化学性有毒有害物质的毒牲效应
发布时间：2017-09-01
一、毒性效应的类型
化学性毒物对机体产生损害的总和称为毒性效应或毒性作用。根据机体的功能层次划分，化学性毒物对机体的直接毒性效应可以大致区分为致死效应、生长效应、生殖效应、形态结构效应、行为效应和致突变效应。
致死效应是化学性毒物对机体最强烈的损害效应，机体暴露后可在短时间内死亡。常用该效应评价一种化学性毒物的毒性。
生长效应是指化学性毒物抑制机体的生长发育，使生长速度降低，体积、体重、高低、长短等生物量下降或增加速度降低。生长效应的测量通常以对照或实验起始值作为基准，表述为相对生长率。生长效应与细胞的分裂有关。一般来说，能影响细胞分裂的化学性毒物，通常会影响到机体的生长。
生殖效应是指化学性毒物对机体的生殖过程所产生的损害作用。由于不同生物的生殖过程相差很大，所以化学性毒物的生殖效应也很复杂。生殖效应的关键问题在于能否使后代避免毒物的损害，而对损害发生的时间、方式则无关紧要。检测生殖效应时，常常需要对机体生命活动的各个阶段进行测试，仅仅测试化学性毒物对生命活动过程中某些敏感期的生殖效应常常是不够的。
形态结构效应是指在化学性毒物作用下，机体器官或组织的外形和解剖构造发生损伤性改变，失去了固有的形态结构特征。这种损伤可以是急性的，如各种强酸强碱对机体的灼伤；也可以是慢性的，在化学性毒物长期作用下，逐渐积累形成，如长期摄人四氯化碳或酒精可导致肝硬变等。这类效应一般与化学性毒物促使细胞异常死亡和异常增生有关，常与其他类型的效应同时发生。如化学性毒物对胚胎的致畸作用属于生殖效应，而器官的畸形又属于形态结构效应。
行为效应是指在化学性毒物的作用下，机体所具有的可观察、可记录或可测量的活动发生的异常改变。人体的行为可以看做是机体在神经系统控制下对外界环境压力的各种反应。
在全身各系统中，神经系统对化学性毒物的损伤作用最为敏感。当化学性毒物导致其他器官或系统损害时，往往也会影响到神经系统。化学性毒物对神经系统的损害作用可以通过行为改变表现出来，而且往往在化学性毒物对机体产生严重毒害作用之前的早期就可能在行为上得到反映。
化学性毒物也可产生致突变效应。致突变效应一般属不可逆毒作用，在机体停止接触化学性毒物后，其损害作用继续存在，甚至其损害作用可延续到后代。产生的不良后果有机体细胞发生癌变，胚胎死亡及后代发生畸形等。
实际上，化学性毒物作用于机体时，往往不止产生一种毒性效应，多数情况下是数种毒性效应的综合作用。这些不同类型的毒性效应既可以同时发生，也可以先后发生。
另外，化学性毒物进入机体后，对体内各器官的毒性作用并不一样，往往只对一、二个器官发挥主要毒性作用，这些器官就称为该物质的靶器官。如肝是甲基汞的靶器官，肾脏是镉的靶器官。对机体毒性效应的强弱，主要取决于化学性毒物在靶器官中的浓度。但靶器官中该化学性毒物的浓度不一定最高。例如铅主要沉积在骨骼中，但其毒性效应并不在骨骼，而是由于铅对其他组织的作用所致。同样DDT在脂肪中的浓度最高，但并不对此组织产生毒性作用。
二、化学性毒物的联合作用
在环境中往往是多种化学性毒物同时并存，对机体同时产生毒性危害，如冶金工业从烟道排出的废气中常同时含有二氧化硫和飘尘，石油化工排放的废气中含有丙烯腈、乙腈和氰氢酸等。污染水源的各种工业废水中也含有多种无机或有机毒物，如焦化厂排出的废水中常含有氰化物、硫化物、焦油、酚类化合物等，可同时污染水源或农田。这些化学性毒物在体内的作用往往是十分复杂的，可以呈现交互作用，也可以独立地对机体发挥毒性效应。凡两种或两种以上的化学性毒物同时或短期内先后作用于机体所产生的综合毒性作用，称为化学性毒物的联合毒性作用。根据多种化学性毒物同时作用于机体时所产生的毒性反应性质和大小，可将化学性毒物的联合作用分为下列几类。
(1)相加作用 多种化学性毒物所产生的毒性作用的强度是各自单独作用强度的总和，此种作用称为相加作用。化学结构相近或同系物，或毒作用靶器官相同，作用机理类似的化学性毒物同时存在时，往往发生相加作用。如，两个有机磷农药同时进入机体时，其抑制胆碱酯酶的作用常是相加的。
(2)协同作用 两种化学性毒物同时进入机体后，所产生的毒性作用强度远远超过各单个物质作用强度的总和，称为协同作用。例如四氯化碳和乙醇对肝脏均有毒性，当同时进入机体时，对肝脏产生的损害远较它们单独作用时大。又如异丙醇对肝脏无毒，当与四氯化碳同时进入机体时，可使四氯化碳的毒性大大高于其单独使用时的毒性。
(3)拮抗作用 两种化学性毒物同时进入机体后，其中一种化学性毒物可干扰另一种化学性毒物的生物学作用，或两种化学性毒物互相干扰，使混合物的毒性作用强度低于各自单独作用的强度之和，称为拮抗作用。
凡能使另一种化学物的生物学作用减弱的化学物，称为拮抗剂。毒理学或药理学中使用的解毒剂即属拮抗剂。例如大量口服铁剂可减轻锰的毒性作用。二氯甲烷与乙醇之间也存在拮抗作用。
(4)独立作用 混合物中各种化学性毒物对机体产生的作用不同，其作用方式、途径、受体和部位也不同，彼此之间互不影响，仅表现为化学性毒物各自的毒性作用。但混合物的毒性仍比单个物质的毒性大，因此称为独立作用。当同时给予动物两种化学性毒物时，引起动物死亡，可以是某化学性毒物作用的结果，也可以是两种化学性毒物分别引起，但不是由于两种化学性毒物相加作用所致。如以死亡作为毒性指标，则混合物的毒性是死亡率(％)的相加，而不是剂量(LD。。)的相加。
三、毒物的剂量一效应关系
毒理学的一个基本原则是对物质的毒性进行定量。无论物质的毒性作用是通过何种机制产生的，一般在一定的剂量范围内，效应总是与该有毒物质的剂量成比例的，同一种物质的毒性效应随着剂量的增加，显示出相应的规律性变化。这就是有毒物质的剂量一效应关系(简称为量一效关系，dose―effect relation ship)。
任何一种有毒物质对于一群实验动物来说，都存在着无作用水平(no obser_ve effectlevel，NCEL)，毒物的剂量在这一水平不会对实验动物产生任何特定的毒性反应。但是，当剂量超过这一水平时，就可能使个别或部分动物出现某些特定的毒性反应，随着剂量的加大，产生这些特定毒性反应的动物数会随之增加。当剂量增加到一定水平时，能够使产生这些特定毒性反应的动物数达到最多，此时该群动物对毒物的反应性也最高，这时的毒物剂量就是能够引起实验动物死亡的平均剂量。
按照量-效关系，在一定的剂量范围内，同一种毒物随着摄入量的增加，其毒性效应对剂量可出现累积效应。累积效应可分为量反应和质反应两种，前者如血压、血糖的水平、效应出现的时间长短等可用具体数值表示，而对肌肉舒缩、神经冲动强弱等，则可用最大反应的百分率来表示。质反应在毒性测定中，往往表现为死亡、生存效应的阳性率不同。如果以某一特定反应的累加阳性率或死亡率为纵坐标，以对数剂量为横坐标，则可得到一条S形曲线。
这一曲线即为累积一剂量响应曲线，如图2―1所示。
在该曲线上的任何一点均可标示出该毒物在该剂量时的毒性情况，其中，最重要的参数是半数致死剂量(medianlethal dose，LD50)。LD50是指能使供试动物50％死亡的剂量，单位为mg／kg体重。LD50是衡量化学毒理学试验中常利用LD50对试验条件类似的许多化学物质急性毒性大小的基本数据。毒理学试验中常利用LD50对试验条件条件类似的许多化学物质的相对毒性的强弱进行比较。
对动物毒性很低的物质，对人的毒性也很低。对同一种毒物来说，剂量越大，则毒性越大。而不同物质的LD50差异也很大，LD50越大，则表明其毒性越小。如，已知最具毒性的物质之一的肉毒梭菌毒素的LD50约为100ng／kg体重；而氯化钠的LD50约为40g／kg体重，需要消费大量的氯化钠才可以产生毒性。LD。。为2mg／kg体重的一种物质对一个体重60kg的人而言需摄人较大的量才可产生毒性，而LD50为1mg／kg体重的极毒物质对一个体重60kg的人而言仅需数滴即可产生毒性。需要清楚的是，LD50等急性毒性指标并不能反映出化学物质对人体健康可能具有的潜在危害。这就常常需要通过进一步的长期或慢性毒性试验来探寻。对一些急性毒性很小或根本检测不出急性毒性的致癌物质来说，需要长期少量摄人才可能诱发癌的发生。
参考资料：环境中有毒有害物质与分析检测
