Galeria de mapas mentais Toxicologia 4 Noções básicas de experimentos de toxicologia
Esta imagem apresenta os princípios e limitações dos experimentos toxicológicos, o propósito básico dos experimentos toxicológicos, a seleção e manejo de animais experimentais, métodos experimentais em animais, análise estatística de resultados experimentais toxicológicos e o controle de qualidade de experimentos toxicológicos. útil para todos ajudarem!
Editado em 2024-02-18 11:49:24이것은 (III) 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제에 대한 마인드 맵이며, 주요 함량은 다음을 포함한다 : 저산소증-유도 인자 프롤릴 하이드 록 실라 제 억제제 (HIF-PHI)는 신장 빈혈의 치료를위한 새로운 소형 분자 경구 약물이다. 1. HIF-PHI 복용량 선택 및 조정. Rosalasstat의 초기 용량, 2. HIF-PHI 사용 중 모니터링, 3. 부작용 및 예방 조치.
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Toxicologia 4 Noções básicas de experimentos de toxicologia
Perguntas de revisão após a aula
1. Quais são as razões da incerteza na extrapolação dos resultados experimentais em animais para humanos?
2. Que princípios básicos devem ser seguidos na concepção de experimentos toxicológicos?
3. Que questões devem ser consideradas para determinar se os resultados experimentais têm significado biológico?
Quais são os tipos e propósitos dos experimentos toxicológicos?
Experimentos in vitro
Rastrear, prever toxicidade, explorar mecanismos
Experimentos in vivo
Avaliação da toxicidade: animais → humanos
pesquisa populacional
Verificação dos resultados de experimentos com animais
1. Princípios e limitações dos experimentos toxicológicos
1. Princípios básicos de experimentos toxicológicos
1. Os efeitos em animais experimentais podem ser extrapolados para humanos
①A espécie animal mais sensível são os humanos.
②Os processos biológicos e o metabolismo químico de humanos e animais experimentais estão relacionados ao peso corporal ou à área de superfície corporal.
As duas suposições acima são a premissa de toda biologia experimental e medicina.
2. Animais experimentais devem ser expostos a altas doses
De acordo com a definição de resposta qualitativa, a incidência de efeitos de grupo aumenta com o aumento dos níveis de exposição.
Configure 3 ou mais grupos de dose e observe a relação dose-resposta.
Quanto maior a distância entre o LOAEL e a dose de exposição humana, mais seguro é.
3. Os sujeitos experimentais são animais adultos saudáveis.
Animais adultos saudáveis servem como modelos experimentais representativos para a população em geral, tornando os resultados experimentais representativos e reprodutíveis.
4. A via de envenenamento é a possível via de exposição do ser humano.
2. Limitações dos Experimentos Toxicológicos
A extrapolação de experimentos com animais para humanos é incerta
Há incerteza em extrapolar doses altas para doses baixas
A extrapolação de um pequeno número de animais para um grande número de pessoas é incerta
Geralmente são utilizados animais adultos saudáveis e a reação é relativamente simples.
3. Princípios “3R” e ética em experimentos com animais
Princípio "3R"
substituição
Um método científico que utiliza experimentos ou outras pesquisas conduzidas por outros métodos que não animais para atingir um propósito experimental, ou que utiliza materiais experimentais não sencientes em vez de animais vertebrados conscientes para experimentos.
redução
Um método para obter a mesma quantidade de dados experimentais com menos animais ou para obter mais dados experimentais com um certo número de animais.
Refinamento
Métodos que melhoram e aperfeiçoam procedimentos experimentais para aliviar ou reduzir a dor e o desconforto dos animais e proporcionar bem-estar animal.
Questões éticas na experimentação animal
lei
"Lei Martin", "Regulamentos sobre a Administração de Animais de Laboratório"
respeitar princípios
Fornecer manejo e tratamento humanos de animais experimentais; minimizar a dor e o desconforto dos animais experimentais;
Princípios Éticos da Experimentação Humana
princípio do consentimento informado
Princípio do benefício sem dano
princípio de finalidade médica
princípio científico
princípio de controle experimental
2. Finalidades básicas dos experimentos toxicológicos
O objetivo básico da avaliação de segurança
Observe os efeitos tóxicos e propriedades da substância de teste
Estudos de relação dose-resposta (efeito)
Determinar órgãos-alvo de toxicidade
Determinar a reversibilidade do dano
Outros propósitos de experimentos toxicológicos
Indicadores sensíveis de detecção de efeitos tóxicos
marcadores biológicos
mecanismo de envenenamento
Toxicocinética das substâncias de teste
Metabolismo da substância teste e medidas de resgate de envenenamento
3. Seleção e manejo de animais experimentais
animal de laboratório
Os animais que foram criados artificialmente e os microrganismos que eles carregam são controlados, com antecedentes genéticos claros e origem clara. É usado principalmente para pesquisa científica, avaliação de eficácia e segurança de medicamentos e produtos biológicos e ensino.
Seleção de espécies animais experimentais
Geralmente escolha duas espécies: roedores e não roedores
O princípio básico
① As características metabólicas, bioquímicas e toxicológicas são semelhantes às dos humanos
② Menor vida natural
③Fácil de gerenciar e operar
④Econômico e fácil de obter
Seleção de linhagens animais experimentais
Cepa: Termo próprio em zoologia experimental, que se refere a um grupo de animais derivados do mesmo ancestral através de métodos de acasalamento planejados, ou animais, plantas ou microrganismos derivados do mesmo ancestral e possuindo um genótipo específico.
Animais experimentais classificados por controle genético
consanguíneo
Uma linhagem pura de animal criado por acasalamento contínuo entre irmãos ou pais e filhos por mais de vinte gerações. Por exemplo, os ratos têm BALB/C, Jinbai I, Jinbai II, etc.
Animais do grupo híbrido (cruzamento de 1ª geração, F1)
A primeira geração de animais resultante do acasalamento proposital de duas linhagens consanguíneas diferentes. Há uma clara herdabilidade e vigor híbrido.
grupo fechado
Uma população é um grupo de animais que não introduz sangue novo do exterior há mais de 5 anos, e é apenas um grupo de animais da mesma linhagem que são acasalados aleatoriamente e reproduzidos em um local fixo. Como ratos Kunming, ratos NIH, ratos Wistar, etc. Mais utilizado em pesquisas toxicológicas.
Parâmetros de controle microbiológico para animais experimentais
Animal Convencional (AVC)
Animal Limpo (CLA)
Em testes de toxicidade e estudos toxicológicos, CLA ou animais superiores devem ser utilizados para garantir a confiabilidade dos resultados experimentais.
Animal Livre de Patógenos Específicos (FPS)
Animal livre de germes (GFA)
Padrões de classificação microbiana para animais de laboratório
Nível I: AVC, sistema aberto, sem doenças transmissíveis que possam ser transmitidas ao homem.
Nível II: CLA, sistema de barreira, além dos padrões do Nível I, a linhagem das espécies é clara e não há doenças infecciosas específicas do animal.
Nível III: FPS, barreira ou sistema de isolamento, além dos padrões do Nível II, criados de acordo com requisitos de linha pura, criados em isolador ou sala de fluxo laminar, podem apresentar colônias bacterianas não patogênicas e nenhum patógeno patogênico.
Nível IV: GFA, sistema de isolamento, animais puros criados em condições estéreis completamente fechadas, sem quaisquer microrganismos e parasitas (incluindo a maioria dos vírus) fora dos animais.
Seleção individual de animais experimentais
gênero
idade e peso
Estado fisiológico
Estado de saúde
Estrutura das instalações para animais de laboratório
Área de recepção e quarentena de animais
Alimentação animal e área experimental
Área de armazenamento de rações, roupas de cama e suprimentos
Área de lavagem e desinfecção
Área de armazenamento e processamento de resíduos
área de gestão
Tipos de instalações para animais experimentais
sistema aberto: ambiente comum
Sistema de barreira: Limpeza Classe 10.000
Sistema de isolamento: Limpeza nível 100
4. Métodos de Experimentação Animal
Princípios de Design de Experimentos Animais
princípio de randomização
Completamente randomizado (delineamento de fator único)
Randomização estratificada (design correspondente)
Princípio de contraste
Controles comuns para testes toxicológicos
Controle não tratado (controle em branco)
Sem fatores de processamento, sem substâncias de teste, sem operações
Determinar o valor de fundo das características biológicas, controle de qualidade
Controle negativo (controle de solvente)
Não há fatores de processamento, são fornecidos os fatores experimentais necessários (solventes) e a influência dos fatores experimentais (solventes) é eliminada.
controle positivo
Use positivos conhecidos para testar a eficácia do sistema experimental.
Testes de toxicologia genética, testes de teratogenicidade e testes de carcinogenicidade têm todos grupos de controle positivos.
auto-controle
Os mesmos sujeitos de pesquisa foram comparados antes e depois do tratamento. Por exemplo, observe as alterações na pressão arterial antes e depois de tomar o medicamento.
É necessário que as condições experimentais antes e depois do tratamento do fator de pesquisa sejam consistentes e os parâmetros observados sejam estáveis.
Comparação histórica
Consiste em dados de grupos de controle de vários experimentos anteriores no mesmo laboratório.
Verifique a estabilidade do sistema experimental através de testes de homogeneidade para controlar e garantir a qualidade do laboratório.
Princípio de repetição
Repetição de todo o experimento
Garantir a reprodutibilidade dos resultados experimentais.
Observações repetidas de vários assuntos
Deve haver tamanho de amostra suficiente para cada grupo.
Pontos-chave do projeto de experimentos com animais
Agrupamento de doses para testes toxicológicos in vivo
Número de animais em cada grupo
Período de teste
Preparação antes de experimentos com animais
Após a compra dos animais experimentais, os machos e as fêmeas devem ser mantidos separadamente.
Geralmente, a quarentena é realizada por 5 a 7 dias.
Identificação de gênero de animais experimentais comumente usados
Preparação antes da exposição ao veneno
Agrupamento de animais
Pesagem, numeração, agrupamento aleatório
Preparação da substância teste
Agrupamento de dose, volume de exposição, diluição
Escolha da via de exposição
Trato gastrointestinal, trato respiratório, pele, subcutâneo, intradérmico, muscular, cavidade abdominal, veia
Preparação da substância de teste
Preparações venenosas
Formas farmacêuticas comuns: solução aquosa, suspensão, solução oleosa
As substâncias de teste solúveis em água permanecem consistentes com a pressão osmótica no corpo
Substância de ensaio insolúvel em água, dissolvida ou suspensa num solvente orgânico apropriado
A substância de teste geralmente deve ser preparada fresca antes do uso.
Pontos-chave na preparação de preparações venenosas
Ao preparar, não aqueça o objeto de teste a uma temperatura que possa alterar suas propriedades físicas e químicas.
Para avaliar a toxicidade cutânea de substâncias de teste sólidas, a sua forma e tamanho de partícula devem ser mantidos
Preparar a substância de teste multicomponente de acordo com a fórmula para que a preparação reflita com precisão a mistura original
As preparações devem manter a estabilidade química e a consistência com a substância em estudo
A preparação deve reduzir o volume total do teste e não utilizar muito solvente ou excipiente.
Os preparativos devem ser fáceis de preparar para a exposição
O pH da preparação é melhor entre 5 e 9
Não use ácidos ou bases para dissociar a substância de teste
Para intoxicação parenteral, a solução final deve ser o mais isotônica possível
Rotas de exposição a animais experimentais
Exposição oral (gastrointestinal)
Engolir cápsulas
alimentando
Administração oral
Infecção via trato respiratório
Pesquisa sobre venenos químicos existentes na forma de gás, vapor, poeira, fumaça, neblina, etc. sob condições de produção e avaliação de poluentes atmosféricos ambientais
Exposição por inalação: estática e dinâmica
Injeção intratraqueal: realizada após anestesia
exposição da pele
Venenos químicos em estado líquido, gasoso ou mesmo em pó
A maioria deles escolhe coelhos e porquinhos-da-índia. A pele de ambos os lados da coluna do animal é depilada, o veneno químico é aplicado localmente e é coberto e fixado com uma redoma de vidro, papel oleado ou filme plástico por um determinado período de tempo. tempo.
Pesticidas, cosméticos, poluentes ambientais, medicamentos tópicos
Ratos comumente usados
Formas de exposição
Depilação: depilação química ou mecânica
Exposição ao veneno: aplicação local ou método de imersão na cauda
Exposição via injeção
injeção intraperitoneal
injeção intravenosa
injeção intramuscular
injeção subcutânea
Coleta de espécimes biológicos
Coleta de urina e fezes
Coleta de amostras de órgãos
Coleta biliar
coleta de sangue
fim
Coleta de sangue não terminal
O volume único de coleta de sangue é inferior a 15% do volume total de sangue do animal e não afetará o animal.
Se o volume sanguíneo for de 15% a 20% do volume total de sangue, ocorrerão efeitos colaterais.
Múltiplas coletas de sangue a cada 24 horas não devem exceder 1% do volume total de sangue
anestesia
Anestesia geral (pentobarbital sódico) e local (procaína, etc.)
eutanásia
O processo de matar animais usando métodos humanos e publicamente reconhecidos para que morram silenciosamente e sem dor, sem medo ou ansiedade.
Anatomia patológica e coleta de amostras
O exame patológico é uma parte importante dos testes toxicológicos, e os estudos patológicos podem ajudar a determinar os efeitos nocivos e os órgãos-alvo. O exame patológico inclui anatomia macroscópica e exame histopatológico.
anatomia bruta
Meia hora após o sacrifício dos animais experimentais, eles foram dissecados pelo método de extração combinada de órgãos torácicos e abdominais.
Observe a forma, condição da superfície, cor, borda, tamanho, textura e seção dos órgãos relevantes.
Pese os órgãos designados e calcule os coeficientes dos órgãos.
Procedimentos operacionais padrão para anatomia patológica de animais de laboratório
1. Fixe o animal na tábua de dissecação e disseque o pescoço (glândula parótida, gânglios linfáticos, etc.)
2. Pegue um lado da pele do peito e da cintura, abra o abdômen e expanda a incisão (órgãos abdominais internos)
3. Abertura do tórax (órgãos internos do tórax, língua e garganta, traquéia, tireóide, etc.)
4. Retire o membro posterior esquerdo (músculos, etc.), couro cabeludo e orelhas, abra o crânio e exponha a medula espinhal.
Exame histopatológico
Use uma faca afiada para cortar o órgão ou tecido designado e unificar as partes.
Os blocos de tecido são geralmente fixados em 10 vezes o volume de uma solução de formaldeído a 10% e depois preparados rotineiramente (inclusão de tecido em parafina, seccionamento e coloração HE).
Observe e registre sob um microscópio para fazer o diagnóstico patológico.
5. Análise estatística dos resultados dos experimentos de toxicologia
Análise estatística dos resultados
Comparação em pares entre cada grupo de tratamento e o grupo de controle negativo e comparação entre vários grupos de tratamento e o grupo de controle negativo
relação dose-resposta e relação dose-resposta
gráfico de controle de qualidade
Perguntas que devem ser respondidas ao avaliar os resultados dos testes toxicológicos
É estatisticamente significativo?
É biologicamente significativo?
Se tem significado toxicológico, ou seja, se tem efeitos nocivos
Questões a considerar na determinação do significado biológico
Comparação longitudinal: se existe relação dose-resposta para alterações neste parâmetro.
Comparação horizontal: se as alterações neste parâmetro são acompanhadas por alterações em outros indicadores relacionados.
A diferença entre as médias do grupo de tratamento e do grupo de controle é mais que o dobro do erro de detecção.
Questões a considerar na determinação do significado biológico
Comparação com controles históricos: O valor normal de referência para animais experimentais é composto pelos resultados do controle negativo de pelo menos 10 experimentos independentes recentemente conduzidos neste laboratório usando a mesma linhagem de animais experimentais e o mesmo solvente, e sua média ±1,96 × padrão o erro é usado como intervalo de valores de referência. Os controles negativos devem estar dentro de ±3× o erro padrão da média dos controles históricos.
Se um determinado valor observado no grupo de tratamento for comparado com o grupo de controle, a diferença é estatisticamente significativa e, se atender a uma das seguintes condições, pode ser considerado que excedeu a faixa normal de valores de referência e é um efeito prejudicial.
①O valor excede a faixa de valor de referência normal
②O valor está dentro da faixa de valor de referência normal, mas a diferença continua por um período de tempo após o contato ser interrompido.
③O valor está dentro da faixa de valor de referência normal, mas se o corpo estiver em estado de estresse funcional ou bioquímico, a diferença será mais óbvia.
Significância estatística e importância biológica dos resultados dos testes toxicológicos
6. Controle de qualidade de experimentos toxicológicos
Boas práticas de laboratório (BPL)
É um regulamento de gestão formulado para avaliação de toxicidade de medicamentos, aditivos alimentares, pesticidas, cosméticos e outros itens médicos.
É um documento normativo que regulamenta um sistema completo de gestão organizacional para pesquisas de segurança não clínicas relacionadas à saúde humana e ao meio ambiente, incluindo planejamento experimental, implementação, supervisão, registros e gerenciamento de arquivos.
A história do desenvolvimento do GLP no país e no exterior
Os países desenvolvidos começaram a desenvolver e implementar formalmente as BPL nas décadas de 1960 e 1970.
Os países que implementaram sistemas BPL incluem os Estados Unidos, o Japão, o Reino Unido, a Alemanha, os Países Baixos, a Suécia e a Suíça.
No final da década de 1980, o meu país realizou sucessivamente investigação e trabalho de implementação das BPL em medicamentos e outros produtos e venenos relacionados.
Objetivo e significado
Destina-se a organizar e gerir as atividades de investigação do pessoal científico e tecnológico
Promover pesquisadores para melhorar a qualidade e validade dos dados experimentais
Promover o reconhecimento mútuo de dados experimentais internacionalmente
Evite duplicação desnecessária de experimentos e reduza o desperdício de recursos
Garantir a confiabilidade, integridade e repetibilidade dos resultados experimentais
Conteúdos fundamentais
Requisitos para organizações e pessoal
Requisitos para instalações experimentais, instrumentos, equipamentos e materiais experimentais
Procedimentos Operacionais Padrão (POP)
Requisitos para o processo de implementação do trabalho de pesquisa
Requisitos para arquivos e sua gestão
Certificação de qualificação laboratorial e supervisão e inspeção
Procedimentos operacionais padrão SOP
O objetivo é garantir a reprodutibilidade operacional e a credibilidade do resultado
Quando o pessoal que recebeu educação e treinamento realiza testes de acordo com o POP, a reprodutibilidade de suas operações de teste e resultados operacionais é melhor.
Na mesma instituição de pesquisa ou laboratório, se diferentes pessoas realizarem operações e testes de acordo com o SOP, poderão garantir resultados mais consistentes.
sistema organizacional
Unidade de Garantia de Qualidade (UGQ – Unidade de Garantia de Qualidade)
UGQ refere-se ao departamento ou organização dentro da agência de inspeção responsável por garantir que o seu trabalho esteja em conformidade com as especificações das BPL.
A UGQ é a chave para a construção das BPL. Ter um bom plano experimental e POPs para diversas operações específicas não garante necessariamente resultados de testes de alta qualidade.
Líder do projeto (Diretor de Estudos SD)
Refere-se à pessoa responsável pela organização e execução de determinado trabalho de pesquisa ou fiscalização. SD é a figura central da gestão organizacional específica no órgão fiscalizador. Possui ampla estrutura de conhecimento e rica experiência de trabalho. O cultivo e a qualidade do SD são cruciais para os laboratórios de GLP.
Controle de Qualidade do Projeto Experimental de Toxicologia
Pontos-chave na concepção de experimentos de toxicologia in vivo
Agrupamento de doses para testes toxicológicos in vivo
Número de animais em cada grupo
Período de teste
Projeto de teste de toxicologia in vitro
Teste a solubilidade da substância de teste
Recomendação da dose mais alta a ser testada (10mmol/L ou 5mg/ml)
Ativação metabólica (homogenato de fígado de rato adulto macho pré-tratado com PCB 1254 90000g de sobrenadante centrífugo (S9) e sistema de regeneração NADPH)
Controle de qualidade durante a implementação de experimentos toxicológicos
Procedimentos operacionais e gerenciamento do laboratório
Gerenciamento de reagentes
Gerenciamento de instrumentos
gestão ambiental
Manejo de animais de laboratório
Gestão cega
gráfico de controle de qualidade
Controle de qualidade da análise de resultados de experimentos toxicológicos
Análise estatística de dados experimentais
Avaliação de resultados experimentais
Perguntas para pensar
Como os testes de toxicidade crônica têm um ciclo longo, consomem muitos animais e exigem muita mão de obra e recursos materiais, como garantir a confiabilidade dos testes crônicos em animais?
O controle de qualidade laboratorial é um pré-requisito para garantir o sucesso do teste e a cientificidade e precisão dos dados experimentais.
Os testes de toxicidade crónica devem ser geridos de acordo com as Boas Práticas de Laboratório (BPL).
Incluindo projeto experimental razoável, seleção e manejo de animais, preparação e manejo de substâncias de teste, operação experimental e controle de condições de teste.