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微量元素与健康论文 铊 1861年Crooks在制备硒时，意外地发现了一个新元素，取名为“铊”（thallium,TL），英文名是从希腊文”thallus”一字而来，意为“长着新芽的嫩枝”。铊是一种人体非必需的微量元素，稍带蓝色的银白色金属，四方晶形，质软，原子量204.37,相对密度11.85(20时)，熔点303.5，沸点1457，不溶于水及碱溶液，易溶于酸，与空气接触时易氧化形成淡棕黑色的氧化物。铊在元素周期表中位于汞和铅之间，具有类似铅的柔软性和可煅性，与卤族元素在常温下能起化学反应。自然界中铊常作为“杂质”存在于其他矿物中，与锌，铜和铅等硫化矿物共生，煤炭和原油中也含有少量的铊。铊盐是无色无臭的和无味的结晶。铊化合物易水解成亚铊化合物，其中醋酸亚铊易溶于水。常见的铊化合物有溴化铊，碘化铊，氯化铊，硫化铊，硫氧化铊，碳酸铊及硫酸铊等，其中铊的硫酸盐比任何铊类化合物使用更为广泛，因此，通常用铊的硫酸盐来代表铊化合物的属性。【铊在环境中的分布】1. 土壤中的铊铊是地壳中自然产生的一种稀散的微量元素，以极少的量混合在各种岩石中，土壤，煤及各种金属矿如黄铁矿和锌，铅，铜等硫化物中，金属铊矿的矿物主要有红铊矿，硒铊铜矿，硫铊银矿等。纯铊主要是经含铊的硫化铅，铜，锌，银矿加工过程中，以副产品方式回收来制备，仅我国的贵州省兴仁县内存在一个目前世界上唯一的可以单独开采冶炼回收铊金属的独立大型铊矿床。2水中的铊 铊一般存在于土壤中，酸性条件下易溶于水，在溶解条件下主要以一价铊的化合物形式存在，在海水，局部强氧化的淡水中，则主要以三价氧化物存在，三价铊是以氧化物或氢氧化物沉淀的形式从水中析出。3大气中的铊在没有铊源的地区，空气中铊的浓度极低，从空气中每天总的铊摄入量0.005ug。由于微量的铊常以杂质的形式存在于铅，铜，锌等金属矿石中，煤炭和原油中也含有少量的铊。因此，燃煤发电厂，水泥厂及金属冶炼厂等排放的废气是铊污染大气的最重要的来源。4植物中的铊 铊能明显以高含量存在于植物中。【铊的吸收，分布和排泄】1吸收铊几乎能完全经呼吸道，消化道和完好的皮肤等途径很快进入机体。随新鲜蔬菜，水果摄入和经呼吸道吸收是铊进入体内的主要途径。可溶性铊化合物经肠道易吸收，不溶性的硫酸铊及氧化铊则不容易被吸收。粉尘和烟雾状态的铊化合物可经呼吸道吸收。铊盐尚可经皮渗入，如2%碳酸铊浸尾皮肤吸收率约为0.0025mg/cm2。也有个别报道铊甚至可以透过橡皮手套引起皮肤吸收。2分布 吸收入血的铊主要以离子状态存在，不与血清蛋白结合，主要存在于红细胞中，并可迅速转运到全身各器官和组织。组织对铊的吸收类似于钾，体内铊离子几乎全部转运进入细胞内（约2小时），所以血液中的铊浓度并不能准确反映铊在体内的负荷量和摄入量以及组织中铊的水平。动物经口摄入铊后4569分钟血铊浓度达到最高水平，而人在摄入铊后2小时血铊才能达到最高值，2428小时血铊浓度明显降低。在静脉注射时，由于铊离子可被组织细胞迅速摄取，血铊浓度降低更快。 急慢性动物实验和铊中毒患者体内铊测定结果表明，铊在动物和人体组织中的分布相似。 铊能通过胎盘屏障进入胎儿体内并在胎儿体内蓄积铊在胎儿体内的分布类似于母体，但含量低于母体。 由于血脑屏障的作用，铊离子进入大脑壁进入其他器官慢，但脑中铊的含量下降速度也比其他器官慢。3排泄 体内的铊主要蓄积在骨骼，毛囊，皮肤，肾髓质和中枢神经内，其排泄缓慢。动物和人体内的铊主要通过肾脏和肠道排泄外，还有一小部分则是通过泪液，汗液，乳汁和唾液等途径排出体外。从长远观点看，头发和指甲也是缓慢排除体内铊的另一重要途径。铊在哺乳实验动物体内的生物半减期为38天，而在人体的半减期则为1030天，铊从体内的排出速率于体内存流量成正比，随时间的推移铊排出量不断减少。 经肾脏排出的铊，在肾小球滤出后，60%被肾小管重吸收，同时也伴有肾小管分泌铊，铊经肾脏排出的机制与钾相似。有证据表明，铊的贮存和排泄与钾的贮存于排泄有关。如当食物钾含量较高时可明显增加铊经肾脏的排泄量一些利尿药如硫酸钾也有利于肾脏对铊的排泄。 对离体肠段的研究表明，铊离子进入胃肠道是一种主动转运的过程，铊可以从肠的浆膜侧逆浓度转运至黏膜侧。吸收后的铊可经唾液，胆汁，和胃肠道分泌进入肠中，其中一部分又被重吸收，称肠-肠循环，机制尚不清楚。成人每日铊的排泄量为约1ug,。由于尿液是反映人们摄取食物链中微量元素最敏感的指标，因此，尿铊浓度是一种比较可靠的暴露指标，尿液中铊含量高低可反映铊的接触水平和吸收状况。由于铊在肾脏内有明显的蓄积作用，长期低水平接触易损伤肾脏。因此有人建议，铊接触者尿中明显增高的b2-微球蛋白可作为肾脏铊毒性损伤的判断指标。【铊的生物学效应】1铊的一般毒性 铊及其化合物的毒性高且蓄积作用较强，为强烈的神经毒物，并可引起肝，肾损害。三价铊的毒性大于一价铊。一般认为铊化合物经口LD50大鼠为1025mg/kg,小鼠为5060mg/kg。对人的急性毒性剂量为640mg/kg,成人最小致死量约为0.8g。儿童较为敏感，致死量为0.51.0g之间。 给药品途径和铊的价态对致死量影响不大，不同种属的动物间，对铊的毒性的敏感性也不一样，年老的小鼠比成年小鼠高，青春期和妊娠期敏感性稍低2铊的特殊毒性a. 铊的生殖毒性作用b. 铊的致突变作用c. 铊的致畸作用d. 铊的神经毒作用3铊的其它毒性a. 铊与钾离子相互作用，干扰依赖钾的关键生理过程b. 铊特异性与巯基结合而发挥其毒性作用c. 铊与维生素B2结合而使细胞能量代谢发生障碍【铊健康与疾病的关系】 19世纪末，硫酸铊曾经被用在临床上治疗淋病，梅毒，痛风，细菌性痢疾，结核和廯，由于不良反应太大，未被广泛接受。20世纪20年代初，硫酸铊和醋酸铊均用作治疗头廯和化妆用的脱毛剂，不久就有由此引起急性铊中毒和死亡事件的报道。随后硫酸铊又被广泛用作杀鼠药和杀虫剂，由于污染粮食和食品以及误服和自杀或非法流产者，曾出现大量的人畜死亡和急性铊中毒事件。到20世纪50年代，这两种铊盐遭禁用。到60年代，由于电器和电子工业的发展，人们发现铊与银，铅，锡，铟等合金具有不锈，耐磨，耐腐蚀或超导等优良特性，使其在电子工业，军事工业等方面得以广泛应用，使用量逐年增加，因而在生产中出现职业铊中毒的事例。近年来，铊作为放射性核素在核医学核医学诊断上也获得广泛应用。【铊的毒性研究】铊中毒是机体摄入含铊化合物后产生的中毒反应。铊对哺乳动物的毒性高于铅、汞等金属元素，与砷相当，其对成人的最小致死剂量为12mg/kg体重，对儿童为8.815mg/kg体重。铊中毒的典型症状有：毛发脱落、胃肠道反应、神经系统损伤等。鉈中毒者的手甲上通常都留有米氏線。铊具有强蓄积性毒性，可以对患者造成永久性损害，包括肌肉萎缩、肝肾的永久性损伤等。人体摄入铊化合物可以通过误食含铊化合物、饮用含铊水源、食用含铊果蔬、职业接触等途径。铊中毒的治疗方法包括：使用普鲁士蓝、二巯基丙酸钠、硫代硫酸钠等药物促进铊离子排泄；口服氯化钾溶液促进铊经肾代谢；使用利尿药加速铊排泄；使用血液灌流疗法在体外吸附清除铊离子等。职业性铊中毒是中华人民共和国法定职业病。接触途径与分类铊是用途广泛的工业原料，含铊合金多具有特殊性质，是生产耐蚀容器、低温温度计、超导材料的原料，一些铊化合物对红外线敏感，是光电子工业重要原料。铊化合物还可以用来制备杀虫剂、脱发剂（醋酸铊）等。因此日常接触摄入是导致铊中毒的重要因素。铊化合物可以经由皮肤吸收，或通过遍布体表的毛囊、呼吸道粘膜等部位吸收。有病例显示，暴露于含铊粉尘中2小时，便可能导致急性铊中毒。此外，由于矿山开采等原因造成的土壤和饮用水污染，也有可能导致居民通过饮食摄入含铊化合物，产生急性或慢性铊中毒。大多数铊盐无色无味，溶解性良好，因此误食以及投毒也是铊中毒患者接触铊化合物的途径之一。根据接触史和病程发展，铊中毒可以分为急性铊中毒和慢性铊中毒，急性铊中毒是短时间内大量摄入铊所引起的中毒反应，接触途径多为口服，主要表现为神经系统和消化系统症状；慢性铊中毒一般由长期职业性接触导致，症状与急性铊中毒类似，但病程较长，临床表现较为缓和。症状与诊断如前所述，铊中毒一般具有较为典型的神经系统、消化系统以及毛发脱落皮肤损伤等症状。但由于铊中毒较为罕见，因此常被忽略，导致误诊。症状1脱发和皮肤损伤脱发是铊中毒的特异性症状，所有铊中毒患者都会在中毒反应发生后脱发，不仅头发脱落，胡须、腋毛和阴毛也会脱落，但是眉毛通常不会脱落。据报道，脱发症状一般发生在急性铊中毒后1至3周，最短者4天内即出现脱发。铊中毒导致的脱发，头发会成束脱落，产生斑秃。这种脱发通常是可逆的，毛发一般会在铊中毒治愈后4周左右开始再生，3个月完全恢复，但有报道称，严重的铊中毒可以导致永久性脱发。2神经系统症状铊能够引起周围神经炎，患者在中毒后12小时到1周时间内开始出现双侧下肢麻木，随即从足端部开始产生疼痛感，并随着病程进展向上蔓延，轻触患者皮肤即产生难忍的灼痛感。随后，患者将产生运动障碍，感觉下肢无力，最终发展成肌肉萎缩。铊还会影响视神经，导致球后视神经炎以及视神经萎缩以及黄斑区光反射消失。铊还会造成眼肌麻痹，上眼睑下垂，此外，由于铊的作用，患者通常晶状体会出现白色浑浊。这些因素最终导致铊中毒患者视力下降乃至完全丧失光感。铊对中枢神经系统也有影响，患者会出现头痛、睡眠障碍、焦虑不安乃至人格改变等症状，一些患者还会出现癔病样表现，有伤人或者自伤行为出现。3消化系统症状经口服接触摄入铊化合物的患者会较早地出现消化系统症状，这些症状包括恶心、呕吐、食欲减退、以及腹痛。此外患者还常会出现便秘，随着病程的发展，后期轉为腹泻；一些患者可见口腔炎、舌炎、牙龈糜烂、消化道出血等症状。一些严重的病例还可能发生中毒性肝炎。诊断依靠特征症状可以诊断铊中毒。脱发、周围神经炎引起的下肢麻木和疼痛敏感，以及恶心、呕吐腹部隐痛等症状同时出现，是认定铊中毒的重要线索。此外，铊中毒患者的指甲上还会出现白色横纹，称为米氏線，这是确诊铊中毒的重要依据。询问患者的病史也是诊断铊中毒的重要依据，有铊接触史，或有可能接触到铊，且具有铊中毒特征症状的患者，都有可能发生了铊中毒。对血液、尿液毛发等生物样本的检测是最终确诊铊中毒的依据。其中尿液的检测最为重要，由于铊在体内几乎完全经肾代谢，故而尿液中铊的浓度直接反映了患者与铊接触的状况和中毒状况，尿铊浓度超过0.015mmol/L便可以确诊铊中毒。致毒机理铊的毒性反应机理是多方面的，但是很多细节仍然不为人知。目前已经了解到的铊致毒机理包括：1.I价铊离子与钾离子化学性质相似，在生物体内会与钾离子发生竞争，影响有钾离子参与的生理活动如神经冲动的传导等。2.铊离子与蛋白质中的巯基结合，致使其失去生理活性，目前已知铊会与线粒体中相关蛋白结合，导致氧化磷酸化失偶联，干扰机体的能量代谢；铊还会与角蛋白中的巯基结合，影响角蛋白的合成，导致脱发和mees纹的产生。3.铊与核黄素结合，干扰生物氧化的过程，引起外周神经炎4.铊会干扰DNA的合成并抑制有丝分裂5.铊可以穿过胎盘对胎儿造成损害，还能够穿过血脑屏障治疗对于铊中毒至今没有非常理想的治疗药物，临床上常用的是金属络合剂、含硫化合物、利尿药等。对铊中毒基本的治疗原则是脱离接触，阻断吸收，加速排泄。急性铊中毒的患者，需要尽快移出污染场所，用清水清洗受到污染的皮肤，经口服接触的患者需催吐，并用1%碘化钠溶液洗胃，而后饮用大量牛奶一帮助消化道内的铊尽快排出。对于慢性铊中毒患者，首先需要询问患者接触史，找到铊污染源，尽快移除铊源，解除患者与铊的接触。普鲁士蓝（六氰合高铁酸铁钾）、二巯基丙酸钠、双硫腙、硫代硫酸钠等药物可以与体内的铊发生络合，含硫化合物则会与之发生共价结合，结合后的铊能够更快速地经肾排出体外，因而上上述药物是目前治疗铊中毒的首选药物。这些药物一半通过口服或静脉注射给药，通常与利尿药同时使用，以提高排铊的效率。此外，口服氯化钾溶液也可以加速铊的排泄。除了药物治疗，还可以通过血液透析协助排铊。个案清华女生朱令铊中毒事件2006年11月，前KGB成員、俄羅斯總統普京反對者亞歷山大利特維年科在英國被人下毒。初期有人怀疑他铊中毒，之后这种可能被排除，並被證實為釙中毒。CSI犯罪現場: 邁阿密第三季的其中一集性與稅 (Sex and Tax) 提及一家專業滅蟲公司東主的兒子為免家產被國稅局查封而利用家裡有毒的殺蟲劑塗抹調查員的物品，意圖使他鉈中毒身亡。2007年6月，中国矿业大学3名学生在学校食堂就餐后出现，胃疼，双下肢剧疼难忍，不能站立行走等症状，被诊断为重金属铊中毒。经调查后发现是被人报复投毒，服用了非法途径得到的铊水。参考文献：1杨克敌 微量元素与健康 20032孟亚军.张克荣.贺东平 铊的卫生学研究进展 期刊论文 -现代预防医学2005(09)3