第二节 铅及其化合物中毒
一、理化性质
铅在地壳中的含量为0.0016%,主要矿石是方铅矿。铅是一种化学元素,化学符号是pb,重金属,灰白色质软的粉末,切削面有光泽,延性弱、展性强,不溶于水,溶于稀盐酸、碳酸和有机酸,熔点327.5℃,沸点1740℃。铅加热至400~500℃时即有大量铅蒸气冒出,在空气中氧化成氧化亚铅,并凝集为铅烟。随着熔铅温度升高,还可逐步生成氧化铅、三氧化二铅、四氧化三铅。所有铅氧化物都以粉末状态存在。铅的化合物还有碱式硫酸铅、碱式亚磷酸氢铅、硅酸铅、硝酸铅、砷酸铅等。
二、职业接触
铅用途广泛,是人类最早使用的金属之一。公元前3000年,人类已会从矿石中熔炼铅。常见的职业性铅接触行业有:铅矿开采及冶炼;蓄电池行业;制造含铅腐蚀化工设备、管道构件等;耐腐蚀化工设备、管道、构建等;交通运输行业,如火车轴承挂瓦、桥梁工程、船舶制造与拆修等接触铅蒸气;制造放射线防护材料;印刷行业,如铸字、浇板等过程接触铅蒸气;电力与电子行业,如保险丝、电缆制造、含铅焊锡、电子显像管的压电陶瓷的制造等;军火行业,如子弹的制造、射击实验等;化工行业如制造各种铅化合物过程;食品行业,如罐头生产的锡焊过程等;
铅化合物的接触机会更多,如油漆、颜料行业(铅白、铅丹、密陀僧),塑料工业(碱式硫酸铅、碱式亚磷酸氢铅),橡胶工业(氧化铅、硫化铅),农药工业(砷酸铅),军火工业(叠氮化铅),玻璃、景泰蓝、陶瓷工业(氧化铅、硅酸铅、碳酸铅等),自来水管与暖气管的连接等(铅白)。
日常生活中接触铅的机会也很多,如用铅壶或含铅之锡壶烫酒饮酒,滥用含铅的中药偏方治慢性病(癫痫、哮喘、牛皮癣等),儿童误食含铅的油漆墙皮或啃咬涂过含铅油漆的玩具或家具等,或将铅化合物如铅白当作碱面或粉芡放入食品中食用,均可引起中毒。铅弹在体内亦可引起吸收中毒。由于动力汽油中常含有添加剂四乙基铅,汽车废气造成的环境污染亦不容忽视。
三、吸收、代谢及排泄
(一)吸收
铅及其无机化合物可通过呼吸道与胃肠道吸收,一般不经皮肤吸收。有机铅如醋酸铅可有少量经皮肤吸收,四乙基铅易经皮肤吸收。职业性铅中毒多由呼吸道吸收所至。铅由胃肠道的吸收率为7%~10%。空腹时吸收率明显增加,可达45%。食物中缺钙、缺铁、缺磷时均可增加铅的吸收。儿童生长发育的吸收率高于成人。醋酸铅、氧化铅、氯化铅在胃肠道中溶解度高,可迅速吸收;铬酸铅、硫化铅、硫酸铅、碳酸铅溶解度较低但仍可大部分吸收。在职业活动中,铅也可通过污染的手指(如车间内吸烟、饮食)带进消化道。
(二)代谢
铅在体内的代谢与钙相似。能使钙存积于骨内的因素,也有利于铅贮存于骨内;促使钙排出的因素,也促进铅的排出。高钙饮食使铅贮存于骨内;缺钙、酸碱平衡紊乱(酸中毒)、饮酒、创伤、饥饿、发热等,可使骨铅向血液转移。
(三)排泄
由呼吸道吸入的铅可有部分直接由呼吸道纤毛排出。但进入人体组织中的铅,则主要通过肾脏排出。尿中排出量可代表人体内铅的吸收情况。食入的铅除少数被吸收外,大部分由粪便排出。铅也可经汗腺、唾液、和月经排出。血铅可通过胎盘进入胎儿,影响下一代。
四、发病机制
铅对全身各系统和器官均有毒性作用,主要累及神经、造血、消化、肾脏、肝脏及心血管系统。其中毒机制尚未阐明。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,形成较稳定的络合物。
(一)对造血系统的影响
1.影响血红蛋白的合成:卟啉代谢障碍是铅中毒机制中重要和较早的变化之一。铅对δ-氨基-r-酮戊酸脱水酶(ALAD)、粪卟啉原氧化酶和亚铁络合酶有抑制作用,引起血红素合成障碍。铅也影响其他很多系统,因为血红素是合成细胞色素的辅基,导致骨髓内幼红细胞代偿性增生,血液中点彩、网织、碱粒红细胞增多。
2.溶血:铅可抑制红细胞膜Na,K-ATP酶的活性,使红细胞内K逸出致细胞膜崩溃而溶血。另外,铅与红细胞表面的磷酸盐结合成不溶性的磷酸铅使红细胞机械脆性增加,亦为溶血的原因。
(二)对神经系统的影响
铅影响卟啉代谢,引起体内δ-氨基-r-酮戊酸(ALA)增多,ALA可通过血脑屏障进入脑组织引起神经行为学改变。由于血红素是合成细胞色素的辅基,铅干扰血红素合成,可导致脑内细胞色素C浓度降低,影响氧化磷酸化过程,干扰神经细胞的代谢。铅可通过模拟或抑制钙对神经系统的生理作用,干扰钙对神经递质的释放。神经递质释放障碍与儿童神经发育有关。
(三)对消化系统的影响
铅可引起腹绞痛,还可直接损害肝细胞,发生急性铅中毒性肝病,亦可引起肝细胞色素系统功能紊乱。
(四)对肾脏的影响
急性中毒主要影响近曲小管,可出现细胞肿胀,线粒体肿胀、破裂及基质内颗粒减少等。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。
五、临床表现
(一)急性中毒
职业性急性铅中毒较少发生。急性铅中毒多因消化道吸收引起。中毒后,口内有金属味,恶心、呕吐、腹胀、阵发性腹部剧烈绞痛(铅绞痛)、便秘或腹泻、头痛、血压升高、出汗多、尿少、苍白面容(铅容),严重者发生中毒性脑病(多见于儿童),出现痉挛、抽搐,甚至出现谵妄、高热、昏迷和循环衰竭。此外,还有中毒性肝病、中毒性肾病及贫血等。麻痹性肠梗阻及消化道出血等亦偶有所见。
(二)慢性中毒
1.神经系统
(1)中枢神经系统:早期症状不明显,且无特意性,可有头痛、头晕、乏力、健忘、睡眠障碍等类神经症的表现。重症者可发生中毒性脑病,开始表现为反应迟钝、注意力不集中、抑郁、孤僻、少语、易激动、定向力障碍等,进而表现为剧烈头痛、恶心、呕吐、视力模糊、烦躁、谵妄、昏迷、癫痫样抽搐等。
(2)周围神经系统:铅对周围神经系统的损害,以运动功能受累较多。主要表现为伸肌无力,重者出现肌肉麻痹,亦称“铅麻痹”,如垂腕症、垂足。有些有关节肌肉疼痛,伴有肢体麻木和四肢远端呈手套、袜套样浅感觉障碍。
2.消化系统
(1)消化不良:铅易引起消化系统分泌和运动功能异常,出现消化功能障碍,可有口内金属味,食欲减退、腹胀、腹部隐痛、便秘等。
(2)腹绞痛:为铅中毒特征性临床表现,发作前常有腹胀或顽固性便秘。突然发作的腹绞痛,部位多在脐周,疼痛呈持续性伴阵发性加重,每次发作约持续数分钟至数小时。因疼痛剧烈,患者面色苍白、焦虑、急躁不安、出冷汗,并常弯腰屈膝,手按腹部以减轻疼痛。体检时,腹部平坦,腹壁可稍紧张,但无固定压痛点,无明显反跳痛,肠鸣音多减弱,也可正常或阵发性增强,发作时可伴有呕吐、血压升高和眼底动脉痉挛。
3.造血系统
铅可影响血红蛋白的合成,铅中毒早期可见到因卟啉代谢障碍引起的尿δ-ALA(尿δ-氨基乙酰丙酸)排出量增多,血红细胞EP(血原卟啉)或ZPP(血锌原卟啉)增高;中度铅中毒可出现贫血,多为低色素性正常细胞型贫血,亦有呈小细胞型者。铅中毒贫血多属轻度,白细胞与血小板一般无明显异常。
4.其他
少数慢性铅中毒者可出现肾损害,早期为近端肾小管的功能异常,出现低分子量蛋白尿,如尿β2-微球蛋白排出量增高,以后可见肾小球滤过率及内生肌酐清除率降低。个别较重者后期可能导致肾功能不全。
六、实验室检查
1.血铅:为接触铅首选的检验指标,主要反映近期接触铅量和软组织中铅含量。血铅浓度在职业接触铅后很快升高,在接触数周至数月后逐渐达到并保持一定水平。血铅正常参考值为200μg/L、血铅职业接触限值为400μg/L、诊断值为600μg/L、儿童限值为100μg/L。
2.尿铅:为反映近期铅吸收量的指标。因受液体摄入量和肾功能等因素的影响,尿铅浓度比血铅浓度波动范围大。尿铅正常参考值为25μg/L、尿铅职业接触限值为70μg/L、诊断值为120μg/L。
3.驱铅实验:在可疑中毒而不能确诊时进行。对已脱离铅作业或近期接触铅量减少的工作而言,驱铅实验往往较其他检查指标更有诊断价值。尿铅≥0.8mg/L或1mg/24小时,可诊断为轻度铅中毒。
4.血液中EP和ZPP增高。轻度的缺血性贫血,遗传性红细胞生成性原卟啉症也可使EP和ZPP增高,要加以鉴别。
5.尿δ-ALA排出量增加是铅抑制ALAD后造成过多的δ-ALA在组织蓄积的结果,也是反映铅对血红素合成的干扰,系铅引起的生物效应指标之一。
6.尿粪卟啉阳性。
7.点彩、网织、碱粒红细胞异常。
七、诊断及分级标准
依照《职业性慢性铅中毒诊断标准》(GBZ37-2002)作出诊断。
(一)诊断原则
根据确切的职业史及以神经、消化、造血系统为主的临床表现与有关实验室检查,参考作业环境调查,进行综合分析,排除其他原因引起的类似疾病,方可诊断。
(二)观察对象
尿铅≥0.34μmol/L(0.07mg/L、70μg/L)或0.48μmol/24小时(0.1mg/24小时、100μg/ 24小时);
血铅≥1.9μmol/L(0.4mg/L、400μg/L);
诊断性驱铅试验后尿铅≥1.45μmol/L(0.3mg/L、300μg/L)而<3.86μmol/L(0.8mg/ L)者。
(三)轻度中毒
血铅≥2.9μmol/L(0.6mg/L、600μg/L)或尿铅≥0.58μmol/L(0.12mg/L、120μg/L),且具有下列表现之一,可诊断为轻度中毒。
1.尿δ-氨基-r-酮戊酸≥61.0μmol/L(8mg/L、8000μg/L);
2.血红细胞游离原卟啉(EP)≥3.56μmol/L(2mg/L、2000μg/L);
3.红细胞锌原卟啉(ZPP)≥2.91μmol/L(13.0μg/gHb);
4.有腹部隐痛、腹胀、便秘等症状。
诊断性驱铅试验,尿铅≥3.86μmol/L(0.8mg/L、800μg/L)或4.82μmol/24h(1mg/24h、1000μg/24h),可诊断为轻度铅中毒。
(四)中度中毒
在轻度中毒的基础上,具有下列表现之一,则可诊断为中度中毒。
1.腹绞痛;
2.贫血;
3.轻度中毒性周围神经病。
(五)重度中毒
具有下列表现之一,为重度中毒。
1.铅麻痹;
2.中毒性脑病。
八、鉴别诊断
铅中毒性绞痛应与急性胃炎、胃穿孔、急性胆囊炎、急性胰腺炎、急性阑尾炎、胆道蛔虫症、胆石症、血卟啉病、急性肠梗阻、输尿管结石等相鉴别。铅引起的贫血应与缺铁性贫血和溶血性贫血相鉴别。铅性脑病应与脑炎、脑肿瘤和其他化学物中毒及糖尿病感染性神经炎等疾病相鉴别。
九、治疗
(一)驱铅治疗
中毒患者应根据具体情况,使用金属络合剂驱铅治疗,如依地酸二钠钙、二巯丁二酸钠等注射,或二巯丁二酸口服,一般3~4天为一疗程,两疗程间隔停药3~4天。观察对象也可酌情进行驱铅治疗。
(二)对症治疗
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