星期四,二月17 2011:22 30

化學神經毒劑

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神經毒性的定義

神經毒性 是指在中樞神經系統、末梢神經或感覺器官中誘發不良反應的能力。 如果一種化學物質能夠引起一致的神經功能障礙模式或神經系統的化學或結構發生變化,則該化學物質被認為具有神經毒性。

神經毒性通常表現為一系列症狀和影響,這取決於化學品的性質、劑量、接觸持續時間和接觸個體的特徵。 觀察到的影響的嚴重程度以及神經毒性的證據從 1 級增加到 6 級,如表 1 所示。短期或低劑量接觸神經毒性化學品可能會導致主觀症狀,例如頭痛和頭暈,但效果通常是可逆的。 隨著劑量的增加,可能會出現神經系統的變化,並最終產生不可逆的形態學變化。 暗示化學試劑的神經毒性所需的異常程度是一個有爭議的問題。 根據定義,如果有充分的證據表明表 3 中的第 4、5、6 或 1 級存在持續影響,則認為神經功能障礙或神經系統化學或結構發生變化的一致模式。這些水平反映了不同神經毒性跡象提供的證據權重。 神經毒性物質包括天然存在的元素,例如鉛、汞和錳; 河豚毒素(來自日本美食河豚)和軟骨藻酸(來自受污染的貽貝)等生物化合物; 和合成化合物,包括許多殺蟲劑、工業溶劑和單體。

表 1. 對神經毒性效應進行分組以反映其建立神經毒性的相對強度

水平

分組

解釋/例子

6

形態變化

形態學變化包括細胞死亡和軸突病以及亞細胞形態學變化。

5

神經變化

神經學變化包括對單個個體的神經學檢查中的異常發現。

4

生理/行為變化

生理/行為變化包括對動物或人類群體的實驗結果,例如誘發電位和腦電圖的變化,或心理和行為測試的變化。

3

生化變化

生化變化包括相關生化參數的變化(例如,遞質水平、GFA 蛋白含量(膠質纖維酸性蛋白)或酶活性)。

21

不可逆轉的主觀症狀

主觀症狀。 沒有神經、心理或其他醫學檢查異常的證據。

11

可逆的主觀症狀

主觀症狀。 沒有神經、心理或其他醫學檢查異常的證據。

1 只有人類
資料來源:根據 Simonsen 等人修改。 1994.

在美國,有 50,000 到 100,000 種化學品在市場上銷售,每年有 1,000 到 1,600 種新化學品提交評估。 超過 750 種化學品和幾類或幾組化合物被懷疑具有神經毒性(O'Donoghue 1985),但大多數化學品從未進行過神經毒性特性測試。 當今可用的大多數已知神經毒性化學物質都是通過病例報告或事故確定的。

儘管神經毒性化學品通常是為滿足特定用途而生產的,但暴露可能來自多種來源——在私人住宅、農業和工業中的使用,或來自受污染的飲用水等。 修正了關於預期在哪些職業中發現哪些神經毒性化合物的先驗先入之見,因此應謹慎看待以下引文,應將其視為可能的例子,包括一些最常見的神經毒性化學物質(Arlien-Søborg 1992;O 'Donoghue 1985;Spencer 和 Schaumburg 1980;WHO 1978)。

神經毒性症狀

神經系統通常會對接觸神經毒性物質做出刻板的反應(圖 1)。下面列出了一些典型的綜合症。

圖 1. 接觸神經毒性化學品對神經和行為的影響。

NER030T2

多發性神經病

這是由運動和感覺神經功能受損導致肌肉無力引起的,輕癱通常在上肢和下肢(手和腳)的外周最明顯。 可能會出現先前或同時出現的感覺異常(手指和腳趾刺痛或麻木)。 這可能導致行走困難或手和手指的精細協調困難。 重金屬、溶劑和殺蟲劑以及其他化學物質可能會導致這種殘疾,即使這些化合物的毒性機制可能完全不同。

腦病

這是由大腦瀰漫性損傷引起的,可能導致疲勞; 學習、記憶和集中註意力的能力受損; 焦慮、抑鬱、易怒和情緒不穩定。 這些症狀可能表明早期瀰漫性退行性腦病以及職業性慢性中毒性腦病。 頭痛、頭暈、睡眠模式改變和性活動減少的頻率經常增加,也可能從疾病的早期階段開始出現。 這些症狀可能會在長期、低水平地接觸幾種不同的化學物質(例如溶劑、重金屬或硫化氫)後出現,並且還會出現在幾種與工作無關的癡呆症中。 在某些情況下,可以看到更具體的神經系統症狀(例如,帕金森病伴震顫、肌肉僵硬和運動減慢,或小腦症狀,如震顫和手部運動和步態的協調性降低)。 在接觸某些特定化學物質後,可以看到這樣的臨床表現,例如前者接觸錳或 MPTP(1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶),後者接觸甲苯或汞。

氣體

化學結構完全不同的多種化學物質在常溫下都是氣體,已被證明具有神經毒性(表 3)。其中一些即使在非常小的劑量下也具有極大的毒性,甚至被用作戰爭氣體(光氣和氰化物); 其他人則需要長時間服用高劑量才能出現症狀(例如,二氧化碳)。 有些用於全身麻醉(例如,一氧化二氮); 其他物質廣泛用於工業和消毒劑(例如甲醛)中。 前者在反复低水平接觸後可能會引起神經系統發生不可逆轉的變化,而後者顯然只會產生急性症狀。 暴露在通風不良的小房間內尤其危險。 有些氣體是無味的,這使得它們特別危險(例如,一氧化碳)。 如表 2 所示,一些氣體是工業生產中的重要成分,而另一些則是不完全或完全燃燒的結果(例如,CO 和 CO2 分別)。 這在採礦、鋼鐵廠、發電站等處可見,但也可能在通風不足的私人住宅中出現。 治療的關鍵是停止進一步暴露並提供新鮮空氣或氧氣,在嚴重的情況下進行人工通風。

表 2. 與神經毒性作用相關的氣體

化工

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

二氧化碳(CO2 )

焊接; 發酵; 乾冰的製造、儲存和使用

金屬工業; 礦業; 啤酒廠

M: 擴張血管

A: 頭痛; 呼吸困難; 震顫; 意識喪失

C: 幾乎沒有

一氧化碳(CO)

汽車修理; 焊接; 金屬熔化; 司機; 消防員

金屬工業; 礦業; 運輸; 發電廠

M: 缺氧

A: 頭痛; 睡意; 意識喪失

硫化氫(H2S)

溫室熏蒸; 肥料; 漁民; 卸魚; 污水處理

農業; 釣魚; 下水道工程

M: 阻斷氧化代謝

A: 意識喪失

C: 腦病

氰化物(HCN)

電焊; 用鎳進行電鍍表面處理; 銅和銀; 船舶、房屋食品和溫室土壤的熏蒸

金屬工業; 化學工業; 苗圃; 礦業; 煤氣廠

M: 阻斷呼吸酶

A: 呼吸困難; 血壓下降; 抽搐; 意識喪失; 死亡

C: 腦病; 共濟失調; 神經病(例如,吃完 cavasava)

職業損害不確定

一氧化二氮(N2O)

手術期間全身麻醉; 牙科護理和分娩時的輕微麻醉

醫院(麻醉); 牙醫; 助產士

M: 神經細胞膜的急性變化; 長期接觸後神經細胞退化

A: 頭暈; 睡意; 意識喪失

C: 手指和腳趾麻木; 協調性降低; 腦病

1 M: 機制; A: 急性影響; C: 慢性影響。
神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙。
共濟失調:運動協調受損。

 

金屬

通常,金屬的毒性隨著原子量的增加而增加,鉛和汞的毒性尤其大。 金屬在自然界中的濃度通常很低,但在某些行業中它們的使用量很大(見表 3),可能會給工人帶來職業風險。 此外,在廢水中發現了大量的金屬,可能會給工廠附近和更遠距離的居民帶來環境風險。 通常,金屬(或有機汞化合物)會進入食物鏈,並在魚類、鳥類和動物體內積累,對消費者構成風險。 有機體處理金屬的毒性和方式可能取決於化學結構。 純金屬可能通過吸入或皮膚接觸蒸氣(汞)和/或小顆粒(鉛)或口服(鉛)吸收。 無機汞化合物(例如,HgCl2)主要經口吸收,而有機金屬化合物(如四乙基鉛)主要經吸入或皮膚接觸吸收。 身體負擔可能在一定程度上反映在血液或尿液中的金屬濃度上。 這是生物監測的基礎。 在治療中必須記住,尤其是鉛從體內沉積物中釋放出來的速度非常緩慢。 骨骼中的鉛含量在 50 年內通常只會減少 10%。 這種釋放可以通過使用螯合劑來加速:BAL(二巰基-1-丙醇)、Ca-EDTA 或青黴胺。

表 3. 與神經毒性相關的金屬及其無機化合物

化工

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

領導

融化; 焊接; 研磨; 修理; 玻璃窗; 增塑劑

金屬加工; 礦業; 蓄電池廠; 汽車修理; 造船廠; 玻璃工人; 陶瓷; 陶器; 塑料

M: 神經細胞和膠質細胞氧化代謝受損

A: 腹痛; 頭痛; 腦病; 癲癇發作

C: 腦病; 多發性神經病,包括落手

水星元素

電解; 電子儀器(陀螺儀;壓力計;溫度計;電池;電燈泡;電子管等); 汞合金填充

氯鹼廠; 礦業; 電子產品; 牙科; 聚合物生產; 造紙和紙漿工業

M: 神經細胞多處受損

A: 肺部炎症; 頭痛; 言語障礙

C: 牙齦發炎; 食慾不振; 腦病; 包括震顫; 易怒

甘汞汞2Cl2

 

實驗室

A: 低急性毒性慢性毒性作用,見上文

昇華氯化汞2

消毒

醫院; 診所; 實驗室

M: 急性腎小管和腎小球變性。 即使口服小劑量也有劇毒,致死劑量低至 30 毫克/千克體重

C: 往上看。

熔化(鋼合金); 切割; 鋼材焊接; 乾電池

錳礦開採; 鋼鐵和鋁生產; 金屬工業; 電池生產; 化學工業; 磚廠

M: 未知,大腦中央基底神經節中多巴胺和兒茶酚胺的可能變化

A: 煩躁不安

C: 腦病,包括帕金森病; 精神病; 食慾不振; 易怒; 頭痛; 弱點

冶金; 研磨; 拋光

金屬行業

M: 未知

C: 可能是腦病

1 M: 機制; A: 急性影響; C: 慢性影響。
神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙。

 

單體

單體構成了用於聚合物、樹脂和塑料的化學合成和生產的大量異質反應性化學品。 單體包括多鹵代芳族化合物,例如 p-氯苯和1,2,4-三氯苯; 不飽和有機溶劑,如苯乙烯和乙烯基甲苯、丙烯酰胺和相關化合物、酚類、ε-己內酰胺和 ζ-氨基丁內酰胺。 表 3 列出了一些廣泛使用的神經毒性單體及其對神經系統的影響。職業接觸神經毒性單體可能發生在製造、運輸和使用化學產品和塑料製品的行業。 在處理含有剩餘單體的聚合物期間,以及在造船廠和牙科診所進行模塑期間,會發生大量接觸神經毒性單體的情況。 暴露於這些單體後,可能會在吸入(例如二硫化碳和苯乙烯)或通過皮膚接觸(例如丙烯酰胺)過程中發生吸收。 由於單體是一組異質的化學物質,因此可能存在幾種不同的毒性機制。 這反映在症狀的差異上(表 4)。

表 4. 神經毒性單體

複合

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

丙烯酰胺

接觸單體的員工

聚合物生產; 隧道和鑽井作業

M: 軸突運輸受損

C: 多發性神經病; 頭暈; 震顫和共濟失調

丙烯腈

實驗室和工業事故; 房屋熏蒸

聚合物和橡膠生產; 化學合成

A: 過度興奮; 流涎; 嘔吐; 紫紺; 共濟失調; 呼吸困難

二硫化碳

橡膠和粘膠人造絲的生產

橡膠和粘膠人造絲工業

M: 軸突運輸和酶活性可能受損

C: 周圍神經病變; 腦病; 頭痛; 眩暈; 腸胃不適

苯乙烯

玻璃增強塑料的生產; 單體製造和運輸; 含苯乙烯樹脂和塗料的使用

化學工業; 玻璃纖維生產; 聚合物工業

M: 未知

A: 中樞神經系統抑鬱症; 頭痛

C: 多發性神經病; 腦病; 聽力損失

乙烯基甲苯

樹脂生產; 殺蟲化合物

化學和聚合物工業

C: 多發性神經病; 運動神經傳導速度減慢

1 M: 機制; A: 急性影響; C: 慢性影響。
神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙。
共濟失調:運動協調受損。

 

有機溶劑

有機溶劑 是一大類能夠溶解脂肪、油、蠟、樹脂、橡膠、瀝青、纖維素絲和塑料材料的 200 多種親脂性化合物的通用名稱。 它們在室溫下通常是液體,沸點低於 200 至 250°C,並且很容易蒸發。 它們主要通過肺部吸收,但有些也可滲透皮膚。 由於它們的親脂性,它們分佈在富含脂肪的器官中。 因此,在體脂、骨髓、肝臟和大腦中發現了高濃度,它們也可能充當溶劑庫。 辛醇/水的分配係數可以指示是否預期會有高腦濃度。 毒性機制尚不清楚,但已經設想了幾種可能性: 阻斷葡萄糖代謝分解中的重要酶,從而減少神經元處理可用的能量; 減少線粒體中的能量形成; 改變神經元膜,導致離子通道功能受損; 軸突流動減慢。 二氯甲烷代謝成一氧化碳,從而阻礙血液中氧氣的輸送。 各行各業的大批工人每天或至少經常暴露在空氣中(見表 5)。 在一些國家,由於衛生改善和替代(例如房屋油漆工、印刷業工人、金屬工人),某些職業的有機溶劑消耗量有所下降,而在其他職業中,接觸模式發生了變化,但有機溶劑的總量一直保持不變。 例如,三氯乙烯已被 1,1,1-三氯乙烷和氟利昂取代。 因此,溶劑仍然是許多工作場所的主要衛生問題。 當人們暴露在通風不良、溫度高、蒸發量增加的小房間裡時,尤其容易受到感染。 體力勞動會增加肺對溶劑的吸收。 在一些國家(特別是北歐國家),已對因長期、低水平接觸溶劑而患上慢性中毒性腦病的工人給予補償。

表 5. 與神經毒性相關的有機溶劑

化工

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

氯代烴:三氯乙烯;

1,1,1-三氯乙烷; 四氯乙烯

脫脂; 電鍍; 繪畫; 印刷; 打掃; 全身麻醉和輕度麻醉

金屬工業; 印刷業; 電子行業; 乾洗店; 麻醉師

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病; 多發性神經病; 三叉情感(TRI); 聽力損失

二氯甲烷

提取,包括咖啡因的提取; 脫漆劑

食品工業; 畫家; 圖形行業

M: 新陳代謝®一氧化碳

A: 麻醉前症狀; 昏迷

C: 腦病

氯甲烷

冰箱生產與維修

冰箱生產; 橡膠工業; 塑料工業

M: 未知

A: 麻醉前症狀; 意識喪失; 死亡

C: 腦病

甲苯

印刷; 打掃; 脫脂; 電鍍; 繪畫; 噴漆

圖文行業; 電子行業

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病; 小腦功能障礙; 多發性神經病; 聽力損失; 視覺障礙

二甲苯

印刷; 鄰苯二甲酸酐的合成; 繪畫; 組織學實驗室程序

圖文行業; 塑料工業; 組織學實驗室

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病; 視力障礙; 聽力損失

苯乙烯

聚合; 成型

塑料工業; 玻璃纖維生產

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病; 多發性神經病; 聽力損失

六碳:正己烷;

甲基丁基酮 (MBK);

甲基乙基酮 (MEK)

膠合; 印刷; 塑料塗層; 繪畫; 萃取

皮革和製鞋業; 印刷業; 畫家; 實驗室

M: 軸突運輸受損

A: 麻醉前

C: 多發性神經病; 腦病

各種溶劑:氟利昂113

冰箱生產、維修; 乾洗; 除油

冰箱生產; 金屬工業; 電子行業; 乾洗

M: 未知

A: 輕度麻醉前症狀

C:腦病

乙醚; 氟烷

全身麻醉(護士;醫生)

醫院; 診所

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病

二硫化碳

參見單體

參見單體

參見單體

混合物:石油溶劑和稀釋劑

繪畫; 脫脂; 打掃; 印刷; 浸漬; 表面處理

金屬工業; 印刷業; 木業; 畫家

M: 未知

A: 麻醉前症狀

C: 腦病

 1 M: 機制; A: 急性影響; C: 慢性影響。

神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙

 

農藥

農藥 用作任何旨在殺死危害人類健康或可能造成經濟損失的植物或動物群體的任何化學品的通用術語。 它包括殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、熏蒸劑和除草劑。 全球農業每年使用約 5 億磅由 600 多種活性農藥成分組成的農藥產品。 有機磷、氨基甲酸酯和有機氯殺蟲劑以及擬除蟲菊酯、氯苯氧基除草劑和用作殺菌劑的有機金屬化合物具有神經毒性(表 6)。 在用作滅鼠劑的許多不同化學品中,有些(例如士的寧、磷化鋅和鉈)也具有神經毒性。 神經毒性農藥的職業接觸主要與農業工作有關,例如農藥處理和處理經過處理的作物,但滅蟲人員、農藥製造和配製人員、公路和鐵路工人以及溫室、林業和苗圃工人可能有很大的風險也暴露於神經毒性殺蟲劑。 佔農業勞動力很大一部分的兒童尤其容易受到傷害,因為他們的神經系統尚未完全發育。 殺蟲劑的急性影響通常得到很好的描述,並且經常會看到重複接觸或單次高劑量接觸的長期影響(表 6),但反复亞臨床接觸的影響尚不確定。

表 6. 常見神經毒性殺蟲劑的類別、接觸、影響和相關症狀

複合

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

有機磷化合物:Beomyl; 地美松; 敵敵畏; 乙基對硫磷; 速效磷; 磷磷脂; 特丁硫磷; 馬拉硫磷

處理; 作物處理; 處理經過處理的作物; 碼頭工人

農業; 林業; 化學品; 園藝

M: 乙酰膽鹼酯酶抑制

A: 多動症; 神經肌肉麻痺; 視力障礙; 呼吸困難; 煩躁; 弱點; 嘔吐; 抽搐

氨基甲酸酯:涕滅威; 西維因; 呋喃丹; 殘殺威

   

M: 遲發性神經毒性軸索病2

C:多發性神經病; 腳麻木和刺痛; 肌肉無力; 感覺障礙; 麻痺

有機氯:艾氏劑; 狄氏劑; 滴滴涕; 異狄氏劑; 七氯; 林丹; 甲氧滴滴涕; 滅蟻靈; 毒殺芬

往上看

往上看

A: 興奮性; 顧慮; 頭暈; 頭痛; 困惑; 失去平衡; 弱點; 共濟失調; 震顫; 抽搐; 昏迷

C: 腦病

擬除蟲菊酯

往上看

往上看

M: 改變鈉離子通過神經細胞膜的流動

A: 神經細胞反复放電; 震顫; 抽搐

2,4-D

除草劑

農業

C: 多發性神經病

三乙基氫氧化錫

表面處理; 處理處理過的木材

木材和木製品

A: 頭痛; 弱點; 麻痺; 視覺障礙

C: 多發性神經病; 中樞神經系統效應

甲基溴

熏蒸

溫室; 殺蟲劑; 冰箱製造

M: 未知

A: 視覺和言語障礙; 譫妄; 抽搐

C: 腦病

1 M: 機制; A: 急性影響; C: 慢性影響。
神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙。
共濟失調:運動協調受損。
2 主要是磷酸鹽或膦酸鹽。

 

其他化學品

不屬於上述類別的幾種不同化學品也具有神經毒性。 其中一些用作殺蟲劑,但也用於不同的工業過程。 有些具有有據可查的急性和慢性神經毒性作用; 其他人具有明顯的急性影響,但對慢性影響的研究很少。 表 7 列出了這些化學品的示例、它們的用途和影響。

表 7. 與神經毒性相關的其他化學品

化工

接觸源示例

部分處於風險中的行業

影響1

硼酸

焊接; 助焊劑; 保存

金屬; 玻璃

A: 譫妄; 抽搐

C: 中樞神經系統抑鬱症。

雙硫崙

製藥

我們的乳膠

C: 疲勞; 周圍神經病變; 困倦

六氯苯

抗菌皂

化工

C: 中樞神經系統水腫; 周圍神經損傷

還原劑

化學品; 軍隊

A: 激動; 食慾不振; 震顫; 抽搐

苯酚/甲酚

防腐劑

塑料; 樹脂; 化學品; 醫院; 實驗室

M: 使蛋白質和酶變性

A: 反射喪失; 弱點; 震顫; 出汗; 昏迷

C: 食慾不振; 精神障礙; 耳鳴

吡啶

乙醇變性

化學品; 紡織品

A: 中樞神經系統抑鬱症; 精神抑鬱症; 疲勞; 食慾不振

C: 易怒; 睡眠障礙; 多發性神經病; 複視

四乙基鉛

汽油添加劑

化學品; 運輸

C: 易怒; 弱點; 震顫; 視力困難

電池; 殺蟲劑; 融化

冶煉; 玻璃製品; 陶瓷; 造紙

M: 損害酶功能

A: 感覺減退; 輕癱; 抽搐; 昏迷

C: 運動障礙; 共濟失調; 振動覺喪失; 多發性神經病

油品添加劑; 製藥

石化

交流電: 食慾不振; 耳鳴; 視力模糊; 震顫; 共濟失調

融化; 整流器的生產; 硫化; 切削油; 抗氧化劑

電子的; 玻璃工程; 金屬工業; 橡膠工業

A: 譫妄; 嗅覺喪失

C: 大蒜的氣味; 多發性神經病; 緊張

殺鼠劑

玻璃; 玻璃製品

A: 食慾不振; 疲倦; 睡意; 金屬味; 麻木; 共濟失調

融化; 橡膠生產; 催化劑

金屬; 化學品; 橡膠; 電子的

A: 頭痛; 睡意; 神經病

C: 大蒜的氣味; 金屬味; 帕金森症; 沮喪

熔點

礦業; 鋼鐵生產; 化學工業

A: 食慾不振; 耳鳴; 嗜睡、震顫

C: 沮喪; 震顫; 失明

1 M: 機制; A: 急性效應; C: 慢性影響。
神經病:運動和感覺周圍神經纖維功能障礙。
腦病:由於大腦普遍受損導致的腦功能障礙。
共濟失調:運動協調受損

 

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神經系統參考

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