器的功能和细胞骨架结构, 最终激活不可逆的细胞成分的分解代谢过程。(三) 化学物质对生物大分子的氧化损伤(1)脂质过氧化 作用及其损害2)蛋白质的氧化损伤3)DNA的氧 化损害 6.试述毒理学发展趋势及有关进展。第6页到12页,自己总结。 7.通过毒理学这门课程的学习,谈谈现代毒理学面临的挑战和 发展机遇。一)危险度评价已成为毒理学界最关注 的问题。。。。 老师画的部分重点—— 毒理学(toxicology)是研究化学物质对生物机体的损害作用及其机制的科学。 18世纪西班牙化学家和生理学家Bonaventura Orfila:现代毒理学的奠基人,在16世纪,瑞士著名医生Paracelsus (1493—1541) 提出有毒物的剂量反应。有划时代意义。Theophrastus出版了《理论植物学》《植物学史》食品毒理学的奠基人。 食品中外源化学物质根据其来源分为四大类:①天然毒物②衍生物:食物在贮放和加工烹调过程中产生的③污染物:外来④添加剂:外来现代技术在食品毒理学中的应用1,PCR技术2,基因引入技术3,基因芯片技术4,单细胞凝胶电泳技术5,基因差异分析技术6,荧光原位杂交技术7,流式细胞技术8,代谢组学的应用9,胚胎干细胞实验。 天然毒物(一)植物性有害物质(二)动物性有害物质 食品添加剂分为天然和化学合成两大类 被动转运(下山转运,特点:(1)顺浓度差转运(2)不耗能 简单扩散又称脂溶扩散,滤过又称水溶扩散,易化扩散又称载体转运 膜动转运。胞饮(胞饮、入胞)某些液态蛋白质或大分子物质,可通过生物膜的内陷形成小胞吞噬而进入细胞内。 胞吐又称胞裂外排或出胞。递质释放 经消化道是外源化学物最主要的吸收途径 毒物贮存库:靶器官以外的蓄积场所 血浆白蛋白结合型可以认为是暂时性贮存外源化学物质的一种保护机制。 生理屏障:血脑屏障是由血一脑、血一脑脊液及脑脊液一脑三种屏障组成。胎盘屏障胎盘将母亲与胎儿血液隔开,有些外源化学物质能进入胎儿循环,引起畸胎或对胎儿有毒性 肾脏是最主要的排泄器官(1)肾小球滤过(2)肾小管重吸收(3)肾小管分泌 生物转化Ⅰ相反应第一相(phase Ⅰ):氧化(oxidation)还原(reduction)水解(hydrolysis)和Ⅱ相反应:结合 生物转化的意义:水溶性增加、毒性降低。代谢解毒(metabolic detoxication):经生物转化大部分外源化学物的代谢产物,毒性降低,易于排出体外,此为解毒反应。代谢活化(metabolic activation):经生物转化其毒性被增强的现象。生成亲电子剂、自由基、亲核剂、氧化还原剂。 剂量是影响毒性作用的关键因素。 毒性作用的分类:局部或全身作用,可逆或不可逆作用,过敏性反应,特异体质反应,速发或迟发性作用 脂质过氧化分为起始阶段发展阶段和终止阶段。 自由基对DNA的氧化损害机理:使DNA碱基和脱氧核糖发生化学变化,引起碱基改变破坏或脱落和DNA核酸链中的单链和双链断裂酶促防御系统:超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CA T)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px)和谷胱甘肽还原酶(GR) SOD是生物体内氧化代谢中极为重要的酶,抵御活性氧自由基氧化损伤的第一道防线,它的主要功能是清除过氧基。 (一)细胞运作对物质性质的需求--需特异的酶和必要的营养素 (二)细胞运作对物质数量的需求--要求适度 细胞运作的时间限度1. 初级作用 2. 次级作用 3. 三级作用 经典毒性试验设计有寇氏和改进寇氏(平均致死剂量法)概率单位法,霍恩法。 蓄积作用实际上有二个含义:物质蓄积,功能蓄积 物质蓄积:食品毒物体内消除量小于进入量,导致该化学物质或其代谢产物在体内的储留量逐渐增加。 功能蓄积:有的食品毒物,虽经长期接触后(或对实验动物多次低剂量染毒),但在机体内测不出该化学物质的原形或其代谢产物,而又有慢性毒效应。 蓄积系数K值=LD50(n)/LD50(i),LD50(n)蓄积剂量之和LD50(i)预期效应剂量 20d实验法是我国对农药及食品安全性的毒理学评价中提出的方法。观察指标即选择和生理和生化指标 1.一般综合性观察指标:外观体征、行为活动、体重、食物利用率、中毒症状 2.生理生化指标:肝、肾、血、代谢产物。详情见书上135,136页 三段生殖毒性试验见书上156页 以上仅供参考