蓄積作用

蓄積作用是指毒物逐次進入生物體，而在靶器官內積和/或毒物對生物體所致效應的累加現象。這種累加最終造成組織或器官的損害。

基本介紹

• 中文名：蓄積作用
• 外文名：Cumulative effect
• 取決於：染毒量（接觸量）
• 類型：四種
• 學科：生態工程
• 領域：環境科學

簡介

當外來化學物呈慢性接觸，即連續、反覆進入機體，而且進入的速度(或總量)超過代謝轉化與排出的速度(或總量)時，物質就可能在機體內逐漸增加並貯留，這種現象稱為化學物質的蓄積作用。

類型

由於藥物在體內蓄積太多而引起的中毒稱為蓄積性中毒。對於正常機體，只要藥物進入機體的速度大於藥物自機體消除的速度，都可產生蓄積作用。臨床上往往有計畫地利用藥物的蓄積作用，使藥物在體內達到有效水平，並用維持劑量達到治療目的。

蓄積作用的大小取決於染毒量（接觸量）、染毒（接觸染毒）頻數及機體的排除能力等因素。蓄積作用與每天劑量的關係，有四種類型：

①蓄積作用隨每天劑量的減少而降低，如高毒的有機磷殺蟲劑。

②蓄積作用與每日劑量無關，如四甲級秋蘭姆化二硫。這類物質較為危險，即使小劑量也能引起慢性中毒。

③蓄積作用隨每日劑量的減少而增加，如DDT。

④蓄積作用最初隨每日劑量減少而增加，然後又降低。在長期接觸情況下也是危險的，如合成的二稀類（艾氏劑、狄氏劑）。

研究方法

蓄積係數法

此種方法的原理是在一定期限之內以低於致死劑量(小於LD50劑量)，每日給予實驗動物，直至出現預計的毒性效應(或死亡)為止，計算達到預計效應的總累積劑量，求出此累積劑量與一次接觸該化合物產生相同效應的劑量的比值，此比值即為蓄積係數(K值)。在衛生毒理學實際工作中，蓄積作用試驗多用小鼠或大鼠為實驗動物，一般以死亡為指標。

雖然蓄積係數法具有一定使用價值，但是某些外來化合物的慢性中毒效應，無法用K值表示。例如多數有機磷化合物是屬於輕度蓄積(K>5)，但當小劑量反覆與機體接觸後，紅細胞與腦組織的乙醯膽鹼酯酶可以持續降低，而且伴有一定程度的中樞神經系統症候。

生物半減期法

生物半減期法是用毒物動力學原理闡明外來化合物在機體內的蓄積作用特徵。

外來化合物在機體內蓄積的速度和量與單位時間內吸收該化合物的速度和量以及清除速度和量有關。任何化合物如果以相等的時間間距恆速地吸收入血液，則化合物一定劑量範圍內在機體中的蓄積量不是直線地無限增加，而是有一定的極限。這是因為受試化合物在吸收進入機體的同時存在著該化合物在體內代謝轉化與清除的過程。當受試化合物的吸收過程與代謝轉化、清除過程達到動態平衡時，化合物的蓄積量就基本上不再增加。T1/2較短的化合物達到蓄積極限所需的時間也短，但是一旦機體停止接觸該化合物，也易於很快從機體內清除完畢。

毒性

環境污染物進入機體的速度或數量超過機體消除的速度或數量，造成環境污染物在體內不斷積累的作用。

將具有蓄積性的環境污染物，如以低於中毒閾劑量同機體接觸,一般不出現毒作用。但如反覆多次接觸,並且每次接觸的時間間隔，短於機體消除該污染物所需要的時間，就會有一定數量的環境污染物在體內不斷蓄積。蓄積量超過中毒閾劑量時，則出現毒作用。這就是物質蓄積。機體吸收環境污染物後，機體的結構或功能可能改變，如這種變化是不可修復的，或在修復過程未完成時機體又多次與該污染物接觸，致使結構或功能的變化不斷加深，這就是功能蓄積。但根據現有科學水平還不能將物質蓄積和功能蓄積明確區分開來，因為這兩種蓄積，可能是同時發生而且互為基礎的。環境污染物的蓄積性是亞急性毒作用和慢性毒作用的基礎。

實驗研究

環境污染物在機體內的蓄積作用，可以通過動物實驗來確定，方法如下：

①最簡單的方法是把同樣的實驗動物分為兩組，先按常規方法測出某一環境污染物對其中一組動物的半數致死量(LD50)；然後,把相當於這一環境污染物LD50的1/20至1/10的劑量,逐日給予另一組動物，為期一個月；而後,再給予劑量為 LD50的該環境污染物。這時，如動物死亡數量超過50%，則可認為該環境污染物在體內能引起蓄積毒作用。

②常用又較精確的方法是蓄積係數法，就是把同樣的實驗動物分為兩組，並選定某種較為靈敏的生化或生理的急性毒作用觀察指標（例如血液中酶活力變化等）。利用一組受試動物，求出半數有效劑量(ED50)，即能使這組動物中的 50%出現觀測指標變化所需要的最低劑量；再把相當於此 ED50的1/20至1/10的劑量，逐日給予另一組動物，直到50%受試動物出現同樣的觀測指標變化為止，記錄其累計劑量。根據累計劑量與ED50的比值，即可計算出蓄積係數K。K值的大小，表示蓄積作用的強弱。當K≥5時為極弱，K≥3時為中等，K≥1時為顯著，K<1時則為極高。

③蓄積率也可用來表示一種 環境污染物的蓄積作用。方法是選取兩組同樣的動物，其中一組為對照組，按常規方法測定LD50；另一組為蓄積組，每日給予相當於LD50的1/20的劑量；一個月後，按常規方法測定 LD50。這樣便可按下式計算蓄積率：

計算蓄積率公式

蓄積率越大，則環境污染物在機體內的蓄積作用越強。

④生物半減期也可反映環境污染物在體內的蓄積情況。生物半減期是一種環境污染物在體內減少到原有量的一半所需要的時間。測定整個機體的半減期較為複雜，通常是間接測定環境污染物在血液中的濃度降低50%所需的時間，即測定在血液中的生物半減期。在實際測定時，可將某種環境污染物從靜脈注入體內，然後按一定間隔時間測定其在血液中的濃度，並把結果記錄在半對數坐標紙上，縱坐標為血液濃度，橫坐標為時間。這樣就能繪出反映兩者關係的直線圖，並求出該環境污染物在體內的生物半減期。如果環境污染物每次進入機體的間隔時間比生物半減期短，則其蓄積可能性極大。反之，如每次進入機體的間隔時間比生物半減期長，則其蓄積可能性極小。如果兩者相等，那么,每經過一個半減期,體內的蓄積量相當於這一時期內進入機體總量的一半與前一階段蓄積總量一半的代數和。經過6個半減期後,體內蓄積量便接近蓄積極限（相當極限值的98.44%）。此後，即使該項污染物繼續進入機體，體內蓄積總量也不再增加，基本上保持平衡狀態。