食品毒理学思考题及答案

绪论

1、什么是外源化学物？

外源化学物是指机体从外界环境中摄入而非机体内源产生（抗体），并在体内呈现一定的生物学作用的一些化学物质。（食品添加剂、食品中的间接添加物、食品污染物、食品中的天然毒素） 2、食品毒理学的任务是什么？

1）研究食品中化学物的来源、分布、形态及其进入人体的途径与代谢规律，阐明影响中毒发生和发展的各种条件 2）研究化学物在食物中的安全限量，评定食品的安全性，制定相关卫生标准

3）研究食品中化学物的急性和慢性毒性，特别应阐明致突变、致畸、致癌和致敏等特殊毒性

第一章 毒理学基本概念

第一节 定义与术语

1. 概念

毒物：在一定条件下，较小剂量即能够对机体产生损害作用或使机体出现异常反应的外源化学物。

毒性：指外源化学物与机体接触或进入体内的易感部位后，能引起损害作用的相对能力，包括损害正在发育的胎儿、改变遗传密码或引发癌症的能力等。

选择毒性：一种外源化学物只对某一种生物有损害，而对其他种类的生物不具有损害作用，或者只对生物体内某一组织器官产生毒性，而对其它组织器官无毒性作用，这种外源化学物对生物体的毒性作用。 靶器官：外源化学物可以直接发挥毒作用的器官或组织。

毒效应：指进入体内的化学物或其代谢产物达到一定剂量，并与靶（器官、组织、细胞、分子）相互作用所引起的不良化学反应。

毒效应谱：毒效应在性质与强度的变化构成了外源化学物的毒效应谱。

效应生物标志物：凡能检测化学物引起有害效应的生理、生化、免疫、细胞、分子变化的生物学指标。

接触生物标志物：是测定组织、体液或排泄物中吸收的外源化学物、其代谢物或与内源性物质的反应产物，作为吸收剂量或靶剂量的指标，提供关于接触外源化学物的信息。

易感性生物标志物：关于个体对外源化学物的生物易感性的指标，即反映机体先天具有会后天获得的对接触外源性物质产生反应能力的指标。

剂量：指给予机体或与机体接触的毒物的数量，它是决定外源化学物对机体造成损害作用的最主要因素。 外剂量：环境中机体接触毒物的总量。

内剂量：通过各种途径吸收进入体内血循环的外来化学物及其代谢产物。

靶剂量：到达体内特定效应部位并与其相互作用的外来化学物或其代谢产物的量。. 2．请举例说明决定毒物大小的因素。

毒性的大小是由剂量（或半数致死量）所决定的。如人类进食超过每千克体重500~1000毫克食盐就可能产生中毒反应，症状包括呕吐、肠胃溃疡、肌肉无力及肾脏受损，导致缺水、代谢性酸中毒及影响神经系统，而世界卫生组织建议，成人每人每日摄入5克食盐为宜。

第二节 剂量—效应（反应）关系

1. 反应和效应的区别 效应（量反应）：生物学改变有强度和性质的差别。 反应（质反应）：无强度的差别，不能以具体的数值表示。 2. 剂量-反应曲线转换为直线的意义是什么

1) 由曲线可得任意剂量时，可对应出反应/效应是什么 2) 由曲线可很容易得到ED50或LD50。

3) 对ED50或LD50相同的两种毒物进行比较大小 3. 剂量-反应曲线有哪些类型

直线型；抛物线型；S形曲线（对称、非对称）

4. 为什么评价外源化学物毒性经常使用半数效应剂量、半数中毒剂量、半数致死剂量来作为主要参数

因为LD50较少受到个体耐受性差异的影响，比LD50更为准确，无论是对称还是非对称S形曲线，在50%反应率处的斜率最大，剂量与反应率的关系相对恒定。因此，常用引起50%反应率的剂量来表示外源化学物的毒性大小。 5. 剂量-反应曲线的意义是什么？

表示量反应强度的计量单位或表示质反应的百分率或比值为纵坐标，以剂量为横坐标，绘制散点图所得到的曲线。

第三节和第四节 表示毒性的常用指标和安全限值

1. 概念

致死剂量：指某种外源化学物能引起机体死亡的剂量。 绝对致死剂量：指能引起一群机体全部死亡的最低剂量。 半数致死剂量：指能引起一群个体50%死亡所需的剂量。

最小致死剂量：指在一群机体中仅引起个别发生死亡的最低剂量。 最大耐受量：指在一群体中不引起死亡的最高剂量。

阈剂量：在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径与机体接触，并使某项灵敏的观察指标开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用的最低剂量。

急性阈剂量：一次染毒后，引起机体某种有害反应的最小剂量或浓度。 慢性阈剂量：在慢性染毒后，引起机体反应的最小剂量。

最大无作用剂量：指某种外源化学物在一定时间内按一定方式或途径与机体接触后，根据现有认识水平，用最为灵敏的试验方法和观察指标，未能观察到对机体造成任何损害作用或使机体出现异常反应的最高剂量。 毒作用带：指阈剂量作用下限与致死毒作用上限之间的距离。 急性毒作用带：指半数致死浓度与急性阈浓度之比值。 慢性毒作用带：指急性阈浓度与慢性阈浓度之比值。

每日允许摄入量：指允许正常成人每日由外环境摄入体内的特定外源化学物的总量。 最高允许浓度：指车间内工人工作地点的空气中某种外源化学物不可超越的浓度。 参考剂量：为环境介质中外源化学物的日平均接触剂量的估计值。

基准剂量：依据动物试验剂量-反应关系的结果，用一定的统计学模型求得的受试物引起一定比例动物出现阳性反应剂量的95%可信限区间下限值。

2. NOAEL和LOAEL具有相对性，会发生变化，为什么？ 因为是随技术改变而发生变化。

3. 同一种外源化学物的NOAEL除了与观察指标有关外，还与哪些因素有关？ 实验动物种属、品系、接触途径、接触时间。 4. NOAEL和LOAEL的作用是什么？

作用是制定每日允许摄入量和最高允许浓度的依据

第二章 外源化学物在体内的生物转运

1什么是生物转运? 化学毒物在体内吸收、分布和排泄过程 2生物转运包括什么？ 吸收、分布和排泄

第一节 生物膜与外源化学物通过生物膜的方式

1生物膜在结构上有哪些特点与外源化学物的转运密切相关？

① 脂质成分 流动性: 转运速度 脂溶性: 脂溶性物质 如 DDT ② 镶嵌蛋白质成分 （极性分子、离子和与蛋白结合的物质如葡萄糖）

载体 特殊通道

③ 生物膜的多孔性: 0.4~7nm 由镶嵌蛋白上的亲水性氨基酸构成：水溶性小分子如乙醇 2 外源化学物透过生物膜的方式有哪些？

① 主动转运: 8种 (P38) 如肝、肾中主动转运系统 1) 多药耐受（mdt）蛋白或p-糖蛋白质家族 2) 多耐受药物蛋白质（mrp）家族 3) 有机阴离子转运多肽（oatp）家族 4) 有机阴离子转运体（oat）家族 5) 有机阳离子转运体（oct）家族 6) 核苷转运体（nl）家族

7) 二价金属离子转运体（dmt） 8) 肽类转运体（pept）

② 被动转运 ：简单扩散；易化扩散；膜孔滤过

③ 膜动转运 ：吞噬作用: 如烟、尘、液态蛋白；胞吐

3 外源化学物以简单扩散的方式透过生物膜时，主要受哪些因素的影响？ a. 化学物在膜两侧的浓度梯度 b. 化学物在脂质中的溶解度

脂/水分配系数 (P36 ) : 越高→扩散速率越快 如乙醇 例外：如磷脂（水溶性过低） c. 化学物的解离度和体液的pH值 （弱有机酸和弱有机碱） 4 什么是脂/水分配系数，血/气分配系数

脂/水分配系数：当一种物质在脂相和水相的分配达到平衡时，其在脂相和水相中溶解度的比值 血/气分配系数：呼吸膜两侧的分压达到动态平衡时，在血液内的浓度与在肺泡空气中的浓度之比 5 易化扩散是如何进行的？

膜上蛋白质载体特异与某种化学毒物结合后，其分子内部发生构型变化而形成适合该物质透过的通道而进入细胞。 eg.葡萄糖、氨基酸、核苷酸 肠道→血液 血浆→红细胞

血液→中枢神经系统

第二节 吸收

7什么是吸收？吸收有哪些途径？

吸收是指外源化学物从接触部位，通常是集体的外表面或内表面（如皮肤、消化道黏膜和肺泡）的生物膜转运至血循环的过程。

途径：经呼吸道吸收、经皮肤吸收、经胃肠道吸收 8气态毒物的吸收如何受血/气分配系数的影响？

血/气分配系数越大，气体易被吸收入血液；系数越小，气体不易被吸收入血液

9气溶胶在呼吸系统中滞留的部位与气溶胶颗粒大小的关系如何？滞留在不同部位的气溶胶颗粒去向如何？ 颗粒物大小 直径5~30μm → 直径2~5μm → 直径＜1μm 鼻咽区 肺的气管支气管区 肺泡区 10毒物是如何经过皮肤吸收的？吸收的途径有哪些？

由外源化学物扩散通过角质层，然后毒物扩散通过表皮较深层及真皮，再通过真皮内静脉和毛细淋巴管进入体循环。

途径：a表皮：慢 表皮(角质层，颗粒层，棘层，生发层)→真皮(乳头层毛细血管)→血液 b 附属物(汗腺、皮脂腺、毛囊)：快 11为什么毒物经皮肤吸收的速度较慢？

毒物经皮肤吸收必须通过表皮或附属物（汗腺、皮脂腺和毛囊），化学物质经皮肤吸收必须通过多层细胞才能进入真皮小血管和毛细淋巴管

12胃肠道吸收的主要部位是什么？吸收的方式有哪些？受哪些因素的影响？ 主要部分：小肠

吸收方式：被动扩散、膜孔过滤、载体中介、吞噬或胞饮

影响因素：①化学物的脂溶性和溶解性②胃肠道的酸碱度③胃肠道的蠕动和内容物多少 13为什么硝酸盐含量高的井水较易引起婴儿产生高铁血红蛋白症? 因为新生儿胃肠道的pH较高并存在某些细菌（大肠杆菌），可使硝酸盐还原成亚硝酸盐，与血红蛋白结合，使血中变性血红蛋白增多，携氧能力下降。

第三节 分布

14 什么是分布？

外源化学物通过吸收进入血液和体液后，随血流和淋巴液分散到全身各组织的过程 15 化学物在血中以结合态存在时有哪些形式？ 血浆蛋白，血红蛋白，有机磷，金属蛋白，有机酸 16 化学物在机体中的分布规律如何？ 第一阶段: 血液

第二阶段: 血液中减少，在组织中重新分布(化学物与组织的亲和力) 第三阶段：排泄器官；贮存器官；靶器官；转化器官 17 机体中有哪些生物屏障？ 血脑屏障与胎盘屏障

18 什么是贮存库？毒物在贮存库蓄积的双重性是什么？机体中有哪些贮存库？

贮存库：进入血液的外源化学物在某些器官组织蓄积而浓度较高，如果外源化学物对这些器官组织未显示明显的毒作用，称为贮存库

双重性：一方面对急性中毒具有保护作用，可减少在靶器官中的化学毒物的量；另一方面可能成为一种游离型化学毒物的来源，具有潜在的危害

有以下四种贮存库：与血浆蛋白结合；肝和肾；脂肪组织；骨骼组织

第四节 排泄

19 什么是排泄？有哪些主要排泄方式

是化学毒物及其代谢产物向机体外转运的过程 方式：经肾脏；经肝与胆；经肺和其他途径 20 经肾脏排泄的方式有哪些？苯巴比妥中毒,为什么可以通过服用碳酸氢钠来解毒? 方式：肾小球滤过——被动转运（膜孔滤过、简单扩散）

肾小管重吸收——被动转运（简单扩散） 肾小管分泌——主动转运

由于：苯巴比妥是有机酸，而尿呈酸性，服用碳酸氢钠使尿呈碱性，促进排泄。原理是改变毒物在肾小管内液和血浆的pH分配，可以增加或降低消除速率 21 肝脏排泄毒物时主要采用哪些转运方式？

① 主动转运 ②肝肠循环

22什么是肠肝循环，对外源化学物的排泄有什么影响？

肠肝循环：一部分可随粪便排出，一部分由于肠液或细菌的酶催化，增加其脂溶性而被肠道重吸收，重新返回肝脏

影响：排泄速度降低；生物半减期提高；毒作用持续时间延长

23 经肺排泄时，排泄速率与毒物的血/气分配系数之间的关系如何？ 血-气分配系数低的物质排泄快；系数高的物质排泄慢。

第三章 化学毒物的生物转化

第一节 概述

1什么是生物转化？

生物转化是指外源化学物在体内经过多种酶催化转化成一些代谢物的过程 2生物转化具有两重性指的是什么？

生物解毒或灭活 、生物活化（对硫磷, 苯并芘） 3化学物生物转化的主要器官是什么？

肝脏，肺，肾，胃肠，神经，皮肤，胎盘等

第二节 生物转化的过程

1生物转化的过程包括哪两个反应？为什么多数外源化学物可以通过这两个反应实现生物解毒？ Ⅰ相反应：降解反应（氧化、还原、水解）：基团分解或增加基团（-OH、-SH、-NH2、-COOH） →极性↑ Ⅱ相反应：结合反应：Ⅰ相反应产物 + 强极性化学物（葡萄糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽）→水溶性↑→排泄 2生物转化的主要场所有哪些？

微粒体（肝脏细胞中）为主, 线粒体, 胞液

3请举例说明生物转化过程中常见的氧化反应、还原反应、水解反应和结合反应 （1）氧化反应

1) 羟化反应 ：利多卡因(局部麻醉药) 、八甲磷→ 羟甲基八甲磷 (毒性 ↑) 2) 环氧化反应 ：(P53 图3-3): 亲电子的活性中间代谢产物

3) 脱烷基反应 ：甲基对硫磷 → 一甲基对硫磷 (解毒) 在O-脱烷基 作用下 4) 氧化脱硫反应或硫氧化反应： 对硫磷→对氧磷 (毒性↑)

5) 醇脱氢酶, 醛脱氢酶,：红晕综合症 、甲醇中毒治疗

6) 过氧化氢酶, 黄嘌呤氧化酶 （2）还原反应（组织中少, 肠道中多）

1) 硝基还原

2) 偶氮还原：百浪多息(磺胺类药物) 对氨基苯磺酰胺(毒性↑) 3) 还原脱卤 CCl4 →.CCl3(三氯甲基自由基, 肝脏毒性) （3）水解反应

1) 酯类和酰胺类水解 ：阿司匹林→水杨酸

2) 环氧化物水解 (P53 图3-3)

（4）结合反应 谷胱甘肽结合； 氨基酸结合； 葡萄糖醛酸结合 ；硫酸结合

第三节 生物转化酶

1细胞色素P-450酶系主要有哪三个部分组成？每部分具体包括那些酶? 血红素蛋白类：细胞色素P450、细胞色素b5

黄素蛋白类：NADPH-细胞色素P-450、细胞色素b5还原酶 磷脂类：磷脂

2细胞色素P-450酶系还被称作什么？各种基因型的细胞色素P-450是如何命名的？ 被称作：微粒体酶（内质网酶）、混合功能氧化酶、单加氧酶

P-450的命名是用斜体词根CYP代表除小鼠之外所有物种的细胞色素P-450的基因和cDNA（小鼠用Cyp），词根后的阿拉伯数字代表基因组，大写英文字母代表基因亚族，字母后的阿拉伯数字代表基因亚族中的一个基因。所用物种P-450的mRNA和酶都用大写字母表示。 3细胞色素P-450酶系是如何催化氧化反应进行的？

底物 (RH) + O2 + NADPH + H2 → 产物 (ROH) + H2O + NADP+ 7个步骤

第四节 生物活化

1经过生物转化，有哪些活性代谢产物生成？ 亲电子反应物、自由基、活性氧 2举例说明活性代谢产物是如何生成的？对机体会产生哪些伤害？ 亲电反应物+组织中的氧气→活性氧或自由基

例子：甲萘醌二电子还原成氢醌和一电子还原成半醌时声称活性氧自由基 伤害：攻击生物膜（脂质氧化）或引起DNA单链断裂

3为什么二甲基亚硝胺不能通过与谷胱苷肽结合的方式解毒 因为它不是谷胱甘肽-s-转移酶的底物，因此无法解毒

第五节 影响生物转化的主要因素

1.举例说明影响生物转化的6个因素

A．代谢饱和：各种代谢途径的酶活力和生物转化能力均有一定限度，随着化学物吸收剂量或浓度的增加，经某种途径进行生物转化的能力就会达到饱和，该化学物的代谢途径就可以发生改变。

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