外源化学物经口或吞咽进入胃肠道,或经胆汁排泄的外源化学物或代谢物进入胃肠道,在局部或胃肠道系统产生的毒性反应。此外,一些吸收入血的化学物可经血液循环到达胃肠道产生毒性。
胃肠道毒性,包括胃肠功能紊乱,组织损伤如溃疡、糜烂,过敏反应和炎症反应,增生病变及癌症等。急性毒性反应,可表现出腹疼、腹泻、呕吐。如急性铅、铊、砷、有机磷中毒,常发生腹绞疼。腹疼可为胃肠道功能紊乱的表现,也可为器质性损伤病变的表现,当出现血性呕吐物和排泄物时,表明已发生组织损伤的器质性病变。
胃肠道上皮更新旺盛,上皮细胞对化学物比较敏感。外源化学物对胃肠道上皮的损伤很多为刺激性损伤,如酒精、咖啡、某些重金属或其他化学品、药物等。轻度刺激损伤,可引起胃肠黏膜浅表炎症反应,强刺激物可引起上皮坏死。刺激物持续性作用或慢性刺激作用,可引发胃肠上皮细胞异常增殖,导致胃肠上皮增厚成疣、乳头状瘤,甚至癌变。有些食物成分,如海鲜产品中某些蛋白,可作为过敏原,引起胃肠道甚至全身过敏反应。
由于胃肠道系统各处的黏膜层结构不同,胃肠道毒性反应,除与外源化学物的性质、暴露量有关外,还取决于暴露的范围及受损的位置,不同部位可显示不同的损害,即变性、炎症或增殖:
①对食管和前胃的毒性。轻度的损伤引起轻度的增生性改变,可能造成过度角化或棘层增厚,类似于皮肤损伤。强刺激物引起上皮的坏死和引起间质显著的炎症反应。
②对胃腺的毒性。在胃腺发现的病理变化包括糜烂、溃疡和弥散性胃炎,由此将引起疼痛、呕吐、呕血。
③对小肠的毒性。多为急性肠炎,突出临床表现是腹泻、腹痛等肠功能严重紊乱等症状。很少观察到小肠发生肿瘤形态学变化,溃疡性损害远不如在胃中常见。
④对大肠的毒性。对大肠的损伤的机制和病理学本质上与胃和小肠相同,可引起弥漫性大肠炎症反应。慢性摄入某些化学物能导致黏膜过度增生,鳞状化生或发展为肿瘤。
⑤对胰腺的毒性。表现为急性或慢性胰腺炎。引起胰腺毒性的化学物较为广泛,有醇类、抗生素类(利福平、磺胺类、四环素、喷他脒)、止疼剂和非甾体抗炎药(对乙酰氨基酚、水杨酸盐、阿片样物质)、抗高血压药物(二氮嗪、α-甲基多巴)、激素类等。病理学变化包括腺泡细胞脱颗粒,腺泡变性、坏死、萎缩,腺泡过度增生或肥大,脂肪变性,间质细胞空泡形成等。
⑥对肠道菌群的影响。肠道菌群是指寄生在肠道的微生物,每一位个体的肠道中寄生约上千种、总数十万亿到百万亿个微生物,影响着人体很多生理功能及健康。肠道菌群中就包括双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌,能调节肠道菌群、维护肠道微生态,促进营养物质的吸收。一些药物、化学物、空气颗粒物等通过改变肠道微生物构成,造成肠道菌群紊乱,与代谢、炎症、免疫等疾病发生相关。
胃肠道毒性测试与评价主要试验方法:分泌活性测试、胃排空活性测试、胃肠道吸收功能测试、胃肠道运动测试,胃肠道结构完整性测试和纤维内窥镜检查,脱落细胞学检查与诊断,潜血实验,黏膜细胞增殖实验,胃肠道菌群测试,组织病理学检查等。