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环境毒物的联合作用
 
摘要: 环境中经常同时出现多种化学物质的污染,这些物质对机体所产生的综合毒性作用,称为环境毒物的联合作用。联合作用有相加作用、协同作用、拮抗作用和独立作用等几种类型。

环境中经常同时出现多种化学物质的污染,这些物质对机体所产生的综合毒性作用,称为环境毒物的联合作用。联合作用有相加作用、协同作用、拮抗作用和独立作用等几种类型。

(1) 相加作用: 两种以上毒物对机体的毒作用为单项物质毒性作用的总和。当某些毒物化学结构及性质相近,对机体作用部位一致,在机体内毒作用机理相似时,往往呈相加作用。例如氰化氢与丙烯腈是同系化合物,进入机体后都析出氰根,在体内产生相似的毒作用,两者共存时为相加作用。

(2) 协同作用: 两种毒物联合作用时,其中一种毒物可使另一种毒物毒性增强,其毒性超过两种毒物毒作用的总和,称为协同作用或增毒作用。当某种毒物进入体内使机体对另一毒物的吸收增加,排泄延缓,而使后者在体内蓄积量增多,或使其降解受阻,或通过代谢产生毒性更大的产物时,都可能产生协同作用。例如大气中二氧化硫与三氧化硫混合污染对呼吸道的作用要比它们各自的单独作用强得多。又如有些物质本来致癌作用很弱,但与具有增强致癌作用的毒物共同作用时,则可能出现强的致癌作用,一些促癌剂就属此类。

(3) 拮抗作用: 两种毒物联合作用时,其中一种毒物可使另一种毒物毒性减弱,其毒性低于两种毒物作用的总和称为拮抗作用。当某种毒物使机体对其他毒物的吸收量减少,加速其他毒物从体内排出,或加快在体内降解过程,产生毒性更低的代谢产物时都可能产生拮抗作用。

(4)独立作用: 毒物中各单项物质对机体的作用途径、方式和作用部位都不相同,毒作用的机理也不同时,各毒物对机体产生的作用为独立作用。

常采用急性动物试验的方法测定各单一毒物及混合毒物的LD50,以初步评价联合作用的类型。先假设混合物的联合作用为相加作用,用Finney提出的相加作用计算式,求出混合物预计LD50(PLD50)。

式中: PLD50混合物预计半数致死量;

π甲、π乙……πn 混合物中各单项物质的组分,π甲+π乙+……πn=1;

LD50(甲)、LD50(乙)……LD50(n) 各单项毒物的半数致死量。

然后按计算时所确定的单项物质的组分配成混合物对动物试验,求得混合物的实测半数致死量(OLD50),设如OLD50等于PLD50,则Q值等于1,该混合物的联合作用为相加作用。如OLD50>PLD50,Q<1,为拮抗作用。如OLD50<PLD50,Q>1,为协同作用。但由于动物个体的差别以及毒物在体内的毒作用受到许多因素的影响,两种毒物呈相加作用时,Q值不一定正好等于“1”。需用统计处理的方法,来确定相加作用时Q值允许的偏离范围。

Abt提出用测定PLD50和OLD50差异显著性水平的方法来判断联合作用的类型。Finney提出用机率法,先分别求得混合物的实测死亡一机率回归线和混合物的预计死亡一机率回归线,如这两条回归线的坡度b无显著性差别,则联合作用为相加作用。

另外一些学者根据大量的实验结果,提出相加作用时Q值的建议范围。Keplinger以15种农药按等毒性配成100余对混合物进行测试后,建议Q值在0.57~1.75范围内为相加作用,<0.57为拮抗作用,>1.75为协同作用。

也可以用等效应图评价两种毒物联合作用。先在方格纸上纵轴和横轴上各标出甲、乙毒物的LD50及95%可信限(上、下限),联接各相应点,甲、乙LD50的联线称等效应线,95%可信限的联线上、下限范围的区间称等效应区,然后OLD50中各单项毒物的剂量在纵轴与横轴上各引垂线相交于一点,如此点落在等效应区内,则此混合物为相加作用;如落在等效应区下方为协同作用;如落在等效应区上方则为拮抗作用或独立作用。图中氰化物与丙烯腈两个交点都落在等效应区内,故氰化物与丙烯腈的联合作用为相加作用。

氰化物剂量(mg/kg)

氰化物与丙烯腈联合作用的等效应图

近年来很多学者注意在器官、细胞和分子水平上评价环境毒物的慢性联合作用。如镉和锌的急性联合作用是拮抗作用,国内进一步采用慢性毒性、致畸、DNA合成抑制、微核和Ames等试验研究慢性联合作用,也获得拮抗作用的结果。国内还采用Ames和DNA合成抑制试验对乙醛和丁烯醛的联合作用进行了研究。上述某些分析急性联合作用特性的方法也可用以分析慢性联合作用的实验结果。国外采用机率法在器官水平上分析四氯化碳、一氯苯和乙酰氨基苯酚等肝毒物质的联合作用。采用血清丙氨酸转氨酶(ALT)为测定指标,以活性大于对照组的均值加3个标准差为阳性反应。求得各单项毒物和混合物的染毒剂量和ALT阳性反应 (以机率单位表示) 的剂量一反应曲线。对四氯化碳和一氯苯混合物的实测剂量一反应曲线和按相加作用求得的预计剂量一反应曲线作显著性检验,两者无显著差异,这两种混合物的联合作用为相加作用。四氯化碳和乙酰氨基苯酚的实测剂量一反应线和按相加作用求得的预计剂量—反应线之间有显著差异,混合物实测毒性低于预计毒性,呈拮抗作用。混合物中毒物的不同配比对其联合作用的特性往往有很大影响,如偏二甲肼和亚硝酸盐按等毒性配比时呈拮抗作用;但当混合物中两者比例悬殊很大时,则表现为相加作用。

采用流行病学调查方法研究环境污染物的联合作用十分重要。如研究飘尘与SO2,汽车废气与吸烟的联合作用对人群的影响。

许多生活因素常可影响毒物的联合作用,例如吸烟、饮酒、药物及营养条件等对毒物的联合作用都可能产生很大影响。近年来对物理因素(如高温、高湿、噪声、振动、射线及电磁波等) 与化学物质对机体的联合作用进行了不少研究,高温时血液循环加速,毒物的吸收增加,因而毒性增强。

环境中多种污染共存时产生联合作用的问题,是一个重要而又非常复杂的问题,尤其多种污染物低浓度长时间污染对人群产生危害的评价问题,都是今后环境卫生学中需要研究的课题。


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  • 发布时间: 2012-12-12
  • 更新时间: 2012-12-12

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