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1、金属与类金属中毒,第一节 概论 第二节 铅( Pb Lead) 第三节 汞(Hg Mercury) 第四节 锰 (Mn Manganese) 第五节 砷(As arsenic),第一节 金属与类金属中毒概论,一、金属中毒的理化基础金属定义(毒理学)金属离子与配体反应 二、金属毒理特点 三、金属中毒的治疗原则,总结,金属定义(毒理学),指在生物学条件下,可以失去一个或多个电子而形成阳离子以进行反应的元素。,金属离子与配体反应,从毒理学的观点来看,金属离子在水溶液中的特性至关重要。在生物学条件下,在水溶液中几乎不存在简单的金属离子,绝大多数同供电子基团或成分(配体 Ligand)以共价键结合形成金
2、属络合物。Co3+ + 6NH3 Co(NH3)63+配体 中心离子 配位原子配位原子的数目称该中心离子的配位数,一般为2、4、6、8,螯合作用,若配位体与中心离子络合形成环状结构,形成的络合物又称螯合物,能形成螯合物的配体称为螯合剂,这种螯合环形成的过程叫做螯合作用。,金属毒理特点,(一)吸收途径 (二)转运、分布 (三)代谢 (四)排泄 (五)中毒机理及毒作用,(一)吸收途径,主要以粉尘、烟及蒸气形式经呼吸道吸收 吸收方式: 1、溶解后被吸收(主要); 2、弥散作用(蒸气、细小烟尘); 3、巨噬细胞吞噬作用。,(二)转运、分布,金属吸收入血后,以两种形式存在。结合型:与生物大分子结合。可扩
3、散型:以自由离子形式或可扩散性配体(低分子化合物)络合,可透过血管壁、细胞膜,虽然量少,但活性大。,体内一些蛋白质(如金属硫蛋白)对金属转运、分布有很大影响。,血与其它组织间金属交换模式,血浆 细胞间液 细胞内液结合型 血管壁 结合型 细胞膜 结合型 可扩散型 可扩散型 可扩散型,(三)代谢,体内的生物转化常不能改变金属毒物的毒性,有时反而使其毒性增加。如金属汞在体内氧化成Hg2+而毒性增大。,(四)排泄,主要经肾及胃肠道。 金属毒物常较多聚集于毛发、指甲等,可随毛发、指甲的脱落而排出体外,尽管不是主要途径,但对毒物的检测有重要意义。 一般来讲,金属毒物排泄较慢,此外,体内不同组织的生物半排期
4、也不同。长期接触低水平的金属毒物致慢性中毒的威胁性仍较大。,(五)金属毒作用,金属中毒的毒理基础是金属与配体的反应。体内有许多物质可成为金属的配体(供电子基团、常为含S、N、O、C、P等原子的基团),主要有: 1、蛋白质上的 SH,-COO,-NH22、核酸中的磷酸基、嘌呤硷基;3、磷脂质(生物膜)4、某些低分子物质如醋酸、枸橼酸、磷酸、碳酸等。,主要毒作用,1、对酶活性的影响(常见); (1)与酶蛋白分子上配位基团反应, (2)置换金属酶或金属激活剂中的必需金属。 2、对生物膜结构和功能的影响与膜结构上的配体结合,从而使生物膜结构和功能发生改变。 3、对免疫功能的影响与组织蛋白配体结合,成为
5、致敏原。 4、致畸、致突变、致癌作用 与核酸配体作用,影响DNA转录与翻译。,金属中毒的治疗原则,(一)慢性中毒治疗主要用金属络合剂(多为螯合剂)解毒。 药理:1、与体内功能基竞争有毒金属;2、络合物较稳定,且络合物中金属离子不显示毒性或毒性降低;3、络合物水溶性较高,易通过肾脏排出。,给药方式,间歇性用药。“用药3-4天,停药3-4天”为一疗程。 为什么?1、防止“过络合综合征”;2、让细胞内有毒金属游离至细胞外,以便驱除。,(二)急性金属中毒的治疗原则,1、阻止毒物的吸收; 2、促进毒物的排泄; (1)利尿 (2)利胆 (3)特殊金属络合剂 (4)透析 (5)换血 3、对症、支持治疗。,总
6、结提问,毒理学对金属是如何定义的? 金属吸收代谢有何特点? 金属中毒的主要机制是什么? 金属解毒剂(络合剂)的药理及给药方式如何?,关于铅的史话,4千年前人类就已开采铅,2千年前开始大量用于造币、化妆品、药品、容器、彩陶、颜料等方面,近百年来,铅主要用在蓄电池制造和汽油添加剂方面,此外,在油漆、涂料、印刷、电缆、辐射防护亦大量地使用铅。 经验证目前人体体内铅含量是1千年以前的100-1000倍。,铅使古罗马帝国走向灭亡,最近一些学者研究发现,古罗马人的遗骸中含有大量铅,古罗马帝国的灭亡竟与铅中毒有关。原来古罗马贵族惯用铅制器皿(瓶、杯、壶等)和含铅化合物的化妆品,甚至输送饮水的水管也是用铅做的
7、,从而导致慢性铅中毒。蓄积在罗马人体内的铅毒在下一代人中充分发挥了杀伤力。古罗马特洛伊贵族有半数不育。其余人虽能生育,但所生的孩子几乎个个都是低能儿和痴呆儿。几代以后,罗马皇室就再也找不到嫡亲的可以传位的子女了。于是罗马统治集团日益衰退,罗马帝国遭遇灭顶之灾。,第二节 铅( Pb Lead),理化特性 环境铅污染的来源及状况 毒理 毒作用表现 诊断及处理原则 治疗 预防,总结,理化特性,加热至400500时,即有大量铅蒸气逸出。 所有铅氧化物都以粉末状态存在,并易溶于酸。,环境铅污染的来源及状况,(一) 环境铅污染的来源1、工业污染源2、生活污染源及接触 3、自然污染源 (二)当前环境铅污染状
8、况(三)环境铅污染对儿童健康危害的问题,工业污染源,l铅矿的开采冶炼; l在现代工业中铅用途广泛,大量用于制造酸式铅电池、汽油添加剂、颜料、电缆外套等,在生产过程中对环境的污染; l交通废气(含铅汽油燃烧后排放)、煤烟; l当前国内危害最重的行业是蓄电池制造、铅熔炼及拆旧船熔割。,生活污染源及接触,l 吸烟、煤烟; l 含铅建筑装潢材料(如含铅油漆); l 含铅器皿(搪瓷、釉彩、含铅玻璃杯、锡壶等); l 劣质化妆品; l 食用铅污染的水和食物,吸入含铅的烟尘。,自然污染源,自然界中的铅通过地壳运动、火山爆发、森林山火等自然现象排入环境。,(二)当前环境铅污染状况,铅在工业上有广泛的用途,随着
9、人类不断开发利用自然资源,当前环境中铅污染十分严重,有报道表明现今人类铅负荷是古时的几百倍。我国铅产量位居世界前列,而且环保措施尚不完善,故我国的环境铅污染非常突出。环境铅污染对儿童健康的危害尤为严重。,铅对儿童健康的危害(1),根据有关资料, 我国一般地区儿童的平均血铅水平达11.1 g / dL, 工业污染区儿童平均血铅水平达31.0 g / dL, 其中超标率(10 g / dL或0.483mol /L)分别达60.5%和88.7%,即全国城市儿童约有一半以上处于亚临床中毒状态。,铅对儿童健康的危害(2),世界卫生组织儿童卫生合作中心进行的中国部分城市儿童铅中毒防治项目2004年监测调查
10、报告显示的结果是:在调查的17141名儿童中,血铅水平高于100微克/升的儿童有1791人,儿童铅中毒率为10.45%,铅对儿童健康的危害(8),目前对众多的金属元素对脑发育及其功能影响进行“排座次”,第一位是铅,以后依次为碘、汞、钴、铁、铜等。 CDC报告:铅是美国儿童身体健康的头号环境有害因素。 Center for Disease Control. Prevention lead poisoning in young children. Atlanta,Georgia:CDC,1991;,焦点访谈甘肃省徽县铅中毒事件调查,焦点访谈甘肃省徽县铅中毒事件调查,焦点访谈甘肃省徽县铅中毒事件调查
11、,铅对儿童健康的危害(3),铅是一种多系统的毒物,其中神经系统是主要的靶系统,尤其是发育期大脑最易受损。因此,儿童是环境铅污染的主要受害者。,铅对儿童健康的危害(4),症状性铅中毒往往在血铅水平45g / dL时才发生。在当前环境铅污染的状况下,主要引起无症状性铅中毒(或亚临床性铅中毒),表现为儿童智能行为发育和生长的迟缓,往往容易被忽视,其隐匿渐进的病理特点使其对儿童健康的危害性更大。,铅对儿童健康的危害(5),铅对儿童健康的危害(6),世界卫生组织(WHO)1994年在关于铅与环境健康评估报告中称婴幼儿、学龄前儿童的血铅水平与智商(IQ)值显著相关。铅对儿童的IQ影响,尤其是语言和操作方面
12、的IQ,影响儿童听觉和视觉,进而影响学习能力和行为的发育。铅对儿童发育的毒性作用可持续至成人,在短期内不易逆转。,铅对儿童健康的危害(7),澳大利亚Baghurst PA等用队列研究方法研究血铅与IQ的关系,结果表明出生后7年的儿童的智商水平仍与孕妇或脐带血铅水平呈负相关。,铅对儿童健康的危害(8),目前对众多的金属元素对脑发育及其功能影响进行“排座次”,第一位是铅,以后依次为碘、汞、钴、铁、铜等。 CDC报告:铅是美国儿童身体健康的头号环境有害因素。 Center for Disease Control. Prevention lead poisoning in young children
13、. Atlanta,Georgia:CDC,1991;,毒 理,吸收 分布 排泄 中毒机理,铅的吸收,铅及其化合物主要以粉尘、烟或蒸气形式经呼吸道进入人体,其次是经消化道。铅及其无机化合物不能通过完整皮肤吸收,铅的有机化合物可经皮肤吸收。,铅的分布,结合型: 约90与红细胞结合约10%与血浆蛋白结合 可扩散型:主要为数周 可溶性磷酸氢铅 不溶性的磷酸铅(沉积在骨骼),铅在体内的代谢与钙相似,铅的排泄,主要经肾脏排出; 血铅可通过胎盘进入胎儿;(孕期注意) 乳汁内铅也可影响婴儿。(哺乳期注意),铅的中毒机理,卟啉代谢障碍 溶血作用 对神经系统的作用 对血管的毒作用5 . 其它,卟啉代谢障碍,卟啉
14、代谢障碍临床意义,铅中毒重要毒理机制之一; 卟啉代谢障碍在铅中毒较早期即可出现,因此,其中间产物的堆积、酶活性的改变等可作为铅中毒早期检测指标。,溶血作用,铅与红细胞膜上配体结合,铅抑制细胞膜Na+-K+ATP酶,脆性增大;,K外渗。,对神经系统的作用,与氨基丁酸()化学结构相似; 铅能干扰脑内儿茶酚胺代谢; 铅可作用于神经鞘膜细胞,引起神经节段性脱髓鞘。 (儿童)与海马回神经元受损有关,对血管的毒作用,铅能引起血管痉挛。 肠系膜血管痉挛导致腹绞痛; 其它引起铅面容、暂时性高血压、眼底动脉痉挛等,慢性中毒表现,铅为多系统毒物,早期表现缺乏特征,病情发展到一定阶段,可出现如下较为典型表现: 1、
15、腹绞痛 2、贫血 3、周围神经病,案例,腹绞痛,常为 主诉症状 表现(形式、部位、检查、伴随症状等) 非典型表现可为隐性腹痛、腹胀、腹泻或便秘。,贫 血,一般为轻、中度贫血,多呈低色素正常细胞型贫血;卟啉代谢障碍,点彩红细胞、网织红细胞、碱粒红细胞增多等。,周围神经病,运动型:伸肌无力为主; 感觉型:四肢呈“手套袜子样”感觉异常 混合型:,例1 王,男,35岁,住院号01234,某颜料厂操作工。因急性腹痛30小时伴恶心、呕吐,于1984年5月4日下午7时急诊入院。患者自5月3日下午1时起,感中下腹疼痛,持续不断,阵发性加剧,伴恶心、不思饮食,呕吐3次。疼痛开始于脐周,逐渐扩散至全腹,绞痛或胀痛
16、,剧烈时颜面苍白,出冷汗,身体卷曲,辗转呻吟不止。无发烧、头痛、头晕、腹泻或脓血便。无不洁饮食史。经某医院急腹症处理未见效转来我院。患者从事铬酸铅烘干取样、磨粉及包装一年余,每天操作约23小时,岗位铬酸铅浓度一般为005mgm,既无除尘防毒设施,又无个人防护措施,同工种17名操作工,7名查出尿铅含量增高。既往无职业中毒史,个人史、家族史均无特殊。体格检查 脉搏60分,血压13090mmHg。屈曲体位,痛苦病容。巩膜无黄染,两肺呼吸音清晰,腹软,未扪及腹部肿块,腹部无压痛、反跳痛,腹肌无紧张,肠鸣音减弱。实验室检查 血红蛋白10g,红细胞331万mm。尿铅019mgL,治疗经过 入院后给予依地酸二纳钙075g日,连续用药3天,停药4天为一疗程,共驱铅2个疗程。用药第2天腹痛消失,一般情况好转。,