蓄积作用

更新时间:2024-03-08 18:32

蓄积作用是指毒物逐次进入生物体,而在靶器官内积和/或毒物对生物体所致效应的累加现象。这种累加最终造成组织或器官的损害。

简介

当外来化学物呈慢性接触,即连续、反复进入机体,而且进入的速度(或总量)超过代谢转化与排出的速度(或总量)时,物质就可能在机体内逐渐增加并贮留,这种现象称为化学物质的蓄积作用。

类型

由于药物在体内蓄积太多而引起的中毒称为蓄积性中毒。对于正常机体,只要药物进入机体的速度大于药物自机体消除的速度,都可产生蓄积作用。临床上往往有计划地利用药物的蓄积作用,使药物在体内达到有效水平,并用维持剂量达到治疗目的。

蓄积作用的大小取决于染毒量(接触量)、染毒(接触染毒)频数及机体的排除能力等因素。蓄积作用与每天剂量的关系,有四种类型:

①蓄积作用随每天剂量的减少而降低,如高毒的有机磷杀虫剂

②蓄积作用与每日剂量无关,如四甲级秋兰姆化二硫。这类物质较为危险,即使小剂量也能引起慢性中毒。

③蓄积作用随每日剂量的减少而增加,如DDT。

④蓄积作用最初随每日剂量减少而增加,然后又降低。在长期接触情况下也是危险的,如合成的二稀类(艾氏剂、狄氏剂)。

研究方法

蓄积系数法

此种方法的原理是在一定期限之内以低于致死剂量(小于LD50剂量),每日给予实验动物,直至出现预计的毒性效应(或死亡)为止,计算达到预计效应的总累积剂量,求出此累积剂量与一次接触该化合物产生相同效应的剂量的比值,此比值即为蓄积系数(K值)。在卫生毒理学实际工作中,蓄积作用试验多用小鼠或大鼠为实验动物,一般以死亡为指标。

虽然蓄积系数法具有一定使用价值,但是某些外来化合物的慢性中毒效应,无法用K值表示。例如多数有机磷化合物是属于轻度蓄积(K>5),但当小剂量反复与机体接触后,红细胞与脑组织的乙酰胆碱酯酶可以持续降低,而且伴有一定程度的中枢神经系统症候。

生物半减期法

生物半减期法是用毒物动力学原理阐明外来化合物在机体内的蓄积作用特征。

外来化合物在机体内蓄积的速度和量与单位时间内吸收该化合物的速度和量以及清除速度和量有关。任何化合物如果以相等的时间间距恒速地吸收入血液,则化合物一定剂量范围内在机体中的蓄积量不是直线地无限增加,而是有一定的极限。这是因为受试化合物在吸收进入机体的同时存在着该化合物在体内代谢转化与清除的过程。当受试化合物的吸收过程与代谢转化、清除过程达到动态平衡时,化合物的蓄积量就基本上不再增加。T1/2较短的化合物达到蓄积极限所需的时间也短,但是一旦机体停止接触该化合物,也易于很快从机体内清除完毕。

毒性

环境污染物进入机体的速度或数量超过机体消除的速度或数量,造成环境污染物在体内不断积累的作用。

将具有蓄积性的环境污染物,如以低于中毒阈剂量同机体接触,一般不出现毒作用。但如反复多次接触,并且每次接触的时间间隔,短于机体消除该污染物所需要的时间,就会有一定数量的环境污染物在体内不断蓄积。蓄积量超过中毒阈剂量时,则出现毒作用。这就是物质蓄积。机体吸收环境污染物后,机体的结构或功能可能改变,如这种变化是不可修复的,或在修复过程未完成时机体又多次与该污染物接触,致使结构或功能的变化不断加深,这就是功能蓄积。但根据现有科学水平还不能将物质蓄积和功能蓄积明确区分开来,因为这两种蓄积,可能是同时发生而且互为基础的。环境污染物的蓄积性是亚急性毒作用慢性毒作用的基础。

实验研究

环境污染物在机体内的蓄积作用,可以通过动物实验来确定,方法如下:

①最简单的方法是把同样的实验动物分为两组,先按常规方法测出某一环境污染物对其中一组动物的半数致死量(LD50);然后,把相当于这一环境污染物LD50的1/20至1/10的剂量,逐日给予另一组动物,为期一个月;而后,再给予剂量为 LD50的该环境污染物。这时,如动物死亡数量超过50%,则可认为该环境污染物在体内能引起蓄积毒作用。

②常用又较精确的方法是蓄积系数法,就是把同样的实验动物分为两组,并选定某种较为灵敏的生化或生理的急性毒作用观察指标(例如血液中酶活力变化等)。利用一组受试动物,求出半数有效剂量(ED50),即能使这组动物中的 50%出现观测指标变化所需要的最低剂量;再把相当于此 ED50的1/20至1/10的剂量,逐日给予另一组动物,直到50%受试动物出现同样的观测指标变化为止,记录其累计剂量。根据累计剂量与ED50的比值,即可计算出蓄积系数K。K值的大小,表示蓄积作用的强弱。当K≥5时为极弱,K≥3时为中等,K≥1时为显著,K<1时则为极高。

③蓄积率也可用来表示一种 环境污染物的蓄积作用。方法是选取两组同样的动物,其中一组为对照组,按常规方法测定LD50;另一组为蓄积组,每日给予相当于LD50的1/20的剂量;一个月后,按常规方法测定 LD50。这样便可按下式计算蓄积率:

蓄积率越大,则环境污染物在机体内的蓄积作用越强。

生物半减期也可反映环境污染物在体内的蓄积情况。生物半减期是一种环境污染物在体内减少到原有量的一半所需要的时间。测定整个机体的半减期较为复杂,通常是间接测定环境污染物在血液中的浓度降低50%所需的时间,即测定在血液中的生物半减期。在实际测定时,可将某种环境污染物从静脉注入体内,然后按一定间隔时间测定其在血液中的浓度,并把结果记录在半对数坐标纸上,纵坐标为血液浓度,横坐标为时间。这样就能绘出反映两者关系的直线图,并求出该环境污染物在体内的生物半减期。如果环境污染物每次进入机体的间隔时间比生物半减期短,则其蓄积可能性极大。反之,如每次进入机体的间隔时间比生物半减期长,则其蓄积可能性极小。如果两者相等,那么,每经过一个半减期,体内的蓄积量相当于这一时期内进入机体总量的一半与前一阶段蓄积总量一半的代数和。经过6个半减期后,体内蓄积量便接近蓄积极限(相当极限值的98.44%)。此后,即使该项污染物继续进入机体,体内蓄积总量也不再增加,基本上保持平衡状态。

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