第四单元 急性毒性作用及其试验方法

　　第一节 急性毒性试验概述及染毒方法

　　一、概念和试验目的

　　(一) 急性毒性概念

　　急性毒性是指机体(人或实验动物)一次(或24小时内多次)接触外来化合物之后所引起的中毒效应，甚至引起死亡。

　　但须指出化合物使实验动物发生中毒效应的快慢和剧烈的程度，可因所接触的化合物的质与量不同而异。有的化合物在实验动物接触致死剂量的几分钟之内，就可发生中毒症状，甚至死亡。而有的化合物则在几天后才显现中毒症状和死亡，即迟发死亡。此外，实验动物接触化合物的方式或途径不同，“一次”的含义也有所不同。凡经口接触和各种方式的注射接触，“一次”是指在瞬间将受试化合物输入实验动物的体内。而经呼吸道吸入与经皮肤接触，“一次”是指在一个特定的期间内实验动物持续地接触受试化合物的过程，所以“一次”含有时间因素。

　　(二) 实验目的

　　1.求出受试化合物对一种或几种实验动物的致死剂量(通常以LD50为主要参数)，以初步估计该化合物对人类毒害的危险性。

　　2.阐明受试化合物急性毒性的剂量-反应关系与中毒特征。

　　3.利用急性毒性试验方法研究化合物在机体内的生物转运和生物转化过程及其动力学变化。也可用于研究急救治疗措施。

　　二、实验动物和染毒方法

　　(一) 实验动物选择

　　在卫生毒理学领域中，体内试验以实验动物为研究对象，最终是为了阐明受试外来化合物对人的急性危害性质和危害强度。所以选择实验动物时，要求在其接触化合物之后的毒性反应，应当与人接触该化合物的毒性反应基本一致，虽然利用任何一种或几种实验动物的急性毒性结果向人外推都必须十分慎重，但这一选择实验动物的原则仍非常重要。

　　1.物种选择 以选择哺乳动物为主。目前实际应用中以大鼠和小鼠为主，尤以大鼠使用很多。需指出大鼠并非对外来化合物都最敏感。家兔常用于研究化合物的皮肤毒性，包括对粘膜的刺激。猫、狗也用于急性毒性试验，但因价贵不易于大量使用。猪为杂食动物，对一些化合物的生物效应表现与人有相似之处，尤其是皮肤结构与人较近似。但因体大、价贵，不便大量使用。

　　归纳起来，在进行化合物急性毒性研究中，选择实验动物的原则是：尽量选择对化合物毒性反应与人近似的动物;易于饲养管理，试验操作方便;易于获得、品系纯化，且价格较低的动物。为了有利于预测化合物对人的危害，要求选择两种以上的实验动物，最好一种为啮齿类，一种为非啮齿类，分别求出其急性毒性参数。

　　一般研究外来化合物急性毒性，需雌雄两性动物同时分别进行，每个剂量组两性动物数相等。急性毒性使用小鼠体重以18~25g、大鼠180~240g、豚鼠200~250g、家兔2~2.5kg、猫1.5~2.0kg左右为宜。

　　(二) 实验动物喂养环境

　　实验动物喂养室室温应控制在22±3℃，家兔可控制在20±3℃，相对湿度30%～73%，无对流风。每笼动物数以不干扰动物个体活动及不影响试验观察为度，必要时需单笼饲养。饲养室采用人工昼夜为好，早6点至晚6点进行12小时光照，其余12小时黑暗，一般食用常规试验室饲料，自由饮水。

　　(三) 实验动物染毒方法

　　1.经口(胃肠道)接触 目的是研究外来化合物能否经胃肠道吸收及求出经口接触的致死剂量(LD50)等。由于外来化合物可以污染饮水及食物，因此，此种染毒方式在卫生毒理学中占有重要地位。

　　(1) 灌胃 是将液态受试化合物或固态、气态化合物溶于某种溶剂中，配制成一定浓度，装入注射器等定量容器，经过导管注入胃内。

　　在每一试验系列中，同物种实验动物灌胃体积最好一致，即以单位体重计算所给予的毫升数应一致，即ml/kg或ml/g计。这是因为成年实验动物的胃容量与体重之间有一定的比例。按单位体重计算灌胃液的体积，受试化合物的吸收速度相对较为稳定。小鼠一次灌胃体积在0.2~1.0ml/只或0.1~0.5ml/10g体重较合适，大鼠一次灌胃体积不超过5ml/只(通常用0.5~1.0ml/100g体重)，家兔不超过10ml/2kg体重，狗不超过50ml/10kg体重。

　　(2) 吞咽胶囊 将一定剂量受试化合物装入药用胶囊内，强制放到动物的舌后后咽部迫使动物咽下。此种方式剂量准确，尤其适用于易挥发、易水解和有异味的化合物。家兔及猫、狗等大动物可用此法。

　　2.经呼吸道接触

　　例如CO、CO2等在常温、常压下为气态，或在生产过程中和生活过程中以蒸气态、气溶胶、烟、尘状态污染生产与生活环境空气，此时就有可能经呼吸道吸入。研究外来化合物在上述物理性状下能否被吸入机体，且造成损害，在卫生毒理学中也占有重要位置。

　　实施经口接触时，实验动物在接触受试化合物前应禁食，以防止胃纳充盈影响化合物的吸收和毒性。大鼠、小鼠因主要在夜间进食，应采用隔夜禁食。接触受试化合物之后应继续禁食3~4小时。

　　(1) 吸入接触 分为两种方式，一是静式吸入，一是动式吸入。

　　① 静式吸入：系将实验动物置于一个有一定体积的密闭容器内，加入定量的易挥发的液态化合物或一定体积的气态化合物，在容器内形成所需要的受试化合物浓度的空气环境。这种接触方式，虽然有许多不足之处，但由于其设备简单、操作方便、消耗受试化合物较少，还有其使用价值;尤其是适用于小动物接触易挥发液态化合物的急性毒性研究。为保障试验顺利进行，染毒柜体积、放置动物种类和数量及放置时间有关联。

　　② 动式吸入：是指实验动物处于空气流动的染毒柜中，染毒柜装置备有新鲜空气补入与含受试化合物空气排出的动力系统和随时补充受试化合物的配气系统。动式吸入接触方式一般来讲优于静式吸入接触，但其装置复杂，消耗受试化合物的量大，易于污染操作室环境。

　　3.经皮肤接触 液态、粉尘态和气态外来化合物匀有接触皮肤的机会。有的化合物不仅能与外露皮肤接触并吸收，还有的化合物可以穿透衣服而经皮肤吸收。

　　(1) 经皮肤吸收 研究外来化合物经皮肤吸收应当尽量选择皮肤解剖、生理与人类较近似的动物为对象，目前多选用家兔和豚鼠。但由于研究化合物经皮肤吸收的毒性(求经皮LD50)所需的实验动物较多，使用家兔、豚鼠不够经济，也常用大鼠代替。

　　定性试验：为考察一个外来化合物能否经皮吸收引起中毒，可先进行定性试验。小鼠或大鼠的浸尾试验是常用的定性试验方法。

　　定量试验：是在实验动物已脱好毛的部位定量涂布受试化合物，以求该化合物经皮吸收的剂量-反应关系，求经皮LD50。

　　(2) 局部作用试验 不少外来化合物可以引起皮肤接触部位的局部损伤。研究化合物局部毒性作用常用皮肤斑贴法或兔耳法。

　　4.注射途径接触受试物 采用注射途径进行外来化合物的急性毒性试验，主要用于比较毒性研究，以及化合物的代谢、毒物动力学和急救药物筛选等研究。