5-砷与地方性砷中毒

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
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

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,
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

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Biblioteka Baidu线粒体>
细胞核 易蓄积于：皮肤、指（趾）甲、毛发，因 角蛋白含量高
砷的毒性
砷通过与蛋白和酶的巯基相互作用(使蛋白
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。
As 砷与地方性砷中毒
Endemic Arseniasis
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。
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。

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。
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”。

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

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。
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。
地方性砷中毒的预防措施
更换水源：选择砷含量<0.05mg/L的水源 饮水除砷：混凝沉淀有一定效果。活性炭
吸附。 限制高砷煤的开发使用： 改良炉灶：改革敞开式燃烧炉灶，修建烟 囱。避免煤烟污染粮食、蔬菜。

地方性砷中毒的人群分布特征
家庭聚集性 年龄：从幼儿到老年均可患病，40~50岁
是患病的高峰 性别：差异不明显，成年男性患者略多于 女性，男性重体力劳动者患病较多
地方性砷中毒的病区划分
饮水砷含量
(mg/L) 轻病区 中等病区 重病区 0.05~0.2 0.21~0.5 >0.5 <10% 10~30% >30%
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 起氧化应激并导致DNA损伤，启动砷的致癌作用
患病率
中、重度病 例检出率
无 <5% >5%
地方性砷中毒的治疗原则
营养支持：膳食中增加优质蛋白、多种维
生素 治疗末梢神经炎：VB1、VB12、肌苷、三 磷腺苷、辅酶A、辅酶Q10 处理皮肤损害：5%二巯丙醇油膏涂沫 砷的解毒剂：
砷的解毒剂
各类螯合剂，包括 D青霉胺、 二巯基丙醇或英式二巯基丙醇(BAL) 、 二巯基丁二酸(DMSA) 、 二巯基丙磺酸(DMPS) 。
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。

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