毒物与中毒

毒物是指在一定条件下，以较小剂量给予时，可与生物体相互作用，引起生物体功能性或器质性损害的化学物。但即使是较安全的药物，甚至食物中的某些重要营养成分，如果过量给予，也会引起毒效应。因此，毒物与非毒物之间并不存在绝对的界限，而只能以引起中毒的剂量大小相对地加以区别。化学物引起生物体损害的能力称为毒性；所产生的损害总称为毒作用或毒效应。毒物毒性的大小，通过所产生的损害的性质和程度表现出来，在一定实验条件下，可用动物实验或其他方法检测。中毒是生物体受到毒物作用而引起功能性或器质性改变后出现的疾病状态。根据病变发生的快慢，中毒可分为急性和慢性。介于急性和慢性中毒之间的，称为亚急性中毒。在慢性中毒过程中有时可出现急性发作。
人类最早接触的毒物，主要是动植物中的天然毒素。本世纪四十年代以来，合成化学物愈来愈多，到1977年11月，全世界登记的化学物已达400余万种，常用的也有6万余种。大量化学物进入了人类的生活和生产环境中，使人们接触的毒物品种和数量不断增加。按化学物的用途及分布范围，可将毒物分为：
❶工业毒物，包括生产中的原料、中间体、辅助剂、杂质、成品、副产品、废弃物等。
❷环境污染物，包括生产中排放的废气、废水和废渣，以及生产上使用的农药对环境的污染。这些污染物可通过空气、水、土壤或食物而危及人的健康。
❸食品中有毒成分，包括天然的或食品变质后产生的毒素，以及为防腐或改善食品的色、香、味而使用的不合格添加剂。
❹农用化学物，包括农药、化肥、生长激素等，常因误用、滥用以及农药在食品中的残留而造成危害。
❺嗜好品、化妆品、其他日用品中的有害成分，如卷烟、染发剂、油彩、蚊香内的某些成分。
❻生物毒素，又统称毒素，包括动物毒素（如蛇毒）、植物毒素（如蕈毒）、细菌毒素。
❼医用药物，包括兽医用药。药物的毒性作用，常由于过量使用，致敏作用或特异反应性，或两种相互增毒的药物同时应用所致。
❽军事毒物，主要指用作化学武器的化学物。
❾放射性核素，即具有放射能的元素。
毒物还可按其毒作用的主要部位，分为作用于神经系统、造血系统、心血管系统、呼吸系统、肝、肾、眼、皮肤等毒物；或按其作用性质，分为刺激性、腐蚀性、窒息性、致敏、致癌、诱变、致畸等毒物。此外，还可按其化学结构或形态分类。
中毒是各种毒作用的综合表现，包括局部的(如刺激、腐蚀)和全身的(如麻醉、组织损害、全身病变)。化学物的某些生物学效应，如化学物的致敏、致癌、诱变、致畸等作用，以往不包括在传统的中毒概念内。近年来由于在毒理学工作中应用了分子生物学、免疫学以及生物化学和电子显微镜等理论和技术，使这些作用的机理有所阐明，从而认为这些作用在性质上也属于毒作用，只是表现形式不同而已。
使用或接触某一化学物时，必须在一定条件下，才能对人体产生损害。所谓条件，除化学物本身毒性和机体机能状态外，还包括使用量和使用方式，污染环境的范围、程度，生产管理水平，防护的优劣，以及对毒物的知识是否普及等。这些条件决定了化学物的危害性。危害性常不易立即觉察到。低毒的化学物不一定对人体危害小，相反对高毒的化学物，如掌握了它构成中毒的各种条件，采取预防措施，也可完全防止其发生危害。因之，评价一种化学物时，须全面认识其毒性与危害性之间的关系。
要了解化学物的毒作用机理，应首先认识其所致毒作用的性质。化学物对生物体的原发性毒作用可以是物理的、化学的或生理的，或这些作用的联合。
物理作用主要有：
❶毒物的溶解性能。脂溶性化学物能损害皮肤的保护层，或靶细胞的脂质生物膜。水溶性大的刺激性物质，吸入后在上呼吸道就起作用； 水溶性小的，要吸入呼吸道深部才发生作用。
❷惰性气体如沼气、氮等，当大量吸入时，由于取代了空气中的氧而起窒息作用。
❸吸附作用，如空气中飘尘可吸附有害气体或蒸气，进入呼吸道后，使气态物质的危害性增加。
❹放射性物质的辐射作用。
化学作用可分为：
❶直接作用，如酸碱的腐蚀作用；一氧化碳可直接与血红蛋白结合成碳氧血红蛋白； 硫化氢可直接与血红蛋白结合成硫血红蛋白。
❷络合作用，如依地酸钠钙可络合体内的必需微量金属，如锌。
生理作用是三类作用中最主要的一种。可以区分为酶作用和非酶作用。大多数毒物所致的作用是通过对酶的抑制而引起，可以由毒物本身或其代谢产物引起。有些毒物或活性代谢产物与生物体大分子共价结合而损害DNA、RNA或改变蛋白质性质，有些毒物形成自由基后使生物膜中脂质过氧化，这些都属于非酶作用。
人们对毒作用的认识是随着毒理学的发展而逐步深化的。对化学物毒作用的观察方法，可以有整体的、器官或组织的、细胞的、亚细胞的、分子的或自由基的水平和用生理学、生物化学、形态学或临床的方法。因而，毒性的指标也随观察的水平和方法而异。最简单并最先采用的是引起人或动物死亡的剂量，以后发展到用最小致死量(MLD)。为消除动物个体差异所致的误差，目前在评价急性毒性时常用引起50%的动物死亡的剂量或浓度，称半数致死量(LD₅₀)或半数致死浓度(LC₅₀)。
不同化学物的毒性相差悬殊。有机磷酸酯类中有些品种如对硫磷对大鼠的经口致死量(LD)为3mg/kg，人口服10mg(0.2mg/kg)即可致死； 给小鼠静脉注射沙林的致死量仅为0.05mg/kg。有的天然毒素其毒性远比人工合成的化学物为高，如给小鼠静脉注射河豚毒素的致死量约为0.01mg/kg，人经口摄入肉毒杆菌毒素的致死量为0.00015mg/kg。为了很快判断毒物毒性的大小，以便于有效地管理，常将毒物按毒性制成分级表(参见“化学物安全评价”)。
慢性毒性的表示方法，随采用的观察方法而异，常用引起某一效应的阈剂量表示。
毒作用受许多因素影响。除了毒物的剂量外，毒物的毒性、生物体的差异和环境等均对毒作用有影响：
(1) 毒物的毒性：每种化学物的理化特性是一些常数，但毒性是化学物作用于生物体后才表现出来的，因而在一定范围内随着下列一些因素而变动：
❶进入机体的途径。不同途径影响吸收速度，吸收快的毒性大。静脉注射时吸收最快，因而所产生的毒性最大。其他途径的吸收速度依次递减： 呼吸道吸入>腹腔注射>肌肉注射>皮下注射>皮内注射>经口摄入>皮肤涂布。
❷接触时间。较大剂量一次或短时间接触所引起的急性毒性与小剂量长期接触所引起的慢性毒性，在性质上可有很大的不同，如急性汞中毒主要损害肾，慢性汞中毒主要损害中枢神经系统。
❸毒物的物理状态。如吸入粉尘状态的毒物时，其毒作用依其分散度而显示较大差异。铅烟的颗粒比氧化铅粉尘颗粒为小，故吸入铅烟较易引起中毒。
(2) 生物体的差异： 生物体的差异表现在动物种属间和个体间两个方面。毒物的毒性在不同种属动物之间，及动物与人之间常有较大差异。比较动物与人之间的这种差异，对于将动物实验结果外推于人是极为重要的。
个体差异首先取决于遗传因素。一种毒物对同一种属的不同品系动物的毒性也有所不同。了解不同品系动物的毒作用差异，对于正确设计动物实验极为重要，如用动物作致癌实验时，须选肿瘤自然发生率最低而对致癌化学物最为敏感的品系。
遗传因素造成个体间对毒物敏感性的差异，尤为突出地表现在少数人对某些毒物具有高敏感性[hypersen-sitivity在免疫学中是指超敏反应 (见“化学物致敏作用”)，在毒理学中为“高敏感性”，其反义词为低敏感性(hyposensitivity)]。高敏感性指对一般人不引起毒作用的剂量。对某些人却发生极为严重的毒性反应。如有些人接受一般剂量的琥珀酰胆碱时，可发生长时间的呼吸停止。这是由于这些人血清胆碱酯酶（假性胆碱酯酶）处于先天性低水平，以致不能及时水解琥珀酰胆碱，使后者的肌肉松弛作用和停止呼吸作用延长。遗传性个体差异还表现在少数患有先天性代谢性疾病以及原因未明的特异体质者，可对某一化学物发生一种不能预料的异常反应。如患遗传性红细胞葡糖-6-磷酸脱氢酶 (G6PD)缺乏症者，对一些氧化物质（如苯胺）有高敏感性，接触后容易发生溶血。
个体差异还表现在不同免疫状态对毒性的影响。如有的毒物能抑制免疫功能，可使机体对毒物的毒性反应增强；有的初次接触一种毒物时无反应，而反复接触后可因毒物的致敏作用而发生变态反应。
有些毒物的毒作用，有明显的性别差异。如一定剂量的氯仿引起雄小鼠死亡，而雌小鼠却能耐受。若将雄小鼠去睾丸，或给予雌激素，或以雄激素给予雌小鼠，都可以消除此种差异。某些有机磷酸酯的毒性也有性别差异，多数品种如谷硫磷、对硫磷、苯硫磷等对雌大鼠毒性较大，而有些胆碱酯酶直接抑制剂，则无性别差异。目前认为毒性的性别差异，主要由于毒物的酶转化作用受到激素影响所致。此外，妊娠的小鼠对某些农药的毒作用较为敏感，
年龄对毒物的敏感性也有影响，但尚未发现固定的规律。新生动物的中枢神经系统对兴奋剂不敏感，而对抑制剂则较敏感。这主要与毒物在体内的代谢有关，个体的健康状况及疾病也是影响毒物毒作用的重要因素。
(3) 环境因素： 最重要的是营养因素。如缺乏蛋白质可以加剧毒物（如黄曲霉毒素）所引起的肝损害，这可能是由于毒物使肝脏解毒能力低下所致。但也可有相反情况，如实验动物缺乏蛋白质时，四氯化碳的代谢酶活性降低，使有害代谢产物的量减少，四氯化碳的毒性就比预期的要低。
环境温度、湿度、气压、噪声等物理因素与毒物有联合作用。如高温环境可增加氯酚的毒性； 氮在常压下对人只有单纯窒息作用，而在高压下则具有麻醉作用。
上述毒物的毒性、剂量和影响毒作用的各种条件，通常是能否使人中毒的首要决定因素。但人们接触化学物而发生中毒，还必须具备另一些条件，这些条件决定一种毒物所产生的危害性大小。例如：
❶毒物的使用量和使用方式。有些化学物虽然毒性大，但因使用量小，实际危害常极有限。化学物如以气体、蒸气、雾、烟、粉尘形态出现时，可增加呼吸道吸入的机会，其危害性也就相应地增加。
❷污染环境的范围。凡通过环境介质而进入人体的化学物，如食品中残留的农药和添加剂或混入饮水和大气中的毒物，其危害性远比职业性接触为广。
❸化学物的纯度。如2,4,5-T内可含有一种杂质四氯二苯对氧芑(TCDD)，比2,4,5-T的毒性高很多。TCDD对豚鼠的急性毒性比2,4,5-T大630,000倍； 对雌大鼠，大10,000倍；对有孕大鼠的胚胎毒性，大400万倍。因此，2,4,5-T的胚胎毒作用主要来自其杂质，即使控制此杂质在0.5mg/kg (即原有杂质量30mg/kg的1/60)以下，仍然具有相当大的毒性。
❹生产管理。如化工企业管理不善，造成原料使用多，成品得率少，不仅浪费和增加成本，并可使大量化学物污染环境，造成危害。
❺防护程度。设备简陋，个人防护用品缺乏或管理不善，都可以增加危害。
❻对有毒物质的知识不普及。如盲目使用农药；又如棉酚是棉子油中的有毒物质，在榨油过程中若无除毒措施而直接食用，都可引起中毒事故。
预防化学物危害的措施有：
❶化学物安全评价： 通过动物实验和对人体的观察，掌握化学物的毒性和可能造成的危害。
❷建立法规和管理制度： 对化学物的生产、贮运、销售、使用等，均须有卫生要求和登记、管理制度，对毒性大、危害肯定的化学物应禁止或严格限制其生产和使用。
❸实施环境监测： 这是执行法规不可缺少的手段。
❹普及预防中毒的知识：提高群众的科学水平，在生产中和生活中避免毒物可能引起的危害。
❺加强健康监护和健全救护组织： 组织医疗部门对接触人群进行健康监护，以早期发现中毒患者，并及时解救和处理。