研究对象外源化学物天然有害物质课件.ppt

1、食品毒理学食品毒理学 Food Toxicology成绩评定方式l平时成绩：30%期末成绩：70l平时成绩：出勤、讨论、作业等l期末成绩：考试（闭卷）l课程内容与其他课程内容重复时，请提醒。参考参考教材：教材：食品毒理学食品毒理学严卫星严卫星 丁晓雯丁晓雯 主编主编中国农业大学出版社中国农业大学出版社普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”精品课程建设精品课程建设教材教材课时安排课时安排l第一章第一章 绪论绪论 2学时学时l第二章第二章 毒理学基本概念毒理学基本概念 5学时学时l第三章第三章 外源化学物质生物运转外源化学物质生物运转 4学时学时l第四章第四章 外源化学物质生物转化外源化学物质生

2、物转化 6学时学时l第五章第五章 外源化学物质中毒机理外源化学物质中毒机理 5学时学时l第六章第六章 影响外源化学物毒性作用因素影响外源化学物毒性作用因素 2学时学时l第七章第七章 一般毒性评价及其评价方法一般毒性评价及其评价方法 4学时学时l第八章第八章 外源化学物特殊毒性外源化学物特殊毒性 4学时学时l第九章第九章 体外实验与新技术在毒理学中的应用体外实验与新技术在毒理学中的应用 自学自学l第十章第十章 我国食品安全评价我国食品安全评价 2学时学时l第十一章第十一章 食品中常见毒性物质食品中常见毒性物质 2学时学时绪绪 论论l“民以民以食食为天，食以为天，食以安安为先为先”。l食品的安全性

3、关系着每个人的身体健食品的安全性关系着每个人的身体健康，乃至生命安全；也关系着整个社康，乃至生命安全；也关系着整个社会的安定与进步。会的安定与进步。主要内容：主要内容：l什么是食品毒理学？什么是食品毒理学？l它的研究对象是什么？它的研究对象是什么？l怎么去研究？怎么去研究？l研究的意义又是什么？研究的意义又是什么？本章学习的目的与要求l掌握掌握食品毒理学食品毒理学基本概念与研究内容基本概念与研究内容l熟悉熟悉食品毒理学研究对象和研究任务食品毒理学研究对象和研究任务 食品毒理学在食品安全中的作用食品毒理学在食品安全中的作用l了解了解食品毒理学发展趋势食品毒理学发展趋势 重大食品安全事件：重大食品

4、安全事件：l1998年山西朔州，因饮用不法分子兑制的山西朔州，因饮用不法分子兑制的工业酒精酒工业酒精酒(甲醇甲醇)而使而使200多人中毒，多人中毒，27人人死亡。死亡。l1999年年1月，广东省月，广东省46名学生食物中毒；同名学生食物中毒；同年年6月，又有月，又有34人中毒，中毒原因都是食用人中毒，中毒原因都是食用了了甲胺磷农药甲胺磷农药残留的残留的“蔬菜蔬菜”。l2003年年3月月19日，辽宁海城发生一起特大的日，辽宁海城发生一起特大的小学生小学生豆奶中毒豆奶中毒事件，同一天内事件，同一天内3000多人多人中毒，中毒，8人死亡人死亡。重大食品安全事件：重大食品安全事件：l2004年年4月月

5、30日安徽省阜阳市，由于喂食了日安徽省阜阳市，由于喂食了几乎完全几乎完全没有营养的劣质奶粉没有营养的劣质奶粉，导致，导致13名名婴儿夭折，近婴儿夭折，近200名婴儿患上严重营养不良名婴儿患上严重营养不良症。症。l2006年年9月月13日起，上海市发生多起因食用日起，上海市发生多起因食用猪内脏、猪肉导致的猪内脏、猪肉导致的“瘦肉精瘦肉精”食物中毒食物中毒事故，截至事故，截至9月月16日已有日已有300多人次到医院多人次到医院就诊。就诊。重大食品安全事件：重大食品安全事件：l2008年年9月，因食用含有较高含量月，因食用含有较高含量三聚三聚氰胺氰胺的三鹿牌婴幼儿配方奶粉，全国的三鹿牌婴幼儿配方奶粉

6、，全国共报告临床诊断患儿共报告临床诊断患儿6244例，并有例，并有3例例死亡。死亡。食品安全问题：食品安全问题：大米里我们认识了大米里我们认识了石蜡石蜡从火腿里我们认识了从火腿里我们认识了敌敌畏敌敌畏从咸鸭蛋、辣椒酱里我们认识了从咸鸭蛋、辣椒酱里我们认识了苏丹红苏丹红从火锅里我们认识了从火锅里我们认识了福尔马林福尔马林从银耳、蜜枣里我们认识了从银耳、蜜枣里我们认识了硫磺硫磺从木耳中认识了从木耳中认识了硫酸铜硫酸铜食品安全问题：食品安全问题：今天三鹿让同胞知道了今天三鹿让同胞知道了三聚氰胺三聚氰胺的化学作用的化学作用外国人喝牛奶外国人喝牛奶结实结实了了中国人喝牛奶中国人喝牛奶结石结石了了日本人：

7、一天一杯牛奶日本人：一天一杯牛奶振兴振兴一个民族一个民族中国人：一天一杯牛奶中国人：一天一杯牛奶震惊震惊一个民族一个民族威胁食品安全性的因素：威胁食品安全性的因素：农田农田 餐桌餐桌 环境污染物环境污染物农药残留农药残留兽药及饲料兽药及饲料添加剂滥用添加剂滥用包装材料包装材料污染污染微生物污染微生物污染 食品安全性食品安全性的保障？的保障？滥用食品滥用食品添加剂添加剂一、食品毒理学的概念一、食品毒理学的概念毒理学毒理学(toxicology)：是研究化学、物理和生物因素是研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、生物学机制（对机体的损害作用、生物学机制（biologic mechanisms）

8、、）、危险度评价（危险度评价（risk assessment）和危险度管理（和危险度管理（risk management）的科学。的科学。即研即研究究外源化学物外源化学物对生物有机体对生物有机体有害作用有害作用的综合性学的综合性学科。科。毒理学主要分为三个研究领域，即描述毒理毒理学主要分为三个研究领域，即描述毒理学学、机制毒理学和管理毒理学机制毒理学和管理毒理学。毒理学三个研究领域毒理学三个研究领域描述毒理学关注毒性鉴定，通过动物实验、体外试验、人体研究和流行病学研究以确定环境因子的毒性，以期为安全性评价，危险度评定和管理提供信息。机制毒理学是研究环境因子对生物体毒作用的细胞、分子以及生化机制

9、。机制毒理学的研究成果对于应用毒理学的许多领域都是非常重要的。管理毒理学是根据描述毒理学和机制毒理学的研究结果，协助政府部门进行科学决策并制定相关法规条例和管理措施，以确保进入市场的化学品、药品、食品等足够安全，达到保护人体健康和保护环境的目的。一、食品毒理学的概念一、食品毒理学的概念l概念概念：研究食品中：研究食品中的性质、来源与的性质、来源与形成，它们的形成，它们的不良作用不良作用与可能的有益作用及其与可能的有益作用及其机制，并确定这些物质的机制，并确定这些物质的安全限量安全限量和和评定食品评定食品的安全性的安全性的科学。的科学。l任务任务：从毒理学的角度，研究食品中可能含有：从毒理学的角

10、度，研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的的外源化学物质对食用者的毒作用机理毒作用机理，检验检验和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安全范围全范围，从而达到确保人类的健康目的。，从而达到确保人类的健康目的。l外源化学物外源化学物：存在于人类生活的：存在于人类生活的外界环外界环境境中，可能与机体接触并进入机体，在中，可能与机体接触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的化学物质。体内呈现一定的生物学作用的化学物质。l内源化学物内源化学物：机体内原已存在的和代谢：机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产物或中间产物。过程中所形成的产物或中间产物。研究对象

11、：研究对象：外源化学物外源化学物1.天然有害物质：天然有害物质：天然毒物天然毒物2.人工合成化学物质：人工合成化学物质：化学性污染物、化学性污染物、食品添加剂、食品包装材料、加工产食品添加剂、食品包装材料、加工产生的生的有害物质等。有害物质等。2.生产、加工中使用的物质等。生产、加工中使用的物质等。古代与中世纪毒理学原始阶段毒理学一词源于希腊文字“toxikon”公元前2735年，神农编辑完成了40卷“本草”典籍 公元前2650年，黄帝撰写了内经古埃及、古希腊及古罗马等有关文献中都有关于有毒植物和矿物的描述，积累了关于有毒物质及中毒的知识。二、毒理学的起源与发展启蒙时代毒理学近代毒理学16世纪

12、瑞士医生Paracelsus(1493-1541)：剂量意大利内科医生Ramazzini(1633-1714)1775年英国外科医生Pott(1714-1788)意大利内科医生Fontana(1720-1853)进一步发展了靶器官毒性概念。西班牙医生Orfila被认为是现代毒理学的奠基人，他是系统利用实验动物的第一个科学家，并发展了在组织和体液中鉴定毒物的化学分析方法。剂量反应19世纪末20世纪初近代毒理学成为一门独立学科。现代毒理学（机制毒理学+管理毒理学）l与生命科学发展同步进行1930年实验毒理学的第一本杂志Archives of Toxicology创刊，同年在美国成立了NIH1937

13、年引起急性肾衰竭和死亡的“磺胺事件”，促使了美国FDA的成立1955年，Lehman和他的同事共同出版了食品、药品和化妆品中化学物的安全性评价通过了许多新的法规，创办了许多新的杂志，成立了国际毒理学协会（1965）1975，管理毒理学应运而生l目前，目前，现代毒理学现代毒理学研究从传统的自然研究从传统的自然毒素鉴定和参与药品开发、扩展到识毒素鉴定和参与药品开发、扩展到识别、评价和控制空气、水、食品、化别、评价和控制空气、水、食品、化妆品、动物饲料等人类环境中的外源妆品、动物饲料等人类环境中的外源化学物，以及这些外源化学物对人类化学物，以及这些外源化学物对人类和环境的危害。和环境的危害。我国食品

14、毒理学发展我国食品毒理学发展l20世纪50年代现代毒理学建立发展l20世纪60年代初，农残标准制定、水果保鲜研究l1978年，第一部食品毒理学著作l80年代以来，食品科学与工程专业，毒理课程l2002年，教育部批准食品质量与安全专业，毒理学课程l1989年，中华预防医学学会成立了卫生毒理学及生化毒理学组。l1993年，中国毒理学会（CST）成立，随后成立了18个专业委员会。三、食品毒理学的研究方法三、食品毒理学的研究方法l食品毒理学研究通常是借助食品毒理学研究通常是借助动物模型动物模型模拟引起人体中毒的各种条件，观察模拟引起人体中毒的各种条件，观察实验动物的毒性反应，再外推到人。实验动物的毒性

15、反应，再外推到人。1.体内试验体内试验(in vivo test)l也称也称整体动物试验整体动物试验。多用于检测外源化学。多用于检测外源化学物的一般毒性。实验动物多采用哺乳动物，物的一般毒性。实验动物多采用哺乳动物，如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、仓鼠、狗、如大鼠、小鼠、豚鼠、家兔、仓鼠、狗、猴等。猴等。转基因食品的安全性评价常使用小转基因食品的安全性评价常使用小鸡。鸡。l哺乳动物体内试验是毒理学的哺乳动物体内试验是毒理学的基本基本研究方研究方法。法。2.体外试验体外试验(in vitro test)l利用器官、细胞或细胞器，以及微生物进利用器官、细胞或细胞器，以及微生物进行研究。多用于外源化学物的

16、行研究。多用于外源化学物的急性毒作用急性毒作用的初步筛检；作用机制和代谢转化过程的的初步筛检；作用机制和代谢转化过程的深入观察研究。深入观察研究。l缺点：缺点：体外试验缺乏整体毒物动力学过体外试验缺乏整体毒物动力学过程，其结果可靠性有所受限；程，其结果可靠性有所受限；难以研究难以研究外源化学物的慢性毒作用。外源化学物的慢性毒作用。3.人个体观察人个体观察l通过中毒事故的处理或治疗，可以直通过中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关于人体的毒理学资料。接获得关于人体的毒理学资料。l有时可以设计一些不损害人体健康的有时可以设计一些不损害人体健康的可控的毒理学试验，但仅限于低浓度、可控的毒理学试验，但仅

17、限于低浓度、短时间的接触，并且毒作用应有可逆短时间的接触，并且毒作用应有可逆性。性。4.人群流行病学研究人群流行病学研究l流行病学流行病学是研究群体中疾病的频率分是研究群体中疾病的频率分布及其决定因素的学科。布及其决定因素的学科。l研究范围研究范围:群体中的一切疾病，而不仅群体中的一切疾病，而不仅是传染病。是传染病。l研究方法研究方法：对群体中的疾病进行调查：对群体中的疾病进行调查研究，收集、分析和解释资料，并作研究，收集、分析和解释资料，并作生物学推理。生物学推理。4.人群流行病学研究人群流行病学研究l优点优点：接触条件真实，观察对象包括：接触条件真实，观察对象包括全部个体，可获得制定和修订

18、卫生标全部个体，可获得制定和修订卫生标准的资料，以及制定预防措施的依据。准的资料，以及制定预防措施的依据。l缺点缺点：干扰因素多，测定的毒效应还：干扰因素多，测定的毒效应还不够深入，有关的生物学标志还有待不够深入，有关的生物学标志还有待于发展。于发展。研究方法研究方法毒理学体内试验毒理学体内试验毒理学体外试验毒理学体外试验流行病学研究流行病学研究优点优点易于控制暴露条件易于控制暴露条件能测定多种效应能测定多种效应能评价宿主持征的能评价宿主持征的作用作用(如：性别、年如：性别、年龄、遗传特征等和龄、遗传特征等和其他调控因素饮食其他调控因素饮食等等)能评价机制能评价机制 影响因素少，易于影响因素少

19、，易于控制控制可进行某些深入的可进行某些深入的研究研究(如：机制，如：机制，代谢代谢)人力物力花费较少人力物力花费较少 真实的暴露条件真实的暴露条件在各化学物之间发生相互作在各化学物之间发生相互作用用测定在人群的作用测定在人群的作用表示全部的人敏感性表示全部的人敏感性 缺点缺点动物暴露与人暴露动物暴露与人暴露相关的不确定性相关的不确定性受控的饲养条件与受控的饲养条件与人的实际情况不一人的实际情况不一致致暴露的浓度和时间暴露的浓度和时间的模式显著地不同的模式显著地不同于人群的暴露于人群的暴露 不能全面反映毒作不能全面反映毒作用，不能作为毒性用，不能作为毒性评价和危险性评价评价和危险性评价的最后依

20、据的最后依据难以观察慢性毒作难以观察慢性毒作用用耗资、耗时多耗资、耗时多(多为回顾性多为回顾性)，无健康保护，无健康保护难以确定暴露，有混杂暴露难以确定暴露，有混杂暴露问题问题可检测的危险性增加必需达可检测的危险性增加必需达到到2倍以上倍以上测定指标较粗测定指标较粗(发病率，死亡发病率，死亡率率)l最后，必须将体内和体外试验的结果最后，必须将体内和体外试验的结果外推到人，并与人个体观察和流行病外推到人，并与人个体观察和流行病学研究的结果综合起来，以对所研究学研究的结果综合起来，以对所研究的外源化学物进行安全性评价。的外源化学物进行安全性评价。毒理学安全性评价毒理学安全性评价卫生标准卫生标准规范

21、生产、监督管理规范生产、监督管理四、四、食品毒理学与食品安全食品毒理学与食品安全l食品毒理学是食品安全性的基础。l食品毒理学的作用就是从毒理学的角度，研究食品中可能含有的外源化学物质对食用者的毒作用机理，检验和评价食品（包括食品添加剂）的安全性或安全范围，从而确保人类的健康。l现代食品毒理学着重于通过化学和生物学领域的知识找寻毒性反应的详细机理，并研究特定物质产生的特定的化学或生物学反应机制，为食品安全性评估和监控提供详细和确凿的理论依据。完善的社会管理体系应包括以下几个主要方面：1）就食品安全性进行完整的立法；2）对食品生产和供应系统所用的各类化学品，建立严格的管理机制；3）对食源性疾病风险

22、实行环境全过程控制；4）采用绿色的或可持续的生产技术，生产对人与环境无害的安全食品；5）建立健全市场食品安全性的检验制度，加强执法，保障人民健康。食品控制与食物链食品控制与食物链第四节第四节 食品毒理学食品毒理学实验原则和局限性实验原则和局限性 一、食品毒理学实验的原则一、食品毒理学实验的原则 在毒理学的试验中，有三个基本的原则。l第一个原则，化学物在实验动物产生的作用，可以外推于人 基本假设为：人是最敏感的动物物种；人和实验动物的生物学过程包括化学物的代谢，与体重(或体表面积)相关。这两个假设也是全部实验生物学和医学的前提。一、食品毒理学实验的原则一、食品毒理学实验的原则 l第二个原则是实验

23、动物必须暴露于高剂量，这是发现对人潜在危害的必需的和可靠的方法 此原则是根据质反应的概念，随剂量或暴露增加，群体中效应发生率增加。毒性试验的设计并不是为了证明化学品的安全性，而是为了表征化学品可能产生的毒作用 引起毒效应的最低剂量(LOAEL)l第三个原则，成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物和人可能的暴露途径是基本的选择。l选用成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物是为了使实验结果具有代表性和可重复性。l以成年的健康(雄性和雌性未孕)实验动物作为一般人群的代表性实验模型，而将幼年和老年动物、妊娠的雌性动物、疾病状态作为特殊情况另作研究。这样可降低实验对象的多样性，减少实验误差。一、食品毒理学实

24、验的原则一、食品毒理学实验的原则 二、食品毒理学实验的局限性 l用实验动物的毒理学实验资料外推到人群接触的安全性时，会有很大的不确定性。这是因为，外源化学物的毒性作用受到许多因素的影响。首先，实验动物和人对外源化学物的反应敏感性不同，有时甚至存在着质的差别。第二，在毒理学实验中，为了寻求毒作用的靶器官，并能在相对少量的动物上就能得到剂量-反应或剂量-效应关系，往往选用较大的染毒剂量，这一剂量通常要比人实际接触的剂量大得多。第三，毒理学实验所用动物数量有限，那些发生率很低的毒性反应，在少量动物中难以发现。第四，实验动物一般都是实验室培育的品系，一般选用成年健康动物，反应较单一，而接触人群可以是不

25、同的人种、种族，而且包括年老体弱及患病的个体，在对外源化学物毒性反应的易感性上存在很大差异。以上这些都构成了从毒理学动物实验结果向人群安全性评价外推时的不确定因素。第四节第四节 食品毒理学发展趋势食品毒理学发展趋势 1、食品毒理学研究作为食品风险评估的基础l风险评估是对人体接触食源性危害而对健康产生的已知或潜在的不良作用的可能性、严重性和不确定性进行科学评价。l危害识别l危害特征的描述l暴露量（特别是摄入量）评估l危险性特征的描述2、新技术和新方法在食品毒理学中的应用p一些新发展的技术如基因重组、克隆技术、核酸杂交技术、PCR技术、DNA测序技术和一系列突变检测技术，近年来发展的荧光源位杂交技

26、术、流式细胞技术、单细胞凝胶电泳、以及转基因动物等广泛用于环境致癌物引起的DNA损伤、基因突变、加合物的形成、与抑癌基因的检测等已广泛应用于我国的各项食品毒理学研究。3、生物标志物在食品毒理学研究中的应用4、体外替代方法在毒理学中的发展q毒理学的发展是与毒理学的发展是与生命科学生命科学的发展同步的，的发展同步的，生命科学的新理论新技术推动了毒理学的发生命科学的新理论新技术推动了毒理学的发展，而具有各种各样的特异性毒作用的毒物展，而具有各种各样的特异性毒作用的毒物也成为生命科学打开生命奥秘的工具和钥匙。也成为生命科学打开生命奥秘的工具和钥匙。q几乎没有一个学科可以同时是几乎没有一个学科可以同时是

27、基础学科基础学科又有又有直接的应用直接的应用，研究外源化学物有害作用的毒，研究外源化学物有害作用的毒理学可能是兼有这两个方面的唯一的学科。理学可能是兼有这两个方面的唯一的学科。q毒理学面临着巨大的挑战，毒理学将不断地毒理学面临着巨大的挑战，毒理学将不断地发展和创新。发展和创新。食品毒理学的学科位置食品毒理学的学科位置l专业基础课：专业基础课：微生物学、免疫学基础、微生物学、免疫学基础、食品毒理学食品毒理学、食品、食品工艺学概论、物化与胶化。工艺学概论、物化与胶化。l专业方向课：专业方向课：食品卫生学、食品安全学、食品营养学、食食品卫生学、食品安全学、食品营养学、食品法规、食品分析、食品原料学等。品法规、食品分析、食品原料学等。l其他专业课：其他专业课：食品安全风险分析、食品包装学、食品添加食品安全风险分析、食品包装学、食品添加剂、食品试验设计与统计、食品感官评价、果品蔬菜贮运剂、食品试验设计与统计、食品感官评价、果品蔬菜贮运学等。学等。v 何谓毒理学与食品毒理学？何谓毒理学与食品毒理学？v食品毒理学的研究对象是什么？食品毒理学的研究对象是什么？v近几十年以来毒理学学主要取得了哪些近几十年以来毒理学学主要取得了哪些进展？进展？v食品毒理学的研究方法包括那些？食品毒理学的研究方法包括那些？