重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述

綱要概述環(huán)境中重金屬遷移轉(zhuǎn)化與代謝幾個(gè)常見(jiàn)重金屬毒理作用第十章重金屬環(huán)境毒理學(xué)

1重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第1頁(yè)修改說(shuō)明1.對(duì)全部段落進(jìn)行了首行縮進(jìn)。2.P13增加了不一樣價(jià)態(tài)重金屬毒害作用3.P19增加了粉塵鉛危害4.P20增加了化裝品對(duì)人體危害5.P51增加了關(guān)于鎘大米內(nèi)容重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第2頁(yè)第一節(jié)概述

金屬是指比重在4.0以上約60種金屬元素或比重在5.0以上45種金屬元素。因?yàn)樯楹臀拘院鸵恍┬再|(zhì)與重金屬相同，所以將砷、硒也列入重金屬范圍內(nèi)。3重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第3頁(yè)一、環(huán)境中重金屬污染起源

金屬元素是地殼巖石中天然組成成份。對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重金屬元素污染主要起源是人類生產(chǎn)活動(dòng)。采礦、冶煉、使用重金屬工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、施用農(nóng)藥(包含Pb、Hg、Cd、As等)，經(jīng)過(guò)廢水、廢氣、廢渣將重金屬元素及其化合物排放入環(huán)境，造成重金屬污染。4重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第4頁(yè)二、重金屬與人體關(guān)系各種重金屬元素在生物體內(nèi)正常含量均小于人體體重0.01%，屬于微量元素。有是人和動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育必需，有是非必需，比如汞、鉛、鎘等。5重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第5頁(yè)環(huán)境元素與生物元素不停交流并保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)環(huán)境污染使局部地域重金屬元素濃度過(guò)高時(shí)，人體從環(huán)境中攝入一些金屬元素量會(huì)超出人體所適應(yīng)變動(dòng)范圍，這時(shí)就對(duì)人體健康產(chǎn)生了危害，引發(fā)疾病，發(fā)生金屬中毒，甚至死亡。6重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第6頁(yè)對(duì)于非必需重金屬，如汞、鎘、鉛等，因?yàn)樗鼈冊(cè)诃h(huán)境中含量很低，在生命起源和生物演化早期階段未被選擇利用，生物體對(duì)它們適應(yīng)能力更差。當(dāng)它們污染環(huán)境并進(jìn)入人體后，對(duì)人體危害更大。汞、鎘、鉛、鉻、砷等是當(dāng)前環(huán)境毒理學(xué)研究重點(diǎn)。7重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第7頁(yè)第二節(jié)環(huán)境中重金屬遷移轉(zhuǎn)化與代謝

環(huán)境中重金屬可發(fā)生遷移、濃集與轉(zhuǎn)化。重金屬主要經(jīng)過(guò)水介質(zhì)在環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)運(yùn)，也能夠經(jīng)過(guò)復(fù)雜食物鏈(網(wǎng))進(jìn)行轉(zhuǎn)移。重金屬經(jīng)過(guò)食物鏈在生物界遷移轉(zhuǎn)運(yùn)，不但可從食物鏈一級(jí)轉(zhuǎn)到另一級(jí)，而且在此轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中還有逐層濃集放大作用。8重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第8頁(yè)一、重金屬生物遷移因?yàn)槭澄镦滉P(guān)系，當(dāng)重金屬被生物吸收入體內(nèi)而有蓄積時(shí)(即吸收量>排泄量)，金屬在生物逐層傳遞過(guò)程中便逐步濃集放大。

9重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第9頁(yè)日本對(duì)水俁病病因研究發(fā)覺(jué)：海水中含汞量約為0.0001mg/L，浮游生物體內(nèi)汞含量為0.001～0.002mg/L(為海水10~20倍)，吸食浮蝣生物小魚(yú)體內(nèi)汞含量為0.2~0.5mg/L(為浮游生物200~500倍)，吞食小魚(yú)大魚(yú)體內(nèi)汞含量為1~1.5mg/L(為小魚(yú)5～25倍)。經(jīng)過(guò)上述食物鏈生物濃集，使大魚(yú)體內(nèi)汞含量為海水(起始點(diǎn))1萬(wàn)～5萬(wàn)倍。重金屬濃集放大倍數(shù)取決于重金屬、生物與環(huán)境不一樣而有差異。10重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第10頁(yè)食物鏈中處于起始點(diǎn)位置是食物生產(chǎn)者，其在重金屬濃集中起著主要作用，如水生藻類和陸生植物，重金屬可在體內(nèi)蓄積。由此可見(jiàn)，環(huán)境中濃度很低重金屬，經(jīng)過(guò)食物鏈逐層轉(zhuǎn)移濃集，以“植物→動(dòng)物(肉、內(nèi)臟、蛋、乳等)→人”方式進(jìn)入人體，大大提升了人對(duì)重金屬接觸量，從而增加了有毒金屬對(duì)人體健康潛在危害性。11重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第11頁(yè)二、重金屬轉(zhuǎn)化

環(huán)境中重金屬因?yàn)槭芨鞣N原因影響，其化學(xué)形態(tài)可發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而影響重金屬在環(huán)境中轉(zhuǎn)歸、毒性大小與人體吸收可能性。比如在水環(huán)境中重金屬，被生物吸收后可在體內(nèi)發(fā)生甲基化作用，無(wú)機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為毒性較高甲基汞。當(dāng)前已經(jīng)確定在環(huán)境中能夠生物甲基化重金屬有汞、鉛、砷等，其中對(duì)無(wú)機(jī)汞甲基化研究較多。

12重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第12頁(yè)不一樣價(jià)態(tài)重金屬毒害作用Pb醋酸鉛>氯化鉛HgHg2Cl2<HgS<HgCl<甲基汞Cd普通只有二價(jià)一個(gè)價(jià)態(tài)AsAs~(+3)<二甲基砷<As~(+5)CrCr<Cr~(+2)<Cr~(+3)<Cr~(+6)重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第13頁(yè)三、重金屬吸收、分布

（一）吸收環(huán)境中重金屬普通是經(jīng)過(guò)被其污染食物、飲水、空氣及職業(yè)性接觸，主要經(jīng)消化道吸收，其次經(jīng)呼吸道吸收，經(jīng)皮膚吸收較少。14重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第14頁(yè)1.經(jīng)消化道吸收在食物中以離子狀態(tài)存在重金屬，處于溶解狀態(tài)，可直接被消化道吸收。有些重金屬結(jié)合在食物有機(jī)成份上，有與食物中有機(jī)物形成復(fù)合物，這些重金屬在食物有機(jī)成份消化過(guò)程中被釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)化成為可溶性物質(zhì)，被消化道吸收。小腸中段是重金屬元素主要吸收部位。15重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第15頁(yè)影響消化道吸收金屬鹽類原因以下：

(1)胃腸道內(nèi)pH

重金屬元素在胃液酸性環(huán)境中可從食物成份中解離出來(lái)，呈離子狀態(tài)，再在胃內(nèi)與配體(如氨基酸等)形成復(fù)合物后進(jìn)入小腸被吸收，其吸收率不受腸內(nèi)堿性環(huán)境干擾；絕大部分金屬離子在胃液內(nèi)未形成復(fù)合物，進(jìn)入小腸后在堿性環(huán)境中形成不溶性復(fù)合物，則不易被吸收。所以，絕大部分?jǐn)z入金屬鹽類被排出體外。16重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第16頁(yè)

(2)年紀(jì)影響

乳兒期腸粘膜未成熟，其胞飲作用大于成人，因而對(duì)一些金屬如Pb、Cd、Fe、Co等吸收率較高。

(3)膳食成份

食物中磷酸鹽、植酸鹽、纖維素等影響重金屬元素吸收。植酸鹽能抑制大鼠腸道對(duì)鉻吸收，而草酸鹽能增加鉻運(yùn)轉(zhuǎn)。

17重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第17頁(yè)

2.經(jīng)呼吸道吸收

大氣中懸浮顆粒物和氣體中重金屬元素可從鼻咽腔至肺泡整個(gè)呼吸道進(jìn)入機(jī)體。愈進(jìn)入呼吸道深部面積愈大、停留時(shí)間愈長(zhǎng)、吸收愈多。影響呼吸道吸收原因很多，主要有：重金屬元素種類、金屬顆粒物大小、金屬化合物溶解度；呼吸深度、速率及血液循環(huán)速度；肺泡內(nèi)二氧化碳可增加一些金屬化合物溶解度；外界環(huán)境氣溫、濕度、有沒(méi)有溶劑等。18重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第18頁(yè)粉塵鉛危害輕度中毒時(shí)可出現(xiàn)消化不良，飯后上腹不適，噯氣，惡心，腹部不定位疼痛等。急性中毒或慢性中毒急性發(fā)作時(shí)，可出現(xiàn)腹部絞痛，腹痛多在臍周圍或下腹，發(fā)作時(shí)疼痛猛烈難忍，故名‘鉛絞痛’，當(dāng)前經(jīng)典鉛絞痛已極少見(jiàn)。接觸鉛后如口腔衛(wèi)生不好，往往可在齒齦邊緣上出現(xiàn)蘭線，叫鉛線，是由硫化鉛細(xì)小顆粒堆積而成。

重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第19頁(yè)

3：經(jīng)皮膚吸收一些脂溶性重金屬及其化合物，如四乙基鉛、有機(jī)汞化合物、有機(jī)錫化合物等可經(jīng)過(guò)皮膚進(jìn)入體內(nèi)。假如化裝品中含有汞、砷、鉛等含量超出一定標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)對(duì)人體造成危害。汞會(huì)對(duì)皮膚造成刺激，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響很大，使人出現(xiàn)記憶力衰退、失眠等癥狀；鉛會(huì)造成神經(jīng)衰弱加重，影響消化系統(tǒng)；砷能引發(fā)皮膚色素從容，也會(huì)引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)病變。一些水溶性重金屬化學(xué)物可經(jīng)過(guò)毛囊、皮脂腺和汗腺而進(jìn)入血液。20重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第20頁(yè)(二)轉(zhuǎn)運(yùn)

血液是重金屬元素在體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)主要介質(zhì)。由消化道吸收重金屬元素可直接進(jìn)入血液，由肺泡吞噬細(xì)胞吞噬吸收微粒中金屬元素需經(jīng)過(guò)淋巴再進(jìn)入血液。進(jìn)入血液金屬元素，能夠游離狀態(tài)存在，也可與血中氨基酸、白蛋白等結(jié)合，或吸附在紅細(xì)胞膜上并可進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)，或與特異轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合而運(yùn)輸。21重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第21頁(yè)重金屬在血液中與何種成份結(jié)合，直接影響重金屬向組織器官轉(zhuǎn)運(yùn)速度。與血球結(jié)合金屬轉(zhuǎn)運(yùn)速度比與血漿結(jié)合金屬慢，與血漿成份結(jié)合金屬轉(zhuǎn)運(yùn)速度比血漿中游離金屬離子要慢。金屬與血，球及血漿結(jié)合分配比，隨金屬種類和化學(xué)形式而異，對(duì)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)影響很大。

22重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第22頁(yè)重金屬與血漿成份結(jié)合可分作三類：

①與血漿中低分子成份結(jié)合，是重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)、分布和排泄主要形式；

②與血漿蛋白(主要是白蛋白)渙散結(jié)合，易分離；

③與特殊重金屬蛋白或轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白形成牢靠結(jié)合，只有靠絡(luò)合劑或比該重金屬結(jié)協(xié)力更大金屬才能將其分離。

23重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第23頁(yè)

(三)分布重金屬元素被機(jī)體吸收后在體內(nèi)各臟器分布隨不一樣元素而異，同一個(gè)元素在不一樣組織器官分布也不相同。不一樣器官對(duì)不一樣金屬選擇性顯著不一樣。金屬元素分布受各種原因影響。比如，經(jīng)肺吸入汞蒸氣主要隨血流分布在腦組織中，引發(fā)腦損傷；水溶性汞離子，則極難經(jīng)過(guò)血腦屏障，進(jìn)入腦組織極少；脂溶性較強(qiáng)烷基汞，則可經(jīng)過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織中。

24重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第24頁(yè)

(四)排泄重金屬及其代謝產(chǎn)物，主要是經(jīng)過(guò)消化道和膽汁隨糞、經(jīng)腎由尿、經(jīng)肺隨呼吸等路徑排出體外；毛發(fā)和指甲也可排出微量重金屬元素。不一樣重金屬排泄路徑不一樣，一個(gè)重金屬也可由幾個(gè)路徑排泄。普通規(guī)律是經(jīng)口攝入主要經(jīng)腸道隨糞排出(因攝入重金屬鹽類不易被腸道吸收)。同一個(gè)重金屬排泄路徑也可因劑量和代謝轉(zhuǎn)化而改變。

25重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第25頁(yè)

(五)體內(nèi)蓄積

當(dāng)重金屬吸收量大于排出體外量時(shí)，重金屬就可在體內(nèi)蓄積起來(lái)，尤其是人體內(nèi)固有重金屬貯存庫(kù)（如骨骼）和重金屬蓄積機(jī)制(如各種金屬巰蛋白可與金屬結(jié)合而沉積在一些細(xì)胞內(nèi))等，使多數(shù)重金屬在體內(nèi)蓄積具備生理?xiàng)l件。尤其是那些有致癌作用金屬如As、Cd、Cr、Ni等。26重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第26頁(yè)重金屬在環(huán)境中普通是低濃度、長(zhǎng)時(shí)期侵入人體、每次進(jìn)入機(jī)體量即使極少，在青少年時(shí)期在體內(nèi)負(fù)荷較輕，不過(guò)因?yàn)閷?duì)這些重金屬接觸曠日持久，伴隨年紀(jì)增加，這些金屬在體內(nèi)量就會(huì)逐年增多，由少積多，由機(jī)體能夠耐受到機(jī)體不可低御。尤其那些蓄積在骨骼中重金屬，在老年階段在骨質(zhì)改建中破骨作用增強(qiáng)而成骨作用減弱時(shí)，可將貯存金屬釋放出來(lái)對(duì)組織細(xì)胞造成危害。27重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第27頁(yè)第三節(jié)幾個(gè)常見(jiàn)重金屬毒理作用

重金屬污染環(huán)境進(jìn)入人體后，不易排泄，逐步蓄積，當(dāng)超出人體生理負(fù)荷時(shí)就會(huì)引發(fā)生理功效改變，造成急、慢性或遠(yuǎn)期危害。重金屬對(duì)健康危害主要有：慢性中毒、致癌作用、致畸作用、變態(tài)反應(yīng)、對(duì)免疫功效影響等。

28重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第28頁(yè)一、汞毒理作用

1．金屬汞金屬汞常以蒸氣態(tài)污染大氣，可經(jīng)過(guò)呼吸道進(jìn)入人體。金屬汞易溶于脂質(zhì)，輕易經(jīng)過(guò)生物膜進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)和分布，也輕易經(jīng)過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織。金屬汞在細(xì)胞和其它組織中也可氧化成二價(jià)汞離子，再轉(zhuǎn)運(yùn)至腎臟，經(jīng)腎由尿排出體外，普通對(duì)腎不易造成損害。所以，汞對(duì)腦損傷先于腎，慢性汞中毒首先出現(xiàn)是神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。29重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第29頁(yè)金屬汞中毒機(jī)理主要是因?yàn)槎r(jià)汞離子與蛋白質(zhì)和酶中巰基(－SH)反應(yīng)形成牢靠硫汞鍵(一SHg一)，改變了蛋白質(zhì)尤其是酶結(jié)構(gòu)與功效，使細(xì)胞代謝紊亂，造成組織器官病變。普通短期二價(jià)汞離子毒害是可逆，停頓接觸，中毒癥狀可逐步消失。30重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第30頁(yè)

2．無(wú)機(jī)汞化合物包含汞硫化物、氯化物、氧化物及其它汞鹽，只有離子態(tài)汞才能被吸收(經(jīng)過(guò)胃腸道和呼吸道)。汞離子進(jìn)入血液后快速分布全身，隨之轉(zhuǎn)運(yùn)聚積于肝臟和腎臟，并經(jīng)腎由尿排出體外。因?yàn)闊o(wú)機(jī)汞不易被吸收，普通不易造成肝、腎損害。在短期內(nèi)攝入大量無(wú)機(jī)汞鹽或誤食含汞物質(zhì)，可引發(fā)急性汞中毒。31重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第31頁(yè)

3．有機(jī)汞化合物可將有機(jī)汞化合物分為兩類：一類為苯基汞和烷氧基汞，在體內(nèi)易降解為汞離子，其毒理作用類似于無(wú)機(jī)汞化合物；另—類為烷基汞，如甲基汞、乙基汞、丙基汞等。甲基汞、乙基汞和丙基汞均為短鏈烷基汞，均屬脂溶性，易以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式經(jīng)過(guò)生物膜，也易隨血流經(jīng)過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦組織。甲基汞能夠原形蓄積在腦內(nèi)，以大腦感覺(jué)區(qū)和運(yùn)動(dòng)區(qū)蓄積量較高，尤其在大腦后葉蓄積量最高，致使患者聽(tīng)覺(jué)，視覺(jué)嚴(yán)重障礙。32重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第32頁(yè)甲基汞屬于高神經(jīng)毒物質(zhì)。環(huán)境中任何形式汞(金屬汞、無(wú)機(jī)汞、芳基汞等)，均可轉(zhuǎn)化為劇毒甲基汞，稱為汞甲基化。

不論在需氧還是在厭氧條件下，一些含有甲基鈷氨素(甲基維生素B12)微生物可將甲基轉(zhuǎn)移給無(wú)機(jī)汞而形成甲基汞。在厭氧條件下合成甲基汞速度比需氧條件下要慢得多。

33重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第33頁(yè)二、鉛毒理作用

1．急性中毒急性鉛中毒較少見(jiàn)。當(dāng)意外攝入大量鉛時(shí)可發(fā)生急性中毒，如含鉛餐具(錫器盤、鉛壺、彩釉陶器、鉛繪料涂里玻璃器皿等)將大量鉛溶出進(jìn)入食物時(shí)，食入后可引發(fā)中毒。幼兒啃嚼含鉛油漆玩具和家俱等也可產(chǎn)生中毒。服用過(guò)量含鉛藥品如黑錫丹、樟丹等一樣可引發(fā)中毒。

34重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第34頁(yè)急性中毒時(shí)，貧血是主要癥狀之一；患者口內(nèi)常有金屬味、流涎、惡心、嘔吐、便秘或腹瀉，并有陣發(fā)性腹絞痛；神經(jīng)系統(tǒng)受鉛損傷可出現(xiàn)中毒性腦病。腎受害中毒性腎病，可見(jiàn)近端腎小管功效異常，尿中出現(xiàn)氨基酸、葡萄糖等；肝損傷可引發(fā)中毒性肝炎等。個(gè)別患者可發(fā)生麻痹性腸梗阻，消化道出血等。35重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第35頁(yè)

2．慢性中毒慢性鉛中毒主要癥狀以下：

(1)血液系統(tǒng)鉛能抑制血液中δ—氨基乙酰丙酸(又稱δ—氨基酮戊酸)脫氫酶(δ—ALA—D)和血紅素合成酶，使血紅素合成受到障礙而出現(xiàn)貧血，面色蒼白(所謂“鉛容”)、心悸、氣短、疲勞、易激動(dòng)及輕度頭痛。36重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第36頁(yè)

(2)神經(jīng)系統(tǒng)

鉛中毒早期常見(jiàn)神經(jīng)衰弱綜合癥，表現(xiàn)為頭昏、頭痛、失眠、健忘、易興奮等，小兒可出現(xiàn)多動(dòng)癥。鉛中毒對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用是引發(fā)腦病。

慢性鉛中毒時(shí)周圍神經(jīng)也出現(xiàn)癥狀，最嚴(yán)重經(jīng)典癥狀是由橈神經(jīng)損害引發(fā)非對(duì)稱性腕下垂。37重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第37頁(yè)

(3)消化系統(tǒng)

慢性鉛中毒患者口內(nèi)有金屬味、食欲減退、便秘、腹隱痛。典型癥狀是腹絞痛，見(jiàn)于中等及較重中毒病例。發(fā)作之前，往往先有一段時(shí)間頑固性便秘及腹隱痛。多為突然發(fā)作，每次連續(xù)數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)。痛性質(zhì)為陣發(fā)性，多在臍周，也有在上下腹部者。38重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第38頁(yè)

(4)其它

鉛對(duì)腎臟有一定損害。慢性鉛中毒主要損害腎小管功效。鉛還可降低機(jī)體免疫功效，使對(duì)感染抵抗力降低。39重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第39頁(yè)

3．生殖毒性與致畸作用

小劑量(0.002~0.2mg/kg)鉛和短時(shí)間(10天中作用6次)作用，可引發(fā)雄性大鼠睪丸和前列腺增重，前列腺肥大，精子生成受到破壞。雌性大鼠動(dòng)情期紊亂，卵巢皮質(zhì)層萎縮，卵細(xì)胞異常。交尾前或孕期給大鼠注入鉛，往往引發(fā)流產(chǎn)或死胎，或胎鼠發(fā)育不全。調(diào)查發(fā)覺(jué)鉛作業(yè)女工中發(fā)生死胎、流產(chǎn)、畸形及早產(chǎn)者較多。

40重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第40頁(yè)

4．致癌作用

流行病學(xué)調(diào)查表明，英國(guó)鉛管工人支氣管肺癌校正死亡率較高，鉛對(duì)BaP誘發(fā)工人肺癌可能有協(xié)同作用。給大鼠口服或皮下注射鉛鹽，可引發(fā)腎腫瘤；氧化鉛和BaP對(duì)倉(cāng)鼠有協(xié)同致癌作用；四乙基鉛可使小鼠發(fā)生肝癌。41重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第41頁(yè)

5．毒作用機(jī)理鉛可與體內(nèi)一系列蛋白質(zhì)、酶和氨基酸內(nèi)官能團(tuán)，主要是與巰基相結(jié)合，從多方面干擾機(jī)體生化和生理功效。受鉛干擾最嚴(yán)重代謝步驟是抑制呼吸色素(如血紅素和細(xì)胞色素)生成，經(jīng)過(guò)抑制線粒體呼吸和磷酸化而影響能量產(chǎn)生，以及經(jīng)過(guò)抑制三磷酸腺苷酶而影響細(xì)胞膜運(yùn)輸功效。

42重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第42頁(yè)

（1）影響卟啉代謝

卟啉代謝紊亂是鉛中毒主要和較早改變。卟啉是血紅素合成過(guò)程中中間產(chǎn)物。鉛對(duì)血紅素合成過(guò)程中許多酶有抑制作用，其中最敏感是δ-ALA脫氫酶，使ALA形成卟膽原受到干擾；同時(shí)又抑制鐵絡(luò)合酶，妨礙了原卟啉與二價(jià)鐵結(jié)合，使血紅素合成受到干擾，引發(fā)低色素貧血。43重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第43頁(yè)

（2）損害神經(jīng)系統(tǒng)

引發(fā)末梢神經(jīng)炎，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)異常，常見(jiàn)伸肌麻痹。

鉛還可隨血流進(jìn)入腦組織，造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣供給不足。發(fā)展成為高血壓腦病。

幼兒大腦對(duì)鉛損害遠(yuǎn)比成人敏感。環(huán)境中尤其是大氣環(huán)境中鉛，對(duì)兒童智力發(fā)展和行為會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

鉛還能透過(guò)母體胎盤侵入胎兒體內(nèi)，尤其是侵入胎兒腦組織，危害后代。

44重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第44頁(yè)

（3）引發(fā)血管痙攣

鉛中毒可致血管痙攣，造成一系列病癥。細(xì)小動(dòng)脈痙攣可引發(fā)細(xì)小動(dòng)脈硬化；皮膚血管收縮可引發(fā)面色蒼白“鉛容”；腎小動(dòng)脈硬化與痙攣可引發(fā)腎血流量少，引發(fā)中毒性腎病。45重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第45頁(yè)

（4）對(duì)消化系統(tǒng)損害

鉛對(duì)肝臟損害程度，與接觸鉛量多少、時(shí)間長(zhǎng)短、中毒路徑相關(guān)。鉛中毒引發(fā)肝臟損害多見(jiàn)于經(jīng)口服鉛中毒者?？梢l(fā)肝腫大、黃疸、甚至肝硬變或肝壞死。這種肝損傷除了鉛可直接損害肝細(xì)胞外，也可能是肝內(nèi)小動(dòng)脈痙攣引發(fā)局部缺血所致。46重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第46頁(yè)三、鎘毒理作用

1．急性毒性鎘對(duì)胃腸粘膜有刺激作用，故口服鎘化合物可引發(fā)嘔吐，并可引發(fā)腹瀉、休克和腎功效障礙。人在生產(chǎn)環(huán)境中大量吸入鎘煙塵和蒸氣也可引發(fā)急性鎘中毒，口有金屬味，出現(xiàn)頭暈、頭痛、咳嗽、呼吸困難、惡寒、嘔吐、腹瀉等，并產(chǎn)生肺炎和肺水腫。另外，還引發(fā)腎功效不良。

47重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第47頁(yè)

2．慢性毒性

人長(zhǎng)久吸入鎘塵或鎘煙可損害腎或肺。主要癥狀為肺氣腫，嗅覺(jué)減退或喪失，牙釉黃色環(huán)，腎小管功效障礙，蛋白尿，體力減退等。另外，還有骨軟化癥，輕度貧血，高血壓等。日本神通川流域發(fā)生骨痛病是舉世皆知因?yàn)殒k污染引發(fā)公害病。因?yàn)樯裢ùㄉ嫌武\礦冶煉排出含鎘廢水污染了神通川，河水澆灌使鎘進(jìn)入稻田而被水稻吸收。居民長(zhǎng)久食用含鎘米(每日僅從大米便可攝入300—480μg鎘)，并直接飲用被鎘污染神通川水，造成骨痛病流行。48重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第48頁(yè)

3其它損害近年來(lái)流行病學(xué)調(diào)查表明，接觸鎘工人前列腺癌及腎癌發(fā)病率比對(duì)照組高。鎘還可對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生以下慢性損害：①高血壓。

②睪丸損害。

③致癌作用。

④致畸形作用。

49重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第49頁(yè)

4．毒作用機(jī)理鎘部分毒作用機(jī)理可能是鎘與含羧基、氨基、尤其是含巰基蛋白分子結(jié)合，而使許多酶活性受到抑制。鎘離子可與組織蛋白羧基形成不溶性金屬蛋白鹽，也可與巰基形成穩(wěn)定金屬硫醇鹽，從而使許多酶系統(tǒng)活性受到抑制和破壞，使腎、肝等組織中酶系功效受損害。另外，鎘還可干擾銅、鈷和鋅在體內(nèi)代謝而產(chǎn)生毒作用。50重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第50頁(yè)鎘大米

據(jù)調(diào)查，10%左右市售大米鎘超標(biāo)。鎘對(duì)人類危害：人在食用鎘超標(biāo)大米之后，鎘在人體內(nèi)會(huì)造成患骨痛病。鎘大米中鎘起源：首先，采礦企業(yè)幾乎沒(méi)有環(huán)境保護(hù)設(shè)施，重金屬排污被放任自流地進(jìn)入土壤農(nóng)田；另首先，被重金屬嚴(yán)重污染土地繼續(xù)種植大米。最終，重金屬超標(biāo)大米進(jìn)入市場(chǎng)交易。

重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第51頁(yè)四、鉻毒理作用(一)毒性各種鉻化合物毒性強(qiáng)弱不一樣。金屬鉻和二價(jià)鉻化合物毒性很小或無(wú)毒。三價(jià)鉻化合物較難吸收，毒性不大。六價(jià)鉻化合物毒性最強(qiáng)，比三價(jià)鉻毒性大100倍。不論是六價(jià)鉻還是三價(jià)鉻，其毒性隨化合物不一樣而異。52重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第52頁(yè)

1?．急性毒性

人口服重鉻酸鉀致死劑量為3g左右。大量鉻鹽從消化道進(jìn)入，可刺激和腐蝕消化道，引發(fā)惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、血便以致脫水。如搶救不及時(shí)，則很快休克、陷入昏迷狀態(tài)。鉻對(duì)人經(jīng)呼吸道吸入急性毒性，可見(jiàn)于工業(yè)事故。

鉻對(duì)皮膚急性毒性表現(xiàn)為鉻對(duì)皮膚刺激和腐蝕作用所引發(fā)急性皮膚糜爛及變態(tài)反應(yīng)性皮膚炎。

53重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第53頁(yè)

2．亞急性、慢性毒性鉻經(jīng)呼吸道侵入，常見(jiàn)于職業(yè)接觸，對(duì)呼吸道有刺激和腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)嚴(yán)重病變，如鼻中隔糜爛、甚至穿孔。鉻還可引發(fā)皮膚潰瘍，又稱“鉻瘡”，多發(fā)生于手指和手背上，多數(shù)是先有外傷，再受鉻酸鹽溶液作用所致。鉻酸霧還對(duì)眼結(jié)膜有刺激作用，引發(fā)流淚，刺激口腔、咽粘膜等。長(zhǎng)久接觸鉻鹽粉塵或鉻酸霧，還產(chǎn)生全身性影響，可出現(xiàn)頭痛、消瘦、貧血、消化不良等。54重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第54頁(yè)

3．三致作用

六價(jià)鉻和三價(jià)鉻都有致癌作用。當(dāng)前世界公認(rèn)一些鉻化合物可致肺癌，稱為鉻癌。過(guò)去認(rèn)為只有六價(jià)鉻才有致癌作用，但在動(dòng)物試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)，金屬鉻、焙燒鉻礦粉及氧化鉻都有致癌活性。致癌作用與鉻化合物種類相關(guān)，溶于酸不溶于水鉻化合物被認(rèn)為是最危險(xiǎn)。

鉻化合物致癌潛伏期很長(zhǎng)，早期極難發(fā)覺(jué)，而且鉻致癌又為非特異性，所以“鉻癌”輕易被忽略。55重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第55頁(yè)三價(jià)鉻可透過(guò)胎盤屏障，抑制胎兒生長(zhǎng)并產(chǎn)生致畸作用。六價(jià)鉻有較強(qiáng)致突變作用，而三價(jià)鉻則甚弱。

六價(jià)和三價(jià)鉻化合物可誘發(fā)細(xì)胞染色體畸變。不一樣鉻化合物對(duì)人體外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變誘發(fā)作用不一樣，從強(qiáng)至弱依次為：K2Cr2O7>K2CrO4>Cr(CH3COO)3>Cr(NO3)3>CrCl3。六價(jià)鉻顯示出很強(qiáng)烈誘變性，且呈劑量—效應(yīng)關(guān)系。56重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第56頁(yè)(二)毒作用機(jī)理二價(jià)鉻易被氧化，在生物體內(nèi)不存在。三價(jià)鉻參加正常糖代謝，有激活胰島素作用，是生物必需微量元素，三價(jià)鉻在胃腸內(nèi)不易吸收，故毒性不大。

六價(jià)鉻化合物輕易被吸收，且有強(qiáng)氧化性，首先能夠氧化生物大分子(DNA、RNA、蛋白質(zhì)、酶)和其它生物分子(使維生素C氧化)，使生物分子受到損傷；另首先在六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻過(guò)程中，對(duì)細(xì)胞含有刺激性和腐蝕性，造成皮炎和潰瘍發(fā)生。57重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第57頁(yè)五、砷毒理作用(一)毒性作用

1．急性中毒生活性急性砷中毒較常見(jiàn)，如誤食砷污染食品、誤飲砷污染飲料，誤服含砷農(nóng)藥等。大量吸入砷化合物粉塵，首先引發(fā)上呼吸道粘膜刺激癥狀，出現(xiàn)流涕、咳嗽、胸痛及呼吸困難，繼而可發(fā)生嘔吐、腹痛和腹瀉。經(jīng)口攝入大劑量砷幾分鐘之內(nèi)就可出現(xiàn)急性砷中毒癥狀，假如胃內(nèi)有食物，可推遲幾個(gè)小時(shí)出現(xiàn)。

58重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第58頁(yè)

2．慢性中毒砷慢性中毒一些癥狀是其特有，但大部分癥狀是非特異性，所以，慢性砷中毒經(jīng)常被忽略。慢性砷中毒主要有以下臨床癥狀和體征：

(1)慢性中毒早期，患者表現(xiàn)為無(wú)力、厭食、惡心、嘔吐、腹瀉等；隨即發(fā)生結(jié)膜炎、上呼吸道炎，且常有鼻中膈穿孔等癥狀。

(2)皮膚色素從容(砷性黑皮癥)，呈褐色或灰黑色彌漫性斑塊狀，逐融合成大片，多見(jiàn)于眼瞼、腋窩及乳暈等受摩擦和皺褶處。59重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第59頁(yè)

(3)砷性皮膚過(guò)分角化，皮膚角質(zhì)增生變厚、干燥、皺裂，常發(fā)生在掌、踱或指、肘及膝關(guān)節(jié)。

(4)指甲失去光澤，脆而薄，或不規(guī)則增厚并出現(xiàn)白色橫紋，稱Aldrich-Mees's紋；頭發(fā)也變脆，易脫落。

(5)末梢神經(jīng)炎，早期表現(xiàn)為蟻?zhàn)吒?，進(jìn)而四肢對(duì)稱性向心性感覺(jué)障礙，四肢無(wú)力、疼痛，甚至肌肉萎縮、行動(dòng)困難、癱瘓。60重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第60頁(yè)

(6)心血管系統(tǒng)受累，在心電圖上可見(jiàn)心肌傳導(dǎo)異常，QT間期延長(zhǎng)；外周血管系統(tǒng)也受到損傷，肢體血管狹窄，尤其下肢嚴(yán)重，進(jìn)而發(fā)展為完全阻塞，臨床表現(xiàn)為間歇發(fā)作性腳趾發(fā)冷、疼痛、間歇跛行，經(jīng)過(guò)數(shù)月或多年可發(fā)展到壞死。

61重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第61頁(yè)

3、砷細(xì)胞遺傳學(xué)效應(yīng)誘發(fā)細(xì)胞染色體畸變(CA)：無(wú)機(jī)砷化合物侵入人體后可誘發(fā)細(xì)胞遺傳物質(zhì)損傷，造成CA頻率增高。長(zhǎng)久接觸砷污染冶煉工人、用砷制劑治療皮膚病(如牛皮癬)患者、使用含砷農(nóng)藥農(nóng)民。誘發(fā)細(xì)胞姊妹染色單體交換(SCE)和微核(MN)頻率增高。從事三氧化二砷作業(yè)工人，長(zhǎng)久飲用高砷水臺(tái)灣烏腳病患者，曾用砷制劑治療皮膚病患者。無(wú)機(jī)砷化合物也能誘發(fā)體外培養(yǎng)人血淋巴細(xì)胞和CHO細(xì)胞等哺乳類細(xì)胞SCE增加。62重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第62頁(yè)

4．砷分子毒理學(xué)效應(yīng)

(1)砷對(duì)生物大分子合成作用不論是三價(jià)砷(三氧化二砷、亞砷酸鈉)還是五價(jià)神(砷酸鈉)，對(duì)體外培養(yǎng)人血淋巴細(xì)胞DNA合成效應(yīng)都是雙相性，即砷化合物在低濃度下能顯著刺激細(xì)胞DNA合成作用，在高濃度下顯著抑制細(xì)胞DNA合成。砷不論對(duì)DNA合成促進(jìn)還是抑制，均具明確劑量效應(yīng)關(guān)系，且三價(jià)砷比五價(jià)砷化合物作用更大，其次序是：As2O3>NaAsO2>NaHAsO4。

63重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第63頁(yè)(2)砷對(duì)細(xì)胞基因擴(kuò)增作用研究發(fā)覺(jué)亞種酸鈉和砷酸鈉能引發(fā)小鼠3T6細(xì)胞中二氫葉酸鹽還原酶(DHFR)編碼基因擴(kuò)增，在17個(gè)克隆中有9個(gè)克隆DHFR基因拷貝數(shù)比正常擴(kuò)增2~11倍。最近研究發(fā)覺(jué)低濃度砷刺激DNA合成作用可能會(huì)造成基因擴(kuò)增，文件報(bào)道DNA復(fù)制過(guò)剩也會(huì)引發(fā)基因擴(kuò)增。人和動(dòng)物腫瘤細(xì)胞中基因是擴(kuò)增，砷致癌作用可能是經(jīng)過(guò)使與癌發(fā)生相關(guān)基因(如癌基因)擴(kuò)增而實(shí)現(xiàn)。64重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第64頁(yè)(3)砷對(duì)DNA損傷和修復(fù)作用多數(shù)學(xué)者認(rèn)為砷化合物對(duì)細(xì)胞DNA損傷修復(fù)功效有抑制作用。砷酸鈉能抑制紫外線照射誘發(fā)人皮膚組織細(xì)胞非預(yù)定性DNA合成(UDS)，表明對(duì)紫外線照射引發(fā)DNA損傷修復(fù)活性有抑制作用。三氧化二砷能抑制人成纖維細(xì)胞DNA中胸腺嘧啶二聚體剪切，從而也抑制了UDS。65重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第65頁(yè)?5．砷三致作用

大量流行病學(xué)研究和臨床觀察表明，無(wú)機(jī)砷化合物與人類幾個(gè)癌癥相關(guān)，是確認(rèn)致癌物；不過(guò)，大多數(shù)動(dòng)物誘癌試驗(yàn)表明砷不能誘發(fā)動(dòng)物發(fā)生腫瘤。砷不是始發(fā)致癌劑，而是輔致癌劑或輔癌劑。大多數(shù)試驗(yàn)也表明，砷化合物可促進(jìn)紫外線(UV)照射和一些化學(xué)致突變劑致突變作用。所以，砷又被認(rèn)為是輔致突變劑或輔突變劑。66重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第66頁(yè)

(1)砷與突變作用三價(jià)和五價(jià)無(wú)機(jī)砷化合物在Ames鼠傷寒沙門氏菌/微粒體酶試驗(yàn)中未能引發(fā)基因突變，也不能誘發(fā)大腸肝菌色氨酸缺點(diǎn)型菌株發(fā)生突變。普通認(rèn)為砷對(duì)人和哺乳動(dòng)物細(xì)胞也沒(méi)有致突變性，或僅有極弱致突變作用。研究表明，砷化合物對(duì)小鼠淋巴細(xì)胞胸苷激酶編碼基因(TK)沒(méi)有或僅有微弱致突變作用。67重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第67頁(yè)

(2)砷致畸作用

連續(xù)5天腹腔注射亞砷酸鈉(總量為1l~23mg/kg)給ICR雄鼠，4~5周后小鼠精子畸形率顯著增加，且呈劑量依賴關(guān)系。將砷酸鈉(20mg/kg)靜脈注射給孕期金色倉(cāng)鼠，若是在受精后第8天注射，子代可發(fā)生露腦畸形；

Luego等人報(bào)道一個(gè)17歲孕婦在孕期最終3個(gè)月服用了砷化合物，生下嬰兒體重僅1.1kg，只活了8小時(shí)，嬰兒肝、腦、腎中砷含量很高。68重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第68頁(yè)

(3)砷致癌作用國(guó)際腫瘤研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)確認(rèn)無(wú)機(jī)砷化合物為致癌物。從事砷殺蟲(chóng)劑生產(chǎn)工人、金礦工人以及銅、鋅等金屬冶煉工人經(jīng)過(guò)呼吸攝入砷，可引發(fā)皮膚癌、支氣管癌和肺癌，還可引發(fā)淋巴瘤和白血病。飲用砷污染水和啤酒可引發(fā)肝癌和肺癌。即使砷在流行病學(xué)上是確認(rèn)致癌物，但絕大多數(shù)動(dòng)物試驗(yàn)都不能證實(shí)砷致癌性。在全部對(duì)人類致癌金屬和類金屬化合物中，砷是唯一未能經(jīng)過(guò)動(dòng)物致癌試驗(yàn)證實(shí)有其致癌性元素。69重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第69頁(yè)(二)毒作用機(jī)理對(duì)于砷毒作用機(jī)理，長(zhǎng)久以來(lái)作了大量研究，發(fā)覺(jué)砷毒效應(yīng)產(chǎn)生主要是經(jīng)過(guò)三價(jià)砷與巰基結(jié)合引發(fā)酶失活、五價(jià)砷引發(fā)氧化磷酸化解偶聯(lián)、砷酸鹽取代磷酸鹽參入DNA分子，以及砷對(duì)毛細(xì)血管壁毒性作用等。

1．砷與巰基結(jié)合引發(fā)酶失活

2．取代磷酸

70重金屬環(huán)境毒理學(xué)概述第70頁(yè)1817年瑞典化學(xué)家Berzelius發(fā)覺(jué)了元素硒。因?yàn)槲幸欢ǘ拘?，?/p>