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1、毒物的定义 在一定条件下，较小剂量就能够对生物体产生 损害作用或使生物体出现异常反应的外源化学 物称为毒物（toxicant、toxic chemical 或 poison） 毒物与机体接触或进入机体后，能与机体相互 作用，发生物理化学或生物化学反应，引起机 体功能或器质性的损害，严重的甚至危及生命。 部分毒物在法律上的定义：毒品 毒品（drugs）指鸦片、海洛因、甲基苯丙胺 （冰毒） 、吗啡、大麻、可卡因以及国家规定 管制的其他能够使人形成瘾癖的麻醉药品和精 神药品。 麻醉药品及精神药品品种目录（2013） 中 列明了 121 种麻醉药品和 149 种精神药品。其中 最常见的毒品主要是麻醉药
2、品类中的大麻类、 鸦片类和可卡因类。 相似名词：毒性、毒素、中毒 毒性（toxicity） 是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; 毒素（toxin） 生物体（细菌、霉菌、藻类、蛇、昆虫等）所产生 的有毒物质，通常是一些会干扰生物体中其他大分 子作用的蛋白质; 中毒 （poisoning） 毒物进入体内，发生毒性作用，使组织细胞破坏、 生理机能障碍、甚至引起死亡等现象。 毒物、毒物学与毒理学 毒理学（Toxicology ） 研究外源化学物、物理和生物因素对生物体和生态 系统的损害作用/有害效应与机制，以及中毒的预 防、诊断和救治； 核心任务：安全性评价、
3、危险度评定/风险评估 毒物、毒物学与毒理学的关系 毒物属于毒理学的研究对象之一； 毒物学 = 毒理学，但不局限于毒物本身的研究。 相关分支学科: 毒素学 （Toxinology ） 毒物可以是固体、液体和气体； 绝大多数毒物是化学物: 天然的 / 合成的; 无机的 / 有机的; 单体 / 化合物; 也可能是动植物、细菌、真菌等产生的生物毒素。剂量毒理学核心名词 剂量（dose） 剂量是决定外源化合物对机体造成损害作用 的最主要因素；一般指机体接触化学毒物的量或给予机体化 学毒物的量。 剂量的单位通常以单位体重接触的外源化学 物数量（mg/kg）或环境中的浓度（mg/m3 ，mg/L ）来表示。
4、 暴露剂量 （外剂量） 吸收剂量 （内剂量） 生物有效剂量 毒物学发展史 最初，毒物被使用于战争。 Toxicology 源自希腊文的 toxikon（意为箭毒 ）和 toxicos（弓） 。 Toxicology 命名来源 toxikon toxicos 最早的毒物研究 公元前 1500 年开始， 人类最早的医书，古 埃及的 埃伯斯纸草 文稿 （Ebers Papyrus） ，书中提到 很多毒物及很多毒物 配方，如毒芹汁（ hemlock） 、乌头（ aconite） 、铅、锑和 鸦片等。 Ebers Papyrus 中毒和解毒剂的使用 在古希腊，中毒是相当普遍的现象； 公元前 400 年，
5、希波克拉底斯（Hippocrates） 首先对中毒者采取合理治疗，即减少消化道对 有毒物质的摄取。 Hippocrates 蓬塔斯（ Pontus, 小亚细亚古国）国 王 Mithridates VI 经常用罪犯试验毒 物解药，并自己服用。结果当他想服 毒自杀时，体内的解药还发挥解毒功 效，逼迫他只好用剑结束自己的生命 。 Mithridatic（解毒剂）就源于他的名 字。 类似的传奇人物，公元前 2 世纪的名 医尼坎得（Nicander of Colophon） ，也用罪犯进行试验来找出解毒剂。 在他所写的解毒剂学术论文中，提到 多种毒物，包括铅粉（白铅） 、氧化 铅、乌头、斑蝥、毒人参（毒
6、芹） 、 莨菪素以及鸦片。 在古希腊、古罗马和中世纪意大利时期， 还有很多服药过量、服毒自杀、下毒谋杀 及事故性中毒事件的记载。 古罗马开国皇帝奥古斯都（Augustus）被其妻子莉维亚（Livia）使用从颠茄 这种致命植物的根与叶提炼出来的毒药阿脱品（atropine ）毒死 Augustus Livia 重要发展 公元 50 年，希腊医生迪奥斯克理德斯（ Dioscorides） 所著的药物论 （Materia Medica）是一个重要的发 展。 他在书中把毒物分成动物、植物和矿物等几种，并分 别加以描述，同时附上图画。在之后的 16 个世纪，这 本书一直是毒物的主要资料来源。 迪奥斯克理
7、德斯也发现催吐剂（emetic） 的重要性，在治疗中毒时，可以用它来造 成呕吐，将毒物吐出。 Dioscorides 里程碑 Paracelsus（1493-1541）为现代毒理学的发展 打下了基础，明确指出了剂量 -反应关系，用 正确的剂量区分毒物和药物。 现代毒理学奠基 1815 年，西班牙人 Orfila（1787-1853 年，现代 毒理学奠基人）撰写了一本系统的毒理学书以 及有关矿物、植物和动物方面的毒物相关论文 ； 现代毒理学兴起的标志： 对组织和体液中的毒物进行化学分析和鉴别 实验动物的系统应用 新研究领域的开辟 20 世纪 20 年代的一些事件开创了毒理学一些新 的研究领域：
8、砷化物治疗梅毒造成的急性和慢性中毒收到关注； 三邻甲苯磷酸酯（TOCP） 、甲醇和铅被首批确定 为神经毒物； 滴滴涕（DDT ） 、六氯苯等有机氯杀虫剂被广泛研 究； 开始雌激素和雄激素结构和活性关系的研究，直接 导致了己烯雌酚的出现。 现代毒理学发展的一系列重要事件 1930 年，欧洲第一本实验毒理学杂志“Archives of Toxicology”创刊；同年，美国国立卫生研究院（NIH） 成立。 1938 年，磺胺药事件促使Federal Food, Drug, and Cosmetic Act出台； 20 世纪 40 年代金属毒理学、吸入毒理学、放射毒理学、 化学致癌机制等研究迅速发展
9、； 1947 年，R.T.Williams 解毒机制 出版； 1947 年，美国首次颁布农药法，提出除了药物和食品外 ，用作农药的化学物必须安全和有效； 1950s，美国 Lehman 等拟定食品、药品和化妆品安全评 价纲要；我国毒理学研究在工业毒理学领域开始发展。 1960s 初期，反应停事件轰动世界，畸胎学、发育毒理 学、环境毒理学、生态毒理学、分析毒理学得到大力 发展；1960s 后期，Ames 试验建立，细胞毒理学、分 子毒理学分支形成； 1970s，遗传毒理学、致癌机制研究进一步发展，管理 毒理学分支形成； 1990s，环境内分泌干扰物等环境污染问题成为重要课 题； 近 20 多年来
10、，细胞凋亡、癌基因、信号转导途径、转 基因技术、多态性、组学技术、自噬、纳米毒理学等 新课题相继成为毒理学的研究重点； 毒物分类 多种分类方法 按毒物来源分类： 天然/人工合成 按毒物的应用范围分类 : 工业性毒物 /农业性毒物 /生活性毒物 /药物性毒物 /军事性毒 物 按毒物的毒性作用分类 腐蚀毒 /实质毒 /酶系毒 /血液毒 /神经毒 按毒物的化学性质分类 挥发性毒物 /非挥发性毒物 /金属毒物 /阴离子毒物 /其他毒物 按毒物的来源、用途和毒性作用综合分类 腐蚀性毒物 /毁坏性毒物 /障碍功能的毒物 /农药 /杀鼠剂 /有毒 植物 /有毒动物 /细菌及霉菌性毒素 人类可能的接触途径 接
11、触来源：以纳米材料为例 经口摄入途径 经呼吸道吸入途径 经皮肤吸收途径 经注射途径 非主要暴露途径，但毒物较其它途径分布更快 经鼻入脑途径 非主要暴露途径，某些毒物可通过嗅球转移到脑内 毒效应或毒作用 机体对外源化学物的负荷增加 意义不明的生理、生化改变 亚临床改变 临床中毒 死亡 机体接触外源化学 物后，由于化学物 的性质和剂量不同， 可引起多种变化， 称为毒效应谱 毒效应谱 毒作用分类：按发生的时间 速发型毒作用（immediate toxic effect） 指某些外源化学物在一次暴露后的短时间内所引起 的毒作用； 迟发型毒作用（ delayed toxic effect ） 指在接触化
12、学物当时不引起明显病变，或者在急性 中毒后可暂时恢复，但经过一段时间后，又出现一 些明显的病变或临床症状，如 CO 和有机磷农药中 毒。 按毒作用发生的部位分类 局部毒性（local toxicity ） 指作用出现于生物体初次接触的部位。 全身毒性（systemic tocicity） 指毒物被吸收后，随血循环分布全身而呈现的毒性 作用。 按毒作用损伤的恢复情况分类 可逆毒性（reversible toxicity） 指停止接触毒物后，毒性作用可逐渐消退。 不可逆毒性（irreversible toxicity） 指停止接触毒物后，毒性作用继续存在，甚至损害 可进一步发展。高剂量、长时间接触
13、引起。中枢神 经系统损伤、致畸、致癌作用一般为不可逆损伤。 按毒作用性质分类 一般毒性（general toxicity） 指化学物质在一定的剂量范围内经一定的接触时间 ，按照一定的接触方式，均可能产生某些毒作用。 特殊毒性（ specific toxicity） 指接触化学物质后引起不同于一般毒作用规律或出 现特殊病理改变的毒作用。 过敏性反应 特异体质反应 致癌、致畸、致突变（三致作用） 内分泌干扰作用 毒作用影响因素 环境因素 （气温、气湿等） 化学物 机体 毒效应 暴露 化学结构 理化性质 途径 时间频率 溶剂 稀释度 交叉暴露 物种品系 个体因素 化学物本身因素：化学结构 同系物与碳
14、原子数 烷、醇、酮等碳氢化合物与同系物相比，碳原子数愈多则毒 性愈大。如醇、烷烃; -氟羧酸(F(CH2)COOH)系列的比较毒性研究发现分子为偶 数的碳原子的毒性大，奇数的毒性小; 当同系物的碳原子数目相同时，直链的毒性比支链大，如庚 烷异庚烷; 同分异构体有时可表现出毒作用性质的差异，如致敏的环氧 化物，环氧基在末端有致敏作用，不在末端就没有致敏作用 ； 毒物化学结构是决定毒性的重要物质基础，因为它决定 了毒物的理化性质和化学活性，进而影响毒物在体内的 毒动学和毒效学过程。 卤素取代： 如烷烃类对肝脏的毒性可因卤素的增多而增强， CCl4CHCl3CH2Cl2CH3ClCH4 又如 CH4
15、 无致癌性，而 CH3I、CH3Br、CH3Cl 可致癌； 基团位置和基团数： 基团的位置如：带两基团苯环化合物的毒性对位 邻位 间位 ，对称者毒性 非对称者； 基团数：通过生物膜的能力苯 三甲苯 二甲苯甲苯； 分子饱和度： 分子中不饱和键增多时，毒性增强，可能是不饱和键易代谢 为环氧化物。如二碳烃类的麻醉作用，乙炔乙烯乙烷。 化学物本身因素：理化特性 外源化学物理化特性也可影响毒作用，如溶解度影响 其吸收部位和在体内分布,因而影响靶器官,但相对来 讲对毒性大小影响更大。 影响毒性效应的 理化特性 溶解度 分散度 挥发度 纯度 粒径 溶解度（solubity） 毒物在水中特别是在体液中的溶解度越大，毒性越大。 影响毒作用部位：某些有害气体由于其水溶性不同，其作用 部位与速度不同。 ，如Cl2，SO2 、NO2 和光气。 脂溶性物质易在脂肪中蓄积（如 DDT）和神经毒性（四乙己 铅和甲基汞） 分散度（dispersity） 粉尘、烟和雾的分散度愈大，表面积亦愈大，生物活性也就 越强。
