❶ 环境毒理学的实验方法
环境污染物对机体毒作用的评定,主要是通过以下几种动物实验方法进行的:
急性毒性试验:其目的是探明环境污染物与机体作短时间接触后所引起的损害作用,找出污染物的作用途径、剂量与效应的关系,并为进行各种动物实验提供设计依据。一般用半数致死量、半数致死浓度或半数有效量来表示急性毒作用的程度。
亚急性毒性试验:研究环境污染物反复多次作用于机体引起的损害。通过这种试验,可以初步估计环境污染物的最大无作用剂量和中毒阈剂量,了解有无蓄积作用,确定作用的靶器官,并为设计慢性毒性试验提供依据。
慢性毒性试验:探查低剂量环境污染物长期作用于机体所引起的损害,确定一种环境污染物对机体的最大无作用剂量和中毒阈剂量,为制订环境卫生标准提供依据。
为了探明环境污染物对机体是否有蓄积毒作用,致畸、致突变、致癌等作用,随着毒理学的不断进展,人们又建立了蓄积试验、致突变试验、致畸试验和致癌试验等特殊的试验方法。
环境毒理学的研究主要以动物实验研究为主,观察实验动物通过各种方式和途径,接触不同剂量的环境污染物后出现的各种生物学变化。实验动物一般为哺乳动物,也可利用其他的脊椎动物、昆虫以及微生物和动物细胞株等。
用动物实验来观察环境污染物对机体的毒作用,条件容易控制,结果明确,便于分析,是评定环境污染物毒作用的基本方法。但动物与人毕竟有差异,动物实验的结果,不能直接应用于人。因此,一种环境污染物经过系统的动物毒性试验后,还必须结合环境流行病学对人群的调查研究结果进行综合分析,才能作出比较全面和正确的估价。
随着人类对环境污染物认识的不断深入,环境毒理学将在多个方向发展,其中主要是探讨多种环境污染物同时对机体产生的相加、协同或拮抗等联合作用;深入研究环境污染物在环境中的降解和转化产物以及各种环境污染物在环境因素影响下,相互反应形成的各种转化产物所引起的生物学变化;一步研究致畸作用的机理,完善致突变作用的试验方法,找出致癌作用与致突变作用的确切关系;深入研究环境污染物对动物神经功能、行为表现以及免疫机能的早期敏感指标;深入研究环境污染物的化学结构同它们的毒性作用的性质和强度的密切关系,以便根据化学结构,作出毒性的估计,减少动物毒性试验,并为合成某些低毒化合物提供依据。
❷ 蓄积系数的基本介绍
蓄积系数法是以生物效应为指标,用经验系数(K)评价蓄积作用的方法。蓄积系数法的原理是在一定期限内, 以低于致死剂量(<LD50)的剂量,每日给实验动物染毒,直至出现预计的毒性效应(如半数动物死亡)为止,然后计算蓄积系数(cumulative coe-fficient,Kcum)。半数有效量(media effective dose, ED50)指某一物质使50%的试验动物产生效应的剂量。由此可见,Kcum越小,表示受试物的蓄积毒性越大。Medved于1965年提出的按Kcum大小将蓄积毒性分为四级。
如果受试化学物在实验动物体内全部蓄积或每次染毒后毒性效应是叠加的,则LD50 (n)应相等于ED50时,即K=l。如果反复染毒实验动物对受试化学物发生过敏现象,则可能出现K值l。
虽然蓄积系数法评价化学物的蓄积作用有一定的使用价值,但是利用蓄积系数评价外源化学物潜在的慢性毒性还是应当慎重的。因为有些外源化学物的慢性毒性效应与系数K值是不一致的。例如有的化学物反复接触后引起免疫毒性,但其K值不一定很小。又如有机磷化合物往往K值很大,但是它的中枢神经系统的慢性危害与非胆碱能的毒性却仍表现出慢性毒性效应。再如丙烯腈的蓄积系数在小鼠K>l2.8,但依然存在慢性危害。