毒效應

又稱毒性效應。早年稱毒性作用或毒作用。指毒物或藥物對機體所致有害的生物學變化，如痙攣、致畸、致癌或致死等效應。例如氟乙醯胺經體內脫胺，生成氟乙酸，再經活化後在縮合酶的作用下，與草醯乙醯縮合，生成與檸檬酸結構相似的氟檸檬酸，抑制烏頭酸、干擾機體正常三羧酸循環而產生神經系統和心臟毒效應。

基本介紹

• 中文名：毒效應
• 又稱：毒性效應
• 例如：痙攣、致畸、致癌或致死等效應
• 化學分類：致癌物質、劇毒等

毒物的物理特性與毒性效應

（一）脂水分配係數（lipid/water partition coefficient）

是指毒物在脂相和水相中溶解分配率。在構效關係研究中，這是一個十分重要的化學物的物理參數。它有助於說明有機化合物在體內的分配規律。

（二）分散度（dispersity）

一些毒物以氣溶膠形態存在於環境空氣中，它們是一團氣體和懸浮於其中的微粒組成的混合體。分散度以微粒的直徑大小表示。只有直徑<5微米的微粒才可以進入肺泡。進入肺泡的氣溶膠分散度越大，比表面積越大，生物活性也越強。

（三）揮發度(volitility)

有些毒物的LC50相當，即其絕對毒性相似，但由於各自的揮發度不同，所以形成實際的毒性危害或危險性就可有很大的差異。比如，苯和苯乙烯LC50均為45mg/L，絕對毒性相同，但苯很易揮發，而苯乙烯的揮發度僅為苯的1/11，所以苯乙烯經呼吸道吸入的實際危害性就遠比苯小。將毒物的揮發度估計在內的毒性稱為相對毒性。對有機溶劑來說，相對毒性指數更能反映其經呼吸道吸收的危害程度。

（四）電離度(ionization)

對於弱酸性與弱鹼性有機物只有在適宜的PH條件下、維持非離子型才能經胃腸吸收。當弱酸性化合物在鹼性環境下將部分解離時，則不易吸收。

（五）純度(purity)

一般說起某個毒物的毒性，都是指該毒物純品的毒性。毒物的純度不同，它的毒性也不同。因此，對於待研究的毒物，應首先了解其純度、所含雜質成分與比例，以便與前人或不同時期的毒理學資料進行比較。

農藥的毒性效應

有機磷農藥（有機磷酸酯類農藥）在體內與膽鹼酯酶形成磷醯化膽鹼酯酶，膽鹼酯酶活性受抑制，使酶不能起分解乙醯膽鹼的作用，致組織中乙醯膽鹼過量蓄積，使膽鹼能神經過度興奮，引起毒蕈鹼樣、菸鹼樣和中樞神經系統症狀。磷醯化膽鹼酶酯酶一般約經48小時即“老化”，不易復能。

某些酯烴基及芳烴基磷酸酯類化合物尚有遲發性神經毒作用，是由於有機磷農藥抑制體內神經病靶酯酶（神經毒性酯酶），並使之“老化”，而引起遲發性神經病。此毒作用與膽鹼酯酶活性無關。

緩釋微膠囊劑型的有機磷農藥，作用時間可較長。

有機磷和氨基甲酸酯兩類農藥是農藥急性中毒的主要原因，也是目前蔬菜中農藥殘留的重點檢測品種，酶抑制法就是基於它們對昆蟲的毒理機制而建立起來的檢測方法。有機磷和氨基甲酸酯殺蟲劑的共同毒理機制是抑制昆蟲乙醯膽鹼酶（Ache）和羧酸酯酶的活性，造成乙醯膽鹼（Ach）和羧酸酯的積累，影響昆蟲正常的神經傳導而致死。

砷及其化合物可由呼吸道、消化道及皮膚吸收而進入人體。血液中砷95%～99%在紅細胞內與珠蛋白結合。組織中砷主要分布於肝、腎、胃腸壁、肌肉等處，皮膚、毛髮、指甲和骨骼可作為砷的牢固貯藏庫。體內砷主要由腎臟和消化道，部分由皮膚、毛髮、指甲排出。砷的毒性作用是砷離子與體內酶蛋白分子結構中的巰基和羥基結合、使酶失去活性。丙酮酸氧化酶、膽鹼氧化酶、轉氨酶、a-甘油磷酸脫氫酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶或細胞色素氧化酶等受抑制後干擾細胞的正常代謝，影響呼吸和氧化過程，使細胞發生病變，還可抑制細胞分裂和增殖。此外，砷酸和亞砷酸在許多生化過程中能取代磷酸，從而使氧化磷酸過程脫偶聯，減少高能磷酸鍵形成，從而干擾細胞的能量代謝。代謝障礙道先可危害神經細胞，引起中毒性神經衰弱症狀和多發性神經炎等。砷還能直接損害小動脈和毛細管壁，也可作用於血管舒縮中樞，使血管壁平滑肌麻痹，通透性增加，引起血容量降低，加重臟器損害。硫化砷如雄黃、雌黃在水中溶解度小，毒性也很低；三氧化二砷水溶性大，毒性亦最強。三氧化二砷和三氯化砷對眼、上呼吸道和皮膚均有刺激作用。砷化氫中毒機制完全不同：抑制谷胱甘肽過氧化物酶作用，導致過氧化物的形成而發生溶血；也可能是砷與巰基結合，損害紅細胞膜鈉、鉀泵功能。大量血管內溶血後，常發生急性腎功能衰竭。砷中毒劑量為5～50mg，致死量60～200mg。

汞蒸氣較易透過肺泡壁含脂質的細胞膜，與血液中的脂質結合，很快分布到全身各組織。汞在紅細胞和其它組織中被氧化成Hg2+，並與蛋白質結合而蓄積，很難再被釋放。金屬汞在胃腸道幾乎不吸收，僅約攝食量的萬分之一，汞鹽在消化道的吸收量約10%。汞主要由尿和糞中排出，唾液、乳汁、汗液亦有少量排泄，肺部呼出甚微。體內汞元素半壽期為60天，汞鹽約40天，在初4天內排泄量較多。

汞離子易與巰基結合，使與巰基有關的細胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脫氫酶等失去活性。汞還與氨基、羧基、磷醯基結合而影響功能基團的活性。由於這些酶和功能基團的活性受影響，阻礙了細胞生物活性和正常代謝，最終導致細胞變性和壞死。近年來，發現汞對腎臟損害，以腎近曲小管上皮細胞為主。汞還可引起免疫功能紊亂，產生自身抗體，發生腎病綜合徵或腎小球腎炎。

化學藥品毒性分類

致癌物質

黃麴黴素B1、亞硝胺、3-4苯並茈等（以上為強致癌物質）；2-乙醯胺基酸、4-氨基聯苯、聯苯胺及其鹽類、3，3-二氯聯苯胺、4-二甲基氨偶氮苯、1-萘胺、2-萘胺、4-硝基聯苯、N-亞硝基二甲胺、β-丙內脂、4，4-甲叉（雙）-2-氯苯胺、乙撐亞胺、氯甲甲醚、二硝基萘、羧基鎳、氯乙烯、同苯二酚、二氯甲醚等。

劇毒

六氯苯、羧基鐵、氰化鈉、氫氟酸、氯化氰、氯化汞、氫氰酸、砷酸汞、汞蒸氣、砷化氫、光氣、氟光氣、磷化氫、三氧化二砷、有機砷化物、有機磷化物、有機氟化物，有機硼化物、鈹及其化合物、丙烯腈、乙腈等。

高毒

氟化鋼、對二氯苯、甲基丙烯腈、丙酮氰醇、二氯乙烷、三氯乙烷、偶氮二異丁腈、黃磷、三氯氧磷、五氯化磷、三氯化磷、五氯化二磷、三氯甲烷、溴甲烷、二乙烯酮、氯化亞氮、鉈化合物、四乙基鉛、四乙基錫、三氯化銻、溴水、氯氣、三氧化二釩、二氧化錳、二氯矽烷、三氯甲矽烷、苯胺、硫化氫、硼烷、氯化氫、氟乙酸、丙烯醛、乙烯酮、氟乙醯胺、碘乙酸乙脂、溴乙酸、乙酯、氯乙酸乙酯、有機氰化物、芳香胺、迭氮鈉砷化鈉等。

中毒

苯、四氯化碳、三氯硝基甲烷、乙烯吡啶、三硝基甲苯、五氯酚鈉、硫酸、砷化鎵、丙烯醯胺、環氧乙烷、環氧氯丙烷、烯丙醇、二氯丙醇、糖醛、三氟化硼、四氯化矽、硫酸鎘、氧化鎘、硝酸、甲醛、甲醇、胼（聯氨）、二硫化碳、甲苯、二甲苯、一氧化碳、一氧化氮等。

水體中的毒物及毒效應

氟化物

氟化物廣泛存在於自然水體中。有色冶金、鋼鐵和鋁加工、焦炭、玻璃、陶瓷、電子、電鍍、化肥、農藥廠的廢水及含氟礦物的廢水中常常都存在氟化物。

氟化物是人體必需的微量元素之一，缺氟易患齲齒，飲水含氟的適宜濃度為0.5～1.0mg/l。當長期飲用含氟量高於1.0～1.5mg/l的水時，易患斑齒病，如水中含氟量高於4 mg/l時，則可導致氟骨病。

氟可與骨組織的羥磷灰石的羥基交換，並通過抑制骨磷酸酶或與體液中的鈣離子結合成難溶性氟化鈣，從而導致鈣、磷代謝紊亂，引起低血鈣症、氟斑牙及氟骨症等。國標要求生活飲用水氟化物的含量應小於1.0 mg/l。

氰化物

氰化物的主要污染源是電鍍、有機、化工、選礦、煉焦、造氣、化肥等工業排放廢水。氰化物可能以HCN、CN 和絡合氰離子的形式存在於水中。

氰化物使水呈苦杏仁氣味，氰化物劇毒。

氰化物的毒性作用是由於氰基離子與細胞色素氧化酶中的鐵結合成鐵氰絡合物，阻止氧化酶的氧化還原作用，妨礙組織內呼吸的正常進行。氰化物引起急性中毒時，表現出劇烈頭疼，神智模糊甚至昏迷，全身抽搐，大小便失禁，感覺和反射消失，瞳孔散大，呼吸深慢，血壓上升或下降，心率緩慢等，常因呼吸停止而死亡。慢性中毒時，可引起神經衰弱、頭疼、頭暈、耳鳴、失眠、全身無力，心率緩慢和血壓降低等。國標要求生活飲用水氰化物的含量應小於0.05 mg/l。

砷

砷是一種既有金屬性質又有非金屬性質的元素。它的化合物在自然界廣泛存在；可以是有機的。大部分是砷鹽和砷硫化鐵。在天然水中普通的砷化合物是砷酸鹽（五價砷），亞砷鹽（三價砷），甲烷胂酸及二甲胂酸。

砷的污染主要來源於採礦、冶金、化工、化學製藥、農藥生產、紡織、玻璃、製革等部門的工業廢水。同時，砷及其化合物還是用於農林業上除草劑的成分之一。

砷是人體的非必需元素，元素砷的毒性極低，而砷的化合物均有劇毒，三價砷化合物比其他砷化合物毒性更強，人所共知的毒藥“砒霜”即是三氧化二砷（三價砷）。砷可以在人體內積累，是致癌物質，人們還懷疑它有致突變作用。

砷化物的毒性作用，主要是亞砷酸離子與人體細胞酶蛋白的巰基結合，使細胞酶失去活性，引起代謝障礙，促使細胞死亡。砷化物對神經細胞的危害最大，它還能通過血液循環，直接損害毛細血管，使其擴張鬆弛，滲透性增加。

當人體攝入的砷量超過排出量時，砷就會在肝、腎、脾、肺、肌肉、骨骼等部位積蓄起來，尤以指甲和毛髮儲留最多。毒性強的砷化合物在肝、腎內結合迅速並且牢固，比毒性弱、結合差的砷化物排出慢。

砷化物慢性中毒症狀與急性中毒症狀相似，只是發展緩慢，表現為食欲不振、腹痛、腹瀉和消耗不良、肝腫大、疼痛，有黃疸，個別嚴重者可發生肝硬化。國標要求生活飲用水砷化物的含量應小於0.05 mg/l。

硒

水中硒以無機的六價、四價、負二價及某些有機硒的形式存在。含硒廢水主要來源於煉油、精煉銅、製造硫酸及特種玻璃等行業。

硒是動物體內一種必需的微量元素，但在某種條件下，又具有一定的毒性。硒的毒理作用，一般認為除了二甲基硒的作用外，與硒影響酶系統有關。二甲基硒可引起呼吸系統刺激和炎症。硒可使毛細血管擴張及滲透性增加，引起肺和胃腸道充血、水腫。硒對細胞呼吸酶系統有催化作用，干擾中間代謝能引起中毒，使人脫髮、脫指甲、四指發麻甚至偏癱等。國標要求生活飲用水硒的含量應小於0.01 mg/l。

汞

汞及其化合物屬於劇毒物質，可在體內積蓄。進入人體的無機汞離子可轉變為毒性更大的有機汞，由食物鏈進入人體，引起全身中毒。天然水中含汞極少。儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉、軍工等工業廢水中可能存在汞。

汞及其化合物可通過呼吸道、消化道或皮膚被人體吸收。發生在日本的“水俁病”就是甲基汞慢性中毒引起的。甲基汞有較高的化學穩定性，各種加工、烹調方法都不能把它除掉。甲基汞極易被腸道黏膜吸收（80%以上）。當攝入量超過排出量時，就會在體內積蓄。甲基汞在腦組織中的蓄積程度雖然不如其他器官，但一旦進入腦組織後，衰減非常緩慢，並對大腦皮質和小腦皮質有特異的選擇性損害。症狀表現為視野縮小，聽力下降，手、腳、嘴唇麻痹發抖，步態不穩，口齒不清，嚴重者出現神經紊亂，運動失調，進而瘋狂痙攣致死。甲基汞還能通過胎盤進入胎兒循環，損害胎兒。國標要求生活飲用水汞的含量應小於0.001 mg/l。

鎘

鎘不是人體必需的微量元素。在自然界，鎘通常以硫酸鹽形式出現，並常與鋅礦石和鉛礦石伴生。在礦區和冶煉廠附近，積累在土壤中的鎘可導致臨近水域局部地區鎘有很高的濃度。鎘的主要污染源有電鍍、採礦、冶煉、染料、電池和化學工業等排放的廢水。

鎘是劇毒性物質，且有協同作用，可使進入體內的其他毒物的毒性增大。鎘進入人體後，可以在人的肝、腎、胰腺和甲狀腺內積累。由於腎小管中毒變性及鈣質吸收能力下降，可引起骨、消化道、血管的病變，表現有神經痛，腎炎、骨質鬆軟、骨折、高血壓、貧血、內分泌失調等症狀。鎘還有致癌、致畸、致突變作用。飲水中鎘不得超過0.01mg/l。

日本的“痛痛病”是因為體內鎘積累過多，引起腎功能失調，骨質中鈣被鎘取代，使骨骼弱化，極易自然骨折，疼痛難忍而得名。這種病潛伏期長，短則10年，長則30年，發病後很難治療。國標要求生活飲用水鎘的含量應小於0.01 mg/l。

鉻（六價）

鉻的化合物常見的價態有三價和六價。受水中pH值、有機物、氧化還原物質、溫度及硬度等條件影響，三價鉻和六價鉻的化合物可以互相轉化。

鉻是人體所必需的微量元素之一。鉻的毒性與其存在價態有關，通常認為六價鉻的毒性比三價鉻高100倍，六價格更易為人體吸收而且在體內積蓄。鉻的工業來源主要是含鉻礦石的加工、金屬表面處理、皮革揉制、印染等行業。

六價鉻化合物對人體有害，在高濃度時具有明顯的局部刺激作用和腐蝕作用，並能經胃腸道、呼吸道和皮膚吸收；在低濃度時是常見的致敏物質。進入體內的鉻主要分布在肝、腎、脾和骨骼內。鉻在體內具有一定的積蓄作用和致癌作用。國標要求生活飲用水六價鉻的含量應小於0.05 mg/l。

鉛

天然水中含鉛量很少。選礦廠、塗料廠、冶煉廠、蓄電池廠、礦井的廢水中常含有程度不等的鉛。汽車排出的廢氣中含有的四乙基鉛，可由雨水淋洗造成水質污染。

兒童、嬰兒、胎兒和孕婦對鉛較成人敏感。鉛是有毒金屬。鉛可引起溶血，也可使大腦皮質的興奮和抑制的正常功能紊亂，引起一系列的神經系統症狀。鉛及其化合物主要從呼吸道、消化道進入機體，主要沉積於骨骼系統，少量存留於肝、脾、腎、腦、肌肉等器官和血液內。國標要求生活飲用水鉛的含量應小於0.05 mg/l。

硝酸鹽（以氮計

）

製革廢水、酸洗廢水、某些生化處理設施的出水和農田排水可含大量的硝酸鹽。

水中硝酸鹽是在有氧環境下，各種形態的含氮化合物中最穩定的氮化合物，亦是含氮有機物經無機化作用最終階段的分解產物。亞硝酸鹽可經氧化生成硝酸鹽，硝酸鹽在無氧環境中，亦可受微生物的作用而還原為亞硝酸鹽。

硝酸鹽在人胃中還原為亞硝酸鹽後，還可以與仲胺作用形成亞硝胺，現在普遍認為這是一種強致癌物質。國標要求飲用水的硝酸鹽氮不得超過20mg/l。