讲稿3-金属与类金属中毒概述

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，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。
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。
铅对儿童健康的危害（2）
近年来部分城市和地区儿童血铅水平调查
城市
超标率（%）
北京
64.9
上海
51.0
40.8（新生儿脐血铅）
沈阳
99.5
广州
31.6
浙江
39.8（城市） 27.6（农村） 14.2（山区） 11.7（海岛）
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%
Center for Disease Control. Prevention lead poisoning in young children. Atlanta，Georgia：CDC，1991；
毒理
１．吸收 ２．分布 ３．排泄 ４．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。
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。
▪ 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
（二）当前环境铅污染状况 （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。
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400～500℃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
[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
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≥45μg / 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。
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，
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 μg / dL， 工业污染 区儿童平均血铅水平达31.0 μg / dL， 其中 超标率（≥10 μg / dL或0.483μmol /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。
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？
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属络合物。
卟啉代谢障碍
卟啉代谢障碍临床意义
➢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
▪ ＡＬＡ与γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）化学 结构相似；
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
１．卟啉代谢障碍 ２．溶血作用 ３．对神经系统的作用 ４．对血管的毒作用 5 . 其它
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；
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，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2—3小时，岗位 铬酸铅浓度一般为0．05mg／m，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。
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。
（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。
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
❖ 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－，-NH2 2、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。
1、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：
▪ 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：
Co3+ + 6NH3 [Co(NH3)6]3+
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
铅对儿童健康的危害（5）
150 死亡→
100 脑病→ 肾功能受损→ 症状性贫血→ 腹绞痛→
50 血红蛋白合成障碍→
40 维生素 D3 代谢障碍→
30 神经传导速度下降→
20 红细胞原卟啉升高→
10 发育毒性→
血铅水平 （ ug/dL）
不同血铅水平对儿童集体的危害
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。