重金属的毒性作用

机理：主要是 Hg2 ＋ 与蛋白质、酶中－ SH 结合形成硫汞键－ SHg－。 三大特异症状： 1、 汞毒性“易兴奋” 2、 “震颤” 3、 “口腔炎”：汞线
（二）无机汞化合物
无机汞化合物（如汞的硫化物、氯化物、氧化物等）只有 离子态汞才能被吸收（通过胃肠道和呼吸道）。
汞离子进入血液后很快分布全身，转运积聚于肝脏和肾脏 ，并由尿排出体外。 二价汞离子不易通过血脑屏障进入脑组织，故对脑危险性 较小。 由于无机汞不易被吸收，一般不造成肝、肾的损害。但如 果在短期内摄入大量的无机汞或误食含汞物质，可引起急 性汞中毒。主要表现为急性胃肠症状，如恶心、呕吐、腹 痛、腹泻等
六、金属对健康的危害
1、慢性中毒：如水俣病、痛痛病。 2、致癌作用: 可致癌的金属有As、Cr、Ni、Cd、Be 3、致畸作用：甲基汞已经确定为人类致畸物，金属汞 尚不知 4、变态反应 5、对免疫功能的影响：一般发生在其他毒性之前，是
一个重要的早期毒性作用指标。
第二节
汞
一、汞污染的来源环境中汞甲基化和生物富集 （一）来源： 氯碱工业、塑料工业、电器工业、油漆工业、农药 、 造纸；
初期分布于肝、肾、脾、肺、脑，再分布到骨骼、
毛发、牙齿，以磷酸铅Pb3（PO4）2形式沉积下来。 铅90％以上在骨骼内，2％在血液中。一般认为软组 织铅能直接引起毒害，硬组织具有潜在毒作用。 （三）排泄和蓄积
主要经肾脏由尿排出，食入的铅基本由粪便排出。
蓄积：美国由婴儿到中年肺铅和肾铅均增加 3 倍，骨 铅增加10倍。 半衰期——血铅18d，软组织20d，骨骼21y。
（四）毒作用机理
1、 与含-SH的蛋白质和多肽结合
2、 与酶蛋白中的-SH结合
3、 与细胞膜中一些组分的-SH结合
4、 甲基汞可通过血脑屏障、胎盘屏障
第三节
铅
一、铅污染的来源
铅是自然界分布很广的元素，在地壳中的含量0.0016%，是 地壳中含量最高的重金属元素。 铅具有密度高、熔点低、柔软易加工、耐腐蚀性等优良特 性，在许多工业部门具有广泛的用途。 世界上铅的消耗约 560 万吨。其中 40% 用于制造蓄电池， 20% 以烷基铅的形式加入汽油中作防爆剂， 12% 用于建筑 材料、 6% 用于电缆外套， 5% 用于制造弹药，另有 17% 用 于其它用途。 但是仅有四分之一的铅被回收再利用，其余排放于环境中 ，造成环境铅污染。
（六）毒作用机理 1、影响卟啉代谢—— 贫血。卟啉代谢紊乱
是铅中毒主要的和较
早的变化 贫血的机制：
（1）铅抑制血红素合
成——低色素贫血 （2）溶血：铅抑制红
细 胞 膜上的 ATP ， 引
起红细胞 Na ＋ 、 K+ 、 H2O流失。
低色素贫血
2、 损害神经系统 伸肌麻痹：铅抑制肌磷酸激酶，磷酸肌酸合成受阻， 导致肌肉失去收缩的动力，或引起神经和脊髓前角细胞变
（2）元素的种类 不同金属盐类吸收率相差很大 不同金属元素吸收部位不同 （3）胃肠道的pH
胃：金属（经胃酸）→ 氯化物 → 与配体形成复合物
小肠：碱性。已形成复合物的可被吸收，未形成的可形 成不溶性复合物被排出。
（4）其他因素 肠道微生物与肠道粘膜竞争金属元素、膳食成分、金属 间的竞争抑制作用等 2、经呼吸道吸收 大气中悬浮的颗粒物和气体中的金属元素可经呼吸道吸收。 金属蒸汽不易溶于水，可直达肺泡，透过气血屏障。
四、铅的毒理作用
（一）急性中毒 症状：贫血、消化道症状、神经系统症状、肾损 害、肝损伤等
（二）慢性中毒（空气中0.05-0.08mg/m3）
主要症状：
1、血液：
（1）贫血，面色黄或灰白色（“铅容”），心悸气短，疲劳。 铅能影响卟啉代谢，卟啉是血红蛋白合成过程的中间产物。当机 体接触铅中毒后，影响了与 δ-氨基乙酰丙酸 (δ-ALA)转变为卟胆
• 人类活动以来全球估计已向环境释放了30亿吨的铅，其 中95%以上是人为造成。
• 主要来自含铅矿山、冶炼企业的“三废”，特别是尾砂。 其它工矿企业含铅废气（包括微粒）的排放和汽车尾气 （包括气溶胶铅）是大气中铅的重要来源。
• 现在环境中的铅水平是工业革命前的几百倍，现代人骨 骼中的铅负荷量是史前时代的500倍。
毒性作用：
1、 神经系统损害：
可以通过血脑屏障进入脑组织，脑细胞与甲基
汞、乙基汞亲和力很强，在大脑感觉区和运动区蓄
积量较高，可引起感觉异常、运动失调、语言障碍 、向心性视野缩小、听力障碍。 机制： （1）影响乙酰胆碱合成，抑制兴奋传导 （2） 溶解细胞膜
（3）与脑组织中的缩醛磷脂结合 2、 致畸作用
第六章 重金属的毒性
第一节 概述
一、概述 金属：
从BAt 左侧
重金属:
比重>4.0:
比重>5.0:
60种元素
45种元素
金属与人体的关系
二、环境中金属污染的来源 ★天然污染 ★人为污染
三、环境中金属的迁移与转化 迁移：
水、食物链（逐级浓集放大）
转化: 甲基化：如Hg、Pb、As、Se、碲、钛、锡等 氧化还原 形成螯合物：与腐殖酸形成螯合物，可增强在水
二、铅的理化性质
重金属，熔点327℃ ，铅加热至 400～ 500℃ 时，铅蒸气逸 出，在空气中被迅速氧化为Pb2O，（铅烟）500℃以上时， PbO，Pb2O3，Pb3O4，铅氧化物。
三、铅的代谢
（一）吸收
主要从消化道，其次是呼吸道和皮肤。 进入消化道的铅有5-10％被吸收，主要在十二指肠。经门静脉 到肝脏，分别进入血液和胆汁 —— 肠道，随粪排出；一部分 进入血液。
（五）体内蓄积 人体内有固有的金属贮存库 —— 骨骼和蓄积机制 ——MT 。 效应：预防急性中毒的发生，有一定保护作用；可能释放 入血引起毒效应。 五、金属的联合作用
拮抗作用机制： 1 、影响吸收和转运：相互作用形成不溶性盐或复合物或 水溶性化合物；竞争载体蛋白 2、相互置换和竞争大分子活性位点 3、诱导合成MT（金属球蛋白）
三、汞的代谢
（一）吸收
金属汞——蒸汽形式，易溶于脂肪，经呼吸道，速度很 快，吸收率为76-85%，甚至100% 无机汞——消化道吸收15％ 有机汞——消化道（甲基汞达90％）、呼吸道（80%） 、皮肤吸收
（二）分布
汞→肝细胞、红细胞→Hg2＋→
＋血浆蛋白→结合型汞
＋含－SH小分子化合物GSH→扩散型汞
含汞“三废”； 化石燃料（煤、石油）； （二） 环境中汞甲基化和生物富集 1、 汞的甲基化：有氧、无氧条件下均可发生，各种形 态的汞均可形成甲基汞； 2、 汞生物富集
二、汞的理化特性
原子序 80，原子量 200。常温下唯一的液体金属，银白色（ 水银）。 汞及汞化合物：挥发性； 汞齐：K、Na、Au、Ag、Zn、Cd、Sn、Pb等 有机汞：脂溶性 无机汞：一价、二价
金属汞：58d
四、汞的毒理作用 （一）金属汞
常以蒸气状态污染空气，因此常常是以经呼吸系统进入人体。 元素汞易溶于脂质，故能很快地通过富于脂质的细胞膜而进入 血液，输往红细胞和其它组织。 元素汞可顺利通过血脑屏障进入脑组织，在脑组织中的元素汞 被氧化转化为二价汞离子后，就很难逆向通过血脑屏障返回血 液； 因而形成汞离子在脑组织中的积累，这一性质对脑组织损害起 着重要作用。这也是慢性中毒首先表现为神经系统症状的重要 原因。 主要造成脑损伤。
64.9%~99.5% 。
2、神经系统： 早期：神经衰弱综合症，小儿可见多动症。 人体的
中枢神经系统是生命活动的总管，它的机能状态在铅中毒病 程中起主导作用。铅可使形象化智力、视觉运动功能、记忆
、反应时间受损，语言和空间抽象能力、感觉和行为能力改
变，出现疲劳、失眠、烦躁、头痛及多动等症状。 中度以上的铅中毒者，可出现多发性神经炎； 严重者甚至损害桡神经或脊髓前角细胞，导致“铅麻痹”， 引起非对称性腕下垂，伸肌无力；晚期铅中毒严重者可因中 枢神经发生器质性病变而引起中毒性脑病，如颅内血管痉挛 促使脑血管发生早期硬化。
性，使伸肌神经冲动传递受阻。
脑部损伤： （ 1）损伤血脑屏障，引起毛细血管内皮细胞肿胀，导致 脑水肿和脑出血，高血压脑病。 （2）对神经递质的影响：
铅可影响神经递质的合成、释放、摄取，还可影响受体
中的溶解度
四、金属的代谢
（一）吸收
主要经消化道吸收，其次呼吸道，再次皮肤
1、经消化道吸收 主要吸收部位：小肠 可溶性金属盐类：被动扩散、易化扩散和主动 转运经肠微绒毛质膜进入；由微
绒毛底端经微胞饮作用进入
不溶性金属盐类：吞噬作用；直接吸收
影响因素： （1）元素的化学形式 化学形式决定脂溶性和溶解度，脂溶性强和水溶性强的 元素的无机盐类易被吸收
3、经皮肤吸收 一些脂溶性金属及其化合物主要通过表皮吸收。一些水 溶性金属化学物可通过毛囊、皮脂腺、汗腺进入血液。
（二）转运
主要介质是血液： 游离状态 与血浆成分结合 吸附在红细胞膜上或进入
金属与血浆成分的结合：
1、与血浆中低分子成分结合
2、与血浆蛋白（主要是白蛋白）结合
3、与特殊蛋白或转运蛋白结合
3、消化系统：典型病状腹绞痛
在铅毒的作用下，可能发生肠胃机能一系列的变化。铅可 抑制胰腺功能，增加唾液腺和胃腺的分泌。 同时，铅会与肠道中的硫化氢结合，使硫化氢失去促进肠
蠕动的作用，导致顽固性便秘。
4、其他：
铅可损害肾脏近端小管和肾小球细胞，使肾小球滤过率增 高，肾小管重吸收障碍，严重者可发生铅中毒性肾病，如 肾原性高血压，蛋白尿。 铅可抑制肝脏混合功能氧化酶合成，导致肝脏生物转化作 用受损，降低肝脏解毒功能。 铅还可影响人类生殖功能，使精子畸变；母体铅可经胎盘 影响胎儿发育，致使胎儿发生畸形，对人类的繁殖造成严 重危害。 降低机体的免疫功能，对感染的的抵抗力下降。 小儿铅中毒可见长骨骨詬密度增加带。
成人每天由空气中吸收的铅在肺内沉淀吸收率为 25%~30%。
呼吸到肺中的二氧化碳遇水生成碳酸，促进铅的溶解和吸收 。铅还可以被呼吸道中的吞噬细胞很快带进血液。 人体经皮肤吸收的绝大部分为有机铅，游离铅及其无机化合 物一般不能由皮肤侵入。
（二）分布
血铅＋红细胞 → 非扩散铅（90％）
＋血浆蛋白 → 结合性铅（可扩散铅：通过生物 膜，进入中枢神经系统)
原、类卟啉转变为原卟啉及原卟啉与亚铁wenku.baidu.com成正铁血红素等过程
，导致血红蛋白形成障碍，引起铅诱发贫血。铅诱发贫血常见于 铅作业工人及儿童，特别是儿童。
（ 2 ）点彩红细胞增多。铅还抑制红细胞膜上 Na+-K+-ATP 酶和
抑制磷酸戊糖旁路导致溶血。居住在工业区和重交通区的孩子平 均 血 铅 量 为 218~679ug/L 。 血 铅 水 平 >100 ug/L 人 口 比 例 为
汞的分布：肾＞肝＞血液＞脑＞末梢神经 甲基汞：肝＞脑＞肾＞血液 肾：皮质中较高 脑：金属汞、甲基汞都能通过血脑屏障，甲基汞
能通过胎盘屏障
（三）排泄与蓄积 排泄： 蓄积：
肾——由尿排泄
肝——胆汁——粪便
Hg总半衰期70d
甲基汞：血—50d 240d 无机汞：40d 脑—
肠粘膜脱落
各种腺体、毛发、指甲
（三）有机汞化合物
苯基汞和烷氧基汞：在体内易形成汞离子。 短链的烷基汞（甲基汞、乙基汞），其C—Hg键很牢固，不 易降解，在体内以分子形态发挥作用。例如甲基汞，水俣病 的病因，80%经肠道吸收。甲基汞在体内经生物学转化为二 价汞离子（其过程还不明了），但是甲基汞在生物体内转化 率是非常缓慢。 甲基汞在人体内的含量由高到低的分布顺序为:脑>肝>肾>心 >肺, 脑中汞含量最高。损害最为严重的部位是小脑和大脑两 半球，特别是枕页，脊髓后束以及末梢感觉神经在晚期也受 损。另外，甲基汞还是一种对机体有强烈生殖毒性的物质。
（三）分布 初始：取决于器官的血流量 再分布：取决于与器官亲合力大小 分布特点与金属的侵入途径、溶解性、化学形式、 代谢特点、毒性性质及器官特点有关。 （四）排泄 主要通过消化道和胆汁随粪、经肾由尿、经肺随呼 吸等途径排出体外。 重金属在指甲、毛发中的含量较高，可用来监测环 境中重金属的污染和人体负荷。
（三）生殖毒性与致畸作用 据 动 物 实 验 （ 大 鼠 短 时 间 接 触 小 剂 量 0.002-
0.2mg/kg），Pb可引起大鼠生殖腺异常，流产等。
致畸：铅中毒工人外周血淋巴细胞染色单体畸变 率增加。作业女工中发生死胎、流产畸形较多. （四）致癌作用 可引起肺癌、肝癌等。 （五）环境铅污染引起铅中毒症状