汞中毒

汞中毒1.名称中文名称：汞；水银；英文名称：mercury；2. 理化特性化学式：Hg原子量：200.59性状：是常温状态下唯一能呈液态的金属，呈银白色沸点：356.58℃熔点：-38.87℃相对密度：13.54g/cm3蒸气压：在0、20、30℃时分别为0.24、0.16、0.39Pa挥发性：常温下即能蒸发，温度愈高，蒸发愈快。

20℃时空气汞饱和浓度为15mg/m3。

溶解度：不溶于水，能溶于类脂质，易溶于硝酸及硫酸，不与碱液反应。

3. 毒性属毒类。

3.1 急性毒性：人吸入浓度为0.5～1.0mg/m3汞蒸气1～4周，可致亚急性汞中毒；吸入为1～3mg/m3汞蒸气3～5h即可致急性中毒，出现呼吸道刺激症状，严重时还可致化学性肺炎；人一次性吸入2.5g汞被加热后所产生的汞蒸气可致死。

给狗吸入金属汞蒸气15～20mg/m3，每天8h，1～3d内即死亡；给吸入12.55mg/m3，6～16d内死亡。

3.2 慢性毒性：长期在空气中汞浓度高于0.01mg/m3环境下工作或生活，可致慢性汞中毒。

空气汞浓度在0.014～0.017mg/m3时，慢性汞中毒发病率为3.5%左右，0.02～0.04mg/m3时，约为4.5%左右，0.05～0.10mg/m3时，约为5%～12%。

动物实验显示：大、小鼠接触汞蒸气浓度达0.04～3mg/m3，6h/d，历时2～3个月，可出现中毒症状。

动物的慢性中毒表现最早是行为改变，继而出现神经系统功能障碍，血液变化主要有白细胞增多，血沉加快，然后出现肝、肾功能受损。

动物尸检见直肠下段溃疡，肝、肾脂肪变性，肝有灶性坏死。

中枢神经系统比大脑皮质高位受害最明显，以后病变逐渐发展至皮质下神经节、视丘及视丘下区、脑干、脊髓的神经细胞，最后则侵害周围神经。

但也有报告，在汞蒸气浓度低至0.002～0.005mg/m3下，动物接触9.5月，其脑发现有一定病理形态学变化。

兔接触汞蒸气10.5～11.6mg/m3,1.5h/d，15～30d，见心肌内呼吸酶（心肌黄酶，乳酸脱氢酶等）活性明显降低，非特异性酯酶活性升高，表明汞对于心肌磷酰化过程有影响；肝内碱性磷酸酶活性增加，三磷酸腺苷酶、谷酰转肽酶活性降低；小脑内，特别是分子层碱性磷酸酶活性下降；主动脉壁上粘多糖及胆固醇增加；血清蛋白降低，以γ球蛋白下降最为明显，α脂蛋白降低，β脂蛋白升高，胆固醇及尿酸上升，乳酸脱氢酶、胆碱酯酶活性降低，红细胞内谷胱甘肽量减少。

3.3 诱变性：未见有证据表明汞致突变性的研究报告。

3.4 致癌性：未见有证据表明汞致癌性的研究报告。

国际癌症研究中心（IARC）将汞列为第三类“对人的致癌性尚无法分类的物质”。

3.5 致畸性：未见报道。

3.6 体内转归3.6.1 吸收完整皮肤基本上不吸收汞。

消化道对金属汞的吸收量也甚微（＜0.01%），有人给大鼠每日灌服大剂量汞（6g/kg），连续一月亦未见中毒及死亡。

另有报道，人口服500g金属汞后，除偶有腹泻，未见其他异常。

金属汞主要以蒸气形式经由呼吸道侵入体内，由于汞蒸气具有的高蒸气压、单原子性质，高度脂溶性及对蛋白和其他含巯基（sulfhydryl group,-SH）物质高度亲合力，致使80%左右的吸入汞蒸气得以大部透过肺泡吸收入血，扣除肺内生理死腔，其吸收率几达100%。

空气和血浆汞含量的平衡所需时间甚短，停止汞吸入后20h，肺内基本上已无汞存在。

乙醇因可抑制过氧化氢酶对Hgo的氧化，故可降低血液对汞蒸气的摄取能力，有利于汞蒸气排出。

3.6.2 分布及生物转化进入血液的汞蒸气最初皆以单原子形式溶于血浆，其量可达4～8g/L，由于血液中95%左右的巯基皆存在于红细胞中，故可迅速结合血浆中溶解的汞原子，并通过过氧化氢酶（catalase）将其氧化为二价汞离子（Hg2+），生成的Hg2+则再次进入血浆，与血浆蛋白（主要是富含巯基的白蛋白）结合，并与红细胞中的Hg2+形成动态平衡；血浆中的蛋白结合汞（Hg2+）则进而不断解离成低分子的“可扩散”汞，以输送到全身各组织器官中去，尽管汞蒸气以元素状态溶于血浆的时间很短，由于其高度的扩散性及亲脂性，已使其得有充分时间透过血脑屏障及胎盘，故金属汞对中枢神经系统及胎儿的毒性远较无机汞化合物为强。

元素汞进入脑内的能力约为无机汞化合物的10倍。

汞及进入体内的初期，在体内各组织的分布大致平衡，组织中的含量仅与该组织的血流量有关，数小时后即开始向肾脏集中。

实验表明，停止汞染毒6个月，动物脑中尚存留20%的汞，而肾脏仅为其原贮积量的1.5%。

脑内汞多分布于灰质，以小脑的普肯耶（Purkinje）细胞、中脑及脑干的某些神经元含量最高。

肾内的汞则主要分布于肾皮质，尤以近端肾小管最多，集合管和肾小球中则含量甚微。

在肾小管细胞内，Hg2+大多与金属硫蛋白（metallothionein,MT）结合生成较稳定的汞硫蛋白（mercurothionein）而失去活性，并进而为溶酶体吞噬，得以较安全地贮存于细胞中。

3.6.3 排泄血汞以低分子“可扩散汞”的形式不断向全身组织输送，Hg2+在血中的半减期为2～4天，二个半减期后，约90%血汞可得清除。

汞在体内的排泄规律则较复杂。

实验表明，其从体内的清除可分为三个时相：①快相，约可排出35%，半减期2～3天；②慢相，约可排出50%，半减期为30天；③特慢相，排出其余15%，半减期约100天。

推测最初的快相可能与此时肝中含汞量较高，故可通过胃肠道大量排出有关；而后肾脏成为体内汞的主要蓄积部位，尿汞亦成为体内汞排泄的主要途径，显现出缓慢排泄的特征。

有实验表明，汞在全身的总半减期约58天，其在肾内的半减期约64天，两者十分接近。

大量实验表明，长期接触汞时，约有10%左右的吸收汞以Hgo形式经呼气或皮肤蒸发排出，至少有50%经尿排出，粪为早期的重要排泄途径之一，另有少量可经汗液、唾液、乳汁等排出；在停止接触后300天，仍可测出较多量（0.1mg/g Cr）的尿汞排出。

由于血中汞均与蛋白质成分结合，体外透析亦显示，注射203HgCl2的家兔血液溶血悬液可透出的汞量尚不到0.5%，故早年多认为尿汞主要来自肾小管排泌，肾小球滤出量甚微，无实际意义。

值得注意的是，此种完全由肾小管排泌的尿汞与肾中汞贮积量及与肾损伤的关系尚不及血汞密切，提示上述认识并不准确。

我国学者应用超滤浓缩及凝胶色谱等技术对尿汞的细致研究表明，尿汞大致由分子量分别为＜10kD、10～15kD和＞60kD三种成分组成：＜10kD的低分子汞乃低剂量暴露时尿汞主要成分，可占80%；10～15kD的低分子蛋白结合汞极可能是汞硫蛋白，是汞暴露强度增加的信号，最多可占尿汞总量30%；＞60kD的高分子量蛋白结合汞是白蛋白结合汞，乃高强度汞暴露的信号，最多可占尿汞总量90%以上，此时亦见肾脏功能及结构有损伤表现，故也是汞的肾脏毒性的良好生物标志物（biomarker），并提示高强度汞暴露时，肾小球滤出将成为尿汞成分的主要来源。

上述各项指标由于操作较繁琐，目前尚未能在临床广泛应用。

3.7 中毒机制3.7.1 与体内大分子发生共价结合Hg2+由于具有高度亲电子性，故对体内含有硫、氧、氮等电子供体的基团如巯基、羰基、羧基、羟基、氨基、磷酰基等均具很强的攻击力。

上述基团均是体内最重要的活性基团，与Hg2+共价结合后即失去活性，而对机体生理生化功能产生巨大影响。

Hg2+尤对巯基有高度亲合力，这也是汞的毒性机制的核心，因巯基不仅是氧化还原酶类、转移酶类最重要的功能基团，也是膜结构蛋白中最主要基团，是许多受体结构的重要成分，且处于膜结构的最表层，最易受到攻击。

Hg2+除与酶、结构蛋白等大分子物质发生共价结合，造成功能和结构损伤外，它的亲电子性还决定它对DNA也有明显攻击性，可造成DNA单链断裂，其效差颇似X 线照射，此可能与其能在体内产生超氧阴离子自由基（superoxide radical,）有关，但尚无证据表明汞具有致突变性及致癌性。

3.7.2 引起细胞“钙超载”研究表明，Hg2+可导致细胞外液Ca2+大量进入细胞，引起“钙超载”（calcium overload），后者已被大量实验证明为细胞损伤的重要分子机制。

因细胞内高浓度钙可直接激活胞浆内的磷脂酶A2(PHOSPHOLIPASE A2)，从而造成生物膜的磷脂分解，并生成大量花生四烯酸类产物，如血栓素（thromboxane A2,TXA2）等，引起局部微血管强烈收缩、组织细胞严重缺血缺氧。

细胞钙超载还会使黄嘌呤脱氢酶变构为黄嘌呤氧化酶，使嘌呤核苷酸代谢为尿酸过程中产生大量超氧阴离子自由基，损伤细胞。

还有研究表明，Hg2+尚可激活Ca2+的反应位点，直接诱发Ca2+介导的各种反应，导致细胞损伤。

3.7.3 免疫损伤作用临床上早就发现长期接触汞蒸气可引起蛋白尿，甚至肾病综合征。

肾脏活检可见肾小球基膜增厚，基膜与上皮间出现沉积物等改变。

现代肾脏病学的进展表明，外源性物质“植入”肾小球结构可使其具有“自身抗原”（autoantigen）性质，从而诱使机体产生抗体，并在局部生成“原位性免疫复合物”（in situ IC）。

如不少阳离子蛋白（阳离子化铁蛋白、阳离子化小牛血清白蛋白等）即可进入系膜区、内皮下甚至抵达上皮下，导致该部出现免疫沉积物。

可见单凭沉积物的位置判断究属“抗肾小球基膜型”或“免疫复合型”肾小球肾炎并不可靠。

国内研究亦发现，Hg2+与白蛋白结合后可经由肾小球滤出，而大量出现于尿中，提示此种阳离子蛋白“植入”肾小球任何一部位均有可能，其原因可能与Hg2+降低了白蛋白的负电性而使其较易透过肾小球滤膜的“静电屏阻”（electrostatic hindrance）之故。

电镜亦可见肾小球系膜区及内皮层充斥大量蛋白沉积物，故认为Hg2+蛋白复合物对肾小球滤膜的通透性增高可能是早期白蛋白尿或嗣后的肾小球免疫性损伤的生化基础。

但也有研究认为，由于Hg2+是强烈的肾小管毒物，而肾小管抗原在肾小球免疫疾患中的作用已得到证实，故不能排除肾小管损伤后释出的抗原是引起肾小球免疫损伤的主要病因。

由于汞在体内的吸收分布、转化、排泄十分复杂，且受众多因素影响，故急性及慢性中毒的靶器官并不相同，如急性中毒的靶器官主要是肾，其次是脑、消化系统，若为汞蒸气吸入尚可累及肺；而慢性中毒的靶器官则是脑，其次才是消化系统和肾，有此整体观念，方能结合分子机制更好地理解汞的临床毒性。

此外，还需考虑机体的解毒机制对其毒性作用的可能影响。

机体对汞毒性比较重要的防护机制有如下几个：①亚硒酸盐（selenite）：亚硒酸盐需要在还原型谷胱甘肽存在下还原成硒酸根离子，才能在Hg2+与蛋白的巯基间形成硒桥，生成稳定的汞-硒复合物。

此物在化学及毒理学上均呈惰性，达到了解毒目的，但亦使汞的排出速率减慢，汞-硒复合物的形成主要发生于血浆和红细胞中，故属“一线”防护。