肝脏毒理学教学课件.ppt

1、肝 脏 毒 理 学背景资料n我国是肝病大国，以河北为例，以往，乙肝的发生率达到4，而现在仅为0.3，而脂肪肝、酒精肝、药肝和肝硬化等其他肝脏疾病的发病率同比却攀升了17.8，达到5000万人，已经成为威胁我国人民生命健康的又一严重社会问题。n有报道表明,在持续饮酒 10-20 年的人群中,酒精性肝纤维化的发病率为 20%。有关统计显示，60的嗜酒者患有脂肪肝；30%的酒精性脂肪肝可生成肝纤维化；10以上可转化为肝硬化。n以往脂肪肝、酒精肝常见于发达国家，此病在我国的患病率迅速攀升，与近些年我国人民生活水平的提高，饮食结构中高脂、高糖的大量摄入有极大关系。n肝病是一种几乎肆虐了大半个地球的人类公

2、敌。我国和大多数亚洲国家一样是个肝脏病多发国，有超过1亿人患肝病。目前，全球仍以每年新增肝炎病患者约5000万人的速度递增。其中我国一年约有2000万人新感染上各类肝病，全国一年所花费的防治经费高达1千亿元以上。概 述n肝脏毒理学：利用毒理学的基本原理和方法，研究外源化学物对肝脏的损害作用及其机制的学科。n化学性肝损害：化学物引起的各种急性和慢性肝损害。短期暴露：肝细胞内脂质蓄积 肝细胞坏死 肝胆功能障碍 长期暴露：肝硬化 瘤样改变第一节 肝脏作为毒作用靶器官n肝的基本单位：n 肝小叶：n 肝腺泡：带氧浓度、胆盐、酶分布及活性不同n 带 n 带n 带肝腺泡氧浓度较高氧浓度较高富含线粒体富含线粒

3、体谷胱甘肽谷胱甘肽氧浓度较低氧浓度较低细胞色素细胞色素P450含量含量高高带带带带带带处于中间状态处于中间状态n（二）肝脏细胞n（三）肝脏生理生化功能n 1.分泌胆汁，促进脂肪和脂质的消化和吸收n 2.具有内分泌作用，合成清蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原等蛋白n 3.物质和能量的代谢n 4.解毒和吞噬防御功能n 5.造血功能 二、常见的肝毒物n1.体质依赖性肝毒物 主要为药物 特点：特异体质，无剂量依赖性，不能复制动物模型n2.真性肝毒物n 特点：剂量-反应（效应）关系，能复制动物模型n 直接肝毒物：CCl4、氯仿n 间接肝毒物：黄曲霉毒素、乙醇人类肝脏蛋白质组学（HLPP）DNARNA蛋白质蛋白

4、质基因组基因组转录组转录组蛋白质组蛋白质组遗传信息载体功能执行体生物体所拥有的生物体所拥有的全套染色体上全套染色体上全部基因全部基因一种细胞、组织一种细胞、组织或生物体所对的或生物体所对的全套蛋白质全套蛋白质一种细胞、组织一种细胞、组织或生物体所对的或生物体所对的全套全套mRNA第二节 肝对外源化学物的毒性反应与机制1急性肝损害急性肝损害：肝细胞坏死、肝细胞坏死、脂肪变性、脂肪变性、胆汁淤积胆汁淤积2慢性肝损害慢性肝损害：肝纤维化、肝纤维化、肝硬化、肝硬化、癌变癌变根据损伤发生的快慢根据损伤发生的快慢一、肝细胞死亡细胞坏死：细胞坏死：细胞肿胀，渗漏细胞肿胀，渗漏，核崩溃，细胞，核崩溃，细胞膜破

5、裂，炎症膜破裂，炎症,仅涉及分散的单仅涉及分散的单个细胞个细胞细胞死亡细胞死亡细胞凋亡细胞凋亡：细胞收缩，核片细胞收缩，核片段化，凋亡小体段化，凋亡小体形成，无炎症形成，无炎症.，坏死影响肝小叶坏死影响肝小叶的大部分区域的大部分区域图图5 5 中毒组海马中期凋亡神经元中毒组海马中期凋亡神经元（1000010000）：神经元固缩，细）：神经元固缩，细胞核染色质浓聚，电子密度明显胞核染色质浓聚，电子密度明显增高，胞浆细胞器浓聚。病理改增高，胞浆细胞器浓聚。病理改变程度与治疗组基本相同。变程度与治疗组基本相同。图图7 7中毒组大鼠海马胀亡神经中毒组大鼠海马胀亡神经元（元（1000010000）：胞体

6、明显肿）：胞体明显肿胀，线粒体肿胀，嵴模糊，胞胀，线粒体肿胀，嵴模糊，胞浆明显空泡化。浆明显空泡化。Company Logo一、肝细胞死亡毒性机制：毒物产生自由基 肝细胞膜脂质过氧化 通透性增加 细胞死亡毒物/代谢产物与生物大分子共价结合毒物损伤线粒体 影响细胞呼吸链中酶蛋白的合成，细胞内呼吸停止 细胞死亡毒物致使细胞骨架损伤 细胞膜通透性改变 钙稳态失调 肝细胞死亡Company Logo二、脂肪变性脂肪肝脂肪肝脂滴脂滴Company Logo二、脂肪变性n毒性机制：n脂肪酸氧化减少n甘油三酯合成增加n运脂蛋白合成减少n肝外游离脂肪酸入肝过多Company Logo三、胆汁淤积n表现：n胆汁

7、形成减少，胆汁分泌与排泄受阻n胆小管肿胀，胆栓形成，肝细胞肿胀、死亡和炎症n血清中胆盐和胆红素含量增加n胆红素在胆道排泄受阻时，可在皮肤和眼睛沉积，产生黄疸n胆红素从尿液排出，尿液黄色或深褐色n评价胆道排泄功能：磺溴酞钠Company Logo三、胆汁淤积n毒性机制：n损伤肝细胞膜的功能n胆管壁上皮细胞通透性降低，使胆汁流降低，发生胆汁淤积n化学物在胆管内沉淀，胆栓形成，阻塞胆管，胆汁排泄障碍，胆汁淤积。Company Logo四、肝窦状隙损害n毒性机制：n毒物导致肝窦扩张，窦状隙阻塞，导致肝脏充血n毒物对窦状隙上皮细胞壁进行性损害，导致其屏障功能丧失，肝窦间隙充血，出现紫癜性肝炎。Compa

8、ny Logo五、肝纤维化与肝硬化n表现：广泛的纤维组织蓄积n特点：致命性和不可逆性n毒性机制：n肝细胞坏死后，细胞被分解、吸收，成纤维细胞增生，合成胶原增多，胶原沉积形成纤维化n激活Ito细胞，胶原合成增多n肝星形细胞被活化，导致细胞外基质合成增多，收缩力增强，纤维化介质分泌。Company Logo六、肝癌变n毒性机制：n毒物及其代谢产物对生物大分子（DNA）造成损害n与生物大分子共价结合n活化肝细胞癌基因n抑制肝细胞抑癌基因Company Logo第三节 肝损害所致的生物功能障碍n一、物质代谢障碍n（一）营养物质代谢功能障碍n1.肝糖原贮备量明显减少，肝糖原分解为葡萄糖的功能发生障碍，机

9、体血糖降低，机体供能不足。n2.脂肪代谢障碍n3.清蛋白合成障碍n4.氨基酸代谢障碍n（二）化学毒物解毒功能障碍Company Logon二、凝血功能障碍n1.凝血因子合成减少n2.清除纤溶酶能力降低，纤溶亢进n3.抗纤溶酶活性减少Company Logon三、免疫功能障碍n（一）病原微生物感染 库普弗细胞吞噬能力下降n（二）肠源性内毒素侵害n 肠源性内毒素血症Company Logo第四节 化学性肝损伤的检测与评价n体内试验（整体动物试验）n体外试验Company Logo一、体内试验评价第一组第一组第二组第二组第三组第三组第四组第四组活性升高反映活性升高反映胆汁淤积型肝胆汁淤积型肝损伤：损

10、伤：碱性磷酸酶碱性磷酸酶5-5-核苷酸酶核苷酸酶-谷氨酰转肽酶谷氨酰转肽酶活性升高反映活性升高反映细胞毒性肝损细胞毒性肝损伤伤:谷草转氨酶谷草转氨酶乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶对肝损伤不敏对肝损伤不敏感，对肝外细感，对肝外细胞损伤敏感：胞损伤敏感：肌酐磷酸激酶肌酐磷酸激酶活性降低反映活性降低反映肝细胞损伤肝细胞损伤：胆碱酯酶胆碱酯酶v（一）血清酶学检测（一）血清酶学检测Company Logon（二）肝脏排泄功能检测n1.血清磺溴酚钠（BSP）排泄试验n2.靛青绿（ICG）试验Company Logon（三）肝脏化学组成成分改变的检测

11、n1.甘油三酯：肝脏脂肪变性的常规指标n2.葡萄糖 6磷酸酶（G-6-P）：与内质网完整性有关n3.肝胶原（羟脯氨酸）：肝脏纤维化的指标n4.脂质过氧化物（丙二醛）：肝脏被氧化损伤的程度n5.DNA加成物：Company Logon（四）肝脏组织病理学检查n1.一般检查n2.光镜检查：n3.电镜检查：超微结构Company Logo二、肝损伤的体外试验评价n1.离体灌流肝试验n2.肝匀浆试验n3.肝薄片孵育试验n4.源代肝细胞培养试验n5.肝细胞（株）试验Company Logo肾 脏 毒 理学背景资料n世界肾脏日：每年3月份的第二个星期四 n据ISN和IFKF的估计，慢性肾脏病患者占世界人口

12、的十分一，即超过5亿人。n据统计，全球因慢性肾功能衰竭进行透析人数不断增加：1990年为42.6万，2000年为106.5万，预计2010年将达到200余万人 n2006年2007年在广州市区以及斗门县进行了慢性肾病流行病学调查及早期干预研究，初步结果显示：在抽取的6311名18岁以上普通人群中，肾病发病率高达10.9%，而对于肾病的知晓率则只有9.4%。Company Logo第一节 概述n一、肾脏是毒物的重要靶器官n二、引起肾毒性的化学物 1.金属和类金属：镉、镍、锂 2.有机溶剂：氯仿、甲苯、汽油、润滑油 3.农药：五氯苯酚、百草枯 4.生物毒素：黄曲霉毒素、内毒素、蛇毒 5.药物：庆大

13、霉素、丝裂霉素、头孢 6.其他毒物：苯酚、乙醛、亚硝胺Company Logon三、肾脏对毒物的易感性（略讲）Company Logo第二节 肾脏结构与功能的生物学基础n一、肾小球的滤过功能n二、肾脏吸收和分泌Company Logon三、逆流放大系统和尿液浓缩机制n四、肾脏中外源化学物的生物转化Company Logo第三节 中毒性肾损伤的部位与类型n毒物对肾脏毒作用的选择性n 抗生素：肾近曲小管n 免疫复合物：肾小球n 氟：亨利氏襻和集合管n 解热镇痛药：髓质和肾乳头Company Logo一、肾小球损伤n毒性机制n1.毒物改变肾小球的带电状态，影响内皮细胞滤膜的大小和数目，导致肾小球率过

14、滤减少。n2.毒物直接损伤肾小球上皮细胞和毛细血管膜。n3.毒物可作为半Ag+小球蛋白 全Ag 刺激抗Ab 产生形成免疫复合物沉积在肾小球Company Logon二、肾近曲小管损伤 损伤原因：上皮细胞不够紧密，易于渗入 物质易在此处转运和蓄积 酶分布的特殊性（P450、胱氨酸结合-溶酶）n三、亨利氏襻、远曲小管及集合管损伤Company Logon四、肾脏疾病的分类n（一）免疫介导肾小球疾病 1.抗-GBM-介导的疾病：肾小球基底膜有IgG沉着 2.膜状肾小球肾炎疾病：颗粒状IgG沉着n（二）直接肾小球损伤n（三）急性肾小管损伤n（四）急性间质性肾炎：n（五）慢性间质性肾炎：单核细胞渗透、间

15、质纤维化、小管萎缩Company Logo第四节 肾脏的毒性作用机制n一、细胞死亡n二、活性中间代谢产物 1.与生物大分子共价结合 2.产生活性氧族，诱导氧化应激n三、细胞容积和离子内稳态n四、细胞骨架和细胞极性n五、钙的内稳态Company Logo第五节 肾损害的检测与评价一、整体实验（一）肾脏浓缩-稀释试验（二）尿成分的改变 1.尿蛋白 大分子蛋白为主或大量蛋白：肾小球选择性滤过功能障碍或结构不完整 小分子为主：近曲小管受损 2.尿糖 血糖不高，尿糖升高：肾小管功能障碍 Company Logon3.尿酶n碱性磷酸酶、-谷氨酰胺转移酶：刷状缘受损n乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶：广泛的细胞损伤

16、Company Logon（三）肾小球率过滤n1.菊糖清除试验n2.内生肌酐清除率n3.血清肌酐和血尿素氮n4.肾对氨基马尿酸清除试验：肾血流量n5.形态学和酶组织化学检查Company Logo二、离体试验n1.肾皮质薄片或肾组织片段n2.离体灌注肾小管技术n3.其他：原代肾细胞培养、肾亚细胞器分离、肾细胞株Company Logo第六节 几种常见的肾性毒物n一、汞n1.可引起急性肾损伤，近曲小管坏死和肾衰竭n2.引起尿酶升高n3.引起尿糖、蛋白、氨基酸升高n4.慢性汞中毒可引起免疫反应性膜性肾小球肾炎Company Logon二、镉n1.主要靶部位：近曲小管n2.主要损害：引起尿糖、尿氨基

17、酸、尿钙、尿酶升高，慢性间质性肾炎n3.毒性机制：镉诱导金属硫蛋白生成，并与之结合成镉金属硫蛋白 易经肾小球滤过 近曲小管重吸收，并降解为游离镉离子和金属硫蛋白 游离的镉离子对近曲小管产生损害Company Logon三、氯仿n1.靶部位：近曲小管、远曲小管n2.主要毒作用表现：蛋白尿、糖尿、血尿素氮升高n3.毒性机制：氯仿氯仿三氯甲烷三氯甲烷 光气光气二硫碳酸谷二硫碳酸谷胱甘肽胱甘肽近曲小管近曲小管损伤损伤P450谷胱甘肽谷胱甘肽Company Logon四、四氟乙烯n1.靶部位：近曲小管n2.主要毒作用表现：蛋白尿、糖尿、尿酶升高n3.毒性机制：其活化代谢产物与细胞大分子共价结合Company Logon五、溴化苯n1.靶部位：近曲小管n2.主要毒作用表现：蛋白尿、糖尿、尿酶升高n3.毒性机制：其活化代谢产物与谷胱甘肽结合，进而损伤近曲小管Company Logo