中枢神经系统抑制药的毒性研究

中枢神经系统抑制药的毒性研究

【摘要】 目的：找出未知药物中具有中枢神经系统抑制作用的目标药物，通过给小鼠腹腔注射，观察小鼠状态，了解药物对中枢神经的抑制作用，并测定其LD50，以评价该药物的安全性。方法：由实验室提供了4、5、6号药物。首先通过预实验寻找有抑制作用的药物和引起0%和100%动物死亡的剂量范围，然后正式实验在预实验基础上寻找出药物LD50。结果：在预实验中已确定抑制药能引起小鼠死亡的最大剂量为Dmax=100 mg/kg，最小剂量为Dmin=57.2mg∕kg。根据正式实验得到得数据经Bliss法计算 LD50为84.44mg/kg。结论：未知中枢神经抑制药的LD50为84.44mg/kg。

【关键词】LD50（median lethal dose） ；中枢神经系统抑制药；量效关系

前言

作用于中枢神经系统的药物主要是影响递质和受体，中枢神经系统内不但神经递质种类较多,而且神经激素及神经调质等亦起重要作用。目前作用于中枢神经系统的药物种类很多，如抗焦虑药、抗抑郁药、催眠药、抗震颤麻痹药和抗精神失常药等。这类药物用药时间长，副作用出现频率高，有可能出现不可逆的后遗症；有的药物过量服用，还能引起致死性中毒。

半数致死量（LD50）指能使试验对象死亡一半数量所需的药物剂量,一般用每公斤体重所使用的毒物毫克数表示(mg/kg)。

本课题研究未知中枢神经系统抑制药物的毒性反应，通过实验数据测定其LD50，分析其安全性。

1 材料与方法

1.1 实验动物

动物名称：小白鼠

1

体重范围：18～22g 性别：雌性

动物来源：广东药学院实验动物中心提供

1.2 药品

药品：兴奋药（75mg/mL）、抑制药（20mg/mL）、生理盐水、蒸馏水。 来源：广东药学院药科学院药理系提供

预实验药物配置方法：第1组：1.50ml母液+1.50ml生理盐水；第2组：0.75ml母液+2.25ml生理盐水；第3组：0.37ml母液+2.63ml生理盐水；第4组：0.50ml母液+2.50ml生理盐水；第5组：0.43ml母液+2.57ml生理盐水

正式实验药物配制方法：第1组：1.25ml母液+3.75ml生理盐水；第2组：1.09ml母液+3.91ml生理盐水；第3组：0.95ml母液+4.05ml生理盐水；第4组：0.82ml母液+4.18ml生理盐水；第5组：0.71ml母液+4.29ml生理盐水

1.3 实验步骤

1.3.1 预实验

筛选出有抑制作用的药物；探索该抑制药物的LD0%和LD100%引起动物死亡反应的剂量范围，以便正式实验时确定各组剂量。

（1）确定主题，准备好实验方案。实验课上汇报本组预实验方案，并和其他小组讨论实验的可行性以及需要注意的问题。

（2）开始实验，实验室提供三组不同编号的试样药物（分别为4号、5号、6号）。取小鼠18只，称其体重，标记并且记录各自的重量。

（3）从18只老鼠中随机选取3只小鼠，用于母液的筛选，以0.2ml/10g的剂量，分别注射三组试样药物，观察现象并做好记录，判定哪个编号是何种药物，从中选择我们组的目标药物中枢神经抑制药。

（4）剩下的15小鼠，随机分为5组，每组3只小鼠。母液为20mg/ml，按计划将药物稀释后的浓度，根据小鼠体重以0.2ml/10g的剂量ip药物的不同浓度，在30分钟内观察各组小鼠的反应，并记录死亡小鼠的数量

2

（5）通过实验现象观察，得出结果，找到我们组抑制药能引起小鼠LD0%和LD100%引起动物死亡反应的剂量范围

1.3.2 正式实验

按预实验的实施方法进行，完成所选抑制药物的LD50的测定。 实验剂量的计算：r=(Dmin/Dmax)^(1/(n-1))

根据预实验结果：Dmax=100 mg/kg及Dmin=57.2mg∕kg，设正式实验的剂量组数n=5，剂量公比r=0.869，则各组剂量为： 1) 100mg/kg

2) 100mg/kg*0.869=87 mg/kg 3) 100mg∕kg*0.8692=75.6 mg/kg 4) 100mg/kg*0.8693=65.8 mg/kg 5) 100mg∕kg*0.8694=57.2 mg/kg 实验过程：

1、取小鼠50只，称重，标记，随机分为5组，每组10只。

2、各组动物分别ip相应浓度（上述已算好的剂量）的药液0.2ml/10g，立即仔细观察，记录动物反应情况、死亡时间和数目。 3、根据实验验所得数据，计算LD50。

1.4 数据处理方法

实验结果以小鼠是否死亡为指标，以小鼠死亡数和死亡率表示，使用excel软件，LD50数据处理程序和Bliss法[1]处理实验数据。

2 结果 2.1 预实验

在注射药品后，第一组小鼠的表现为直立振颤眨眼后死亡，判断注射的是兴奋药。第二组小鼠的表现为跌倒僵直后死亡，判断注射的是抑制药。第三组小鼠的表现为正常活动，推测是生理盐水（见表1）。

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表1 预实验筛选药物结果

小鼠编号

1 2 3

小鼠体重（g） 20.5 23.0 21.0

药物编号

4 5 6

注射体积（ml） 0.41 0.46 0.42

小鼠给药后反应 直立，振颤，眨眼

死亡

跌倒，僵直，死亡

活动正常

药物性质 兴奋 抑制 生理盐水

剩余5组小白鼠分别注射不同剂量的抑制药；当剂量为100mg/kg时，小鼠全部死亡，由此得Dmax=100mg/kg；当剂量为57.2mg/kg时，小鼠全部存活，得Dmin=57.2mg/kg（见表2）。

表2 预实验的实验结果

动物组别

动物数

（只） 3

药物剂量（mg/kg） 200

B

3

100

3只小鼠全部死亡,死亡时间约10min

3只小鼠全部存活，四肢无力翻正反

C

3

50

射消失，呼吸抑制，嗜睡

1只小鼠存活，四肢无力，翻正反射

D

3

66.7

消失，嗜睡，2只死亡

3只小鼠全部存活，四肢无力，翻正

E

3

57.2

反射消失，嗜睡

注：抑制药原液浓度为400mg/kg

小鼠给药后反应

3只小鼠全部死亡,死亡时间约4min

死亡率 (%) 100

A

100

0

66.7

0

2.2 正式实验

第一组：当剂量为100mg/kg时，10只小鼠在15min内全部死亡； 第二组：当剂量为87mg/kg时，6只小鼠在20min内死亡，4只存活； 第三组：当剂量为75.6mg/kg时，1只小鼠在30min内死亡，9只存活； 第四组：当剂量为65.8mg/kg时，10只小鼠全部存活；

第五组：当剂量为57.2 mg/kg时，10只小鼠全部存活（见表3）

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表3 正式实验的实验结果

动物组别 1 2 3 4 5

动物数（只） 10 10 10 10 10

药物剂量 (mg/kg) 100 87 75.6 65.8 57.2

小鼠给药后反应

10只小鼠全部死亡，死亡时间约15min 6只小鼠死亡，死亡时间约20min ，4只存活 1只小鼠死亡，死亡时间约30min ，9只存活

10只小鼠全部存活 10只小鼠全部存活

表4 Bliss法计算LD50

动物组别

1 2 3 4 5

动物数（只） 10 10 10 10 10

药物剂量 (mg/kg) 100 87 75.6 65.8 57.2

对数剂量（X） 2 1.940 1.879 1.818 1.757

死亡数（只） 10 6 1 0 0

死亡率 （%） 100 60 10 0 0

几率单位 （Y） 7.165 5.383 3.585 1.809 0.016 死亡率（%） 100 60 10 0 0

由Bliss法计算可得表4，回归方程 y=-51.773+29.469x，半数致死量 LD50=84.44mg/kg，LD50(Feiller校正)95%的可信限=79.674～89.511mg/kg。

根据表4，以对数剂量为横坐标，死亡率为纵坐标作图1；以对数剂量为横坐标，几率单位为纵坐标作图2。

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3 讨论

1. 预实验时，观察三组试样药物注射完后小鼠的表现，第一只小鼠变得很暴躁，上下跳动，异常活泼，呼吸加快，最后死亡。第二只小鼠变得安静嗜睡，呼吸微弱，约10min后死亡。第三只小鼠没出现任何异常现象。由此推断三种药物分别是兴奋药，抑制药，生理盐水。

2. 由表3可以看出，在实验过程中，用药浓度较高的小鼠明显死亡时间比用药浓度低的小鼠要早，说明小鼠是否死亡和用药浓度在一定区间内呈正相关性。

3. 本实验是作用于中枢神经系统药物的设计性实验。根据中枢神经系统药物的特点及原理，可知：作用于中枢神经系统的药物从作用机制上来看，绝大多数药物的作用方式是通过影响递质和受体而发挥作用，而其药理效应主要表现为中枢神经系统功能的增强或抑制。作用于中枢神经系统的药物出现中枢抑制效应时则表现为镇静，睡眠，昏迷等[2]。这类药物有局部全身麻醉药，镇静催眠药等，由Bliss法得出的实验数据（LD50）与小鼠给药后反应，结合表4与图1推测该中枢神经抑制药物可能为苯二氮棹类或巴比妥类药物等[3]。

4. 药物剂量是影响药物效应的重要因素。同一种药物, 不同的剂量用于同一个体可能会产生不同的作用；同一个剂量用于不同个体, 作用也可能

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会有很大不同；药物效应及药物不良反应与药物剂量有着密切的关系。此外, 剂量变化后会产生剂量相关靶的激活, 因而药物的作用会发生量和质的变化。所以在评价药物效应，安全性和不良反应以及在药物发现过程中, 药物剂量的作用是不容忽视的[3]。 5. 实验误差的来源可能是：

（1）注射器的刻度不标准，或者里面含有少量气泡，导致每次并非严格。 按规定剂量给药,用移液管稀释浓度时操作不够规范存在较大误差。 （2）ip给药时，推注速度不均一，推注过快有可能影响小鼠的死亡情况。 （3）药物稀释时移液管的精度不够；或者是组员在配置溶液浓度时存在操作误差。

（4）注射药物后观察小鼠时间为30分钟，在这段时间内判断小鼠死亡的情况，可能会由于观察时间不足导致实验产生误差。

4 结论

1. 根据小鼠的药后反应，可判断4号药物为中枢神经兴奋药，5号药物为中枢

神经抑制药，6号药物为生理盐水。

2. 预实验：Dmax=100mg∕kg，最小剂量为Dmin=57.2mg∕kg 3. 正式实验：LD50=84.44mg/kg。

参考文献：

[1] 王钦茂，徐叔云. Bliss法半数效量电子计算器程序运算法[J]. 中国药理学

通报，1986，01

[2]谭毓治，周玖瑶. 药理学实验指导[M]. 北京：科学出版社，2012:93-95,107-108

[3]朱依淳，殷明. 药理学.人民卫生出版社.

[4]李宇华，李学军. 剂量与药物治疗机药物发现的关系[J]. 医药导报,2007,26(1):1-3

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