食品毒理学
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第四节 环境因素

一、气象条件

(一)温度与湿度

温度的变化能改变毒性大小。一般而言,低温环境下,化学物的吸收率减少,代谢率降低,机体对化学毒物的反应性也下降,但整体反应的持续时间可能会延长。高温可使动物皮肤毛细血管扩张、血循环和呼吸加快,胃液分泌减少,出汗增多,尿量减少,化学物经皮和经呼吸道吸收增加。环境温度升高可以增加秋水仙素对青蛙的毒作用。此外,某些药物在特定的环境温度下产生较大的毒性,如阿托品类化合物可以抑制机体出汗和降温,因此抗胆碱药物在温暖环境温度下可能会产生更明显的毒性作用。

高温环境可使HCl、HF、NO和H2S的刺激作用增强,高湿度可造成夏季不易散热,增加机体体温调节的负荷。当高温伴高湿时,将进一步增加经皮吸收速度,同时延长暴露时间。

(二)气压

气压对毒作用的影响研究最早来源于暴露于空间和饱和潜水车辆中的人体研究。在高海拔地区(≥1500m),洋地黄和士的宁的毒性减低,苯丙胺类兴奋剂的毒性增加。气压増高通常会影响大气污染物的浓度,气压降低可致氧分压减小而使CO的毒作用增大。大气压对毒作用的影响主要是由于氧分压的改变而不是直接的压力效应。大气压的明显改变能产生不同程度的应激反应,反过来又可以影响毒性作用。

二、光周期与昼夜及季节节律

人们很早就认识到光对动物的生理反应具有深远的影响,包括对某些物种生殖周期的调控。光还可以极大地提高新生婴儿胆红素的代谢,因此暴露在光线下成为治疗新生儿黄疸的一种安全有效方法。光照周期使许多酶的活性呈现出昼夜模式,而这种昼夜模式受光照周期而不是光照强度的调节。比如,松果体的羟基吲哚-O-甲基转移酶呈现夜间活性最高的昼夜节律,持续黑暗可以使酶维持高活性水平。大鼠和小鼠细胞色素P450呈现明显昼夜节律,在黑暗初期活性最高。

啮齿类动物对化学物的敏感性也呈现昼夜节律,这种昼夜节律与光周期有关。在常规实验条件下,群笼养小鼠经苯巴比妥麻醉后的睡眠时间呈现明显的昼夜节律,下午2点给药睡眠时间最长,而午夜2点给药睡眠时间最短(约为下午2时给药的40%~60%)。当用单笼饲养替代群养,用持续光照替代昼夜节律光照,苯巴比妥对小鼠的睡眠时间影响的节律性大大降低。人排出某些药物的速度亦有昼夜节律,如早上8时口服水杨酸,其排出速度慢,而晚上8时口服,排出速度快,在体内停留时间最短。

给药季节不同化学物毒作用也有差异,如给予大鼠苯巴比妥盐,其睡眠时间以春季最长,秋季最短(只有春季的40%)。

昼夜节律变化可能受体内激素水平控制,如切除肾上腺后,大鼠昼夜节律变得不明显;也可能受进食睡眠、光照、温度等外环境因素所调节,还可能取决于实验动物摄食和睡眠活动本身的昼夜节律性。为降低环境条件对化学物毒作用的影响,实验动物应饲养于恒温、恒湿及人工昼夜环境中。

三、噪声、紫外线及辐射

噪声、紫外线与辐射等物理因素与化学物共同作用于机体时,也可影响化学物的毒作用。研究证实噪声通过影响2-萘胺的代谢增加其对大鼠的毒性。紫外线与某些致敏化学物的联合作用,可引起严重的光感性皮炎。全身辐射能增强中枢神经兴奋剂的毒性,降低中枢神经系统抑制剂的毒性,但全身辐射不影响对止痛药如吗啡的毒作用。

四、动物饲养条件

众所周知,动物的饲养条件诸如动物笼养形式、每笼动物数、垫料也可以激发对化学物的反应性。大鼠为群居性动物,单独笼养会使其烦躁易怒,具有攻击性。异丙基肾上腺素的急性毒性试验中观察到,单独笼养3周以上的大鼠,其急性毒性明显高于群养的大鼠。安他非明对小鼠的LD50随着饲养条件的变化而不同。随着笼具中饲养小鼠的增多,LD50呈现降低的趋势。另外,饲养于“密闭笼”内的大鼠对吗啡的急性毒性较饲养于“开放”笼中的大鼠低。尽管难以量化,拥挤因素以及其他一些社会压力因素对毒作用的影响将越来越为人们所关注。

(严红)