❶ 環境毒理學的實驗方法
環境污染物對機體毒作用的評定,主要是通過以下幾種動物實驗方法進行的:
急性毒性試驗:其目的是探明環境污染物與機體作短時間接觸後所引起的損害作用,找出污染物的作用途徑、劑量與效應的關系,並為進行各種動物實驗提供設計依據。一般用半數致死量、半數致死濃度或半數有效量來表示急性毒作用的程度。
亞急性毒性試驗:研究環境污染物反復多次作用於機體引起的損害。通過這種試驗,可以初步估計環境污染物的最大無作用劑量和中毒閾劑量,了解有無蓄積作用,確定作用的靶器官,並為設計慢性毒性試驗提供依據。
慢性毒性試驗:探查低劑量環境污染物長期作用於機體所引起的損害,確定一種環境污染物對機體的最大無作用劑量和中毒閾劑量,為制訂環境衛生標准提供依據。
為了探明環境污染物對機體是否有蓄積毒作用,致畸、致突變、致癌等作用,隨著毒理學的不斷進展,人們又建立了蓄積試驗、致突變試驗、致畸試驗和致癌試驗等特殊的試驗方法。
環境毒理學的研究主要以動物實驗研究為主,觀察實驗動物通過各種方式和途徑,接觸不同劑量的環境污染物後出現的各種生物學變化。實驗動物一般為哺乳動物,也可利用其他的脊椎動物、昆蟲以及微生物和動物細胞株等。
用動物實驗來觀察環境污染物對機體的毒作用,條件容易控制,結果明確,便於分析,是評定環境污染物毒作用的基本方法。但動物與人畢竟有差異,動物實驗的結果,不能直接應用於人。因此,一種環境污染物經過系統的動物毒性試驗後,還必須結合環境流行病學對人群的調查研究結果進行綜合分析,才能作出比較全面和正確的估價。
隨著人類對環境污染物認識的不斷深入,環境毒理學將在多個方向發展,其中主要是探討多種環境污染物同時對機體產生的相加、協同或拮抗等聯合作用;深入研究環境污染物在環境中的降解和轉化產物以及各種環境污染物在環境因素影響下,相互反應形成的各種轉化產物所引起的生物學變化;一步研究致畸作用的機理,完善致突變作用的試驗方法,找出致癌作用與致突變作用的確切關系;深入研究環境污染物對動物神經功能、行為表現以及免疫機能的早期敏感指標;深入研究環境污染物的化學結構同它們的毒性作用的性質和強度的密切關系,以便根據化學結構,作出毒性的估計,減少動物毒性試驗,並為合成某些低毒化合物提供依據。
❷ 蓄積系數的基本介紹
蓄積系數法是以生物效應為指標,用經驗系數(K)評價蓄積作用的方法。蓄積系數法的原理是在一定期限內, 以低於致死劑量(<LD50)的劑量,每日給實驗動物染毒,直至出現預計的毒性效應(如半數動物死亡)為止,然後計算蓄積系數(cumulative coe-fficient,Kcum)。半數有效量(media effective dose, ED50)指某一物質使50%的試驗動物產生效應的劑量。由此可見,Kcum越小,表示受試物的蓄積毒性越大。Medved於1965年提出的按Kcum大小將蓄積毒性分為四級。
如果受試化學物在實驗動物體內全部蓄積或每次染毒後毒性效應是疊加的,則LD50 (n)應相等於ED50時,即K=l。如果反復染毒實驗動物對受試化學物發生過敏現象,則可能出現K值l。
雖然蓄積系數法評價化學物的蓄積作用有一定的使用價值,但是利用蓄積系數評價外源化學物潛在的慢性毒性還是應當慎重的。因為有些外源化學物的慢性毒性效應與系數K值是不一致的。例如有的化學物反復接觸後引起免疫毒性,但其K值不一定很小。又如有機磷化合物往往K值很大,但是它的中樞神經系統的慢性危害與非膽鹼能的毒性卻仍表現出慢性毒性效應。再如丙烯腈的蓄積系數在小鼠K>l2.8,但依然存在慢性危害。