化学源性疾病.pptx
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1、 第三章第三章 化学源性疾病化学源性疾病 n保护人类赖以生存环境、保护人类赖以生存环境、造福子孙、功在千秋是造福子孙、功在千秋是当今面临的全球性挑战当今面临的全球性挑战的研究主题的研究主题。n外来化学物(外来化学物(xenobiotics)即人类生存的外界环境中存在的即人类生存的外界环境中存在的可能与机体接触并能进入机体的化可能与机体接触并能进入机体的化学物质(非人体正常组分、非生存学物质(非人体正常组分、非生存所需营养物质或需要量极微即可满所需营养物质或需要量极微即可满足的)。化学物是目前主要环境污足的)。化学物是目前主要环境污染因素之一。染因素之一。n毒理学(毒理学(toxicology)
2、是研究化学物质的毒性、进入途是研究化学物质的毒性、进入途径、中毒机制和合理使用解毒剂,径、中毒机制和合理使用解毒剂,为诊断、治疗和预防中毒及制订卫为诊断、治疗和预防中毒及制订卫生标准,提供依据的一门学科,属生标准,提供依据的一门学科,属于预防医学的范畴。于预防医学的范畴。第一节第一节 概述概述n毒物毒物(toxicant):在在一一定定条条件件下下,投投予予较较小小剂剂量量时时可可造造成成生生物物体功能性或器官性损害的化学物。体功能性或器官性损害的化学物。n毒性毒性(toxicant):凡凡少少量量物物质质进进入入机机体体,与与机机体体组组织织发发生生化化学学或或物物理理作作用用,引引起起机机
3、体体暂暂时时性性或或永永久久性性病病理理状态。状态。n 中毒中毒(poisoning):生生物物体体因因毒毒物物作作用用受受到到损损害害出出现现的的疾疾病病状状态态。通通常常将将在在从从事事生生产产劳劳动动过过程程中中,由由于于接接触触毒毒物物(不不同同类类型型/形形态态/影影响响系系统统)发发生生的的中中毒毒称职业中毒(称职业中毒(occupational poisoningoccupational poisoning)。)。n人类在从事、参与生产劳动过程中,人类在从事、参与生产劳动过程中,由于生产环境与生产劳动过程中存由于生产环境与生产劳动过程中存在某些可能危害劳动者健康的因素,在某些可能
4、危害劳动者健康的因素,即即职业性危害因素职业性危害因素(occupational hazard),对劳动者健康产生不良影对劳动者健康产生不良影响,严重时可致响,严重时可致职业病职业病(occupational disease)。)。一、毒物在环境中存在的形态与接触机会一、毒物在环境中存在的形态与接触机会 生产性毒物主要来源于工业生产的原料、辅助材料,生产性毒物主要来源于工业生产的原料、辅助材料,生产过程中的中间产物、半成品、成品、副产品或废弃生产过程中的中间产物、半成品、成品、副产品或废弃物。物。主要以主要以气体气体、蒸气蒸气、雾雾、粉尘粉尘和和烟烟的形式存的形式存在于生产环境中。在于生产环境
5、中。粉尘粉尘、烟烟和和雾雾统称为统称为气溶胶气溶胶。生产性毒物是最重要的一类职业性有害因素,接触机生产性毒物是最重要的一类职业性有害因素,接触机会十分广泛会十分广泛,职业中毒职业中毒是一类常见的是一类常见的职业病职业病。(1)气体气体(gas)指指在在常常温温、常常压压下下呈呈气气态态的的物物质质。例例如如二二氧氧化化硫硫、氯氯气气、一一氧氧化化碳碳、硫硫化化氢等。氢等。(2)蒸气蒸气(vapor)液液体体物物质质蒸蒸发发(或或挥挥发发),固固体体物物质质升升华华时时形形成成蒸蒸气气。前前者者如如苯苯蒸蒸气气、汞汞蒸蒸气,后者如熔磷产生的磷蒸气气,后者如熔磷产生的磷蒸气。(3)雾雾(mist)
6、:是是指指悬悬浮浮于于空空气气中中的的液液态态微微粒粒,多多由由 蒸蒸气气冷冷凝凝或或液液体体喷喷洒洒形形成成,例例如如电电镀镀时时的的铬铬酸酸雾雾、金金属属酸酸洗洗时时的的硫硫酸酸雾雾、液液体体农农药药喷喷洒时在空气中形成的雾滴等。洒时在空气中形成的雾滴等。(4)粉尘粉尘(dust)是是指指悬悬浮浮于于空空气气体体中中直直径径大大于于0.1微微米米(m)的的固固体体微微粒粒。多多由由固固体体物物质质经经机机械械粉粉碎碎或或碾碾磨磨,过过筛筛时时产产生生。例如,制造含铅颜料时形成的铅尘。(5)烟烟(smoke):是是指指悬悬浮浮于于空空气气中中直直径径小小于于0.1微微米米(m)的的固固体体微
7、微粒粒。某某些些金金属属熔熔融融时时产产生生的的蒸蒸气气在在空空气气中中冷冷凝凝或或氧氧化化后后也也能能形形成成烟烟。例如熔炼铅时可产生铅烟;熔炼黄铜(含锌)时可产生锌蒸气并氧化形成锌烟;有机物质加热或燃烧也可产生烟。接触机会接触机会 在生产劳动过程中可能接触在生产劳动过程中可能接触到毒物的操作或生产环节与毒物到毒物的操作或生产环节与毒物本身的理化特性有关。本身的理化特性有关。(一一)生生产产性性毒毒物物进进人人人人体体的的途途径径 生生产产性性毒毒物物主主要要经经呼呼吸吸道道进进入入人人体体,皮皮肤肤次次之之,也也可可经经消消化化道道进入,但实际意义不大。进入,但实际意义不大。1 1呼吸道呼
8、吸道 凡凡呈呈气气体体、蒸蒸气气和和气气溶溶胶胶形形态态的的毒毒物物都都可可经经呼呼吸吸道道进进入入人人体体。整整个个呼呼吸吸道道都都能能吸吸收收毒毒物物,特特别别是是肺肺泡泡的的总总表表面面积积很很大大 (约约5050m m2 2一一100100m m2 2),肺肺泡泡壁壁很很薄薄 (约约lmlm一一4 4m)m),肺肺泡泡间间又又有有丰丰富富的的毛毛细细血血管管,所所以以肺肺泡泡对对毒毒物物的的吸吸收收极极为为迅迅速速。空空气气中中的的毒毒物物浓浓度度愈愈高高,分分散散度度越越大大,在在体体液液中中的的溶溶解解度度愈愈大大,经经呼呼吸吸道道吸吸收收的的量量愈愈快快愈愈多多。毒毒物物经经肺肺
9、吸吸收收后后,不不经经过过肝肝脏脏转转化化、解毒即直接进入血液循环,分布至全身。解毒即直接进入血液循环,分布至全身。n气气态态毒毒物物吸吸收收速速率率主主要要取取决决于于毒毒物物吸吸入入后后肺肺泡泡气气和和血血液液中中化化学学物物的的分分压压差差,分分压压差差愈愈大大,毒毒物物吸吸收收的的速速度愈快。度愈快。n肺肺泡泡气气与与血血液液中中浓浓度度(mg/L)之之比比,称称 为为 血血/气气 分分 配配 系系 数数(blood/air partition coefficient)。该该系系数数愈愈大,吸收量也愈大。大,吸收量也愈大。n气气态态毒毒物物进进入入呼呼吸吸道道的的深深度度与与其其水水溶
10、溶性性有关。有关。n水溶性大的气体水溶性大的气体n(如如氨氨气气、硫硫酸酸二二甲甲酯酯)多多在在上上呼呼吸吸道道粘粘膜膜水水解解吸吸收收,除除非非浓浓度度较较高高,一一般般不不易达到肺泡。易达到肺泡。n水溶性相对较小的气体水溶性相对较小的气体n(如如氮氮氧氧化化物物光光气气)在在上上呼呼吸吸道道难难以以被被充充分分吸吸收收,故故易易进进入入深深部部呼呼吸吸道道,到到达肺泡。达肺泡。n气溶胶气溶胶n在呼吸道的沉积与其本身的在呼吸道的沉积与其本身的分散度分散度有关。有关。n较较大大的的颗颗粒粒(直直径径10 m)主主要要被被鼻鼻腔腔与与咽咽部部截截留留。在在1 5 m颗颗粒粒能能进进入入肺肺泡,小
11、于泡,小于1 m者则能在肺泡内扩散。者则能在肺泡内扩散。n空空气气中中毒毒物物浓浓度度愈愈高高,粉粉尘尘颗颗粒粒愈愈小小,在在体体液液中中溶溶解解度度愈愈大大,则则经经呼呼吸吸道道吸吸收收量也愈多。量也愈多。n毒毒物物经经呼呼吸吸道道吸吸收收还还受受接接触触者者所所处处的的劳劳动动强强度度、肺肺通通气气量量、肺肺血血流流量量及及受受生生产产环境的环境的气象条件气象条件等众多因素影响。等众多因素影响。2 2皮肤皮肤 角质层角质层是阻止外源性化学是阻止外源性化学物进入机体的天然屏障,但生物进入机体的天然屏障,但生产劳动过程中的某些毒物可经产劳动过程中的某些毒物可经皮肤吸收进入人体。皮肤吸收进入人体
12、。经皮吸收特点:经皮吸收特点:有有些些生生产产性性毒毒物物脂脂溶溶性性强强,可可通通过过完完整整的的皮皮肤肤进进入入人人体体。如如有有机机磷磷、苯苯胺胺、硝硝基基苯苯等等,同同时时又又具具有有一一定定水水溶溶性性,可可通通过过皮皮肤肤吸吸收收入入血血液液,且且能能较较快快地地被被血血液液转转运运,故故经经皮皮肤肤吸吸收收甚甚快。快。汞汞、砷砷等等金金属属的的无无机机盐盐类类可可与与脂脂肪肪酸酸结结合合,能能经经毛毛囊囊、皮皮脂脂腺腺和和汗汗腺腺吸吸收收,发发际际等等毛毛囊较多的部位吸收毒物也较多。囊较多的部位吸收毒物也较多。有些有些气态毒物气态毒物如氰化氢等也可经皮吸收。如氰化氢等也可经皮吸收
13、。n吸收途径:吸收途径:n通通过过表表皮皮屏屏障障到到达达真真皮皮,进进入入血血循环;循环;n通通过过汗汗腺腺、毛毛囊囊皮皮脂脂腺腺,绕绕过过表表皮皮屏屏障障到到达达真真皮皮。(实实际际意意义义不不大)大)n经皮吸收后:经皮吸收后:n直接触进入大循环,不经肝脏代谢转化。直接触进入大循环,不经肝脏代谢转化。n脂脂/水水分分配配系系数数(lipid/water lipid/water partition partition coefficient)coefficient):有有助助于于估估计计经经皮皮吸吸收收的的可能性。可能性。n经经皮皮吸吸收收不不仅仅取取决决于于毒毒物物本本身身固固有有的的理理
14、化化特特性性,还还决决定定于于毒毒物物的的浓浓度度、粘粘稠稠度度、皮皮肤肤接接触触部部位位面面积积、溶溶剂剂种种类类及及周周围围环环境的气象条件等。境的气象条件等。3 3消化道消化道 生生产产性性毒毒物物经经消消化化道道进进入入体体内内引引起起职职业业中中毒毒的事例少见。的事例少见。主主要要吸吸入入时时粘粘附附在在鼻鼻咽咽部部、口口腔腔中中的的粉尘状态的毒物,可被吞入消化道。粉尘状态的毒物,可被吞入消化道。个个人人卫卫生生习习惯惯不不好好时时,也也可可因因污污染染食食物、饮水而通过消化道吸收。物、饮水而通过消化道吸收。经经消消化化道道吸吸收收的的毒毒物物,大大部部分分经经肝肝脏脏转化后再进入血
15、液循环。转化后再进入血液循环。了了解解生生产产性性毒毒物物进进入入机机体体的的途途径径,有有助助于于采采取取恰恰当当的的预预防防措措施。施。(二)毒物在体内的过程(二)毒物在体内的过程 1 1分布和蓄积分布和蓄积 毒物被吸收进入血液后,随血循环分布到全身。毒毒物物的的分分布布很很大大程程度度上上取取决决于于其其通通过过细细胞胞膜膜的的能能力力和和与与体体内内各各组组织织成分的亲和力。成分的亲和力。一般情况下,毒物在体内各组织和器官的分布是不均匀的,常表现出某种毒物对某些组织和器官具有选择性的亲和力。例如,铅早期分布在肝脏、肾脏,最后主要贮存在骨骼中;汞早期多分布于肝脏,后期主要贮存在肾脏;苯主
16、要分布在骨髓等。生物转化生物转化(biotransformation)毒物进入体内,在体液与组织中参与机体一系列的复杂生化反应,使其本身化学结构改变的过程 生物转化的类型:生物转化的类型:I相反应(氧化、还原和水解)和相反应(氧化、还原和水解)和II相相反应(结合)。反应(结合)。经过体内的代谢转化,多数毒物毒经过体内的代谢转化,多数毒物毒性降低,消失或解毒性降低,消失或解毒(detoxification)。活化(活化(activation)毒物经生物转化其毒性反而增强 蓄积蓄积(accumulation)accumulation)物质蓄积物质蓄积 某些毒物长期接触可在体内蓄积某些毒物长期接触
17、可在体内蓄积 ,即贮存在体内某些组织和器官内即贮存在体内某些组织和器官内毒物的量逐渐积累。毒物的量逐渐积累。蓄积达到一定量后,可对机体造成损害。在饮酒、过劳或患病等诱因下,蓄积在组织器官内的毒物可重新进入血液循环,引起中毒的急性发作。当体内蓄积量超过中毒剂量时,方可导致中毒。贮存库贮存库(depot):生生理理“惰惰性性”组组织织(特特别别是是脂脂肪肪组组织织),可可作作为为某某些些毒毒物物长长期期贮贮存存而而不不致致引引起起明明显显毒毒作作用用的场所。的场所。贮存库对急性中毒具有缓冲作用贮存库对急性中毒具有缓冲作用。但当血浆中毒物浓度降低时或在某些诱因(如疲乏,患病及酗洒等)作用下,蓄积在贮
18、存库内的毒物可缓慢释放出来,使血浆中毒物浓度增高,成为体内毒物的来源,构构成成慢慢性性中中毒或慢性中毒急性发作毒或慢性中毒急性发作的一个重要条件。功能蓄积功能蓄积(functional accumulation)长期接触某种毒物后体内不一长期接触某种毒物后体内不一定能测出毒物的蓄积,但可随接触定能测出毒物的蓄积,但可随接触毒物时间的延长引起的机能的改变,毒物时间的延长引起的机能的改变,并逐渐加重,表现出中毒的病理征并逐渐加重,表现出中毒的病理征象。象。排出途径排出途径:肾脏肾脏:肾肾脏脏是是体体内内排排出出毒毒物物的的有有效效器器官,大多数毒物经此途径排出。官,大多数毒物经此途径排出。尿中毒物
19、的浓度与其在血液中浓度密切相关,因此常测定尿中毒物或其代谢产物的含量能间接衡量一定时期内接触和吸收该毒物的水平,但与中毒的临床表现不一定有直接的相关。呼吸道呼吸道:在在体体内内不不易易分分解解或或挥挥发发性性毒毒物物主主要要经经肺肺由由呼呼气气排排出出,例如苯、一氧化碳、氰化氢等。消化道消化道:许多金属(如铅、锰、锰等)经胆汁排入肠道随粪便排出。粪便中的毒物还包括经口摄入而未被吸收的部分。其他其他:铅、汞、砷等毒物还可经毛毛发发、唾唾液液、乳乳汁汁和和月月经经排出。苯的氨基和硝基化合物,砷化物,卤代烃等有少量经皮脂腺和汗腺排出。毒物在排出过程中,也可损害排泄器官和组织,如汞经肾脏排出,引起肾近
20、曲小管损害,经唾液排出时引起口口腔腔炎炎;砷从汗腺排出时引起皮炎皮炎。(三)影响毒物毒作用的因素(三)影响毒物毒作用的因素 1 1化学结构化学结构 毒毒物物的的化化学学结结构构对对毒毒物物的的毒毒性性大大小小和和毒毒作作用用性性质质有有决决定定性性的影响的影响。在同类有机化合物中,从丙烷到辛烷,毒性随着碳原子数目的增多而加强;不饱和化合物毒性大于饱和化合物;氯代饱和烃中,氯取代氢原子数目越多,肝脏毒性越大。另外,毒物的比比重重也应注意,尤其是比空气重的气态毒物,在静止的空气中由于比重不同可发生分层现象,沉积在空气底层。当通风不良时易形成很高浓度,进入这类环境时应特别注意,如进入坑道、矿井、下水
21、道、粪坑。2 2物理特性物理特性 主要与毒物粒粒子子的的大大小小、溶溶解解度度、挥发度挥发度等有密切的关系。毒物粒子大小可影响其进入呼吸道的深度和吸收速度;毒物的水溶性和脂溶性对其进入机体的途径、吸收速度、体内分布有很大的影响;3 3毒物的剂量毒物的剂量 毒物进入机体并达到一定剂量才会引起中毒。在生产条件下,毒物进入人体的剂量,常与毒物在生产场所空气中的浓度和接触时间有密切关系。毒物的毒性大小可用引起动物某种毒性反应所需的剂剂量量来表示。引引起起某某种种毒毒性性反反应应所所需需毒毒物物的的剂剂量量愈愈小小,说说明明该该毒毒物物的的毒毒性性愈大。愈大。最常用的毒性参数如下最常用的毒性参数如下:绝
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