环
境
毒
理
学
? 总学时,40
? 学分,2
? 考查
资源环境学院
讲
授
内
容
第一章 环境毒理学概述
第二章 环境毒理学的基本原理
第一节 环境有毒物的接触和暴露方式
第二节 环境有毒物的吸收、分布和排泄
第三节 环境化学物的生物转化
第四节 毒物代谢动力学
第五节 有毒物毒性作用的一般原理
第六节 环境化学物的毒性评定方法
第三章 环境毒理学的基本研究
方法
第一节 急性毒性试验
第二节 亚慢性和慢性毒性试验
第三节 环境流行病学方法
第四章 环境毒理学的应用
第一节 环境有毒物的毒理学评价
第二节 在环境监测和人群健康影响研究
中的应用
第三节 在制定环境卫生基准中的应用
第五章 环境毒理学各论
第一节 环境有毒物的分类
第二节 环境农药污染
第三节 环境重金属污染
第六章 毒理学实验基础
参
考
书
籍
? Toxicology— Principles and
Application,Raymond,J,M,et.al
CRC Press,1999
?, 环境毒理学,,孟紫强，中国
环境科学出版社,2000
?, 环境毒理学,,惠秀娟，化学
工业出版社,2003
? 现代环境卫生学，蔡宏道，人民
卫生出版社,1995
? 农药环境毒理学研究，蔡道基，
中国环境科学出版社,1999
第一章 环境毒理学概述
一、毒理学 (Toxicology)
毒理学,是研究物理、化学和生物因素，特别
是 化学因素 对 生物机体 的损害作用及其机
理的科学。
环境毒理学,研究环境污染物，特别是 化学 污
染物对 生物有机体,尤其是对 人体 的损害
作用及其机理的科学 。
环境生态毒理学
生态毒理学 环境毒理学
核心为非人类
生物，扩展到
人类
核心为环境污
染物对人的影
响，扩展到动
植物
毒物,进入生物机体的 外源性物质,累积到一定
程度后，可以达到干扰机体 生理平衡,导致其
组织、器官或生理过程受到不良影响的程度。
外源性化学物 (Xenobiotics), 是一类“外来生
物活性物质”，又称外来化学物，以区别于代
谢过程中形成的产物和中间产物 —— 内源化学
物。
二、毒理学发展简史
? 早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识。
? 1550 BC已有文献记载。
? 在 16世纪，瑞士著名医生 Paracelsus提出有毒物的剂量反应。
, Everything is a poison…it is only the dose that makes it not
a poison”
? 18世纪西班牙化学家和生理学家 Bonaventura Orfila:现代毒理
学的奠基人。
---组织和体液中的毒物的化学分析鉴别
---试验动物的系统应用
? 毒理学在 19世纪得到快速发展。
三、毒理学的分类
?按工作任务范围分,
工作毒理学；
环境毒理学；
生态毒理学；
法医毒理学；
临床毒理学。
? 按外源性化合物的类型分,
食品毒理学；
金属毒理学；
药物毒理学；
放射毒理学。
? 按研究手段分,
分子毒理学；
细胞毒理学；
组织毒理学；
遗传毒理学；
免疫毒理学 。
毒理学、环境毒理学与其它基础科学的联系
毒理学是典型的综合科学,
毒理学
临床毒理学 营养毒理学
环境毒理学
职业毒理学
医药学
诊断化学
病理学
营养学
食品学
分析化学
环境科学
生态学
环境化学
生理学
病理学
生物化学
免疫学
遗传学
其它
职业医学
四、环境污染物
(一 )环境污染物的种类
?1．化学类,
环境类激素 (内分秘干扰物 )可分 3类：外源性
雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。
?2．物理类,医源电离辐射 x,υ 射线,CT等等；
环境电离辐射；环境中紫外线的强化；激光与电
磁辐射场等。
?3 生物类,细菌、病毒等。
(二 )环境污染对机体作用的特点
? 1,接触剂量小
? 2,长时间内反复接触甚至终生接触
? 3,多种污染物同时作用于机体
? 4,接触人群的易感性差异较大
(三 )环境污染物与机体的交互作用
环境因子 信息传递通路 细胞基因组
编码功能蛋白：适应或代偿环境因素的不利影响
错误应答：周期调控失常
五、环境毒理学的
研究对象、内容及意义
? 研究对象,
对各种生物特别是对人体 产生危害的 各种
环境污染物,包括物理性、化学性及生物性污
染物，其中以 环境化学物为主要 研究对象。
? 研究内容和任务,
①环境污染物及其转化产物对机体的损害及作用机理
②探索污染物对人体健康损害的早期观察指标
③定量评定有毒环境污染物对机体的影响
环境毒理学的作用和意义,
? 环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。
? 在环境监测和人群健康影响研究中的应用
? 在制定环境卫生基准中的应用
? 污染物处理
?保护地球生物圈包括人类在内的各种生物的生存和持
续发展
六、环境毒理学的研究方法
? 试验材料,根据研究目的可选用植物、微生
物、非哺乳类动物及哺乳类动物。
研究方法
1,整体试验
2,体外试验
3,调查研究：以已有试验结果、已有知识为基
础，采用医学流行病学的调查方法
体内实验法多在整体动物进行，也称整体动物实验。
实验动物（ laboratory animal）,指经人工培育，对其携带微生物实行
控制，遗传背景明确，来源清楚，可用于科学研究的动物。
? 一般的实验动物有,
狗
? 小鼠
? 大鼠
? 家兔
? 豚鼠
? 仓鼠
1 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
2 高剂量向低剂量外推的不确定性
3 小数量实验动物到大量人群外推的不确
定性
4 成年健康动物向年老体弱及患病个体外
推的不确定性
实验动物的毒理学实验资料外推到人
群接触的安全性时的不确定性
1 化学物在实验动物产生的作用, 可以外推
于人 。 基本假设 ① 人是最敏感的动物物
种； ② 人和实验动物的生物学过程与体重
(或体表面积 )相关 。
2 实验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 。
3 成年的健康 (雄性和雌性未孕 )实验动物和
人可能的暴露途径基本一致 。
描述毒理学试验的基本原则
? 按照染毒时间的长短,
急性毒性试验 (acute toxicity)，一次或 24小时；
亚急性毒性试验 (subacute toxicity),15-30天；
亚慢性毒性试验 (subchronic toxicity),1-3个月；
慢性毒性试验 (chronic toxicity),6个月 -2年，
低剂量反复染毒
? 按照实验目的的不同,
繁殖实验、蓄积实验、代谢实验及“三致实验”
体外实验法,
植物、微生物、动物体外试验（器官、组织、
细胞、亚细胞、分子水平试验）
研究方法 流行病学研究 受控的临床研究 毒理学体内试验 毒理学体外试验
优点 · 真实的暴露条件 · 规定的限定暴露条件 · 易于控制暴露条件 · 影响因素少，易于控
· 在各化学物之间发生相 · 在人群中测定反应 · 能测定多种效应 制
互作用 · 对某组人群 (如哮喘 ) · 能评价宿主特征的作用 · 可进行某些深入的研
· 测定在人群的作用 的研究是有力的 (如：性别、年龄、遗 究 (如：机制，代谢 )
· 表示全部的人敏感性 · 能测定效应的强度 传特征等和其他调控因 · 人力物力花费较少
素饮食等 )
· 能评价机制
缺点 · 耗资、耗时多 · 耗资多 · 动物暴露与人暴露相关 · 不能全面反映毒作用
· 多为回顾性，无健康 · 较低浓度和较短时 的不确定性 不能作为毒性评价和
保护 间的暴露 · 受控的饲养条件与人的 危险性评价的最后依
· 难以确定暴露，有混杂 · 限于较少量的人群 实际情况不一致 据
暴露问题 (一般 <50) · 暴露的浓度和时间的模 · 难以观察慢性毒作用
· 可检测的危险性增加必 · 限于暂时、微小,式显著地不同于人群的
需达到 2倍以上 可逆的效应 暴露
· 测定指标较粗 (发病率,· 一般不适于研究最
死亡率 ) 敏感的人群
毒理学研究方法的优缺点
基因水平上的研究
1、识别易感基因
? 环境应答基因 (环境易感基因 ),对环境因子具
有特定的反应，影响人体对有害环境因子（特
别是环境化学物）易感性的基因。
? 人类对环境因素易感的基因非常之多，总称为
环境基因组 。
? 易感性形成的原因,① 代谢酶的遗传多态性；
② 修复能力的差异；③ 受体因素；④ 宿主因
素等多方面。
2、以癌前病变为主，寻找相关的标志物，为癌
的早期诊断、早期预测、早期治疗提供依据。
环境基因组计划 (EGP)
两个主要目标,
? ① 促进识别环境暴露后决定疾病危险差异的环境反
应基因结构与功能上的多态性 。
? ② 促进疾病病因学中基因环境交互作用的流行病学
研究 。
? 最终目标,绘制所有环境反应基因中易感基因的多态
性结构变异谱并阐明各自的功能, 为疾病危险度的评
价, 病因学研究及痰病防治提供理论依据 。
环境毒理学的发展方向
? 1、多种环境污染物对机体的联合作用
? 2、环境污染物在环境中的降解和转化产物及
其引起的生物学变化
? 3、进一步研究致畸作用的机理
? 4、早期观察的敏感指标：环境污染物对动物
神经功能、行为表现、免疫机能的影响
? 5、环境污染物化学结构与毒性作用的关系
? 6、由细胞水平研究提高到分子水平
境
毒
理
学
? 总学时,40
? 学分,2
? 考查
资源环境学院
讲
授
内
容
第一章 环境毒理学概述
第二章 环境毒理学的基本原理
第一节 环境有毒物的接触和暴露方式
第二节 环境有毒物的吸收、分布和排泄
第三节 环境化学物的生物转化
第四节 毒物代谢动力学
第五节 有毒物毒性作用的一般原理
第六节 环境化学物的毒性评定方法
第三章 环境毒理学的基本研究
方法
第一节 急性毒性试验
第二节 亚慢性和慢性毒性试验
第三节 环境流行病学方法
第四章 环境毒理学的应用
第一节 环境有毒物的毒理学评价
第二节 在环境监测和人群健康影响研究
中的应用
第三节 在制定环境卫生基准中的应用
第五章 环境毒理学各论
第一节 环境有毒物的分类
第二节 环境农药污染
第三节 环境重金属污染
第六章 毒理学实验基础
参
考
书
籍
? Toxicology— Principles and
Application,Raymond,J,M,et.al
CRC Press,1999
?, 环境毒理学,,孟紫强，中国
环境科学出版社,2000
?, 环境毒理学,,惠秀娟，化学
工业出版社,2003
? 现代环境卫生学，蔡宏道，人民
卫生出版社,1995
? 农药环境毒理学研究，蔡道基，
中国环境科学出版社,1999
第一章 环境毒理学概述
一、毒理学 (Toxicology)
毒理学,是研究物理、化学和生物因素，特别
是 化学因素 对 生物机体 的损害作用及其机
理的科学。
环境毒理学,研究环境污染物，特别是 化学 污
染物对 生物有机体,尤其是对 人体 的损害
作用及其机理的科学 。
环境生态毒理学
生态毒理学 环境毒理学
核心为非人类
生物，扩展到
人类
核心为环境污
染物对人的影
响，扩展到动
植物
毒物,进入生物机体的 外源性物质,累积到一定
程度后，可以达到干扰机体 生理平衡,导致其
组织、器官或生理过程受到不良影响的程度。
外源性化学物 (Xenobiotics), 是一类“外来生
物活性物质”，又称外来化学物，以区别于代
谢过程中形成的产物和中间产物 —— 内源化学
物。
二、毒理学发展简史
? 早在远古时代，人们对一些动植物的有毒作用就已有认识。
? 1550 BC已有文献记载。
? 在 16世纪，瑞士著名医生 Paracelsus提出有毒物的剂量反应。
, Everything is a poison…it is only the dose that makes it not
a poison”
? 18世纪西班牙化学家和生理学家 Bonaventura Orfila:现代毒理
学的奠基人。
---组织和体液中的毒物的化学分析鉴别
---试验动物的系统应用
? 毒理学在 19世纪得到快速发展。
三、毒理学的分类
?按工作任务范围分,
工作毒理学；
环境毒理学；
生态毒理学；
法医毒理学；
临床毒理学。
? 按外源性化合物的类型分,
食品毒理学；
金属毒理学；
药物毒理学；
放射毒理学。
? 按研究手段分,
分子毒理学；
细胞毒理学；
组织毒理学；
遗传毒理学；
免疫毒理学 。
毒理学、环境毒理学与其它基础科学的联系
毒理学是典型的综合科学,
毒理学
临床毒理学 营养毒理学
环境毒理学
职业毒理学
医药学
诊断化学
病理学
营养学
食品学
分析化学
环境科学
生态学
环境化学
生理学
病理学
生物化学
免疫学
遗传学
其它
职业医学
四、环境污染物
(一 )环境污染物的种类
?1．化学类,
环境类激素 (内分秘干扰物 )可分 3类：外源性
雌激素、外源性雄激素、拟甲状腺激素。
?2．物理类,医源电离辐射 x,υ 射线,CT等等；
环境电离辐射；环境中紫外线的强化；激光与电
磁辐射场等。
?3 生物类,细菌、病毒等。
(二 )环境污染对机体作用的特点
? 1,接触剂量小
? 2,长时间内反复接触甚至终生接触
? 3,多种污染物同时作用于机体
? 4,接触人群的易感性差异较大
(三 )环境污染物与机体的交互作用
环境因子 信息传递通路 细胞基因组
编码功能蛋白：适应或代偿环境因素的不利影响
错误应答：周期调控失常
五、环境毒理学的
研究对象、内容及意义
? 研究对象,
对各种生物特别是对人体 产生危害的 各种
环境污染物,包括物理性、化学性及生物性污
染物，其中以 环境化学物为主要 研究对象。
? 研究内容和任务,
①环境污染物及其转化产物对机体的损害及作用机理
②探索污染物对人体健康损害的早期观察指标
③定量评定有毒环境污染物对机体的影响
环境毒理学的作用和意义,
? 环境有毒物的毒理学评价：毒性鉴定、危险度评估。
? 在环境监测和人群健康影响研究中的应用
? 在制定环境卫生基准中的应用
? 污染物处理
?保护地球生物圈包括人类在内的各种生物的生存和持
续发展
六、环境毒理学的研究方法
? 试验材料,根据研究目的可选用植物、微生
物、非哺乳类动物及哺乳类动物。
研究方法
1,整体试验
2,体外试验
3,调查研究：以已有试验结果、已有知识为基
础，采用医学流行病学的调查方法
体内实验法多在整体动物进行，也称整体动物实验。
实验动物（ laboratory animal）,指经人工培育，对其携带微生物实行
控制，遗传背景明确，来源清楚，可用于科学研究的动物。
? 一般的实验动物有,
狗
? 小鼠
? 大鼠
? 家兔
? 豚鼠
? 仓鼠
1 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
2 高剂量向低剂量外推的不确定性
3 小数量实验动物到大量人群外推的不确
定性
4 成年健康动物向年老体弱及患病个体外
推的不确定性
实验动物的毒理学实验资料外推到人
群接触的安全性时的不确定性
1 化学物在实验动物产生的作用, 可以外推
于人 。 基本假设 ① 人是最敏感的动物物
种； ② 人和实验动物的生物学过程与体重
(或体表面积 )相关 。
2 实验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 。
3 成年的健康 (雄性和雌性未孕 )实验动物和
人可能的暴露途径基本一致 。
描述毒理学试验的基本原则
? 按照染毒时间的长短,
急性毒性试验 (acute toxicity)，一次或 24小时；
亚急性毒性试验 (subacute toxicity),15-30天；
亚慢性毒性试验 (subchronic toxicity),1-3个月；
慢性毒性试验 (chronic toxicity),6个月 -2年，
低剂量反复染毒
? 按照实验目的的不同,
繁殖实验、蓄积实验、代谢实验及“三致实验”
体外实验法,
植物、微生物、动物体外试验（器官、组织、
细胞、亚细胞、分子水平试验）
研究方法 流行病学研究 受控的临床研究 毒理学体内试验 毒理学体外试验
优点 · 真实的暴露条件 · 规定的限定暴露条件 · 易于控制暴露条件 · 影响因素少，易于控
· 在各化学物之间发生相 · 在人群中测定反应 · 能测定多种效应 制
互作用 · 对某组人群 (如哮喘 ) · 能评价宿主特征的作用 · 可进行某些深入的研
· 测定在人群的作用 的研究是有力的 (如：性别、年龄、遗 究 (如：机制，代谢 )
· 表示全部的人敏感性 · 能测定效应的强度 传特征等和其他调控因 · 人力物力花费较少
素饮食等 )
· 能评价机制
缺点 · 耗资、耗时多 · 耗资多 · 动物暴露与人暴露相关 · 不能全面反映毒作用
· 多为回顾性，无健康 · 较低浓度和较短时 的不确定性 不能作为毒性评价和
保护 间的暴露 · 受控的饲养条件与人的 危险性评价的最后依
· 难以确定暴露，有混杂 · 限于较少量的人群 实际情况不一致 据
暴露问题 (一般 <50) · 暴露的浓度和时间的模 · 难以观察慢性毒作用
· 可检测的危险性增加必 · 限于暂时、微小,式显著地不同于人群的
需达到 2倍以上 可逆的效应 暴露
· 测定指标较粗 (发病率,· 一般不适于研究最
死亡率 ) 敏感的人群
毒理学研究方法的优缺点
基因水平上的研究
1、识别易感基因
? 环境应答基因 (环境易感基因 ),对环境因子具
有特定的反应，影响人体对有害环境因子（特
别是环境化学物）易感性的基因。
? 人类对环境因素易感的基因非常之多，总称为
环境基因组 。
? 易感性形成的原因,① 代谢酶的遗传多态性；
② 修复能力的差异；③ 受体因素；④ 宿主因
素等多方面。
2、以癌前病变为主，寻找相关的标志物，为癌
的早期诊断、早期预测、早期治疗提供依据。
环境基因组计划 (EGP)
两个主要目标,
? ① 促进识别环境暴露后决定疾病危险差异的环境反
应基因结构与功能上的多态性 。
? ② 促进疾病病因学中基因环境交互作用的流行病学
研究 。
? 最终目标,绘制所有环境反应基因中易感基因的多态
性结构变异谱并阐明各自的功能, 为疾病危险度的评
价, 病因学研究及痰病防治提供理论依据 。
环境毒理学的发展方向
? 1、多种环境污染物对机体的联合作用
? 2、环境污染物在环境中的降解和转化产物及
其引起的生物学变化
? 3、进一步研究致畸作用的机理
? 4、早期观察的敏感指标：环境污染物对动物
神经功能、行为表现、免疫机能的影响
? 5、环境污染物化学结构与毒性作用的关系
? 6、由细胞水平研究提高到分子水平
