第十一章食品中化学物质的神经和神经行为毒理学近二十年来，随着分子生物学、免疫学、神经科学等学科的不断发展，以及许多先进技术手段的不断产生及其应用，尤其是对神经系统及各种神经活性物质、受体等的研究，促进了人们对神经科学及大脑的认识，也促进了毒理学一个新的分支一一神经和神经行为毒理学的发展，使神经及行为毒理学的方法不仅应用在药理学、药物依赖性、药物毒性的评价中，而且也成为化学物质安全性评价中不可缺少的组成部分。今天，神经与行为毒理学，不仅在理论和方法学上有所创新和发展，而且在实际中被越来越多的学科所应用。第一节神经毒理学神经毒性是指由于接触物理、化学或生物因素而引起神经系统的结构或功能改变，从毒理学角度来讲，是指对正常的神经系统结构和功能带来的损害性改变。神经毒理学(Neurotoxicology)是毒理学的一门分支学科，与神经科学有着密切的联系。神经毒理学不仅研究接触毒物导致的神经系统疾病，而且已成为神经生物学研究领域的热点。神经毒理学主要研究环境中存在的毒物对人的神经系统毒性效应，包括神经毒物的代谢、毒物的损伤效应及特性，并研究生化及分子生物学机理，以及神经细胞学及分子生物学机理。神经毒理学的特点：①是研究低剂量慢性神经毒性的方法：②敏感：③能定量：④可早期检出亚临床表现，获得早期预防及治疗的机会，可防止不可逆的神经损伤：③是监护职业人群健康的重要措施的补充。一、神经毒性的损伤类型及机理（一）血-脑及血-神经屏障与神经毒性损伤血脑屏障系基于脑的微血管周围的特异的内皮细胞及胶质细胞的相互作用。神经系统内皮细胞的特点为相互联结很紧密，外源性分子必须能通过内皮细胞的细胞膜，而不是通过内皮细胞之间的间隙。因此某些毒物分子是否能进入脑组织，取决于其脂溶性及能否通过内皮细胞的浆膜。而脑室周围的器官由于不具备紧密连结的特异的内皮细胞，因此血脑屏障功能薄弱。血液与脑、脊髓及周围神经之间均由连续紧密的特异细胞被盖，在脑及脊髓由脑膜及脊髓膜在表面被盖，而周围神经则在每根神经纤维均由神经周围细胞包围。胶质细胞如星形细胞、雪旺（Schwann）细胞等在血脑屏障中的作用研究近年有新的发展脑组织中50%的容积为非兴奋性细胞，即神经胶质细胞，其中最多的为星形细胞，其作用主要是支持神经元，已明确寡树突胶质细胞为髓鞘细胞。星形细胞在谷氨酸代谢中占有重要位置，谷氨酸是一种兴奋性神经递质，在脑缺血或其他病理情况时，主要由于谷氨酸不适当地释放，过度激活兴奋性氨基酸受体，导致某些神经元死亡。另外星形细胞可摄取谷氨酸并通过谷氨酰胺合成酶转化为谷氨酰胺，在氨(NH4)存在的条件下可控制细胞外谷氨酸的浓度，因此对神经元有保护作用。曾有学者用脑皮质培养比较对谷氨酸的敏感度，即脑皮质与不同浓度的谷氨酸共同培养18~24小时，结果在缺乏星形细胞的环境中神经元死亡较严重，在缺乏星形细胞的培养液中谷氨酸EC5o为1.9土0.6μmol/L，而在富于星形细胞的培267
267 第十一章 食品中化学物质的神经 和神经行为毒理学 近二十年来，随着分子生物学、免疫学、神经科学等学科的不断发展，以及许多先进技 术手段的不断产生及其应用，尤其是对神经系统及各种神经活性物质、受体等的研究，促进 了人们对神经科学及大脑的认识，也促进了毒理学一个新的分支——神经和神经行为毒理学 的发展，使神经及行为毒理学的方法不仅应用在药理学、药物依赖性、药物毒性的评价中， 而且也成为化学物质安全性评价中不可缺少的组成部分。今天，神经与行为毒理学，不仅在 理论和方法学上有所创新和发展，而且在实际中被越来越多的学科所应用。 第一节 神经毒理学 神经毒性是指由于接触物理、化学或生物因素而引起神经系统的结构或功能改变，从毒 理学角度来讲，是指对正常的神经系统结构和功能带来的损害性改变。神经毒理学 (Neurotoxicology)是毒理学的一门分支学科，与神经科学有着密切的联系。神经毒理学不仅 研究接触毒物导致的神经系统疾病，而且已成为神经生物学研究领域的热点。神经毒理学主 要研究环境中存在的毒物对人的神经系统毒性效应，包括神经毒物的代谢、毒物的损伤效应 及特性，并研究生化及分子生物学机理，以及神经细胞学及分子生物学机理。 神经毒理学的特点：①是研究低剂量慢性神经毒性的方法；②敏感；③能定量；④可早 期检出亚临床表现，获得早期预防及治疗的机会，可防止不可逆的神经损伤；⑤是监护职业 人群健康的重要措施的补充。 一、神经毒性的损伤类型及机理 （一）血-脑及血-神经屏障与神经毒性损伤 血脑屏障系基于脑的微血管周围的特异的内皮细胞及胶质细胞的相互作用。神经系统内 皮细胞的特点为相互联结很紧密，外源性分子必须能通过内皮细胞的细胞膜，而不是通过内 皮细胞之间的间隙。因此某些毒物分子是否能进入脑组织，取决于其脂溶性及能否通过内皮 细胞的浆膜。而脑室周围的器官由于不具备紧密连结的特异的内皮细胞，因此血脑屏障功能 薄弱。血液与脑、脊髓及周围神经之间均由连续紧密的特异细胞被盖，在脑及脊髓由脑膜及 脊髓膜在表面被盖，而周围神经则在每根神经纤维均由神经周围细胞包围。胶质细胞如星形 细胞、雪旺(Schwann)细胞等在血脑屏障中的作用研究近年有新的发展。 脑组织中 50％的容积为非兴奋性细胞，即神经胶质细胞，其中最多的为星形细胞，其 作用主要是支持神经元，已明确寡树突胶质细胞为髓鞘细胞。星形细胞在谷氨酸代谢中占有 重要位置，谷氨酸是一种兴奋性神经递质，在脑缺血或其他病理情况时，主要由于谷氨酸不 适当地释放，过度激活兴奋性氨基酸受体，导致某些神经元死亡。另外星形细胞可摄取谷氨 酸并通过谷氨酰胺合成酶转化为谷氨酰胺，在氨(NH4)存在的条件下可控制细胞外谷氨酸的 浓度，因此对神经元有保护作用。曾有学者用脑皮质培养比较对谷氨酸的敏感度，即脑皮质 与不同浓度的谷氨酸共同培养 18~24 小时，结果在缺乏星形细胞的环境中神经元死亡较严 重，在缺乏星形细胞的培养液中谷氨酸 EC50 为 1.9±0.6μmol／L，而在富于星形细胞的培
养液中则为194土43μmol/L，即谷氨酸毒性在星形细胞缺乏的条件较富于星形细胞者高100倍。其机理可能是星形细胞的保护作用，即树突膜NMDA(N-methyl-D-as-partate)一受体的星形细胞的物理性的防护作用。此类受体可能对谷氨酸毒性更敏感，是由于树突对巨大而强的NMDA一受体激发的钙内流有一种特殊的机理。还有一种解释，即星形细胞有一种对谷氨酸的摄取系统，可减少细胞外的谷氨酸的浓度。而事实上如在缺氧、低血糖、肝性脑病、代谢性毒物，使星形细胞功能改变时，则可因谷氨酸毒性导致神经元损伤或致死。重金属导致的神经毒时，在星形细胞内聚集甲基汞、铅。成人不易发生铅脑病，主要由于星形细胞可摄取铅。探讨较多者，如星形细胞与甲基汞、三甲基锡的神经毒的关系。观察甲基汞、三甲基锡对星形细胞的Nat-K+-ATP酶活性及离子通透性的影响，证实二者的浓度低至10-mol/L，即可改变K+的流入及流出，K+流入受抑主要由于Na-K+-ATP酶受抑。另外如1-甲基-4-酚基四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine)MPTP导致的神经毒见于人的黑质纹状体的多巴胺能神经元，已证实在MPTP导致的神经毒性中基因表达与星形细胞代谢有关。星形细胞在中枢神经系统及免疫系统间的作用：星形细胞参与自身免疫异常的多发性硬化症。新生小鼠的脑培养加入脂多糖后，发现星形细胞可分泌白细胞介素-1(IL-1)，IL-1可激活脑内的T细胞，因IL-1可促使产生IL-2及在T细胞的IL-2表达的受体，据此说明在中枢神经系统的星形细胞介入免疫过程。此外星形细胞尚分泌IL-3样因子及颗粒-巨噬细胞刺激因子，这些因子也参与免疫过程。总之，评价化学物导致的细胞毒性在动物整体探索很困难，因涉及很多因素如神经、体液及体内血液动力学。因此可利用星形细胞与脑实质共同培养来探索星形细胞在神经变性类的疾患中的作用及机理。（二）神经元损伤（Neuronopathies）某些毒物对一些神经元或某种神经元呈特异损伤，若严重时可使神经元死亡。一个神经元丢失不但不可修复，而且使树突及轴和轴的髓鞘均出现变性，这些改变可见于周围神经及中枢神经系统。神经元开始出现损伤，继之发生坏死，最终导致永久性丢失。毒物作用呈选择性地损伤一种神经元，也可选择不同神经元的亚群，表现为弥漫性脑病，但症状根据神经毒的选择性毒性往往仅表现一种特殊的功能障碍，如甲基汞(methylmercury)污染的食物，可引起居民中毒，临床表现根据接触毒物的程度及年龄的不同表现不一致，在成人最严重的损伤为视皮层的神经元及小脑皮层的小的内颗粒细胞神经元出现大量的变性传导性明显的运动失调。儿童可见广泛的神经元丢失，严重时可导致智力迟钝及麻痹。对损伤机理已进行了大量研究，并对各种细胞功能如糖分解、核酸生物合成、有氧呼吸、蛋白合成及递质释放等的障碍进行了探索，但致细胞死亡的机理尚不明确。另外，如三甲基锡(trimeyltin)多用于增塑剂、抗真菌药或其他农药。三甲基锡中毒在人可表现为严重不可修复的边缘一脑综合征(Limbie，cerebellarsyndrome)。在灵长类可表现为相似的行为变化。主要病变为弥漫性神经元病，损伤的机理未定。损伤的表现开始呈神经系统的神经元聚积包含高尔基体（Coli)样结构的细胞浆体，继之出现细胞肿胀及坏死。在此损伤过程中海马受损严重。关于三甲基锡神经毒的机理，存在某些假说，如能量的丧失及兴奋性毒性的损伤。此外，在三甲基锡敏感的神经元中存在一种蛋白即stannin，其作用尚待研究确定。（三）轴病（Axonopathies）268
268 养液中则为 194±43μmol／L，即谷氨酸毒性在星形细胞缺乏的条件较富于星形细胞者高 100 倍。其机理可能是星形细胞的保护作用，即树突膜 NMDA(N-methyl-D-as-partate)—受体 的星形细胞的物理性的防护作用。此类受体可能对谷氨酸毒性更敏感，是由于树突对巨大而 强的 NMDA—受体激发的钙内流有一种特殊的机理。还有一种解释，即星形细胞有一种对 谷氨酸的摄取系统，可减少细胞外的谷氨酸的浓度。而事实上如在缺氧、低血糖、肝性脑病、 代谢性毒物，使星形细胞功能改变时，则可因谷氨酸毒性导致神经元损伤或致死。重金属导 致的神经毒时，在星形细胞内聚集甲基汞、铅。成人不易发生铅脑病，主要由于星形细胞可 摄取铅。探讨较多者，如星形细胞与甲基汞、三甲基锡的神经毒的关系。观察甲基汞、三甲 基锡对星形细胞的 Na+ -K+ -ATP 酶活性及离子通透性的影响，证实二者的浓度低至 10-5mol ／L，即可改变 K+的流入及流出，K+流入受抑主要由于 Na+ -K+ -ATP 酶受抑。另外如 1-甲基 -4-酚基四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydro pyridine)MPTP 导致的神经毒见于 人的黑质纹状体的多巴胺能神经元，已证实在 MPTP 导致的神经毒性中基因表达与星形细 胞代谢有关。 星形细胞在中枢神经系统及免疫系统间的作用：星形细胞参与自身免疫异常的多发性硬 化症。新生小鼠的脑培养加入脂多糖后，发现星形细胞可分泌白细胞介素-1(IL-1)，IL-1 可 激活脑内的 T 细胞，因 IL-1 可促使产生 IL-2 及在 T 细胞的 IL-2 表达的受体，据此说明在中 枢神经系统的星形细胞介入免疫过程。此外星形细胞尚分泌 IL-3 样因子及颗粒-巨噬细胞刺 激因子，这些因子也参与免疫过程。 总之，评价化学物导致的细胞毒性在动物整体探索很困难，因涉及很多因素如神经、体 液及体内血液动力学。因此可利用星形细胞与脑实质共同培养来探索星形细胞在神经变性类 的疾患中的作用及机理。 （二）神经元损伤(Neuronopathies) 某些毒物对一些神经元或某种神经元呈特异损伤，若严重时可使神经元死亡。一个神经 元丢失不但不可修复，而且使树突及轴和轴的髓鞘均出现变性，这些改变可见于周围神经及 中枢神经系统。神经元开始出现损伤，继之发生坏死，最终导致永久性丢失。毒物作用呈选 择性地损伤一种神经元，也可选择不同神经元的亚群，表现为弥漫性脑病，但症状根据神经 毒的选择性毒性往往仅表现一种特殊的功能障碍，如甲基汞(methyl mercury)污染的食物，可 引起居民中毒，临床表现根据接触毒物的程度及年龄的不同表现不一致，在成人最严重的损 伤为视皮层的神经元及小脑皮层的小的内颗粒细胞神经元出现大量的变性传导性明显的运 动失调。儿童可见广泛的神经元丢失，严重时可导致智力迟钝及麻痹。对损伤机理已进行了 大量研究，并对各种细胞功能如糖分解、核酸生物合成、有氧呼吸、蛋白合成及递质释放等 的障碍进行了探索，但致细胞死亡的机理尚不明确。另外，如三甲基锡(trimeyltin)多用于增 塑剂、抗真菌药或其他农药。三甲基锡中毒在人可表现为严重不可修复的边缘—脑综合征 (Limbie，cerebellar syndrome)。在灵长类可表现为相似的行为变化。主要病变为弥漫性神经 元病，损伤的机理未定。损伤的表现开始呈神经系统的神经元聚积包含高尔基体(Colgi)样结 构的细胞浆体，继之出现细胞肿胀及坏死。在此损伤过程中海马受损严重。关于三甲基锡神 经毒的机理，存在某些假说，如能量的丧失及兴奋性毒性的损伤。此外，在三甲基锡敏感的 神经元中存在一种蛋白即 stannin，其作用尚待研究确定。 （三）轴病(Axonopathies)
神经毒性原发部位在轴即称为轴病。轴及包围轴的髓鞘均发生变性，但神经元的胞体完好无损。过去(Caranogh，1964)将“返死轴病”称为轴病，认为毒性作用部位包括神经元细胞体及远端轴从突触返向细胞体发生进行性变性。现代通过大量研究，轴病可由不同的病因引起，沿轴长的某些点从轴的远端发生“化学性横断”样变性，与胞体以生物学方式分离。由手毒性损伤的靶点长轴较短轴多，所以长轴易受毒物损伤出现轴病。中枢神经系统长轴损伤如后索的上行性感觉轴或下行性运动轴，沿长的周围神经系统的感觉及运动轴上行及下行，毒性轴病易发生于远端轴，因此称为“中枢周围的远端轴病”。但中枢神经系统的轴变性与周围神经系统的轴变性完全不同，在同样的损伤条件下后者可部分修复，轻症时可完全修复，但前者则否。致轴病的神经毒物很多，许多工业化学毒物、农药、某些食物添加剂、治疗用药物、重金属均为神经毒物。常见的轴病如有机磷三磷甲苯磷酸酯(TOCP，Tri-o-cmsylphoshate)引起的中枢周围远端轴病，此种轴病并非胆碱能中毒。在美国曾发生饮料的TOCP污染、橄榄油掺入TOCP等，人误用后，出现麻痹。疏水性的有机磷化合物易进入神经系统，其作用机理为有机磷化合物使生物大分子烷化或磷酸化，可导致人或动物的迟发性神经毒。有机磷酯在神经系统存在多种靶，目前对导致迟发性神经毒的靶尚未清楚。其他的酯酶活性或“神经靶酯酶”(NTE)可被神经毒性有机磷酯抑制。有机磷酯对轴毒性的效能及其抑制NTE的效能，在体内或培养系统中呈相关关系。并非所有的有机磷酯均可导致迟发性神经毒。在急性有机磷酯接触后，并非立即出现轴变性，一般在急性高剂量接触及临床出现轴病之间间隔7～10天。周围神经系统的轴病可逐步修复，但若反复接触可导致顽固性脊髓的轴变性，且进行性发展为类似于多发性硬化症的病变。（四）微管相关的神经毒一一周围神经病（neuropathy）关于微管在轴的转运及保留轴的功能方面尚待阐明。在从植物提取某些生物碱后，对研究此方面工作创造了条件。长春花碱及秋水仙素可结合微管蛋白以阻止这种蛋白的亚基缔合而形成微管。长春新碱为长春花生物碱的一种，临床利用此生物碱对微管的直接作用一一抗有丝分裂活性治疗白血病。秋水仙素在临床用于治疗痛风。此两种微管抑制物在临床成为周围神经病的原因。近年从植物提取紫杉醇(taxd)，与微管呈明显不同的相互作用。当微管堆集及稳定于微管的聚集型时，紫杉醇与微管结合，在低温或钙存在时微管可正常地解离为微管蛋白的亚基。紫杉醇已用于临床治疗某些癌。但已发现大量使用这种化合物的患者出现感觉运动轴病或植物神经病。已证实秋水仙素及长春花生物碱可致微管的去极化，而紫杉醇使微管稳定导致轴病。已证明微管在体外呈动态平衡，微管呈平衡状态的同时，解离亚基。在体内此过程发生时微管蛋白移入轴。因此微管经常地缔合及解离。在动态平衡的状态时，紫杉醇及长春花生物碱发挥其毒性作用阻止微管蛋白的两个池的交换（即阻止缔合及解离的交换)。形态学上此两种情况不同，在用秋水仙素时，轴呈萎缩状态，轴内微管较少。相反，接触紫杉醇时，在轴内微管很多聚积为排列的微管。此两种情况干扰了轴的快速转运，但紫杉醇接触后的情况尚未非常肯定。总之，此两种情况均可导致周围神经病。269
269 神经毒性原发部位在轴即称为轴病。轴及包围轴的髓鞘均发生变性，但神经元的胞体完 好无损。过去(Caranogh，1964)将“返死轴病”称为轴病，认为毒性作用部位包括神经元细 胞体及远端轴从突触返向细胞体发生进行性变性。现代通过大量研究，轴病可由不同的病因 引起，沿轴长的某些点从轴的远端发生“化学性横断”样变性，与胞体以生物学方式分离。 由于毒性损伤的靶点长轴较短轴多，所以长轴易受毒物损伤出现轴病。中枢神经系统长轴损 伤如后索的上行性感觉轴或下行性运动轴，沿长的周围神经系统的感觉及运动轴上行及下 行，毒性轴病易发生于远端轴，因此称为“中枢周围的远端轴病”。但中枢神经系统的轴变 性与周围神经系统的轴变性完全不同，在同样的损伤条件下后者可部分修复，轻症时可完全 修复，但前者则否。 致轴病的神经毒物很多，许多工业化学毒物、农药、某些食物添加剂、治疗用药物、重 金属均为神经毒物。 常见的轴病如有机磷三磷甲苯磷酸酯(TOCP，Tri-o-cmsyl phoshate)引起的中枢周围远端 轴病，此种轴病并非胆碱能中毒。在美国曾发生饮料的 TOCP 污染、橄榄油掺入 TOCP 等， 人误用后，出现麻痹。 疏水性的有机磷化合物易进入神经系统，其作用机理为有机磷化合物使生物大分子烷化 或磷酸化，可导致人或动物的迟发性神经毒。有机磷酯在神经系统存在多种靶，目前对导致 迟发性神经毒的靶尚未清楚。其他的酯酶活性或“神经靶酯酶”(NTE)可被神经毒性有机磷 酯抑制。有机磷酯对轴毒性的效能及其抑制 NTE 的效能，在体内或培养系统中呈相关关系。 并非所有的有机磷酯均可导致迟发性神经毒。 在急性有机磷酯接触后，并非立即出现轴变性，一般在急性高剂量接触及临床出现轴病 之间间隔 7～10 天。周围神经系统的轴病可逐步修复，但若反复接触可导致顽固性脊髓的轴 变性，且进行性发展为类似于多发性硬化症的病变。 （四）微管相关的神经毒——周围神经病(neuropathy) 关于微管在轴的转运及保留轴的功能方面尚待阐明。在从植物提取某些生物碱后，对研 究此方面工作创造了条件。长春花碱及秋水仙素可结合微管蛋白以阻止这种蛋白的亚基缔合 而形成微管。长春新碱为长春花生物碱的一种，临床利用此生物碱对微管的直接作用——抗 有丝分裂活性治疗白血病。秋水仙素在临床用于治疗痛风。此两种微管抑制物在临床成为周 围神经病的原因。 近年从植物提取紫杉醇(taxd)，与微管呈明显不同的相互作用。当微管堆集及稳定于微 管的聚集型时，紫杉醇与微管结合，在低温或钙存在时微管可正常地解离为微管蛋白的亚基。 紫杉醇已用于临床治疗某些癌。但已发现大量使用这种化合物的患者出现感觉运动轴病或植 物神经病。 已证实秋水仙素及长春花生物碱可致微管的去极化，而紫杉醇使微管稳定导致轴病。已 证明微管在体外呈动态平衡，微管呈平衡状态的同时，解离亚基。在体内此过程发生时微管 蛋白移入轴。因此微管经常地缔合及解离。在动态平衡的状态时，紫杉醇及长春花生物碱发 挥其毒性作用阻止微管蛋白的两个池的交换(即阻止缔合及解离的交换)。形态学上此两种情 况不同，在用秋水仙素时，轴呈萎缩状态，轴内微管较少。相反，接触紫杉醇时，在轴内微 管很多聚积为排列的微管。此两种情况干扰了轴的快速转运，但紫杉醇接触后的情况尚未非 常肯定。总之，此两种情况均可导致周围神经病
（五）髓鞘病（myelinopathies）毒物可导致髓鞘板分离称为髓鞘内水肿，选择性的髓鞘丢失称之为脱髓鞘。髓鞘内水肿可由于髓鞘基础蛋白mRNA转录水平改变，在发展的早期可修复。但在开始期可发展为节段性脱髓鞘，髓鞘从轴脱失。节段性脱髓鞘也可由于对髓鞘细胞直接毒作用。在节段性脱髓鞘后，在周围神经系统常见由雪旺细胞将裸露的结间(intemode)再髓鞘化，在中枢神经系统仅见有限的范围进行再髓鞘化。在周围神经节段性脱髓鞘后再髓鞘化涉及多数雪旺细胞，结果结间长度[即朗飞结(Ranviernode)间的距离]较正常明显减短，而且为脱髓鞘的永久的改变。导致脱髓鞘的化合物有的在人体已有接触，且已明确其导致脱髓鞘的过程及再修复的过程。一般脱髓鞘的功能上的改变与脱髓鞘的范围可局限于中枢神经系统或周围神经系统，或其效应更弥漫。这些中毒性脱髓鞘病，其髓鞘破坏若呈弥漫性，可发生严重的神经病，如限于周围神经系统，则仅表现周围神经病的症状。铅(1ead)：动物接触铅可导致周围神经病，并出现显著的节段性脱髓鞘改变。铅对人的神经毒性较大鼠变异大，在其他器官的铅的毒性也不同。数个世纪以来已重视铅的神经毒性。现代成人职业接触铅污染机会增多，有些地区环境中含铅水平较高，致居民血中铅水平较高。儿童尤其小手5岁的儿童在同样环境中血铅水平比成人高，此多由于经口接触铅，如接触含铅的颜料碎屑等所致。年幼的儿童急性接触大量铅污染而导致严重的脑水肿，或损伤内皮细胞。铅性脑病儿童较成人明显。成人慢性铅中毒易导致周围神经病，且伴随神经系统以外的病，如胃炎、腹部绞痛、贫血，及铅在特殊解剖部位沉着，如在齿龈的沿线及在长骨骨髓的铅线。对人体周围神经的铅效应不完全清楚，通过电生理的观察证实神经传导减慢，在动物实验见到节段性脱髓鞘。在人患有铅导致的神经病可见到典型的轴病，而且主要侵犯运动轴的病人患有运动性神经病。虽然急性及慢性铅接触的表现早已明确，在近年才注意到接触很低水平的铅的儿童虽无症状，但实际存在智能方面的有害效应。开始的报告提示儿童的血铅轻度升高与其在学校的行为相关：最近注意到儿童脱落的牙齿中铅的水平升高及行为测试用词能力、注意力和非适应性行为相关。关于此问题存在某些争议，如认为儿童有较高水平的血铅，可能与其他某些环境因素，如社会经济状态、双亲的教育水平等有关。但虽然人的情况较复杂，而铅的接触对儿童智力有有害影响，动物实验模型证实接触铅及脑功能障碍二者是伴随的。（六）神经传递与神经毒性1.多数神经毒物可损伤神经系统细胞结构，并有解剖学根据。在某些情况下，神经系统的功能障碍并未见细胞结构的改变，但在行为功能测试时神经毒的表现为行为改变或行为障碍。事实上神经毒物导致的有解剖根据的细胞损伤，首先通过测试神经病学的功能障碍，而证实是由于神经毒所致的细胞损伤。这些毒物的分子生物学机理现尚不清楚，但这些化合物的化学作用的基础是明确的。这些化合物主要使神经传递过程发生障碍。根据神经药理学提出有时神经传导中断对个体是有利的。但过度或不适合的接触化学物所出现的神经传导改变可能系神经毒理学的特点。此类化合物如尼古丁(nicotine)、可卡因(cocaine)、兴奋性氨基酸(excitatoryaminoacids)270
270 （五）髓鞘病(myelinopathies) 毒物可导致髓鞘板分离称为髓鞘内水肿，选择性的髓鞘丢失称之为脱髓鞘。髓鞘内水肿 可由于髓鞘基础蛋白 mRNA 转录水平改变，在发展的早期可修复。但在开始期可发展为节 段性脱髓鞘，髓鞘从轴脱失。节段性脱髓鞘也可由于对髓鞘细胞直接毒作用。在节段性脱髓 鞘后，在周围神经系统常见由雪旺细胞将裸露的结间(intemode)再髓鞘化，在中枢神经系统 仅见有限的范围进行再髓鞘化。在周围神经节段性脱髓鞘后再髓鞘化涉及多数雪旺细胞，结 果结间长度[即朗飞结(Ranvier node)间的距离]较正常明显减短，而且为脱髓鞘的永久的改 变。 导致脱髓鞘的化合物有的在人体已有接触，且已明确其导致脱髓鞘的过程及再修复的过 程。一般脱髓鞘的功能上的改变与脱髓鞘的范围可局限于中枢神经系统或周围神经系统，或 其效应更弥漫。这些中毒性脱髓鞘病，其髓鞘破坏若呈弥漫性，可发生严重的神经病，如限 于周围神经系统，则仅表现周围神经病的症状。 铅(1ead)：动物接触铅可导致周围神经病，并出现显著的节段性脱髓鞘改变。铅对人的 神经毒性较大鼠变异大，在其他器官的铅的毒性也不同。数个世纪以来已重视铅的神经毒性。 现代成人职业接触铅污染机会增多，有些地区环境中含铅水平较高，致居民血中铅水平较高。 儿童尤其小于 5 岁的儿童在同样环境中血铅水平比成人高，此多由于经口接触铅，如接触含 铅的颜料碎屑等所致。 年幼的儿童急性接触大量铅污染而导致严重的脑水肿，或损伤内皮细胞。铅性脑病儿童 较成人明显。 成人慢性铅中毒易导致周围神经病，且伴随神经系统以外的病，如胃炎、腹部绞痛、贫 血，及铅在特殊解剖部位沉着，如在齿龈的沿线及在长骨骨髓的铅线。对人体周围神经的铅 效应不完全清楚，通过电生理的观察证实神经传导减慢，在动物实验见到节段性脱髓鞘。在 人患有铅导致的神经病可见到典型的轴病，而且主要侵犯运动轴的病人患有运动性神经病。 虽然急性及慢性铅接触的表现早已明确，在近年才注意到接触很低水平的铅的儿童虽无症 状，但实际存在智能方面的有害效应。开始的报告提示儿童的血铅轻度升高与其在学校的行 为相关；最近注意到儿童脱落的牙齿中铅的水平升高及行为测试用词能力、注意力和非适应 性行为相关。关于此问题存在某些争议，如认为儿童有较高水平的血铅，可能与其他某些环 境因素，如社会经济状态、双亲的教育水平等有关。但虽然人的情况较复杂，而铅的接触对 儿童智力有有害影响，动物实验模型证实接触铅及脑功能障碍二者是伴随的。 （六）神经传递与神经毒性 1. 多数神经毒物可损伤神经系统细胞结构，并有解剖学根据。在某些情况下，神经系 统的功能障碍并未见细胞结构的改变，但在行为功能测试时神经毒的表现为行为改变或行为 障碍。事实上神经毒物导致的有解剖根据的细胞损伤，首先通过测试神经病学的功能障碍， 而证实是由于神经毒所致的细胞损伤。 这些毒物的分子生物学机理现尚不清楚，但这些化合物的化学作用的基础是明确的。 这些化合物主要使神经传递过程发生障碍。根据神经药理学提出有时神经传导中断对个 体是有利的。但过度或不适合的接触化学物所出现的神经传导改变可能系神经毒理学的 特点。 此类化合物如尼古丁(nicotine)、可卡因(cocaine)、兴奋性氨基酸(excitatory amino acids)
等可中断冲动的传导，阻滞或加强突触的传递或于扰第二信号系统。这些化合物的急性效应直接与在作用部位的即刻浓度有关，即直接与药物在血中浓度有关。许多结构类似的化学物的作用也相似。如某些药物的作用与交感神经系统的神经传导过程相似，即称为拟交感神经化学物。由于这些药物的靶分布全身，其副作用持续时间短，易修复，也可用其抗物得到修复，如长时间使用则可导致不可修复。如吩噻嗪(phenothiazines)长期治疗精神分裂症，可出现迟发性运动困难，且永久在面部遗留怪相。2.神经毒性影响神经传递的机理神经传递参与主要环节有神经元的突触、神经递质、第二信号系统，离子通道等。神经毒物作用于突触可影响递质合成、储存及释放，并干扰递质的灭活和清除，递质与受体的作用，或毒物与受体结合，改变膜的离子泵和离子通道。神经毒物作用于神经递质的代谢，可影响递质中间代谢、合成及降解。3.神经毒性影响神经细胞的第二信号系统，受体的特异激动剂肌醇磷酸酯及其分解产物IP3等的研究可了解毒物对受体的特异激动剂的影响。钙在第二信号系统中有重要作用，如神经毒物可使细胞内Ca2+增高，胞内游离钙升高又可通过钙调素CaM依赖性早反应基因如c-fos和c-myc快速短时间表达。观察Ca2+、CaM及c-fos及c-myc均可提示神经毒物对第二信号系统的影响。近年的研究发现一氧化氮(NO)的神经毒性，尤其是兴奋性神经毒性：已证实NO介入谷氨酸的神经毒性。4.离子通道与神经毒性：钙通道及钠通道均系电压门控离子通道。钙通道对神经递质和激素释放、动作电位生成和兴奋收缩等均很重要，是神经毒素及神经毒物的靶。钙通道分为4型，即T、L、N、P型。神经毒性可阻断不同型的钙通道，发挥不同的作用。可通过膜片钳方法研究某些毒物或药物与受体钙通道复合体的相互作用。杀虫剂、重金属、某些药物均可干扰钠通道，多为阻断钠通道的作用，如拟除虫菊酯主要使神经元钠通道关闭延迟，神经元持续去极化，导致神经系统过度兴奋，出现惊厥抽描、震颤、易激惹、舞蹈、运动失调综合征。局部麻醉药如普鲁卡因等的作用为阻断钠及钾通道，达到局部麻醉的作用。其他如抗精神病药物可以通过阻断神经元及心肌细胞的钠及钙通道达到治疗作用。二、迟发性神经毒性迟发性神经毒性(delayedtoxicity)，于1930年已有报道，见于人及动物，多见于有机磷农药中毒后，此类农药为胆碱酯酶抑制剂，但并非所有这种抑制剂均有迟发性神经毒性作用。迟发性神经毒性是指中毒症状发生之后约8~14天，再出现较持久的神经中毒症状，主要表现为弛缓性麻痹或轻瘫，而后出现脊髓损伤体征，如共济失调或强直等。神经细胞损伤的特点是轴突变性，引起继发性髓鞘变化。（一）迟发性神经毒性的表现及神经组织学所见迟发性神经毒性的种属差异较明显，人最敏感。动物以成年母鸡最敏感，猫次之，大、小鼠敏感性低。人及敏感性高的动物表现较严重，敏感性差的动物表现轻。人的临床表现为坐骨神经麻痹，轻症者多呈弛缓性麻痹，一般经2年可恢复。严重者呈控挛性麻痹，可持续多年，有的甚至持续至死亡。动物的表现开始呈全身无力状态，下肢衰弱。后出现步态异常或运动共济失调，遂步发展为站立困难，甚至下肢活动受限，下肢弛缓性麻痹或轻瘫，一般从下肢远端开始，后扩展271
271 等可中断冲动的传导，阻滞或加强突触的传递或干扰第二信号系统。这些化合物的急性效应 直接与在作用部位的即刻浓度有关，即直接与药物在血中浓度有关。许多结构类似的化学物 的作用也相似。如某些药物的作用与交感神经系统的神经传导过程相似，即称为拟交感神经 化学物。由于这些药物的靶分布全身，其副作用持续时间短，易修复，也可用其拮抗物得到 修复，如长时间使用则可导致不可修复。如吩噻嗪(phenothiazines)长期治疗精神分裂症，可 出现迟发性运动困难，且永久在面部遗留怪相。 2. 神经毒性影响神经传递的机理 神经传递参与主要环节有神经元的突触、神经递质、第二信号系统，离子通道等。 神经毒物作用于突触可影响递质合成、储存及释放，并干扰递质的灭活和清除，递质与 受体的作用，或毒物与受体结合，改变膜的离子泵和离子通道。 神经毒物作用于神经递质的代谢，可影响递质中间代谢、合成及降解。 3. 神经毒性影响神经细胞的第二信号系统，受体的特异激动剂肌醇磷酸酯及其分解产 物 IP3 等的研究可了解毒物对受体的特异激动剂的影响。 钙在第二信号系统中有重要作用，如神经毒物可使细胞内 Ca2+增高，胞内游离钙升高又 可通过钙调素 CaM 依赖性早反应基因如 c-fos 和 c-myc 快速短时间表达。观察 Ca2+、CaM 及 c-fos 及 c-myc 均可提示神经毒物对第二信号系统的影响。 近年的研究发现一氧化氮(NO)的神经毒性，尤其是兴奋性神经毒性：已证实 NO 介入谷 氨酸的神经毒性。 4. 离子通道与神经毒性；钙通道及钠通道均系电压门控离子通道。钙通道对神经递质 和激素释放、动作电位生成和兴奋收缩等均很重要，是神经毒素及神经毒物的靶。钙通道分 为 4 型，即 T、L、N、P 型。神经毒性可阻断不同型的钙通道，发挥不同的作用。可通过膜 片钳方法研究某些毒物或药物与受体钙通道复合体的相互作用。杀虫剂、重金属、某些药物 均可干扰钠通道，多为阻断钠通道的作用，如拟除虫菊酯主要使神经元钠通道关闭延迟，神 经元持续去极化，导致神经系统过度兴奋，出现惊厥抽搐、震颤、易激惹、舞蹈、运动失调 综合征。局部麻醉药如普鲁卡因等的作用为阻断钠及钾通道，达到局部麻醉的作用。其他如 抗精神病药物可以通过阻断神经元及心肌细胞的钠及钙通道达到治疗作用。 二、迟发性神经毒性 迟发性神经毒性(delayed toxicity)，于 1930 年已有报道，见于人及动物，多见于有机磷 农药中毒后，此类农药为胆碱酯酶抑制剂，但并非所有这种抑制剂均有迟发性神经毒性作用。 迟发性神经毒性是指中毒症状发生之后约 8~14 天，再出现较持久的神经中毒症状，主要表 现为弛缓性麻痹或轻瘫，而后出现脊髓损伤体征，如共济失调或强直等。神经细胞损伤的特 点是轴突变性，引起继发性髓鞘变化。 （一）迟发性神经毒性的表现及神经组织学所见 迟发性神经毒性的种属差异较明显，人最敏感。动物以成年母鸡最敏感，猫次之，大、 小鼠敏感性低。人及敏感性高的动物表现较严重，敏感性差的动物表现轻。 人的临床表现为坐骨神经麻痹，轻症者多呈弛缓性麻痹，一般经 2 年可恢复。严重者呈 痉挛性麻痹，可持续多年，有的甚至持续至死亡。 动物的表现开始呈全身无力状态，下肢衰弱。后出现步态异常或运动共济失调，逐步发 展为站立困难，甚至下肢活动受限，下肢弛缓性麻痹或轻瘫，一般从下肢远端开始，后扩展