化學性有毒有害物質的毒牲效應
發布時間：2017-09-01
一、毒性效應的類型
化學性毒物對機體產生損害的總和稱為毒性效應或毒性作用。根據機體的功能層次劃分，化學性毒物對機體的直接毒性效應可以大致區分為致死效應、生長效應、生殖效應、形態結構效應、行為效應和致突變效應。
致死效應是化學性毒物對機體最強烈的損害效應，機體暴露后可在短時間內死亡。常用該效應評價一種化學性毒物的毒性。
生長效應是指化學性毒物抑制機體的生長發育，使生長速度降低，體積、體重、高低、長短等生物量下降或增加速度降低。生長效應的測量通常以對照或實驗起始值作為基準，表述為相對生長率。生長效應與細胞的分裂有關。一般來說，能影響細胞分裂的化學性毒物，通常會影響到機體的生長。
生殖效應是指化學性毒物對機體的生殖過程所產生的損害作用。由于不同生物的生殖過程相差很大，所以化學性毒物的生殖效應也很復雜。生殖效應的關鍵問題在于能否使后代避免毒物的損害，而對損害發生的時間、方式則無關緊要。檢測生殖效應時，常常需要對機體生命活動的各個階段進行測試，僅僅測試化學性毒物對生命活動過程中某些敏感期的生殖效應常常是不夠的。
形態結構效應是指在化學性毒物作用下，機體器官或組織的外形和解剖構造發生損傷性改變，失去了固有的形態結構特征。這種損傷可以是急性的，如各種強酸強堿對機體的灼傷；也可以是慢性的，在化學性毒物長期作用下，逐漸積累形成，如長期攝人四氯化碳或酒精可導致肝硬變等。這類效應一般與化學性毒物促使細胞異常死亡和異常增生有關，常與其他類型的效應同時發生。如化學性毒物對胚胎的致畸作用屬于生殖效應，而器官的畸形又屬于形態結構效應。
行為效應是指在化學性毒物的作用下，機體所具有的可觀察、可記錄或可測量的活動發生的異常改變。人體的行為可以看做是機體在神經系統控制下對外界環境壓力的各種反應。
在全身各系統中，神經系統對化學性毒物的損傷作用最為敏感。當化學性毒物導致其他器官或系統損害時，往往也會影響到神經系統。化學性毒物對神經系統的損害作用可以通過行為改變表現出來，而且往往在化學性毒物對機體產生嚴重毒害作用之前的早期就可能在行為上得到反映。
化學性毒物也可產生致突變效應。致突變效應一般屬不可逆毒作用，在機體停止接觸化學性毒物后，其損害作用繼續存在，甚至其損害作用可延續到后代。產生的不良后果有機體細胞發生癌變，胚胎死亡及后代發生畸形等。
實際上，化學性毒物作用于機體時，往往不止產生一種毒性效應，多數情況下是數種毒性效應的綜合作用。這些不同類型的毒性效應既可以同時發生，也可以先后發生。
另外，化學性毒物進入機體后，對體內各器官的毒性作用并不一樣，往往只對一、二個器官發揮主要毒性作用，這些器官就稱為該物質的靶器官。如肝是甲基汞的靶器官，腎臟是鎘的靶器官。對機體毒性效應的強弱，主要取決于化學性毒物在靶器官中的濃度。但靶器官中該化學性毒物的濃度不一定最高。例如鉛主要沉積在骨骼中，但其毒性效應并不在骨骼，而是由于鉛對其他組織的作用所致。同樣DDT在脂肪中的濃度最高，但并不對此組織產生毒性作用。
二、化學性毒物的聯合作用
在環境中往往是多種化學性毒物同時并存，對機體同時產生毒性危害，如冶金工業從煙道排出的廢氣中常同時含有二氧化硫和飄塵，石油化工排放的廢氣中含有丙烯腈、乙腈和氰氫酸等。污染水源的各種工業廢水中也含有多種無機或有機毒物，如焦化廠排出的廢水中常含有氰化物、硫化物、焦油、酚類化合物等，可同時污染水源或農田。這些化學性毒物在體內的作用往往是十分復雜的，可以呈現交互作用，也可以獨立地對機體發揮毒性效應。凡兩種或兩種以上的化學性毒物同時或短期內先后作用于機體所產生的綜合毒性作用，稱為化學性毒物的聯合毒性作用。根據多種化學性毒物同時作用于機體時所產生的毒性反應性質和大小，可將化學性毒物的聯合作用分為下列幾類。
(1)相加作用 多種化學性毒物所產生的毒性作用的強度是各自單獨作用強度的總和，此種作用稱為相加作用。化學結構相近或同系物，或毒作用靶器官相同，作用機理類似的化學性毒物同時存在時，往往發生相加作用。如，兩個有機磷農藥同時進入機體時，其抑制膽堿酯酶的作用常是相加的。
(2)協同作用 兩種化學性毒物同時進入機體后，所產生的毒性作用強度遠遠超過各單個物質作用強度的總和，稱為協同作用。例如四氯化碳和乙醇對肝臟均有毒性，當同時進入機體時，對肝臟產生的損害遠較它們單獨作用時大。又如異丙醇對肝臟無毒，當與四氯化碳同時進入機體時，可使四氯化碳的毒性大大高于其單獨使用時的毒性。
(3)拮抗作用 兩種化學性毒物同時進入機體后，其中一種化學性毒物可干擾另一種化學性毒物的生物學作用，或兩種化學性毒物互相干擾，使混合物的毒性作用強度低于各自單獨作用的強度之和，稱為拮抗作用。
凡能使另一種化學物的生物學作用減弱的化學物，稱為拮抗劑。毒理學或藥理學中使用的解毒劑即屬拮抗劑。例如大量口服鐵劑可減輕錳的毒性作用。二氯甲烷與乙醇之間也存在拮抗作用。
(4)獨立作用 混合物中各種化學性毒物對機體產生的作用不同，其作用方式、途徑、受體和部位也不同，彼此之間互不影響，僅表現為化學性毒物各自的毒性作用。但混合物的毒性仍比單個物質的毒性大，因此稱為獨立作用。當同時給予動物兩種化學性毒物時，引起動物死亡，可以是某化學性毒物作用的結果，也可以是兩種化學性毒物分別引起，但不是由于兩種化學性毒物相加作用所致。如以死亡作為毒性指標，則混合物的毒性是死亡率(％)的相加，而不是劑量(LD。。)的相加。
三、毒物的劑量一效應關系
毒理學的一個基本原則是對物質的毒性進行定量。無論物質的毒性作用是通過何種機制產生的，一般在一定的劑量范圍內，效應總是與該有毒物質的劑量成比例的，同一種物質的毒性效應隨著劑量的增加，顯示出相應的規律性變化。這就是有毒物質的劑量一效應關系(簡稱為量一效關系，dose―effect relation ship)。
任何一種有毒物質對于一群實驗動物來說，都存在著無作用水平(no obser_ve effectlevel，NCEL)，毒物的劑量在這一水平不會對實驗動物產生任何特定的毒性反應。但是，當劑量超過這一水平時，就可能使個別或部分動物出現某些特定的毒性反應，隨著劑量的加大，產生這些特定毒性反應的動物數會隨之增加。當劑量增加到一定水平時，能夠使產生這些特定毒性反應的動物數達到最多，此時該群動物對毒物的反應性也最高，這時的毒物劑量就是能夠引起實驗動物死亡的平均劑量。
按照量-效關系，在一定的劑量范圍內，同一種毒物隨著攝入量的增加，其毒性效應對劑量可出現累積效應。累積效應可分為量反應和質反應兩種，前者如血壓、血糖的水平、效應出現的時間長短等可用具體數值表示，而對肌肉舒縮、神經沖動強弱等，則可用最大反應的百分率來表示。質反應在毒性測定中，往往表現為死亡、生存效應的陽性率不同。如果以某一特定反應的累加陽性率或死亡率為縱坐標，以對數劑量為橫坐標，則可得到一條S形曲線。
這一曲線即為累積一劑量響應曲線，如圖2―1所示。
在該曲線上的任何一點均可標示出該毒物在該劑量時的毒性情況，其中，最重要的參數是半數致死劑量(medianlethal dose，LD50)。LD50是指能使供試動物50％死亡的劑量，單位為mg／kg體重。LD50是衡量化學毒理學試驗中常利用LD50對試驗條件類似的許多化學物質急性毒性大小的基本數據。毒理學試驗中常利用LD50對試驗條件條件類似的許多化學物質的相對毒性的強弱進行比較。
對動物毒性很低的物質，對人的毒性也很低。對同一種毒物來說，劑量越大，則毒性越大。而不同物質的LD50差異也很大，LD50越大，則表明其毒性越小。如，已知最具毒性的物質之一的肉毒梭菌毒素的LD50約為100ng／kg體重；而氯化鈉的LD50約為40g／kg體重，需要消費大量的氯化鈉才可以產生毒性。LD。。為2mg／kg體重的一種物質對一個體重60kg的人而言需攝人較大的量才可產生毒性，而LD50為1mg／kg體重的極毒物質對一個體重60kg的人而言僅需數滴即可產生毒性。需要清楚的是，LD50等急性毒性指標并不能反映出化學物質對人體健康可能具有的潛在危害。這就常常需要通過進一步的長期或慢性毒性試驗來探尋。對一些急性毒性很小或根本檢測不出急性毒性的致癌物質來說，需要長期少量攝人才可能誘發癌的發生。
參考資料：環境中有毒有害物質與分析檢測
