环境毒理学

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资源与环境学院

资源与环境科学1142

赵天意

201110410236

氰化物的毒理学

赵天意

河南工程学院资源与环境科学

关键词：氰化物毒理学中毒机理毒理作用

摘要:氰化物(cyanide)是对含有氰离子或氰基的一类化合物的统称. 常见的毒性很大的无机氰化物有KCN，NaCN，HCN，溴化氰等，有机氰化物（腈类）有乙腈、丙腈、丙烯腈等.氰化物对人和动物是一种剧毒药物，可有呼吸道和消化道等途径摄入体内。当过量吸入高浓度氰化物时，中毒者将迅速死亡。本文主要介绍了氰化物中毒反应和急救方法，还重点介绍了氰化物的中毒机理。

氰化物的临床反应和救治

一：氰化物进入体内的途径

氰化物中毒主要是通过呼吸道，其次是在高浓度条件下通过皮肤吸收。日常生活中氰化物中毒主要以口服为主，如误食了含氰的苦杏仁，口腔黏膜和消化道对其可充分吸收。

1．氰化物中毒的表现

1.1轻者有恶心、呕吐、头痛或头晕、四肢无力、精神不振或烦躁不安等症状。

1.2严重者昏迷、惊厥，体温降低，血压下降，脉搏减慢，呼吸困难或不规则，多不伴青紫。瞳孔散大，对光反射消失。四肢阵发性痉挛，腱反射亢进或消失。

1.3重度中毒表现为意识丧失，出现强直性和阵发性抽搐，直至角弓反张，血压下降，尿、便失禁，常伴发脑水肿和呼吸衰竭。

1.4氢氰酸对人体的慢性影响表现为神经衰弱综合症，如头晕、头痛、乏力、胸部压迫感、肌肉疼痛、腹痛等，并可有眼和上呼吸道刺激症状。皮肤长期接触后，可引起皮疹，表现为斑疹。

2. 氰化物中毒的临床表现和机制

2.1 皮肤粘膜症状

灼伤：见于强酸、强碱、煤酚皂液(来苏)等腐蚀性毒物中毒。皮肤潮红：如酒精及阿托品中毒使皮肤潮红，尤以颜面为甚;一氧化碳及氰化物中毒，口唇粘膜呈樱桃红色。

2.2眼症状

瞳孔扩大：见于阿托品类中毒。瞳孔缩小：见于有机磷农药、氨基甲酸酯类杀虫药、吗啡、氯丙嗪中毒。

2.3神经系统症状

昏迷：是急性中毒常见症状，麻醉药、镇静催眠药、有机磷、各杀虫药等以及很多可引起中毒性脑病(脑水肿)的毒物均可引起。

2.4呼吸系统症状

呼吸气味：酒精中毒有酒味;氰化物中毒有苦杏仁味;有机磷中毒、砷中毒、硒中毒有蒜味。呼吸频率：呼吸中枢兴奋剂、甲醇及水杨酸类中毒可引起呼吸加快;

镇静安眠药、吗啡中毒可使呼吸减慢。肺水肿：刺激性气体、磷化锌、有机磷农药中毒可引起肺水肿。

2.5循环系统症状可有心律失常、心脏骤停、休克等表现。

2.6消化系统症状可有呕吐、腹泻、腹痛、肝损害的表现。

二：氰化物中毒的急救方法

气态氰类毒物经呼吸道吸入或者固态、液态氰类毒物经口误食时，发生中毒症状较快，而液态氰类毒物经皮肤吸收时出现症状要缓些。首先根据中毒程度决定用什么药物急救，还要根据现场有什么急救药来决定。如果中毒程度较轻，未发生惊厥时可口服抗氰胶囊1粒或者吸入亚硝酸异戎脂1到2支；如果中毒者出现惊厥时应立即注射抗氰自动注射急救针1支或抗氰注射液1支，然后静脉注射硫代硫酸钠。如呼吸困难、心跳微弱者应行心肺复苏术，维持呼吸循环功能。

三氰化物的中毒机理

1.中毒机理：

氰离子对细胞线粒体内呼吸链的细胞色素氧化酶（E.C.1.9.3.1）具有很高的亲和力，与细胞色素氧化酶的结合后使之失去活性，从而阻断细胞呼吸和氧化磷酸化过程。

细胞色素氧化酶是以铁卟啉为辅基的蛋白质，含有两个血红素A基团和两个铜原子，分别为细胞色素a和a3。a和a3两个成分至今未能分离，故将细胞色素a和a3合称为细胞色素氧化酶。氢氰酸对细胞色素氧化酶的抑制作用，主要是CN-与细胞色素a3中的铁离子（Fe3+）配位结合所造成。氧化型细胞色素氧化酶与CN-结合后便失去传递电子的能力。以至氧不能被利用、氧化磷酸化受阻、ATP合成减少、细胞摄取能量严重不足而窒息。体外实验证明，KCN1.5×10-6M 可抑制小鼠肝细胞色素氧化酶50％活性；浓度4.2×10-2M时，酶活力完全被抑制。

动物实验证明，中毒症状与细胞色素氧化酶活力抑制程度是平等的，酶活力恢复后，中毒症状即随之消失。氰化物对细胞色素氧化酶抑制速度与中毒剂量和动物种类有关。如图14-3所示，小白鼠腹腔注射KCN3mg/kg和5mg/kg后5～15分钟酶抑制达最高值70％左右，恢复正常时间为20～30分钟。氰离子还能抑制其它含高铁血红素的酶，如与过氧化氢酶、过氧化物酶细胞色素C过氧化物酶等形成复合物，但浓度较抑制细胞色素氧化酶要高1～2个数量级。一些非血红素的含金属元素的酶，如酪氨酸酶、抗坏血酸氧化酶、黄嘌呤氧化酶、氨基酸氧化酶等，也能与氰离子形成复合物。但其浓度高至10-2～10-3M时才呈现不同程度的抑制作用。此外，氰化物与含有席夫碱中间体的核糖－2－磷酸羧基酶和2－酮基－4－羟基戊二酸盐醛缩酶结合形成氰酸中间体而抑制这些酶活性。

2. 毒理作用

中枢神经系统对氰离子十分敏感，急性氰化物中毒可引起某些脑区和髓磷酯的退行性变。同时氰离子抑制细胞内多种酶系统，改变介质的代谢、Ca+浓度明显增高和膜酯的过氧化作用增强、抗氧化防护系统破坏、氧化磷酸化阻滞及组织不能利用氧等。呈现中毒性缺氧功能改变。首先皮层中枢功能受到影响。小剂量氢氰酸即可引起皮层抑制，条件反射消失。严重中毒时，中枢神经系统呈现自上

而下进行性抑制。脑电活动与中枢活动改变一致，如给猴、猫静脉注射NaCN，首先大脑皮层运动区域活动减弱或消失，继之丘脑下部各神经核、中脑、网状结构和延脑电活动相继抑制。脑电活动恢复时，则先从较低部位开始，自下而上逆行恢复。

对于呼吸系统，小剂量引起呼吸兴奋；大剂量，呼吸先兴奋后抑制。呼吸先中深加快，接着呼吸暂停，而后再次出现不规则呼吸和第二次呼吸停止。呼吸中枢麻痹是氢氰酸中毒死亡的主要原因。氰化物引起呼吸功能变化的因素有：①对呼吸中枢的直接作用；②兴奋颈动脉体和主动脉体化学感受器反射性兴奋呼吸中枢。切断神经通路呼吸兴奋则明显降低；③缺氧、能量代谢等障碍，血液pH的改变；④呼吸肌痉挛和麻痹。

对于循环系统，小剂量氰化物对心血管有兴奋作用，表现心跳加快、心搏出量增大、血压升高，随后逐渐恢复正常。若中毒剂量较大，继兴奋之后，可出现抑制，心跳缓慢、心搏出量减少、血压下降，直至心跳停止。心跳在呼吸停止后可维持数分钟。循环衰竭亦是导致氰化物中毒死亡的原因之一。引起上述变化的因素有：①氰离子对心血管运动和中枢的直接作用；②主动脉体和颈动脉体化学感受器的反射性作用；③对心脏的直接作用。实验证明，人静脉注射小剂量NaCN （0.11～0.2mg/kg），心电图有窦性停搏、窦性心律不齐、心率减慢至逐渐加快，3分钟内恢复正常。人吸入致死剂量氢氰酸，出现心率变慢、窦性心律不齐、P 波消失、房室传导阻滞、心室纤维性颤动；QRS波可有电压和形态改变，T波振幅增大，S-T段缩短以至消失。中毒后发生心电图异常的机理是复杂的，早期的变化可能是神经原性，是毒物反射性或中枢性效应结果，后期的变化可能是氰离子对心脏的直接损害和缺氧所致。④对外周血管的直接扩张作用和组织中毒性缺氧等。

关于生化代谢改变，氰化物所致组织中毒性缺氧和细胞内生化代谢改变包括：有氧氧化代谢受阻、无氧代谢增强、氧化磷酸化减少、ATP/ADP比值缩小甚至倒置；血糖、乳酸以及无机磷机盐、二磷酸已糖、磷酸甘油、磷酸丙酮酸等明显增加。血液中因酸性产物增加、酸碱平衡失调、pH下降，发生代谢性酸中毒。因血氧不能充分利用，静脉血氧含量增高，静脉血氧差明显缩小、静脉血似动脉血呈鲜红色。

实验证明，大白鼠腹腔注射KCN发生痉挛时，脑组织γ-氨基丁酸明显降低、谷氧酸含量明显增加、细胞内Ca2+浓度增高和神经递质释放；血液氧化型谷胱甘肽含量急剧减少、谷胱甘肽总量却增加；凝血酶原和凝血第Ⅶ因子缺乏，使血液凝固性降低；血液和尿中硫氰酸盐含量明显增加。体温下降与中毒剂量有关，剂量越大，降低愈甚。

参考文献

【1】《国外医学军事医学分册.,1992年第九卷第二期，《氰化物的中枢毒理作用》，刘勇，魏相德；

【2】《医学生物化学》（徐晓利、马涧泉主编）

【3】北大医学部生化网络课件

/ylbj/cjjb/nk/qhw.htm

【4】百姆医药（/Html/WestMed/books/017/01714157.htm）