镉及其化合物中毒的分析介绍

镉中毒(cadmium poisoning)主要是吸入镉烟尘或镉化合物粉尘引起。一次大量吸入可引起急性肺炎和肺水肿;慢性中毒引起肺纤维化和肾脏病变。接触镉的工业有镉的冶炼、喷镀、焊接和浇铸轴承表面、核反应堆的镉棒或覆盖镉的石墨棒作为中子吸收剂，镉蓄电池和其他镉化合物制造等。日本报告“痛痛病”是因长期摄食被硫酸镉污染水源引起的一种慢性镉中毒。

一次大量吸入可引起急性肺炎和肺水肿;慢性中毒可致肺纤维化和肾脏病变。痛痛病也是一种慢性镉中毒，由长期摄食被硫酸镉污染的水源中生物或饮食污染的水造成。镉冶炼、喷镀、焊接、切割和浇铸轴承表面、核反应堆的镉棒或覆盖镉的石墨棒作为中子吸收剂，镉蓄电池和其他镉化合物制造的作业工人接触镉。镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的，主要通过食物、水和空气而进入体内蓄积下来并引起中毒。

镉作为一种有毒重金属，在工业中用途广泛，半衰期长，不易降解，是常见的环境和工业污染物。它主要经呼吸道和胃肠道吸收进入人体，对肾、肺、肝、睾丸、卵巢、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性。肾损伤是慢性染镉的主要危害，其病理改变波及整个肾脏，常发展为慢性肾衰。

一、病因病机

根据观察镉中毒的发展过程及病理特点，概括其中医病机为:毒邪外侵，邪盛正衰，因实致虚，因虚致实，虚实夹杂，迁延难治，符合肾虚血瘀的证治特点。故对镉致慢性肾损伤采取补肾活血为主，泻浊排毒为辅，兼顾气血阴阳的治疗原则。

镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的吸收量占总进入量的25%～40%。每日吸20支香烟，可吸入镉2～4μg。镉经消化道的吸收率，与镉化合物的种类、摄入量及是否共同摄入其他金属有关。例如钙、铁摄入量低时，镉吸收可明显增加;而摄入锌时，镉的吸收可被抑制。吸收入血液的镉，主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两大器官，两者所含的镉约占体内镉总量的60%。据估计，40～60岁的正常人，体内含镉总量约30mg，其中10mg存于肾，4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾丸、毛发等处。器官组织中镉的含量，可因地区、环境污染情况的不同而有很大差异，并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出，但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。镉的排出速度很慢，人肾皮质镉的生物学半衰期是10～30年。

二、作用机制

氧化镉烟尘在呼吸道吸收缓慢，约11%滞留于肺组织。镉化合物在胃肠道吸收5%～7%，其余由粪便排出。吸收的镉主要通过肾脏由尿排出，乳汁亦有排出。镉可通过胎盘，影响胎儿。体内吸收的镉，排出很慢，10年仅50%。

镉进入血液后迅速与金属巯蛋白(metallothionein，MT) 结合形成镉金属巯蛋白(MTCd)，约70%在红细胞中，30%在血浆中。根据血凝胶色谱图分析有三个含镉峰，分别为MT－Cd约占65%，高分子蛋白结合镉(HMWP－Cd)占30%，非蛋白质的小分子镉结合物(LMW－Cd)占5%。在红细胞中的镉除上述三种外，尚有与血红蛋白结合镉(Hb－Cd)约占5%。其中HMWP－Cd具有主要毒性作用。全身组织中的镉主要通过血液循环，由血浆中镉释放到组织中，主要在肝、肾。肝内镉含量随着时间延长递减，而肾脏镉含量却逐渐增加，约占全身镉总量1/3。镉对组织的毒性作用是通过镉和钙竞争与钙调素(calmolulin，Ca M)结合，干扰Ca M及其所调控的生理、生化体系，使Ca2+－ATP酶和磷酸二酯酶活性抑制，细胞质中微管解聚而影响细胞骨架，刺激动脉血管平滑肌细胞导致血压升高。镉还刺激儿茶酚胺合成酶活性使多巴胺水平增高，抑制Na+－K+－ATP酶、含锌酶、氨基酸脱羧酶、组氨酸酶、淀粉酶、过氧化酶等的活性，特别是亮氨酰基氨肽酶受抑制，使蛋白质分解。肾是镉主要排泄器官，使镉进一步滞留，当尿镉为2μg/g肌酐时，尿中6－酮－前列腺素1α(6－酮－PGF1α)和唾液酸水平已开始明显升高;达到4μg/g肌酐时，肾小管抗原BBA、N－乙酰－β－氨基葡萄糖苷酶(NAG)、肠碱性磷酸酶(IAP)、白蛋白及铁蛋白在尿液中浓度升高;达到10μg/g肌酐时，血清β－微球蛋白(β－G)和尿中β－MG、T－H－糖蛋白(THG)和葡萄糖胺聚糖(GAG)等水平升高。上述指标不同程度地反映镉引起肾生物化学的改变、肾小球屏障功能损害、肾小管细胞损害和功能障碍。镉还造成肝细胞损害，引起肝功能异常;阻碍肠道对铁的吸收，诱发低色素贫血。镉抑制α1－抗胰蛋白酶(α1－trypsin)引起镉诱发肺气肿(cd－inducedemphysema)。镉对血管有原发损害，引起组织缺氧和损害。

三、临床表现

镉及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化镉的烟雾可产生急性中毒。中毒早期表现咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咳大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，饮食中可以含镉，误食后也可引起急性镉中毒。潜伏期短，通常经10～20分钟后，即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝，甚至出现抽搐、休克。一般需经3～5天才可恢复。

长期吸入镉可产生慢性中毒，引起肾脏损害，主要表现为尿中含大量低分子蛋白质;肾小球的滤过功能虽多属正常，但肾小管的回收功能却减退，并且尿镉的排出增加。

镉作业工人的肺气肿、贫血及骨骼改变也有报道，但这些改变与镉接触的确切关系尚不能肯定。国外也有报道接触氧化镉的工人前列腺癌发病率较高。

食入性急性中毒多因食入镀镉容器内的酸性食物所致，经数分钟至数小时出现症状，酷似急性胃肠炎:恶心、呕吐、腹痛、腹泻、全身乏力、肌肉酸痛，并有头痛、肌肉疼痛，可因失水而发生虚脱，甚者急性肾功能衰竭而死亡。成人口服镉盐的致死剂量在300mg以上。

吸入性急性中毒是因吸入高浓度镉烟所致，先有上呼吸道黏膜刺激症状，脱离接触后上述症状减轻。经4～10小时的潜伏期，出现咳嗽、胸闷、呼吸困难，伴寒战、背部和四肢肌肉和关节酸痛，胸部X线检查有片状阴影和肺纹理增粗。严重患者出现迟发性肺水肿，可因呼吸及循环衰竭死亡。少数合并有肝、肾损害。少数病例急性期后发生肺纤维化，遗留肺通气功能障碍。

慢性镉中毒是因长期过量接触镉导致的，主要引起肾脏损害，极少数严重的晚期患者可出现骨骼病变。吸入中毒尚可引起肺部损害。首先肾脏损害:早期肾脏损害表现为近端肾小管重吸收功能障碍，尿中出现低分子蛋白(β2－微球蛋白、维生素A结合蛋白、溶菌酶和核糖核酸酶等)，还可出现葡萄糖尿、高氨基酸尿和高磷酸尿。继之，高分子量蛋白(如白蛋白、转铁蛋白等)也可因肾小球损害而排泄增加。晚期患者肾脏结构损害，出现慢性肾功能衰竭。即使脱离接触，肾功能障碍仍将持续存在。在长期接触镉的工人中，肾结石的发病率增高。

肺部损害为慢性进行性阻塞性肺气肿、肺纤维化，最终导致肺功能减退。明显的肺功能异常一般出现在尿蛋白出现后。

骨骼损害及痛痛病:严重慢性镉中毒患者的晚期可出现骨骼损害，表现为全身骨痛，伴不同程度骨质疏松、骨软化、自发性骨折和严重肾小管功能障碍综合征。严重患者发生多发性病理性骨折。尿检有低分子蛋白尿，尿钙和尿磷酸盐增加。血镉增高，血钙降低。痛痛病的发生尚与营养因素(低蛋白、低钙及低铁)和多次妊娠等因素有关。

慢性中毒患者常伴有牙齿颈部黄斑、嗅觉减退或丧失、鼻黏膜溃疡和萎缩、轻度贫血，偶有食欲减退、恶心、肝功能轻度异常、体重减轻和高血压。长期接触镉作业者，肺癌发病率增高。

四、实验室检查

1．尿镉 尿镉正常值大多数在1μg/g肌酐(或1μg/L)以下，上限多在55g/g肌酐(或5μg/L)以下。尿镉可反映近期镉接触情况，在一定程度上反映体内镉负荷，特别是肾内镉水平。

2．血镉 波动很大，可作为近期接触指标。世界卫生组织建议个体血镉临界值为10 μg/L。在慢性镉中毒时，尿β2MG常超过420μg/g肌酐(420 μg/L)，甚至超过 1 000 μg/g 肌酐(1000μg/L)。

3．其他 尚可出现尿6－酮－PGF1α、NAG、IAP、THG和GAG等排泄量增多。(www.xing528.com)

五、诊断

1．急性镉中毒 根据接触史和呼吸道症状、胃肠道表现，诊断不难。

急性轻度中毒:短时间内吸入高浓度氧化镉烟尘，在数小时或1天后出现咳嗽、咳痰、胸闷等，两肺呼吸音粗糙，或可有散在的干、湿啰音，胸部X射线表现为肺纹理增多、增粗、延伸，符合急性气管—支气管炎或急性支气管周围炎。

急性中度中毒:除上述表现外，具有下列表现之一者:①急性肺炎;②急性间质性肺水肿。

急性重度中毒:除上述表现外，具有下列表现之一者:①急性肺泡性肺水肿;②急性呼吸窘迫综合征。

2．慢性镉中毒 除职业史和临床症状外，结合胸片、肺功能、肾小管功能和尿镉等做出诊断。

慢性轻度中毒除尿镉增高外，可有头晕、乏力、嗅觉障碍、腰背及肢体痛等症状，实验室检查发现有以下任何一项改变时，可诊断为慢性轻度镉中毒。①尿β2－微球蛋白含量在9．6μmol/mol肌酐(1000μg/g肌酐)以上;②尿视黄醇结合蛋白含量在5．1μmol/mol肌酐(1000μg/g肌酐)以上。

慢性重度中毒除慢性轻度中毒的表现外，还可出现慢性肾功能不全，可伴有骨质疏松症、骨质软化症。

3．职业性镉中毒的诊断标准 参见国家标准GBZl7－2002。

六、鉴别诊断

食入性急性中毒应与食物中毒、急性胃肠炎等鉴别;吸入性急性中毒应与上呼吸道感染、心源性肺水肿等相鉴别;慢性镉中毒需与其他重金属或药物致肾功能障碍鉴别。

七、治疗

1．急性镉中毒 应迅速脱离现场，保持安静及卧床休息。口服中毒尽早用温水洗胃、导泻，并予补液，纠正水、电解质紊乱;急性吸入中毒治疗参照“刺激性气体中毒”，应用大剂量糖皮质激素，关键在于防止肺水肿。应及早撤离出事现场。保持安静，卧床休息;吸入氧气，保持呼吸道畅通，可用10%硅酮雾化吸入，以消除泡沫;肾上腺皮质激素能降低毛细血管通透性，宜早期定量使用。限制液体入量，给予抗生素防止继发感染。急性食入性镉中毒时主要采用对症治疗，给予大量补液、注射阿托品用来止吐和消除腹痛。重症患者可予血液透析治疗，同时给予驱镉治疗。驱镉治疗可选用依地酸钙钠(参见“铅中毒”);若有肾脏损害时，宜半量给予。

急救原则与内科相同，视病情需要早期给予短程大剂量糖皮质激素。

急性中毒时应积极防治肺水肿和感染。应用依地酸二钠钙驱镉治疗;急、慢性镉中毒时，开始宜取常规剂量的半量，以免加重肾功能损害。慢性中毒发生骨质疏松时可用维生素D(每日20000U口服或每周60000U肌注)和钙剂。预防呼吸道感染，避免应用对肾脏有损害的药物。

2．慢性镉中毒 一般不主张驱镉治疗，因与络合剂结合的镉使肾镉积蓄量增加，加重肾毒性。以对症治疗为主。乙基二硫代氨基甲酸钠治疗慢性镉中毒已引起临床关注。痛痛病患者用维生素D每日20000U，口服，或每周60000U，肌肉注射，同时加用钙剂;补充蛋白质，同时应用苯丙酸诺龙10mg，肌肉注射，每周1～2次，可缓解症状。

八、辨证论治

镉所导致的血液流变及血流动力学的改变，严重影响机体生理生化过程。患者表现为葡萄糖尿、高氨基酸尿和高磷酸尿，继之高分子蛋白(如白蛋白、转铁蛋白等)也可因肾小球损害而出现。晚期患者的肾脏结构损害，出现慢性肾功能衰竭。即使脱离接触，肾功能障碍仍将持续存在。在长期接触镉的工人中，肾结石的发病率增高。中医认为肾为先天之本，肾通过其所藏之元阴、元阳影响其他脏腑，间接作用气血。陆拯在《毒证论》中提出了兼顾性解毒的观点:“解毒不能伤正、补气不能助火毒;解毒不使耗血，补血不碍解毒;解毒而不伤阴，滋阴且不碍透邪。”治疗镉中毒当采用补肾活血的治法，方用金匮肾气丸加减，药方:干地黄、山茱萸、山药、丹皮、泽泻、茯苓、桂枝、附子、黄芪、当归。

九、镉中毒的防治

为了预防镉中毒，熔炼、使用镉及其化合物的场所，应具有良好的通风和密闭装置。焊接和电镀工艺除应有必要的排风设备外，操作时应戴个人防毒面具。不应在生产场所进食和吸烟。中国规定的生产场所氧化镉最高容许浓度为0．1mg/m3。镀镉器皿不能存放食品，特别是醋类等酸性食品。

镉污染土壤，可造成公害病——痛痛病。镉对土壤的污染主要通过两种形式，一是工业废气中的镉随风向四周扩散，经自然沉降，蓄积于工厂周围土壤中;另一种方式是含镉工业废水灌溉农田，使土壤受到镉的污染。因此为了防止镉对环境的污染，必须做好环境保护工作，严格执行镉的环境卫生标准。