砷与地方性砷中毒ppt课件

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砷的运输与分布
血液：约95%与血红蛋白中的珠蛋白结合 As3+：富含巯基的组织，肝、肾、脑 As5+：骨骼，以砷酸盐取代磷酸盐
细胞内：内质网>胞液>溶酶体>线粒体>
细胞核 易蓄积于：皮肤、指（趾）甲、毛发，因 角蛋白含量高
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砷的毒性
砷通过与蛋白和酶的巯基相互作用(使蛋白
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砷的致癌机制
DNA损伤：砷中毒患者皮肤中O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶基因(MGMT)、辐射损伤修复基 因(XRCC1)、错配修复基因(hMSH2)、PTCH 基因 基因表达异常：人胚胎皮肤细胞(HES)暴露于亚 砷酸钠(NaAsO2)，65个基因表达上调，60个基 因表达下调，涉及原癌基因、抑癌基因、细胞凋亡 基因、DNA合成修复基因 DNA甲基化反应：砷中毒患者外周血中具抑癌作 用的p16基因高度甲基化，导致砷性肿瘤p16基 因失活 氧化应激与活性氧(ROS)的产生：二甲基什奇替 和二甲基亚砷酸可与O2分子反应，生成ROS，引 10 起氧化应激并导致DNA损伤，启动砷的致癌作用

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砷引起的周围神经病变
早期表现 末梢神经炎：四肢对称性、向心性感觉障
碍，痛觉温觉减退，麻木，蚁走感；四肢 肌肉疼痛，收缩无力，甚至抬举、行走困 难。
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砷引起的周围血管疾病
砷化物是一种毛细血管毒物，作用于血管壁，使 之麻痹、通透性增加；损伤小动脉内膜，使之变 性、坏死、管腔狭窄、血栓形成。 多发生于下肢远端脚趾部位。 表现：脚背、脚趾发冷，颜色苍白，血管搏动减 弱，脚趾疼痛明显。早期间歇性跛行，晚期脚趾 皮肤发黑、坏死（黑脚病）。 中医将脚趾皮肤发黑、坏死、脱落称之为“脱骨 疽”。

Βιβλιοθήκη Baidu 砷的慢性中毒症状
皮肤损害(例如着色过度、角化过度、脱皮和毛发 脱落) 周围神经病变 周围血管疾病 致癌：皮肤癌、乳腺癌、肾癌、膀胱癌、淋巴肉 瘤、血管肉瘤、口腔癌、骨癌、腹膜及生殖系统 肿瘤 多脏器损害：肝脏、神经系统、肾脏、血液系统、 生殖系统、心血管系统 致畸：可殃及子二代
As 砷与地方性砷中毒
Endemic Arseniasis
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砷元素与砷化合物

砷是一种自然存在的元素,在常见微量元素中排在第20 位, 存在于地壳,广泛分布于环境中 砷主要有3 种原子价(-3, +3, +5) 。 三价砷(As3+) 和五价砷(As5+) 广泛存在于自然水体中, 都是可溶的。 在氧化环境条件下五价砷类更稳定和占优势,而在还原环 境下以三价砷为主。 砷可以被微生物、人类和动物甲基化为单甲基砷酸和二甲 胂酸、三甲基砷氧化物。 三价化合物一般比五价化合物毒性大,其中毒性最大的是 胂气体。 存在的有机砷化物一般无毒性。
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地方性砷中毒的病区类型
高度分散的灶状分布 饮水型：水砷>0.05mg/L的人群约5000万。加 拿大、美国、匈牙利、俄罗斯、孟加拉、印度、 尼泊尔、越南、柬埔寨。新疆、内蒙古、青海、 宁夏、四川、北京、山西、山东、安徽、河南、 吉林、黑龙江、台湾（乌脚病）——西部地区为 防治重点。 燃煤污染型：高砷煤→室内空气+食物，每日摄砷 量是饮水型的几倍到几十倍。云南、贵州、四川、 重庆、湖南、湖北、陕西。

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最容易受到砷抑制的酶
As3+：转氨酶，丙酮酸氧化酶，丙酮酸脱
氢酶，磷酸酯酶，细胞色素氧化酶，脱氧 核糖核酸聚合酶等 As5+：α-甘油磷酸脱氢酶，细胞色素氧化 酶等，阻断肝细胞线粒体中的氧化磷酸化 过程。
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砷导致细胞凋亡
影响细胞凋亡基因的表达：p53、c-myc、
bcl-2、bcl-x、bax、bad等 改变端粒酶的活性：导致细胞端粒水平变 化，细胞易凋亡 细胞内信号转导异常：As进入细胞与游离 巯基结合，激活胱天蛋白酶（caspase） 家族成员，改变细胞内信号转导系统，诱 发细胞凋亡。

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砷与皮肤癌
砷与皮肤损害、黑脚病(BFD)
及皮肤癌具
有剂量-效应关系 皮肤癌包括原位细胞癌、侵入性细胞癌和 混合性基底细胞癌,
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砷的慢性作用还包括
造血抑制、浓血症(由血液到组织和胃肠道
的液体丧失) 黄疸型肝细胞损害 门脉性肝硬化和肝腹水 感觉障碍、末梢神经炎、厌食症以及体重 减轻 对免疫系统也有危害,它可诱发病毒/ 细菌 感染
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砷的用途
砷可以用于硬化合金和生产半导体、颜料、
玻璃制品、杀虫剂、灭鼠剂和杀霉菌剂 还可以作为治疗某些疾病(例如昏睡病、慢 性髓细胞样白血病) 的药品成分
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砷的吸收与排泄
可溶性砷化物可在胃肠道被吸收(吸收率 95~97%),并经由肾脏(例如As5+,有机砷)排出。 砷的生物半减期约30h以上，排泄缓慢。 三价砷(As3+) 从体内经甲基化和非甲基化砷 (As5+和As3+) 经尿液排泄。 甲基化砷类是由于无机As3+和As5+在活体内连续 还原形成的,在肝脏它们转化为MMAA(单甲基亚 砷酸、单甲基砷酸)、DMAA (二甲基亚砷酸、二 甲基砷酸),并解毒 “解毒后”的MMAA 和DMAA 对人类和动物有 毒 砷酸盐还原酶、单甲基砷酸盐还原酶

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砷的皮肤损伤
皮肤损伤是最主要的,也是慢性砷中毒的特异性体 征，饮用高砷水5年内即可出现相关症状。 皮肤包含了多种结合了As3+ 的巯基而高度角质 化,局部储存砷,这也可能是皮肤对砷的毒性作用 敏感的原因 色素沉着与色素缺失：同时出现在躯干部位，以 腹部（花肚皮）、背部为主 皮肤过度角化、皲裂：以手掌、脚跖部为主
质和酶在细胞内变性) 以及增加细胞内的活 性氧簇引起细胞损伤而产生毒性。 砷可以阻碍必要酶的作用及其在细胞内的 转录过程,最终导致人体多系统非癌病变相 继发生。 例如,三价甲基化砷诱导的氧化应激抑制了 谷胱甘肽( GSH) 还原酶及细胞保护机制抗 氧化的硫氧还蛋白还原酶。
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砷的毒作用
亚砷酸可抑制人体内超过200 种酶。 由于砷酸具有与磷酸盐相似的结构,它可替代体内 的磷,因而导致多年的骨骼内磷被替换。 砷化物中毒性最高的是胂,它可引起红血细胞溶血, 进而导致溶血性贫血,它是引起少尿型肾衰竭的主 要原因。 砷还可以减缓DNA的修复过程,因此增加了人体对 癌(例如皮肤癌) 及一些非癌疾病的易感性。