血铅对儿童的危害及防治
摘要
关键词
正文
近来国内外的研究报道过量的铅影响儿童的体格生长,如高血铅儿童的身材往往低于正常的儿童。铅中毒儿童可出现贫血、便秘、腹隐痛、多动、易冲动等症状。下面综述铅对儿童的毒性及预防措施。
1. 血铅对体格发育的影响
铅可干扰血红蛋白的合成过程导致贫血,还可通过影响机体钙吸收、阻碍激素的释放与利用等途径影响体格发育。
铅影响儿童体格发育的机制可能有:①体内铅影响生长激素的合成和释放,从而,从而阻碍了儿童的生长和发育。②血铅升高,可使甲状腺素和性激素水平降低,垂体-肾上腺素轴的生理功能失调,导致内分泌系统功能紊乱。③铅负荷过高还可导致某些营养素的缺乏,营养素耗竭又会增加铅的吸收,进而造成恶性循环。④维生素D和钙代谢紊乱。血铅过高时,肾脏对维生素D1位强化过程受阻;1,25(OH)2D进入3的分解代谢增加,其含量减少;食欲下降,使外源性D3的分解代谢增加,其含量减少;食欲下降,是外源性D3和钙摄入不足等原因,使血中维生素D3和Ca2+的浓度降低;过多的铅在胃肠道竞争性抑制小肠钙的吸收。⑤铅对生长发育必需的多种酶系有抑制作用,如血红蛋白合成酶系,VitD活化酶系等。⑥体内过量铅蓄积于长骨组织,直接影响骨骼的生长发育和骨小梁形成。
陶勇等研究表明[2],不同价段婴幼儿体格发育与不同时期血铅暴露水平呈现具有规律性的负相关关系,其影响程度尚不能给予定量的描述。如果孕妇血铅高于平均水平,且其子代生后3~15个月间血铅上升幅度达100 µg/l,他们在15个月龄时的身高要比对照组低2 cm。有报道显示,6~9岁儿童,血铅每增加100 µg/l,头围减少0.33 cm,身高减少0.86 cm,胸围减少0.4 cm。研究显示,学龄前4~5岁组儿童血铅水平与其身高、体重存在显著负相关,但在6~7岁组没有显著性相关,这种结果提示,在铅对生长发育的影响中,年龄可能是一个较为重要的因素。
Skukla等在美国辛辛那提州的研究发现,在控制了相应的掺杂因素后,宫内铅暴露水平在均值以上的婴儿,在出生3~15个月间身长的增长速度与同期血铅水平呈负相关。铅对身高和体重的影响对年龄较少的小儿更敏感。
调查反映反映体格发育的3项指标,身高、体重、头围与儿童的齿铅含量(数转换后)作双变量相关分析显示,身高的相关系数r=-0.370,p<0.001,差异有显著性,与体重和头围则无统计学意义。血铅在相对恒定的环境中可保持相对稳定,但有一定程度波动的特点。齿铅与血铅有显著相关,而血铅与身高、体重两项指标是负相关。调查结果显示,高齿铅的儿童与其身高的影响呈现负相关关系,因而对体格发育的影响可能与齿铅的关系更为直接。对身高的影响正反映了一个长期的多因素影响的过程,而稳定和累积的高齿铅暴露量可能是其中的因素之一。
孟昭彦调查显示[3],0~2岁铅中毒儿童身高、体重均低于无铅中毒的儿童。而7~12岁铅中毒儿童的身高、体重亦低于正常儿童,与此年龄段血铅值上升有关。
铅可抑制维生素D活化酶、甲状腺素或胰岛素样生长因子的反应性、生长激素的合成和释放,导致儿童体格发育障碍。血铅水平每上升100 µg/l,其身高少1-3 cm。
2. 血铅对儿童心理及智力发育的影响
儿童智商发育,受到多种因素的影响,而且在儿童发育的不同阶其影响因素也有所不同,儿童时期由于神经系统发育不完善,容易受到环境神经毒素的影响。
铅影响机制为 ①铅与细胞中巯基(-SH)紧密结合,使乙酰胆碱的合成与释放减少,而乙酰胆碱是目前被认为与学习记忆过程关系最为密切、为正常智能发育所必需一种神经递质。②铅还能抑制血红素代谢过程中的δ-氨基乙酰丙酸脱水酶(δ-ALAD),使δ-ALA转化成卟啉的过程受阻。δ-ALA大量积聚,它本身具有假性神经递质的作用,长期增多可引起思维改变和智能缺陷。因此即使轻度铅中毒早期也可引起注意力涣散、记忆力减退、理解力降低和学习困难。③郑举鹏研究指出[4],低剂量铅可抑制脑中四氢生物蝶呤合成酶、二氢蝶呤还原酶、腺苷酸环化酶及氨基酮戊酸脱氢酶,同时影响到脑内微血管线粒体氧化磷酸化主动转运,从而影响小儿智力发育。④海马是与正常学习记忆过程有关的重要部位。慢性铅接触可引起海马苔状纤维变细、变短,局部突触发育落后,椎体细胞层变薄,齿状颗粒细胞树状结构紊乱。⑤铅还可引起脑组织内少突触胶质细胞密度降低,髓磷脂沉积减少,大脑皮质突触形成减少。⑥铅有明显地促进脑胶质过氧化的作用,脂质过氧化的最终产物丙二醛(MDA),可交联蛋白和磷脂的氨基,生成Schiff碱,影响膜流动性、交联、结构与功能,使膜脆性增加。如果体内形成的自由基不能被及时被及时清楚灭火,此类反应继续进行,可造成脑内膜功能严重障碍,导致慢性中毒性脑病。⑦铅能激活未成熟的毛细血管内蛋白激酶,使毛细血管内皮受损,使其紧密连接分离,血-脑屏障通透性增高,使铅更易进入脑内。⑧铅能够抑制腺苷酸环化酶,使三磷腺苷转化为cAMP的过程受阻,从而除影响细胞功能外,还能模拟或抑制Ca2+对细胞的调控。
研究表明,铅的神经毒性作用还可能与铅模拟或抑制钙对细胞功能的调节能力有关。体内铅含量增高可干扰神经递质如乙酰胆碱、多巴胺、去甲肾上腺素、γ-氨基丁酸及5-羟色胺的正常代谢,使大脑皮质兴奋和抑制过程发生紊乱,使儿童对外来的各种刺激非选着性地作出反应,导致儿童多动及注意力不集中等行为问题的出现。当血铅浓度高于100 µg/l时,体内氨基酮戊酸脱氢酶和嘧啶-5ˊ-核苷酸酶的活性受到抑制,中枢神经系统出现电生理缺陷;维生素D代谢障碍。
美国Brooks SM等[5]1995年做了大量的横断面流行病学调查,结果表明,儿童血铅由100 µg/l升高到200 µg/l时,儿童智商平均下降2~6分。儿童铅负荷对儿童智力发育的影响程度在各个年龄阶段表现并不一致,在同样铅负荷的情况下,婴儿时期(1岁以内)对智力发育的影响程度低于2~7岁儿童。水迷宫试验是目前测试动物智力状况较好的方法之一。铅暴露实验测试表明,实验组大白鼠第3天没有表现出学习记忆障碍,这可能是铅在体内蓄积还没达到神经行为功能改变和影响运动功能的阈值,但经染毒第6,9,12天后大白鼠到达迷宫终点所需时间比对照组明显延长(P<0.05或P<0.01),说明铅在动物体内的储存已达到可以影响学习记忆的程度,对大白鼠的学习记忆能力造成明显的降低。有研究发现,大脑皮质和海马是学习记忆的高级中枢而短串高频刺激传入引发的突触兴奋性持续升高,可能是信息储存和记忆的细胞机制。铅可选择性地蓄积在海马区内,降低突触兴奋性和LPT幅度,从而影响学习记忆功能。
许多流行病学研究也证实,生命早期低水平、亚临床铅暴露以及铅吸入对儿童的VIQ、NIQ和IQ都有一定的影响。
国内外的研究发现环境及时铅污染越严重的地方,儿童智力低下的发病率越高,尤其抽象推理能力降低。国内沈晓明研究表明,儿童的血铅水平每上升100 µg/l,其智商(IQ)要下降6~8分[6]。国外Ellis MR等研究表明,儿童血铅每升高10 µg/ml,儿童智商就降低1分[7]。
近年来国外Chiodo LM等许多研究表明,即使低于100 µg/l,铅仍会对儿童的神经行为产生不利的影响[8].2007年Chiodo LM等研究发现,即使在低于50 µg/l的儿童中也存在着血铅含量与智力测试得分之间的负相关联系。铅负荷较高的儿童其短期记忆以及注意力有明显下降。
3. 血铅对消化系统的影响
铅中毒患儿一般较早出现消化系统的表现,如食欲缺乏、恶心、呕吐、腹痛、便秘、腹泻、严重者可出现铅绞痛等。铅导致小儿消化功能异常的作用机制,一般认为是铅可作用于胆碱能系统,使乙酰胆碱酯酶活性下降,导致乙酰胆碱增多而出现消化道症状,如腹痛、食欲低下、呕吐等。
完整肝细胞对铅毒性有一定保护作用,但急性铅中毒时肝混合功能氧化酶系及细胞色素P450水平下降,以致肝脏解毒功能受损,出现病变。
胃肠道粘膜具有排铅的能力,能将血液中的铅排泌出来。铅直接作用于胃粘膜,破坏胃粘膜的再生能力,使胃黏膜出现炎症性变化。铅还可以抑制肠壁碱性磷酸酶和ATP酶的活性,减少肠壁一氧化氮合酶神经元数量,抑制一氧化氮合成,使肠壁平滑肌痉挛,引起腹痛。铅还可以抑制血管平滑肌一氧化氮合酶的活性,导致血管痉挛。
急性铅中毒时,铅可以直接损伤肝细胞,并使肝内小动脉痉挛而引起局部缺血,发生急性铅中毒性肝病,表现为肝脏肿大、肝细胞色素系统功能紊乱,如细胞色素的混合功能氧化酶活性减低、生化代谢障碍如干扰能量代谢,影响离子的跨膜转运。
4. 血铅与儿童注意缺陷多动障碍
儿童注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种常见的儿童行为障碍综合征,其发生与多种因素有关。血铅过多或血锌减少可能损伤脑代谢引起ADHD。
一般认为ADHD是由多种因素引起的,产前、产中或产后的轻度脑损害可能是重要因素。有人认为城市环境污染、临床上无症状的轻度铅中毒亦可能为病因之一。目前研究表明,铅沉积在大脑的不同区域,最首要的部位大脑皮质的额前区、海马回和小脑,大脑皮质额前区的损害可以引起认知功能的损害及进行性注意力分散。
多动、注意力障碍发生率男孩明显高于女孩。研究提示,ADHD组患儿血铅平均水平明显高于对照组,并且ADHD组患儿铅中毒发生率亦明显高于对照组。由此可以推测铅的神经毒性作用使脑神经细胞受到不同程度的损害,使其发生心理行为异常可能是ADHD发病的一个因素。
儿童铅中毒后,铅的神经毒性使脑神经递质数量不足,信息不能及时传递,引起细胞内自稳机制紊乱:①铅中毒可使大脑细胞兴奋抑制功能紊乱,这可能是儿童多动症的主要原因;②铅中毒能使脑内某些活动蛋白失活或变性,致使某些脑细胞损伤,甚至死亡,使相关脑功能受损;③铅毒可破坏血-脑屏障,使血液中的毒物过多进入脑组织,造成脑水肿;④铅损伤脑神经细胞内的钙平衡,损伤离子通道和受体及神经递质;⑤铅可使神经发育不能同步化,破坏大脑网络结构,使整合,协调功能紊乱。
ADHD患儿临床以注意障碍、多动和冲动行为,智力水平正常或基本正常为主要表现。但由于其行为异常给学习带来困难,因而常伴学习障碍和成绩低下,并且在社会/自制因素方面,ADHD患儿亦有显著缺陷。研究表明,ADHD患儿存在血铅水平升高,在使用降铅及健康教育等方法后,患儿血铅水平下降,同时临床症状也改善,反映在Conners评分值的下降,提示在治疗ADHD患儿时,应该检测血铅水平。如果存在铅中毒,采用相应的检测和治疗手段,将有助于ADHD的治疗。
5. 血铅对儿童神经行为的影响
铅是神经性毒物,可以作用于中枢神经的不同部位,导致中枢神经功能紊乱而出现儿童神经行为问题。调查发现,铅中毒组儿童行为异常发生率明显高于非铅中毒组。
儿童对铅毒性作用的敏感性比成年人高,在未出现明显的临床和亚临床症状前,即可发生认知行为和神经心理的变化,而且这些危害是不可逆的,会一直持续到成人。铅引起行为功能损害的浓度低于细胞损害及形态改变所需要的浓度。当铅的接触量仅为引起明显临床症状的1/10~1/100时,即可有神经毒作用,出现行为的损害。因此,低浓度铅中毒的最早表现是出现行为问题。
铅影响儿童外向行为的机制,有学者从生化角度研究低浓度铅暴露可干扰5-羟色胺神经递质的代谢,使其在体内水平降低,引起注意力短暂、多动、冲动和学习障碍。
婴儿神经系统及血-脑屏障发育不完善,对铅易感性强。铅可改变突触前神经末梢神经递质的释放,导致认知功能障碍,通过活化蛋白激酶C而改变未成熟大脑血管内皮细胞,进一步破坏血-脑屏障的完整性。
6. 血铅与反复呼吸道感染
铅能降低机体的免疫功能,增加机体对病毒和细菌的易感性,造成免疫调节功能紊乱。其作用是双重的,一方面通过抑制巨噬细胞的功能,同时可干扰免疫分子的调节作用,造成免疫功能紊乱,临床表现为反复呼吸道或肠道感染。患呼吸道感染后,家长喂养不当,引起偏食、厌食,锌的摄入量减少。铅过量也会减少机体对钙、锌、铁的吸收。患儿缺锌、铅过量这两种因素使患儿抵抗力降低,会加重呼吸道感染。如此反复,造成恶性循环。
人体的特异性免疫功能由细胞免疫和体液免疫组成,如长期接触低剂量铅可使血清免疫球蛋白的含量降低,导致体液免疫损伤。 铅可以损伤细胞免疫,其对细胞免疫的影响主要表现在:铅可以使淋巴细胞转化作用反应降低,能明显降低IL-2活力,使其对辅助性T细胞、抑制性T细胞、细胞毒性T细胞和自然杀伤细胞的免疫调控能力都大大下降。
轻、中毒铅暴露一般不影响免疫细胞的数量,却能使细胞的功能发生显著改变。铅的免疫毒性特点是T辅助细胞功能的显著失衡,即T1功能下降,T2功能增加,改变了免疫反应的性质和范围,进而影响宿主对各种疾病的易感性。在生命的不同时期,铅暴露产生的免疫毒性不同,不但有剂量-反应关系,还有剂量-效应关系。
7. 血铅与肾病
早年研究认为,儿童时期患有铅中毒,待成年时逐渐发展为慢性铅性肾病。事实上,铅接触时间的长短只是个相对的因素,肾有无损害及损害的程度程度主要取决于体内铅负荷的水平(以血铅值表示)。有人认为血铅<610 µg/l时可能不会产生肾损害,血铅>700 µg/l时则可能引起肾损害,且此损害有随血铅增高而加重趋势。对长期铅接触者调查发现,血尿素胆、肌酐呈显著相关;收缩压升高与肌酐呈显著相关。因此认为,长期接触铅可引起肾功能损害,而铅接触者高血压发病率增高,则可能是继发于对肾功能的影响所致。
在人体中,75%~80%的铅是经肾脏排出的。铅从肾脏排出有两条途径:肾小球滤过和肾小管分泌。部分滤出的铅还可由肾远曲小官再吸收,几乎与对Na+、Cl-、Ca2+再吸收的位点相同,但肾小管对铅的再再吸收有其独立性。多年来的临床实验及流行病学研究业已证明,铅中毒可引起肾脏损害。资料显示长期低水平铅接触人群铅性肾病的患病率为8.2%,不同铅浓度铅接触人员之间的铅性肾病患病率有显著性差异,呈明显的浓度-效应关系。
铅性肾病的诊断:由于铅在肾脏中蓄积引起毒性反应需较长的时间,加之肾脏代偿能力极强,故铅性肾病的临床症状不典型,主要表现为:头昏、乏力、腰痛、关节痛、血压升高、面部及下肢浮肿,而且上述症状出现率低且不一致,故造成诊断上的。铅性肾病国内尚无统一的诊断标准。血和尿铅浓度增高能较准确地反映体铅吸收情况,但两者正常也不能排除远期铅吸收所致人体组织含铅增高的情况。
其他系统的毒性
8. 血铅与免疫力
血铅水平升高可能导致免疫力低下,这与铅对造血系统、细胞功能等方面的干扰有关。铅可影响血红蛋白合成,导致贫血,而贫血会进一步削弱机体的免疫功能,使身体抵抗力下降,容易受到感染。同时,铅可能抑制免疫细胞的增殖和分化,影响免疫细胞的活性,从而降低免疫系统的防御能力。
9.血铅对各器官的不可逆的影响
中山医院营养科主任高键指出,铅暴露对儿童体内多个系统都会产生不可逆的影响。这表明即使血铅水平降低,之前受到的损害也不会完全消失。
防治:
铅中毒的防治和研究目前成为儿科和儿童保健工作中的一项重要课题。
我国著名儿童保健专家、上海交通大学医学院沈晓明教授在2005年全国儿童铅中毒防治研讨会上,明确告诉家长:“治疗儿童铅中毒的首选方法是营养干预和健康教育。”国际上关于儿童铅中毒的防治,有三句话:环境干预是根本手段,健康教育是主要方法,临床治疗是重要环节。
⑴知识介绍: 医务人员应向群众讲解儿童铅中毒的原因、铅对儿童健康的危害、血铅高了怎么办等问题,使群众了解儿童铅中毒的一般知识。
⑵行为指导:1.儿童勤洗手,剪指甲。2.位于马路附近或铅作业工业区附近的家庭,用湿布擦儿童能触及到的部位的灰尘。3.儿童不接触汽油、室内某些装饰品、煤及煤制品、室内吸烟、染发剂、各种各样的化妆品、空气污染、鲜艳油漆(橙色油漆最严重)的玩具等。4.不食含铅较高的食物。5.儿童应定时进食,空腹时铅在肠道的吸收率可成倍增加。6.保证儿童的日常膳食中含有足够量的钙、铁、锌等。
⑶营养干预:1.减少富含脂肪组织的食物;2.进食含钙、铁和维生素C、E、B等丰富的食物。富含维生素C的食物,具有抗氧化作用,可以保护细胞免受铅的损伤,还能与铅结合形成溶解度较低的抗坏血酸铅盐,随粪便排出体外,从而降低血铅水平。3.具有辅助防治铅中毒的食品或中药有:金针菇、大蒜、南瓜、胡卜、海带、绿豆、茶多酚、杭白菊、天麻、甘草、金钱草等。
参考文献:
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