重金属的毒性作用ppt课件

第六章重金属的毒性 1 第一节概述 重金属 比重 4 0 60种元素比重 5 0 45种元素 一 概述金属 从B At左侧 2 金属与人体的关系 3 二 环境中金属污染的来源 天然污染 人为污染 三 环境中金属的迁移与转化迁移 水 食物链 逐级浓集放大 转化 甲基化 如Hg Pb As Se 碲 钛 锡等氧化还原形成螯合物 与腐殖酸形成螯合物 可增强在水中的溶解度 4 四 金属的代谢 一 吸收主要经消化道吸收 其次呼吸道 再次皮肤1 经消化道吸收主要吸收部位 小肠可溶性金属盐类 被动扩散 易化扩散和主动转运经肠微绒毛质膜进入 由微绒毛底端经微胞饮作用进入不溶性金属盐类 吞噬作用 直接吸收 5 影响因素 1 元素的化学形式化学形式决定脂溶性和溶解度 脂溶性强和水溶性强的元素的无机盐类易被吸收 2 元素的种类不同金属盐类吸收率相差很大不同金属元素吸收部位不同 3 胃肠道的pH胃 金属 经胃酸 氯化物 与配体形成复合物小肠 碱性 已形成复合物的可被吸收 未形成的可形成不溶性复合物被排出 6 2 经呼吸道吸收大气中悬浮的颗粒物和气体中的金属元素可经呼吸道吸收 金属蒸汽不易溶于水 可直达肺泡 透过气血屏障 3 经皮肤吸收一些脂溶性金属及其化合物主要通过表皮吸收 一些水溶性金属化学物可通过毛囊 皮脂腺 汗腺进入血液 4 其他因素肠道微生物与肠道粘膜竞争金属元素 膳食成分 金属间的竞争抑制作用等 7 二 转运主要介质是血液 游离状态与血浆成分结合吸附在红细胞膜上或进入 金属与血浆成分的结合 1 与血浆中低分子成分结合2 与血浆蛋白 主要是白蛋白 结合3 与特殊蛋白或转运蛋白结合 8 三 分布初始 取决于器官的血流量再分布 取决于与器官亲合力大小分布特点与金属的侵入途径 溶解性 化学形式 代谢特点 毒性性质及器官特点有关 四 排泄主要通过消化道和胆汁随粪 经肾由尿 经肺随呼吸等途径排出体外 重金属在指甲 毛发中的含量较高 可用来监测环境中重金属的污染和人体负荷 9 五 体内蓄积人体内有固有的金属贮存库 骨骼和蓄积机制 MT 效应 预防急性中毒的发生 有一定保护作用 可能释放入血引起毒效应 五 金属的联合作用拮抗作用机制 1 影响吸收和转运 相互作用形成不溶性盐或复合物或水溶性化合物 竞争载体蛋白2 相互置换和竞争大分子活性位点3 诱导合成MT 金属球蛋白 10 六 金属对健康的危害1 慢性中毒 如水俣病 痛痛病 2 致癌作用 可致癌的金属有As Cr Ni Cd Be 3 致畸作用 甲基汞已经确定为人类致畸物 金属汞尚不知4 变态反应5 对免疫功能的影响 一般发生在其他毒性之前 是一个重要的早期毒性作用指标 11 第二节汞 12 一 汞污染的来源环境中汞甲基化和生物富集 一 来源 氯碱工业 塑料工业 电器工业 油漆工业 农药 造纸 含汞 三废 化石燃料 煤 石油 二 环境中汞甲基化和生物富集1 汞的甲基化 有氧 无氧条件下均可发生 各种形态的汞均可形成甲基汞 2 汞生物富集 13 二 汞的理化特性原子序80 原子量200 常温下唯一的液体金属 银白色 水银 汞及汞化合物 挥发性 汞齐 K Na Au Ag Zn Cd Sn Pb等有机汞 脂溶性无机汞 一价 二价 14 三 汞的代谢 一 吸收金属汞 蒸汽形式 易溶于脂肪 经呼吸道 速度很快 吸收率为76 85 甚至100 无机汞 消化道吸收15 有机汞 消化道 甲基汞达90 呼吸道 80 皮肤吸收 15 二 分布汞 肝细胞 红细胞 Hg2 血浆蛋白 结合型汞 含 SH小分子化合物GSH 扩散型汞汞的分布 肾 肝 血液 脑 末梢神经甲基汞 肝 脑 肾 血液肾 皮质中较高脑 金属汞 甲基汞都能通过血脑屏障 甲基汞能通过胎盘屏障 16 三 排泄与蓄积排泄 肾 由尿排泄肝 胆汁 粪便肠粘膜脱落各种腺体 毛发 指甲 蓄积 Hg总半衰期70d甲基汞 血 50d脑 240d无机汞 40d金属汞 58d 17 四 汞的毒理作用 一 金属汞常以蒸气状态污染空气 因此常常是以经呼吸系统进入人体 元素汞易溶于脂质 故能很快地通过富于脂质的细胞膜而进入血液 输往红细胞和其它组织 元素汞可顺利通过血脑屏障进入脑组织 在脑组织中的元素汞被氧化转化为二价汞离子后 就很难逆向通过血脑屏障返回血液 因而形成汞离子在脑组织中的积累 这一性质对脑组织损害起着重要作用 这也是慢性中毒首先表现为神经系统症状的重要原因 主要造成脑损伤 18 机理 主要是Hg2 与蛋白质 酶中 SH结合形成硫汞键 SHg 三大特异症状 1 汞毒性 易兴奋 2 震颤 3 口腔炎 汞线 19 二 无机汞化合物无机汞化合物 如汞的硫化物 氯化物 氧化物等 只有离子态汞才能被吸收 通过胃肠道和呼吸道 汞离子进入血液后很快分布全身 转运积聚于肝脏和肾脏 并由尿排出体外 二价汞离子不易通过血脑屏障进入脑组织 故对脑危险性较小 由于无机汞不易被吸收 一般不造成肝 肾的损害 但如果在短期内摄入大量的无机汞或误食含汞物质 可引起急性汞中毒 主要表现为急性胃肠症状 如恶心 呕吐 腹痛 腹泻等 20 三 有机汞化合物苯基汞和烷氧基汞 在体内易形成汞离子 短链的烷基汞 甲基汞 乙基汞 其C Hg键很牢固 不易降解 在体内以分子形态发挥作用 例如甲基汞 水俣病的病因 80 经肠道吸收 甲基汞在体内经生物学转化为二价汞离子 其过程还不明了 但是甲基汞在生物体内转化率是非常缓慢 甲基汞在人体内的含量由高到低的分布顺序为 脑 肝 肾 心 肺 脑中汞含量最高 损害最为严重的部位是小脑和大脑两半球 特别是枕页 脊髓后束以及末梢感觉神经在晚期也受损 另外 甲基汞还是一种对机体有强烈生殖毒性的物质 21 1 神经系统损害 可以通过血脑屏障进入脑组织 脑细胞与甲基汞 乙基汞亲和力很强 在大脑感觉区和运动区蓄积量较高 可引起感觉异常 运动失调 语言障碍 向心性视野缩小 听力障碍 毒性作用 机制 1 影响乙酰胆碱合成 抑制兴奋传导 2 溶解细胞膜 3 与脑组织中的缩醛磷脂结合 2 致畸作用 22 四 毒作用机理1 与含 SH的蛋白质和多肽结合2 与酶蛋白中的 SH结合3 与细胞膜中一些组分的 SH结合4 甲基汞可通过血脑屏障 胎盘屏障 23 第三节铅 24 一 铅污染的来源铅是自然界分布很广的元素 在地壳中的含量0 0016 是地壳中含量最高的重金属元素 铅具有密度高 熔点低 柔软易加工 耐腐蚀性等优良特性 在许多工业部门具有广泛的用途 世界上铅的消耗约560万吨 其中40 用于制造蓄电池 20 以烷基铅的形式加入汽油中作防爆剂 12 用于建筑材料 6 用于电缆外套 5 用于制造弹药 另有17 用于其它用途 但是仅有四分之一的铅被回收再利用 其余排放于环境中 造成环境铅污染 25 人类活动以来全球估计已向环境释放了30亿吨的铅 其中95 以上是人为造成 主要来自含铅矿山 冶炼企业的 三废 特别是尾砂 其它工矿企业含铅废气 包括微粒 的排放和汽车尾气 包括气溶胶铅 是大气中铅的重要来源 现在环境中的铅水平是工业革命前的几百倍 现代人骨骼中的铅负荷量是史前时代的500倍 26 二 铅的理化性质重金属 熔点327 铅加热至400 500 时 铅蒸气逸出 在空气中被迅速氧化为Pb2O 铅烟 500 以上时 PbO Pb2O3 Pb3O4 铅氧化物 27 三 铅的代谢 一 吸收主要从消化道 其次是呼吸道和皮肤 进入消化道的铅有5 10 被吸收 主要在十二指肠 经门静脉到肝脏 分别进入血液和胆汁 肠道 随粪排出 一部分进入血液 成人每天由空气中吸收的铅在肺内沉淀吸收率为25 30 呼吸到肺中的二氧化碳遇水生成碳酸 促进铅的溶解和吸收 铅还可以被呼吸道中的吞噬细胞很快带进血液 人体经皮肤吸收的绝大部分为有机铅 游离铅及其无机化合物一般不能由皮肤侵入 28 二 分布血铅 红细胞 非扩散铅 90 血浆蛋白 结合性铅 可扩散铅 通过生物膜 进入中枢神经系统 初期分布于肝 肾 脾 肺 脑 再分布到骨骼 毛发 牙齿 以磷酸铅Pb3 PO4 2形式沉积下来 铅90 以上在骨骼内 2 在血液中 一般认为软组织铅能直接引起毒害 硬组织具有潜在毒作用 三 排泄和蓄积主要经肾脏由尿排出 食入的铅基本由粪便排出 蓄积 美国由婴儿到中年肺铅和肾铅均增加3倍 骨铅增加10倍 半衰期 血铅18d 软组织20d 骨骼21y 29 四 铅的毒理作用 一 急性中毒症状 贫血 消化道症状 神经系统症状 肾损害 肝损伤等 30 二 慢性中毒 空气中0 05 0 08mg m3 主要症状 1 血液 1 贫血 面色黄或灰白色 铅容 心悸气短 疲劳 铅能影响卟啉代谢 卟啉是血红蛋白合成过程的中间产物 当机体接触铅中毒后 影响了与 氨基乙酰丙酸 ALA 转变为卟胆原 类卟啉转变为原卟啉及原卟啉与亚铁合成正铁血红素等过程 导致血红蛋白形成障碍 引起铅诱发贫血 铅诱发贫血常见于铅作业工人及儿童 特别是儿童 2 点彩红细胞增多 铅还抑制红细胞膜上Na K ATP酶和抑制磷酸戊糖旁路导致溶血 居住在工业区和重交通区的孩子平均血铅量为218 679ug L 血铅水平 100ug L人口比例为64 9 99 5 31 2 神经系统 早期 神经衰弱综合症 小儿可见多动症 人体的中枢神经系统是生命活动的总管 它的机能状态在铅中毒病程中起主导作用 铅可使形象化智力 视觉运动功能 记忆 反应时间受损 语言和空间抽象能力 感觉和行为能力改变 出现疲劳 失眠 烦躁 头痛及多动等症状 中度以上的铅中毒者 可出现多发性神经炎 严重者甚至损害桡神经或脊髓前角细胞 导致 铅麻痹 引起非对称性腕下垂 伸肌无力 晚期铅中毒严重者可因中枢神经发生器质性病变而引起中毒性脑病 如颅内血管痉挛促使脑血管发生早期硬化 32 3 消化系统 典型病状腹绞痛在铅毒的作用下 可能发生肠胃机能一系列的变化 铅可抑制胰腺功能 增加唾液腺和胃腺的分泌 同时 铅会与肠道中的硫化氢结合 使硫化氢失去促进肠蠕动的作用 导致顽固性便秘 33 4 其他 铅可损害肾脏近端小管和肾小球细胞 使肾小球滤过率增高 肾小管重吸收障碍 严重者可发生铅中毒性肾病 如肾原性高血压 蛋白尿 铅可抑制肝脏混合功能氧化酶合成 导致肝脏生物转化作用受损 降低肝脏解毒功能 铅还可影响人类生殖功能 使精子畸变 母体铅可经胎盘影响胎儿发育 致使胎儿发生畸形 对人类的繁殖造成严重危害 降低机体的免疫功能 对感染的的抵抗力下降 小儿铅中毒可见长骨骨詬密度增加带 34 三 生殖毒性与致畸作用据动物实验 大鼠短时间接触小剂量0 002 0 2mg kg Pb可引起大鼠生殖腺异常 流产等 致畸 铅中毒工人外周血淋巴细胞染色单体畸变率增加 作业女工中发生死胎 流产畸形较多 四 致癌作用可引起肺癌 肝癌等 五 环境铅污染引起铅中毒症状 35 六 毒作用机理1 影响卟啉代谢 贫血 卟啉代谢紊乱是铅中毒主要的和较早的变化贫血的机制 1 铅抑制血红素合成 低色素贫血 2 溶血 铅抑制红细胞膜上的ATP 引起红细胞Na K H2O流失 低色素贫血 36 2 损害神经系统伸肌麻痹 铅抑制肌磷酸激酶 磷酸肌酸合成受阻 导致肌肉失去收缩的动力 或引起神经和脊髓前角细胞变性 使伸肌神经冲动传递受阻 脑部损伤 1 损伤血脑屏障 引起毛细血管内皮细胞肿胀 导致脑水肿和脑出血 高血压脑病 2 对神经递质的影响 铅可影响神经递质的合成 释放 摄取 还可影响受体结合 从而影响神经功能 铅可抑制单胺氧化酶 合成酶 胆碱酯酶等活性 37 3 引起血管痉挛 4 对消化系统的损害腹绞痛 可能是肠壁碱性磷酸酶和ATP酶活性受抑制 引起K 谷氨酸代谢紊乱 导致平滑肌痉挛 肝损害 肝肿大 黄疸甚至肝硬化或肝坏死 原因 1 铅可直接损害肝功能 2 肝内小动脉痉挛引起局部缺血 38 5 钙对无机铅中毒的缓解钙与铅体内代谢相似 钙与铅在骨盐中可相互取代 高钙饮食可促进铅在骨骼中贮存 五 铅在环境中的卫生标准对人群还没有血铅标准 WHO建议儿童血铅标准25 g L 美国为100 g l 39 第四节镉 40 一 镉污染的来源原料或催化剂用于生产塑料 颜料和试剂 由于镉的抗腐蚀性及抗摩檫性强 也是生产不锈钢 电镀以及雷达 电视荧光屏等的原料 镉在航空 航海上也有广泛用途 这些是镉的来源 在很多重要的合金中 都含有镉 它可增加铜的硬度并增加其在高温时的强度 这种铜 镉合金被用于冷却装置 如用作汽车的散热器片 这种金属也用作某些焊料 最重要的用途是在碱性蓄电池中用作电极部件 41 大气中镉的污染主要来自锌冶炼 干法 厂的废气 煤和燃料油的燃烧也是大气镉污染的来源 城市垃圾废弃物的燃烧也能造成镉对大气的污染 天然水体中镉的含量甚低 0 1 10ppb 地下水高于地面水 水中镉的污染主要来源于含镉工业废水 其次是含镉矿渣的污染 镉对土壤污染是镉对环境污染的主要方面 主要有三种类型即气型污染 水型污染和肥料 如磷肥中镉的含量高达1 7mg g 污染 总之 环境中镉的主要污染源是 三废 随着工业 三废 的排放镉进入生物圈 大气 水体和土壤中 并随着大自然循环 经食物链最终进入人体 42 二 镉的理化性质镉是一种微带蓝色而具银白色光泽的柔软金属 抗腐蚀 耐磨 具延展性 原子量112 4 熔点320 9 沸点767 比重8 65 化合价为 2价 镉蒸汽有毒 在空气中生成氧化镉 毒性最大 在体内可以累积 镉能生成很多无机化合物 有些无机化合物颇能溶解于水 如氯化物 硫酸盐和醋酸盐 43 三 镉的代谢 一 吸收消化道 吸收率1 6 呼吸道 10 40 皮肤 镉溶液 消化道对镉的吸收率的影响因素 高钙饮食可抑制镉的吸收 Zn 维生素D可影响镉的吸收 44 二 含量和分布镉在体内的含量随年龄而增加 吸收入血后 主要与低分子量血浆蛋白 血红蛋白 金属巯蛋白 结合 随血流分布于肾 1 3 肝 1 6 其次脾 胰腺 甲状腺 肾上腺和睾丸 而脑 心 肠 骨 肉中含量很少 毛发中浓度较高 血液中的镉含量很低 小于10 g L 大部分在红细胞中 45 三 排泄和蓄积排泄 未吸收 粪便吸收 经肾由尿排出 正常人尿镉2 g L 少量随唾液 乳汁排出 蓄积 镉蓄积性很强 靶器官是肾 肾皮质 肾皮质临界浓度200 g g湿重 首先受损 主要是肾小管功能障碍 出现蛋白尿 全身镉生物半衰期10 30年 镉长期蓄积的主要原因是镉与MT结合力强 大多数镉以Cd MT的形式长期存在 46 四 镉的毒理作用 一 毒性1 急性毒性口服 对胃肠粘膜有刺激作用 消化系统症状 呕吐 腹泻 休克 肾功能障碍吸入 呼吸系统症状 肺炎 肺水肿 呼吸困难 头晕头痛 消化系统症状及肾损害 47 2 慢性毒性 1 肾损害 特点是特殊的肾小管壁蛋白质 出现蛋白尿 血尿 肾小球功能不受影响 2 呼吸系统 肺水肿 肺气肿 呼吸困难 持续性无季节变化 3 痛痛病 表现为全身疼痛 多发性骨折而引起身躯缩短骨骼变形 最后发生肌萎缩及其他并发症死亡 原因可能是由于 影响人体对钙的吸收和成骨作用 妨碍骨胶原的固化成熟 导致骨骼软化 48 3 其他损害 1 高血压 原因 对血管的局部作用 抗利尿作用 导致水 Na 滞留 提高肾上腺素活性 2 睾丸损害 精子数量下降 活性下降 畸形率上升 3 致癌作用 尤其是前列腺癌 肾癌 横纹肌肉瘤 皮下肉瘤 睾丸间质瘤 镉可攻击核酸分子 促进自由基反应和脂质过氧化 抑制DNA损伤后修复 干扰细胞有丝分裂 干扰信号传递和机体免疫监视功能 4 致畸作用 机制尚不明确 镉可抑制胚胎细胞分裂和DNA蛋白质合成 抑制胸腺嘧啶核苷激酶活性 引起颅脑 四肢 骨骼畸形 5 贫血 破坏红细胞使骨髓缺铁 6 骨质疏松 49 二 毒作用机理1 酶活性受到抑制2 肾脏毒性对肾小管的损害 干扰肾脏对蛋白的排出和重吸收作用 出现糖尿 氨基酸尿 蛋白尿 3 贫血 1 镉在肠道内阻碍铁的吸收 2 镉的大量摄入使尿铁增加 3 抑制血红蛋白的合成 50 4 干扰钙的代谢 引起钙紊乱 1 通过影响维生素D3的生成妨碍肠对钙的吸收和镉在骨质中的沉着 2 竞争钙离子通道 3 抑制钙泵使细胞内钙离子浓度增加 4 与钙调蛋白相结合激活某些与钙相关酶类 干扰细胞内与钙有关的信息传递系统 51 五 镉在环境中的卫生标准WHO建议食物中标准400 500 g 周 每人每日57 71 g 52 第五节铬 53 一 污染来源污染源 铬矿 铬铁矿 铬铅矿 硫酸铬矿 世界铬年产量750万t 90 用于钢铁生产 土壤 平均100mg kg 重铬酸盐 用途广泛 电镀 皮革 制药 研磨剂 颜料 合成催化等化石燃料燃烧 煤10mg kg 金属冶炼 化工 三废 排放 54 二 理化性质原子序24 M51 996 价态 2 3 6 2价铬不稳定 3价铬 强酸盐易溶 6价铬 铬酸盐 CrO42 重铬酸盐 Cr2O72 铬酐 CrO3 毒性形态 6价铬 碱性环境中3价铬可被氧化为6价铬 酸性厌氧环境中6价铬可被还原为3价铬 55 三 代谢 一 吸收 消化道 Cr3 小于3 Cr6 较易吸收 结合型Cr10 25 呼吸道 Cr6 40 Cr3 沉积于肺不被利用皮肤 Cr6 经汗腺吸收 真皮内还原为Cr3 56 二 分布在血液中与血浆内输铁球蛋白 白蛋白 球蛋白结合红细胞 Cr6 可通过红细胞膜与血红蛋白结合 Cr3 不能进入红细胞Cr以输铁球蛋白结合的形式分布于肺 脾 肝 心 肾 胰腺 脑 睾丸中 经消化道吸收的分布于肝 肾 脾 经呼吸道吸收的分布于肺 脾 三 排泄与蓄积排泄 80 由肾经尿排出 3 60 g d 小部分由粪便 乳汁 毛发排出 蓄积 生物半衰期为27天 在肾 肝及骨内有明显蓄积 除肺外其余内脏含铬量随年龄增加而减少 57 四 铬的毒理作用 一 毒性Cr0 Cr2 无毒或毒性很小Cr3 难吸收 毒性不大Cr6 毒性比大Cr3 100倍 1 急性毒性主要表现为皮肤和粘膜的损害 1 消化道吸收 a 消化系统症状 消化道腐蚀 呕吐 腹泻 腹痛b 肾充血损害 脑水肿 2 呼吸道 鼻出血 鼻粘膜萎缩 3 皮肤 皮肤腐蚀 急性皮肤糜烂 变态反应性皮肤炎 58 2 亚急性 慢性毒性 1 呼吸道 职业接触 鼻炎 咽炎 支气管炎 鼻中隔糜烂甚至穿孔 2 皮肤 变态反应源 接触性皮炎 湿疹 皮肤溃疡 铬疮 3 眼结膜 铬酸雾对结膜有刺激作用 引起流泪等症状 4 全身性影响 皮肤 头痛 消瘦 贫血 消化不良 肺炎 高血压 神经衰弱等 59 3 三致作用 1 致癌 Cr3 Cr6 均可致癌 铬癌 肺道 上呼吸道癌 2 致畸 Cr3 可通过胎盘屏障 3 致突变 Cr6 有较强致突变作用 引起大肠杆菌色氨酸缺陷型 鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型发生突变 Cr3 很弱 Cr3 Cr6 可诱发染色体畸变 60 二 毒作用机理1 氧化生物大分子和其他生物分子 如Vc 2 可与核酸 蛋白质结合 改变遗传密码 引起突变或癌变 3 与蛋白质 COOH结合 抑制谷胱甘肽酶的活性 使血红蛋白氧化为高铁血红蛋白 4 致敏作用 Cr6 在真皮还原为Cr3 Cr3 与蛋白质形成抗原 抗体复合物 61 第六节砷 62 一 污染来源在工农业生产上广泛使用 毒鼠剂 除草剂 杀菌剂 防腐剂 油漆 染料 半导体材料 铜铅合金 燃煤 煤砷3 45mg kg 采矿 雄黄 AsS2 雌黄 AsS3 砷铁矿 FeAsS 自然释放 8 106kg yr人为释放 24 106kg yr 63 二 理化性质原子序33 M74 92 类金属 银灰色固体 价态 3 6 3常见化合物 AsH3 As2O3 砒霜 As2O5 H3AsO4 HAsO2 AsS2 雄黄 AsS3 雌黄 有机砷 三价砷毒性最强 64 三 代谢 一 吸收消化道 不溶性砷化合物不易被吸收 无机砷的吸收程度取决于溶解度和物理状态 阴离子砷和易溶性砷化合物在消化道中的吸收较快 砷化合物的溶液摄入后很容易吸收 吸收率可达90 砷酸盐在肠道中的吸收方式与磷酸盐类似 有机砷的吸收主要通过肠壁黏膜以简单扩散方式进行 呼吸道 可被完全吸收 但量很少皮肤 可被吸收 可溶性的脂质软膏中 65 二 分布无机砷分布于红细胞中 95 99 大部分与血红蛋白上的珠蛋白结合 少量与血浆蛋白结合 而后分布于肝 肾 肺 肠 脾 皮肤和一些神经组织中 三 排泄和蓄积排泄 主要由肾经尿排出 甲基化砷 其次经胆汁随粪便排出 也可由汗 乳汁 毛发 指甲排出 有机砷以原形排出 无机砷甲基化为有机砷后排出 蓄积 皮肤 骨骼 毛发中的半衰期很长 66 四 砷的毒理作用 一 毒性作用1 急性中毒 主要影响呼吸 消化 心血管 神经和造血系统 以恶心 呕吐 腹泻及严重腹痛为主要特征的急性砷中毒多发生在误服 谋杀或事故等情况下 严重者可发生神经异常 呼吸困难 心脏衰竭而死亡 吸入 刺激上呼吸道粘膜 流鼻涕 咳嗽 继而发生呕吐 腹痛 腹泻经口 胃部 腹部剧烈疼痛 口内有金属味 呼气有大蒜气味 呕吐 腹泻 中毒性肝损害 皮肤出血等 严重时出现神经系统症状 可因呼吸麻痹而死亡 致死剂量 砷化氢 AsH3 为0 10 0 15g 亚砷酸 As2O3 为0 10 0 30g 砒霜 0 060 0 20g 67 最典型的临床症状是砷性皮肤损伤 1 初期 无力 消化系统症状 呼吸系统症状 2 皮肤色素沉着 砷性黑皮症 3 皮肤过度角化 4 指甲失去光泽 出现白色横纹 头发脆 易脱落 5 末梢神经炎 神经系统症状 6 心血管系统 外周血管系统受损 血管狭窄 阻塞甚至完全阻滞 局部组织坏死 2 慢性中毒地方性中毒 饮水型 燃煤型 台湾乌脚病 68 3 砷的细胞遗传学效应 1 砷诱发染色体畸变诱发体外培养的外周血淋巴细胞染色体畸变的能力 As2O3 AsCl3 NaAsO2 Na2HAsO4 H3AsO4 As2O5 三价砷 五价砷砷诱发人白血病细胞 成纤维细胞 叙利亚仓鼠胚胎细胞 中国仓鼠卵巢细胞染色体畸变率增加 69 2 砷诱发姐妹染色单体互换和微核频率增高砷可以引起姊妹染色单体交换率增加 增加DNA复制中错误的可能性 也有人认为砷的致癌作用与肿瘤抑制基因的甲基化受到影响有关 至于免疫功能受到抑制 砷拮抗元素硒的作用等均在致癌过程中有一定影响 砷的致癌机制有待深入研究 70 4 砷的分子毒理学效应 1 砷对生物大分子合成的作用 双相性砷化合物在低浓度下能明显刺激细胞DNA RNA 蛋白质的合成作用 在高浓度下显著抑制其合成 As2O3 NaAsO2 Na2HAsO4 2 砷对细胞基因扩增的作用 刺激DNA合成 致癌 3 砷对DNA损伤和修复的作用 抑制作用 低浓度可能会促进 4 砷对免疫功能的影响引发变态反应 对血淋巴细胞的作用呈双相性 71 5 砷的三致作用无机砷化学物是确认的致癌物 但不是始发致癌剂 而是辅助致癌剂 促癌剂 流行病学证实砷能引起人类皮肤癌和肺 膀胱等内脏肿瘤的发生 砷对皮肤致癌的毒性浓度为0 20 0 25mg d 1 砷的致突变作用一般认为砷对人和哺乳动物细胞没有致突变性 或仅有极弱的致突变作用 一般情况下砷是以辅致突变形式在细胞突变 癌变中发挥作用的 72 2 砷的致畸作用动物实验表明砷有致畸作用 高剂量的砷对人可能也有致畸作用 阴离子形式的砷可通过哺乳动物的胎盘 有机砷难以通过 3 砷的致癌作用已确认无机砷为人类致癌物 砷暴露与皮肤癌 肺癌和内脏癌 胃癌 膀胱癌 的发生密切相关 但动物实验不能证明砷的致癌性 73 二 毒作用机理1 与 SH结合引起酶失活三价砷 五价砷都可与 SH结合 但后者的结合力远小于前者 这是三价砷毒性大于五价砷的主要原因 砷可抑制三羧酸循环 氧化磷酸化解偶联和其他重要代谢过程的酶 2 取代磷酸在化学性质和分子结构上 五价砷酸和磷酸相似 在许多生化反应中可发生竞争取代磷酸 1 抑制ATP形成 2 DNA合成中取代磷酸参入DNA结构中 造成DNA复制和转录错误 3 砷是毛细血管毒物可引起毛细血管壁通透性增加 造成毛细血管麻痹 74