1、5/6/20231重金属的毒理5/6/20232n重金属指比重大于5的金属（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）。约有45种，一般都是属于过渡元素。如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。5/6/20233n1、汞n2、铅n3、镉5/6/20234汞n金属汞n症状：职业性长期吸人汞蒸气和汞尘可引起慢性汞中毒，其症状主要有体力减退、头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退等中枢神经系统症状；还有精神症状(如胆怯、焦虑、不安、精神压抑、丧失信心等
2、)、意向性震颤(即注意力集中时震颤更明显)。此外，皮肤可出现红斑疹、疮疹、等麻疹，眼睛可发生汞毒性晶体炎(晶体前出现灰棕色或黄色斑)等。5/6/20235n机理：主要是由于二价汞离子与蛋白质和酶中的巯基(一SH)反应形成牢固的巯汞键(一SHg一)，改变了蛋白质，尤其是两者的结构与功能，使细胞代谢紊乱，导致组织器官病变。一般短期的二价汞离子的毒害是可逆的，停止接触，中毒症状可逐渐消失。5/6/20236n有机汞n甲基汞化合物主要侵犯中枢神经系统。其慢性中毒的主要症状有感觉异常(如口唇和手足末端麻木、刺痛及感觉障碍等)、语言障碍(如说话不清楚、缓慢、不连贯等)、运动失调(如手的动作缓慢、步态不稳、
3、协调运动障碍及意向性展颤等)、向心性视野缩小，重者可呈管状视野、听力障碍(如中枢性听觉障碍，听不见或听不清)等。上述中毒症状出现顺序：感觉障碍一运动失调一语言障碍视野缩小一听力障碍。n此外，甲基汞还可随血流通过胎盘进入胎儿，具有致畸作用。孕妇摄入甲基汞可危及胎儿健康，重者可造成流产或死胎，轻者使婴儿成为甲基汞中毒病儿。主要表现为严重的精神迟钝、原始反射(口腔反射、握物反射等)差、协调运动障碍(如共济失调、运动失调等)、生长发育不良、肢体变形、斜视、精神运动性发作等。5/6/20237n机理n甲基汞对神经系统损害作用的机制之一是影响乙醇胆碱的合成，抑制神经兴奋传导。8氨基7酮戊酸脱水酶参与乙酰基
4、代谢，甲基汞可与该酶的巯基结合，从而影响乙酰胆碱的合成。此外，甲基汞的亲脂性强，易集中于细胞膜，对神经系统细胞膜产生溶解作用。甲基汞还能与大量存在于脑组织中的缩醛磷脂结合，这也可能是引起中枢神经系统损害的原因 5/6/20238铅n急性中毒：n贫血是主要症状之一；患者口内常有金属味、流涎、恶心、呕吐、便秘或腹泻，并有阵发性腹绞痛；神经系统受铅损伤可出现中毒性脑病(如狂躁、狂妄、视力减退以至失明、失语、麻痹、幻觉、神志模糊以及剧烈头痛、喷射状呕吐、惊厥等脑水肿症状)；肾受害的中毒性肾病，可见近端肾小管功能异常，尿中出现氨基酸、葡萄糖等；肝损伤可引起中毒性肝炎等。此外，个别患者可发生麻痹性肠梗阻，
5、消化道出血等。5/6/20239n慢性中毒n吸入铅量在10一20mg日，经过数周；或 2mg日，经过数年，可致慢性中毒。血液系统 神经系统 消化系统 5/6/202310n生殖毒性与致畸作用 n对大鼠的研究表明小剂量(0002一02mgkg)铅和短时间(10d中作用6次)作用，未见一般状态、血液及神经系统的改变，但可引起大鼠的睾丸和前列腺增重，前列腺肥大，精子生成受到破坏，有丝分裂异常，精于异常，精液流动性下降，性细胞中RNA合成和分解降低。雌性大鼠的动情朗紊乱，卵巢皮质层萎缩，卵细胞异常。交尾前或孕期给大鼠注入铅，往往引起流产或死胎，或胎鼠发育不全。n调查发现，铅作业女工中发生死胎、流产、畸
6、形及早产者较多。5/6/202311n致癌作用 n流行病学调查表明，英国铅管工人支气管肺癌校正死亡率较高，铅对BaP诱发工人肺癌可能有协同作用。n大鼠的研究表明口服或皮下注射铅盐，可引起肾肿瘤；氧化铅和BaP对仓鼠有协同致癌作用；四乙基铅可使小鼠发生肝病。5/6/202312n机理n铅可与体内一系列蛋白质、酶和氨基酸内的官能团，主要是与巯基相结合，从多方面干扰机体的生化和生理功能。受铅干扰最严重的代谢环节是抑制呼吸色素(如血红素和细胞色素)的生成，通过抑制线粒体的呼吸和磷酸化而影响能量的产生，以及通过抑制三磷酸腺甘酶而影响细胞膜的运输功能。5/6/202313镉n急性中毒：n镉对胃肠黏膜有刺激
7、作用，故口服镉化合物可引起呕吐，并可引起腹泻、休克和肾功能障碍。人在生产环境中大量吸人镐烟尘和蒸气也可引起急性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、咳嗽、呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产生肺炎和肺水肿。此外，还引起肾功能不良。5/6/202314n慢性中毒n大鼠研究表明慢性吸人氧化镉时，可见血红蛋白和红细胞数减少，白细胞数增加，血清蛋白下降，硫脑索代谢障碍，间质性肺炎和局灶性肺气肿。n家兔慢性喂饲试验，可见生长迟缓、低血色素性贫血，中性粒细胞增加，血浆白蛋白降低，血浆球蛋白增高。尿中有蛋白和管型。病理解剖发现肾间质纤维化伴有肾小球纤维化和肾皮质凝固性坏死、肝坏死及炎症细胞浸润、脾肿大、肺气肿、
8、心脏肥大等。n人长期吸人镉尘或镉烟可损害肾或肺。主要症状为肺气肿，嗅觉减退或丧失，牙釉黄色环，肾小管功能障碍，蛋白尿，体力减退等。此外，有人报告，尚有骨软化症、轻度贫血、高血压等。n骨痛症的主体是骨软化症的一系列病理变化。由于镉慢性中毒首先引起肾脏与肝脏受损害，然后引起骨质软化，若此时又有妊娠、分挠、授乳、内分泌失调、衰老、营养不良、钙不足等诱导或促进因素，便会出现骨痛病。和慢性镉中毒疫样，骨痛病也是以肾小管损害和骨质软化为主要症侯，可见糖尿和低分子蛋白尿。5/6/202315n其它损害n高血压n睾丸损害n致癌作用n致畸形作用5/6/202316n机理n动物实验证实，微量镉能干扰大鼠肝脏线粒体
9、中氧化磷酸化过程。n离体研究发现，镉可抑制各种氨基酸脱羧酶、组织酸酶、淀粉酶、过氧化酶等的活性。尤其是镉抑制亮氨酰基氨肽酶(该酶中的锌被镉置换)，使蛋白质的分解和再吸收障碍。由此推测，镉的部分毒作用机理可能是镉与含羧基、氨基，特别是含琉基的蛋白分子结合，而使许多酶的活性受到抑制。镉离子可与组织蛋白羧基形成不溶性金属蛋白盐，也可与琉基形成稳定的金属硫醇盐，从而使许多酶系统的活性受到抑制和破坏，使肾、肝等组织中的酶系功能受损害。此外，镉还可干扰铜、铅和锌在体内的代谢而产生毒作用。5/6/202317重金属的联合作用n把两种或两种以上重金属共同作用所产生的综合生物学效应称为联合作用。5/6/2023
10、18n 重金属元素之间的相互作用是错综复杂的。其主要作用机制：发生化学反应，相互作用形成不溶性盐或相对稳定的复合物或水溶性化合物；竞争生物膜上的载体蛋白，从而影响彼此的吸收和转运；代谢系统中竞争酶的活性中心，以一种金属代替另一种金属，使酶活性降低甚至丧失，从而影响细胞生理功能；诱导合成金属疏蛋白或置换金属蛋白中的金属成分。通过上述机制，不同金属之间影响彼此的吸收、转运、分布、排泄、生物转化和毒性。5/6/202319n重金属之间的拮抗作用，其主要机制：影响吸收和转运，或在肠道内发生化学反应形成难溶物，使其不能吸收，或通过竞争生物膜上的载体蛋白，抑制该种金属的生物转运，影响进入靶细胞和靶分子。相互置换和竞争大分子活性位点，多为同型置换，诱导金属琉蛋白，将有毒元素沉积于非作用部位。
