铅对人体的危害

铅对人体的危害 铅对全身各系统和器官均有毒性作用。其基本病理过程涉及神经系统、造血系统、泌尿系统、心血管系统、生殖系统、骨骼系统、内分泌系统、免疫系统、酶系统等多个方面。 铅在体内可与含硫、氮、氧基团（作为电子供应者）的物质相结合。至少以下基团可与铅在体内形成较稳定的复合物：—OH，—H2PO3，—SH与—NH2。铅与—NH2及简单的氨基酸有高度亲和力；铅与—SH的生化关系具有重要的毒理学意义。现已证明，铅可与细胞膜、线粒体及线粒体膜上的蛋白质相结合，此种结合主要发生在蛋白质的—SH基位置上。受铅干扰最甚的代谢环节是抑制呼吸色素（如血红素和细胞色素）的生成。通过抑制线粒体的氧化磷酸化而影响能量的产生；抑制细胞膜上的Na+—K+—ATP酶；影响细胞的运输功能。 一、神经系统 铅影响学习记忆的神经机制非常复杂，至今尚不完全清楚，但有几点是肯定的：大脑的海马回是学习记忆的关键部位，突触的数量和可塑性、化学信使、受体、通道、酶、金属离子和NO·等代谢活动是学习记忆的基础，而铅能减低突触的数量和可塑性，影响受体和酶的特性，影响通道和递质的变化，影响第二信使和NO·的代谢等。 例如，在活动状态下，铅可使某些神经递质的贮存、合成、释放和重吸收减少。铅可使NMDA0激活的受体通道开放的次数减少，且恢复得很慢，从而导致通道电流减少，这种作用是不可逆的。铅阻滞电压依赖性钙离子通道，可使神经电传导受阻；铅可取代钙离子，扰乱其对蛋白激酶的正常激活，而导致神经细胞反应敏感性下降；铅较钙更容易与钙调素结合，通过抑制蛋白磷酸化过程，扰乱其在学习记忆中的正常功能；铅还可使神经细胞内钙离子超载，这是神经细胞损伤死亡的重要原因。学习与记忆尚受基因调控，铅还可以影响基因表达过程。在DNA修复过程中，铅可以发挥聚合、结扎等干扰作用，从而抑制DNA的修复作用。 1、心理功能 成人铅中毒后表现出忧郁、烦躁、性格改变等症状。儿童则表现为注意力不集中、多动，活泼的儿童铅中毒后变得孤僻、忧郁。铅中毒心理反应易受个体差异的影响。 2、智力功能 血铅水平与智商IQ呈负相关，铅中毒对儿童学习能力的影响也十分确定，血铅平均值为59ug/dl的高铅儿童学业不良的危险性比低铅儿童高7倍，在读小学时留级的可能性比普通儿童高4倍。发现，即使是在铅浓度未超过国家的环境下工作，铅作业工人的记忆力也明显下降。 3、感觉功能 铅中毒时会出现多种视觉功能障碍，其表现为：视网膜水肿、球后视神经炎、盲点、眼外展肌麻痹、视神萎缩、眼球运动障碍、瞳孔调节异常、弱视或视野改变。。 儿童两耳听阈与血铅水平正相关。接触铅烟、铅尘数年的工人，存在对高频、中频的听觉障碍，气导、骨导试验均可见听力明显下降。铅沉积在味觉感受器会使嗅觉阈提高，并出现对苦、甜等味觉障碍 4、神经肌肉功能 铅对周围神经系统的主要影响是降低运动功能和神经传导速度，肌肉损害是严重铅中毒的典型症状之一.。受累较多的肌肉是：腕和手指的伸肌（桡神经），足、趾的伸肌（腓深神经），三角肌、肱二头肌、肱桡肌，手的小肌群。此外，眼外展肌也常受累。 此外，脑血流图分析表明，铅作业工人植物神经功能紊乱、血管弹性减退、颈内动脉供血不足或痉挛等异常率显著高于对照组，波幅均值显著低于对照组，而低平波、双侧波幅不对称检出率由明显高于对照组。王泓波系统地研究了安徽某机场航空汽油作业工人的植物神经功能，发现油料作业工人的神经衰弱综合征检出率也显著高于非接触者。 二、造血系统 铅对血液系统的作用主要表现在两个方面，一是抑制血红蛋白的合成，二是缩短循环中的红细胞寿命，这些影响，最终导致贫血。 三、消化系统 铅可抑制肠壁碱性磷酸酶和ATP酶的活性，使平滑肌痉挛，引起腹绞痛。亦有人认为铅致太阳神经丛病变而引起肠壁平滑肌痉挛，或使小动脉壁平滑肌收缩引起肠道缺血所致。铅绞痛发作时，由于小动脉痉挛，常伴有面色苍白（铅容）、暂时性血压升高、眼底动脉痉挛与肾小球滤过率减低。 四、泌尿系统 铅可影响肾小管上皮细胞线粒体的功能，抑制ATP酶等的活性，引起肾小管功能障碍甚至损伤。铅对肾脏的毒性作用分为急性铅肾病和慢性铅肾病两类 铅对肾脏的急性毒性作用部位主要是肾近曲小管，主要病理学和功能性改变为：（1）近曲小管可出现细胞肿胀、线粒体肿胀、破裂及基制内颗粒减少等，上皮细胞核内有包涵体形成；（2）肾小管上皮细胞核增大、线粒体功能和超微结构异常；（3）肾小管对葡萄糖、氨基酸和磷的主动重吸收发生障碍，排钠和尿酸下降。一般说来，铅的早期或急性肾毒性的表现是轻微的，局限于肾小管上皮细胞，损伤是可逆的，经驱铅治疗可排出包涵体，恢复改变的线粒体形态和功能，肾小管功能也可恢复正常。 长期接触铅可对肾脏功能产生慢性损伤，慢性中毒除损害肾小管外，主要表现为进行性间质纤维化，开始在肾小管周围，逐渐向外扩展，肾小管萎缩与细胞增生同时并存。其主要病理特点为：（1）肾间质纤维化和肾小管上皮细胞萎缩；（2）近曲小管结构受伤，表现为上皮细胞变性、肿块，进面肾小管萎缩或上皮细胞增生；（3）晚期重症肾损伤出现肾小球和肾小管一系列病变，表现为肾小球硬化、数目减少或局部肾小球消失，球周纤维化，肾小动脉和细动脉中膜增厚，内皮细胞增生。 五、心血管系统 1 铅与心脏损害 动物实验证实铅能抑制心肌兴奋性，减慢心肌传导。铅可与ATP酶形成复合体，抑制线粒体呼吸，进行性降低ATP浓度，干扰细胞内质子梯度，影响心肌收缩。有人用30μmol/L铅液灌注鼠心脏，发现铅可致冠状动脉收缩，导致冠状动脉血流灌注量下降。低剂量的铅即能增强心肌对去甲肾上腺素的收缩反应，增加心肌负荷。 2 铅与脂质代谢 血脂及脂蛋白水平与心血管疾病的关系已得到广泛的证实，动物实验显示铅能致心肌脂肪退行性变及小动脉尤其是肾、脑和心冠状动脉硬化。铅能使脂质过氧化增加，使SOD和·NO下降。 3 铅与血压升高和高血压 铅接触及长期环境铅暴露，可引起血压升高或高血压。其中急性铅中毒（大剂量、快速进入体内）引起暂时性高血压；长期慢性铅暴露如接触含铅油漆、陶瓷，饮酒、水、空气、食物铅污染等可引起智力下降、高血压、肾脏损害及精神症状 4 其他因素对心血管的影响 肥胖是心血管疾病的危险因素，慢性铅暴露可引起肥胖，而且儿童期铅暴露所致肥胖可持续至成人期 六、生殖系统 铅的男性生殖毒作用机制是多方面的，其中包括：（1）直接损害生殖细胞，导致精子异常；（2）引起睾丸和附睾的组织病理学改变，妨碍生精功能；（3）作用于丘脑-重体-性腺轴，使用反馈功能发生障碍，引起内分泌失调；（4）铅作为一种诱变剂，致男性生殖细胞染色体畸变，并引起遗传效应 铅对女性生殖功能的影响涉及到性腺发育、性行为、月经、受精、着床、胚胎发育、分娩、哺乳和婴幼儿出生后发育等一系列过程。随着铅作业环境的改善和卫生水平的提高，不育、死产和新生儿死亡已属少见，但铅作业女工月经周期紊乱和流产的现象仍然存在。 七、骨骼系统 骨骼是铅毒性的重要靶器官系统。 铅中毒可通过下列途径改变骨细胞功能：1、铅通过改变循环激素水平，特别是1，25-二羟维生素D3水平，间接变更骨细胞功能；2、铅通过干扰骨细胞对激素的调节能力直接变更骨细胞功能，例如，低水平铅抑制1，25-二羟维生素D3刺激骨钙素的合成；3、铅损伤细胞合成或分泌骨基质其他成分（例如，胶原和骨唾蛋白质）的能力；4、铅直接影响或替代钙信使系统活性部位中的钙，导致生理调节功能损伤。 可见，铅对骨骼的毒性作用帅两个基本过程产生的，一是通过损伤内分泌器官而间接影响激素合成或对骨功能和骨矿物代谢的调节能力；二是通过毒化细胞、干扰基本细胞过程和酶功能、改变成骨细胞—破骨细胞耦联关系和影响钙信使系统而直接干扰骨细胞的功能。 八、内分泌系统 体内铅负荷增高可对某些激素的产生及其代谢产生影响。 1、甲状腺激素 铅致甲状腺功能下降的机制可能是铅损伤了甲状腺腺泡，使其分泌功能受损，也可能是铅抑制了摄碘硫基酶的活性，使甲状腺摄碘能力下降。 2、肾上腺皮质激素 醋酸铅对豚鼠的整体染毒实验显示，铅可引起肾上腺皮质脂质减少和细胞变性。 3、腺垂体激素 腺垂体是体内最重要的内分泌腺，它分泌生长激素（GH）、促甲状腺素（TSH）、促卵泡素（FSH）、黄体生成素（LH）等激素。低水平铅接触可使这些激素水平发生异常。Huseman曾研究发现血铅水平为41-72ug/dl患儿生长激素分泌反应明显低于正常人群，胰岛素样生长因子I也与血铅水平呈负相关。驱铅治疗后血铅水平下降到33.0ug/dl以下，生长速度从5.8cm/年上升到11.0cm/年。 4、1，25-二羟维生素D3 1，25-二羟维生素D3的主要功能是促进小肠上皮细胞对钙的吸收，对骨钙动员和骨盐沉积有重要作用，目前已将其作为激素看待。几项研究发现，铅对维生素D3有着重要影响，Rosen观察到，在12～120ug/dl范围内，儿童血铅水平与1，25-二羟维生素D3循环水平呈强烈负相关。铅对该激素代谢的影响可能在30ug/dl水平以下就已存在，因为此时铅中毒儿童的血浆1，25-二羟维生素D3水平已降低到接近代谢性骨病、尿毒症和甲状旁腺功能低下患者的水平。在采用驱铅治疗后，血浆1，25-二羟维生素D3水平可回到正常。 九、免疫系统 1、细胞免疫 研究发现，铅抑制小鼠迟发型超敏反应，使机体对某些慢性感染的易感性增高；铅能明显降低IL-2活力，使其对辅助性T细胞、抑制性T细胞、细胞毒性T细胞和NK细胞的免疫调控力大大下降。这是铅免疫毒性的重要机制之一 2、体液免疫 动物实验表明：铅可使小鼠脾淋巴细胞的数量明显减少，抗体合成减少；使免疫细胞记忆功能明显减弱，甚至消失；能使淋巴细胞表面受体减少。将小鼠暴露在高铅环境中一个月，小鼠对脑膜炎球菌的敏感性增加两倍，对细菌内毒素的敏感性增加1000倍。 3、红细胞免疫 血液中的铅90%以上存在红细胞中，铅可使红细胞K+外漏、，N+-K+-ATP酶受抑和脂质过氧化，从而导致红细胞血液流变学发生变化。高国望的研究表明，铅中毒患者红细胞膜上的C3b受体遭到破坏，红细胞受体RBC-C3b花环率和红细胞免疫复合物RBC-IC花环率比正常人显著降低，治疗后显著升高，但仍低于正常人，说明铅中毒患者红细胞免疫功能降低是原发性的。 4、巨噬细胞功能 研究认为，铅主要抑制巨噬细胞提呈抗原的能力 十、酶系统 铅可抑制体内血红素合成过程中的许多酶，如ALAD、ALAS、血红素合成酶等。铅可取代钙离子或干扰细胞质膜上的ATP酶和腺嘌呤环化酶，导致线粒体能量代谢下降。铅还可干扰第二信使物质磷酸化过程，改变神经递质方式和调节机制。 铅的排泄 吸收入体内铅约为50%左右在半衰期内排出体外，另外的25%在以后排出，25%将潴留在体内。 铅通过三条途径排出体外。近2/3经肾脏随小便排出；近1/3通过胆汁分泌排入肠腔，然后随大便排出；有8%左右（存在于头发及指甲中的铅）的铅通过皮屑、头发及指甲脱落排出体外