化学毒物的生殖毒性食品毒理学

第一节 雄性生殖毒性 第二节 雌性生殖毒性 第三节 致畸试验 第四节 繁殖试验 第七章 化学毒物的生殖毒性 第一节 雄性生殖毒性 一、 精子子的生成过程 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精 子细胞 精子 二、毒物对雄性生殖影响 1、对睾丸生精细胞的影响； 2、对内分泌功能的影响； 3、对性功能和生殖功能的影响。 三、雄性生殖毒性的检测方法 1、精子生成分析 精子计数；精子形态观测； 精子 状态分析试验 2、精子穿透试验 判断精子的受精能力。 3、睾丸中标酶活性的测定 主要检测乳酸脱氢酶 X（ LDH-X)、山梨醇脱氢酶、 6磷 酸葡萄糖脱氢酶的变化，并结合精子生成过程中各阶段 细胞的功能和形态学改变，来探明其毒性作用的部位和 机理。 4、体外试验 主要将与生殖相关的细胞在体外条件下进行培养，并与 受试外源化学物接触，观测其与生殖相关细胞的变化。 5、雄性激素检测 主要检测卵泡激素（ FSH）、黄体激素（ LH）和雄性激素 。 6、显性致死试验 接受受试化学物的雄性毒物与未经受试物处理的雌性动物 交配，观测雌性动物早期胚胎死亡情况，以评价受试动物 是否对雄性动物的生殖有损害作用。 7、雄性生殖细胞遗传毒性检测 判断生殖细胞 DNA是否受毒物损伤的一个评价指标。常用 的方法为单细胞凝胶电泳试验，电泳结果呈彗星状，说明 DNA受损，电泳结果呈条状。 8、雄性生殖毒性病理检测 第二节 雌性生殖毒性 一、雌性生殖细胞的生成过程 初级卵母细胞 次级卵母细胞 卵子 二、外源化学物的雌性生殖毒性表现 1、对卵细胞的影响 2、对内分泌功能的影响 3、其它毒性作用 如对子代造成畸形、死胎、功能发育不全等。 三、雌性生殖毒性的检测方法 1、体外试验 对外源化学物作用的雌性生殖部位进行相应的 检测。如下丘脑 GnRH的合成与分泌对应激素 检测； FSH、 LH及甾体的受体进行分析。 2、动物试验观测 发情周期的观察 排卵的观察 雌性激素检测 病理组织学检查 反应停 thal ido m ide 第三节 致畸试验 第三节 致畸试验 一、基本概念 生殖毒性 (reproductive toxicity) 外源化学物对 生殖过程的损害作用，主要包括对生殖细胞发 生 ,卵细胞受精 ,胚胎形成 ,妊娠 ,分娩和哺乳过程 的损害作用。评定方法即为生殖毒性试验。 发育毒性 (developmental toxicity) 外源化学物 对胚胎发育 ,胎仔发育以及出生幼仔发育的损害 作用。评定方法称为发育毒性试验 ,其中主要为 致畸试验 . 一、基本概念 发育毒理学 (developmental toxicology)主要研究外源化学物对胚胎 发育、胎仔发育以及出生幼仔发育的影响及其评定，评定方法称为发 育毒性试验，其中主要为致畸试验。 发育毒性 (developmental toxicity) 指出生前经父体和 (或 )母体接触外源性理化因素引起的 在子代到达成体之前出现的有害作用。具体表现可分为 : 生长迟缓 :即胚胎与胎仔的发育过程在外源化学物影响下，较正常的发 育过程缓慢。 致畸作用 :由于外源化学物干扰，活产胎仔胎儿出生时，某种器官表现 形态结构异常。 功能不全或异常 :即胎仔的生化、生理、代谢、免疫、神经活动及行为 的缺陷或异常。 胚胎或胎仔致死作用 :某些外源化学物在一定剂量范围内，可 在胚胎或胎仔发育期间对胚胎或胎仔具有损害作用，并使 其死亡。 畸形、畸胎和致畸物 畸形 (malformation):器官形态的异常。 畸胎 (terate):具有畸形的胚胎或胎仔。 致畸物或致畸原 (teratogen):凡在一定剂量下，能通过母 体对胚胎或胎儿正常发育过程造成干扰，使子代出生后具有畸形 的化合物。 致畸试验 :评定外源化学物是否具有致畸作用的试验。 一、基本概念 畸形与变异 在胚胎或胎儿出现器官形态结构异常称 为畸形。 机体的形态结构或生理功能，在同一物 种的子代与亲代之间或子代的个体之间 ，有时出现不完全相同的现象，即为变 异。 一、基本概念 二、发育毒性机制 1、干扰基因表达 5、干扰细胞 -细胞交互作用 2、基因突变与染色体畸变 6、通过胎盘毒性引起发育毒理 3损伤细胞和分子水平的翻译 7、干扰母体稳态 4、细胞凋亡 8、内分泌干扰作用 三、发育毒性的表现 1、生长迟缓。 2、致畸作用 3、功能不全或异常 4、胚胎或胎仔致死作用 四、发育毒性三阶段试验 五、外源化学物发育毒性的评价 传统常规致畸试验 动物选择 剂量分组 动物交配处理 胎仔检查 结果评定 致畸物以及发育毒性作用物危险度评定 1、动物选择 : 致畸试验的动物选择，除参照毒性试验中选择动物的一般原则，即 食性和对受试物代谢过程与人类接近，体型小，驯服，容易饲养和繁 殖及价廉外，还应特别注意妊娠过程较短、每窝产仔数较多和胎盘构 造及厚度与人类接近等特点。 2、剂量分组 一般应先进行预试，目的是找出引起母体中毒的剂量。最少设 3个剂 量组，另设对照组。原则上最高剂量组，可以引起母体轻度中毒，即 进食量减少、体重减轻、死亡不超过 10%。最低剂量组不应观察到任何 中毒症状；中间剂量组可以允许母体出现某些极轻微中毒症状。其剂 量与高剂量和低剂量成等比级数关系。 一般最高剂量不超过 LD50的 1/5 1/3，低剂量可为 1 100 1 30。 五、外源化学物发育毒性的评价 3 、动物交配处理 每组动物大鼠或小鼠为 12 20只，家兔 8 12只，狗等 大动物 3 4只。 将性成熟雌雄动物按雌雄 l： 1或 2： 1比例同笼交配。 每日将已确定受孕雌鼠随机分入各剂量组和对照组。出现 阴栓或精子之日即为受孕 0日，也有人作为第 1日。 由于致畸作用有极为明确的敏感期，应精确掌握动 物接触受试物的时间，必须在器官发生期。 五、外源化学物发育毒性的评价 4、胎仔检查 自然分娩前 1-2日将受孕动物处死，剖腹取出子宫及活产胎仔 ，并另行记录死胎及吸收胎。一般大鼠在受孕后第 19-20天 ，小鼠第 18-19天，家兔在第 29天。 下列几方面进行畸形检查： 外观畸形肉眼检查 ， 例如露脑； 肉眼检查内脏及软组织畸形 ， 例如腭裂； 骨骼畸形检查 ，例如颅顶骨缺损，分叉肋等。畸形检查只 限活产胎仔。 五、外源化学物发育毒性的评价 5、数据处理 活产幼仔平均畸形出现数 :即根据出现的畸形总数，计算每个活产幼仔出 现的畸形平均数。 畸形出现率 :即作为畸胎的幼仔在活产幼仔总数中所占的百分率。 母体畸胎出现率 :即出现畸形胎仔的母体在妊娠母体总数中所占的百分率 6、 结果评定 致畸指数越大，致畸作用越强，反之越小。一般认为致畸指数 10以下 为不致畸， 10 100为致畸， 100以上为强致畸。 母体毒性与发育毒性比值，即母体最低损害作用剂量（ A)与胎仔最低 损害作用剂量（ D)之比，比值越大，危险性越高。 五、外源化学物发育毒性的评价 7、致畸物以及发育毒性作用物危害度评价 欧共体（ EEC）和经济合作与发展组织（ OECD）建议 的致畸物分级标准。主要根据动物试验和人群调查资 料，具体分级标准： 1级，已确定人类母体接触后可引起子代先天性缺陷； 2A级，对动物肯定致畸，但对人类致畸作用尚未确定 因果关系； 2B级，动物试验结果肯定致畸，但无人类致畸资料； 3 级，尚无结论性肯定致畸证据或资料不足； 4级，动物试验阴性，人群中调查结果未发现致畸 五、外源化学物发育毒性的评价 确定受试物是否具有致畸作用时需注意以下几点： 任何结果必须通过统计计算方法进行剂量组与对照组对比 ；必须具有统计学意义才能认为是阳性结果。 应该掌握所用实验动物品系的自然畸形发生率。 致畸作用中动物物种和品系差异较为显著，因此要求在两 种动物进行试验。由于物种差异，对动物不具有致畸作用 的外源化学物对人是否致畸的问题，应格外认真对待。 发育毒性的替代试验 大鼠全胚胎培养 胚胎细胞微团培养 小鼠胚胎干细胞试验 发育毒性的体内预筛试验 (C .K.试验 ) 第四节 繁殖试验 外源化学物对生殖过程作用的评定主要通过生殖毒性 试验来进行，也称为繁殖试验。 生殖毒性试验可以全面反映外源化学物对性腺功能、 发情周期、交配行为、受孕、妊娠过程、分娩、授乳 以及幼仔断乳后生长发育可能发生的影响。 评定的主要依据是交配后母体受孕情况（受孕率）、 妊娠过程情况（正常妊娠率）、子代动物分娩出生情 况（出生存活率）、授乳哺育（哺育成活率）以及断 奶后发育情况等。 试验方法原则 受试动物：性成熟大鼠、小鼠或家兔 剂量分组 :一般设立三个剂量组（至少两个剂量 组）和一个对照组 染毒途径 :动物接触受试物的方法应参照人类实 际接触途径 动物数 :每组雌雄各 16到 20只，或雌 16到 20只 ，雄 8到 10只 第四节 繁殖试验 试验方法 : 三代两窝 第四节 繁殖试验 F b F a F b F b F a F a F （ 断奶或出生周） 给予受试物到周 第一次交配 第二次交配 观察三个月，喂饲普通饲 料，观察其生长发育情况 断乳后给予受试物到周 观察三个月，喂饲普通饲 料，观察其生长发育情况 断乳后给予受试 物到周 两代一窝 (和一代一窝 )生殖试验 F 断奶 ， 检查发育情况 F 出生 ， 每窝留只幼仔 F 交配 断奶 ， 给予受试物 F （ 每窝选留幼仔只 ， 雌雄各半 ） 第 周 雌雄交配 出生第周给予受试物 （ F ） 第四节 繁殖试验 观察指标 ： 受孕率（） :反映雌性动物生育能力以及雌性动物受孕情况 正常分娩率（） :反映雌性动物妊娠过程是否受到影响； 幼仔出生存活率（） :反映雌性动物分娩过程是否正常； 幼仔哺育成活率（） :反映雌性动物授乳哺育幼仔的能力； 除上述个指标外 ,还应该注意出生幼仔是否有畸形存在，对 死亡的幼仔应进行畸形检查，可为下一步致畸试验提供参考。 第四节 繁殖试验