心血管系统毒理学

心血管系统毒理学研究化学物对心血管系统的毒作用及其机理。心血管系统中毒性损害可分为原发性的和继发性的，前者指化学物对心血管系统的直接损害； 后者指化学物作用于其他系统间接地损害心血管系统。在实际工作中，有时这两种损害难以区分。
对心血管系统具有特异性毒作用的毒物较少见，心血管损害常是全身性中毒的一个表现。急性中毒时，即使引起原发性心血管损害，其严重程度往往不及对其他靶器官的损害，症状亦相对较轻或出现较晚。急性和慢性中毒所引起的继发性心血管损害，以各种毒物引起的缺氧和肺动脉高压导致非特异性的损害为最常见。因心肌需要充分的血液和氧的供应，进行旺盛的物质和能量代谢，才能维持其正常生理功能。所以心肌细胞对缺氧、缺血、pH改变和电解质紊乱等十分敏感。
对心血管系统有直接毒作用的毒物，元素中有锑、砷、钡、汞、钴、镉等，卤代烃类有氯甲烷、溴甲烷、溴化丙烯、四氯化碳、二氯乙醚、氯化丙烯、三氯乙烯、氯仿、三氟溴甲烷、2-溴-2-氯-1,1,1-三氟乙烷、八氟异丁烯等。
化学物对心血管系统的毒作用机理可归纳为以下几类：
(1) 干扰心肌细胞代谢： 某些金属和类金属能抑制一些酶系，从而干扰或阻断心肌细胞的物质代谢和能量代谢。例如，钴可引起心肌细胞线粒体肿胀、内质网扩大和肌浆内水肿，导致心肌线粒体氧摄入抑制。钴能同时与α-酮戊二酸脱氢酶系及丙酮酸脱氢酶系的辅助因素α-硫辛酸的巯基相结合，妨碍了这些酶系的催化效率和调节能力，从而阻碍三羧酸循环中的丙酮酸氧化脱羧转变为乙酰辅酶A，以及α-酮戊二酸转变为琥珀酰辅酶A（见图）。

钴对心肌能量代谢的影响

物质代谢如蛋白质合成等障碍，必然会反过来又影响到心肌细胞的生物膜和酶的结构与功能，从而造成恶性循环，形成心肌病。
(2) 心肌受体和递质的改变： 有些化学物能使心肌的受体和递质发生改变。例如，苯能使心肌β受体兴奋，改变其传导性而引起心律失常。又如，某些卤化烃类和其他有机溶剂也可兴奋心脏β受体，使其对肾上腺素敏感，导致心率加速，心律失常，甚至心室纤维颤动。
蠍毒中毒使血液循环中的儿茶酚胺类水平升高，产生的心肌病变与儿茶酚胺过多时相似。动物实验和临床观察证实，肾上腺素能受体阻滞剂可防治这种心肌病。酒精中毒性心肌病可能也同儿茶酚胺的“慢性轰击”有关。
(3) 肺部损害的间接影响： 吸入各种刺激性化学物后，如引起急性肺水肿等严重病变，必将发生严重缺氧、二氧化碳潴留、酸中毒、血液胶性渗透压下降、有效循环血容量不足和继发性电解质紊乱等一系列生理生化改变，可进一步累及心血管系统发展为急性循环衰竭，包括急性心力衰竭、休克和心律失常等。某些高浓度的刺激性气体如氨等作用于呼吸道时，还可通过反射作用很快引起血压升高、心率加速和心律失常等。
由于有害气体和粉尘的长期吸入而引起严重的弥漫性肺部纤维化病变，导致慢性缺氧和肺动脉高压，最终发展成为肺源性心脏病。
(4) 缺氧的间接影响： 有些化学物可引起贫血或形成碳氧血红蛋白或高铁血红蛋白，而影响血红蛋白的携氧能力，发生不同程度的缺氧。如血红蛋白低于8g/100ml，历时3月即可发生心肌肥大。缺氧时心肌细胞的物质代谢、能量代谢发生障碍。能量缺乏又使细胞生物膜的离子泵运转发生障碍，细胞内钾离子丢失，钠离子潴留，改变了细胞的兴奋性、自律性及传导性，以至心律失常。氧化过程的抑制使细胞内的酸度增高，氢离子与钙离子竞争肌钙蛋白(troponin)的结合部位，使钙离子的兴奋-收缩偶联作用减弱，心肌收缩力变弱，甚至发生心力衰竭。
(5) 对血管的毒作用： 二硫化碳所引起的全身动脉硬化，其特征为小动脉毛细血管玻璃样变。此种病变可能是脂质代谢改变和亚临床的甲状腺功能减退症等几种生化、生理障碍的综合作用所致。
化学物对心血管系统的损害，其临床表现常无特异性，诊断不易。锑、砷、磷、四氯化碳、有机汞、钴、铅等急性中毒可引起心肌病。三氯乙烯、汽油、苯等急性中毒可引起心律失常，甚至心室纤维颤动。刺激性气体吸入引起的严重的急性化学性肺水肿，可导致急性肺源性心脏病。慢性肺源性心脏病常见于晚期矽肺、铍肺、外源性变应性肺泡炎等患者。二硫化碳、砷等中毒可引起血管病变，长期接触二硫化碳可发生大脑动脉硬化和/或冠心病的临床症状。慢性摄入砷可引起四肢血管病变，产生黑足病(一种闭塞性脉管炎，导致肢体干性坏疽)。砷、烯丙胺等急性中毒可引起全身小血管扩张，毛细血管通透性增高，导致有效循环血容量不足而发生急性虚脱。
凡有器质性心血管系统疾病、严重贫血或慢性呼吸系疾病者，均禁忌接触对心血管系统有危害的化学物。
急性中毒时应尽快纠正缺氧，供给合适的供能物质，及时纠正水、电解质和酸碱平衡，以维持心脏功能和有效循环血容量。在急性中毒性心肌病的早期，足量使用地塞米松或琥珀氢化考的松或氢化考的松是有益的。洋地黄类药物宜慎用，用量宜小，因心肌缺氧或受毒物损害时对洋地黄类耐受性差。某些毒物引起心脏β受体兴奋，对肾上腺素过敏，如给予肾上腺素可导致心律失常，甚至心室纤维颤动而死亡； 相反，如给予β受体阻滞剂、肾上腺素能受体阻滞剂，能防治某些心律失常和心肌病。