职业性神经系统疾病
什么是职业性神经系统疾病?
职业性神经系统疾病(occupational nervous system diseases)是指劳动者在职业活动中过量接触亲神经毒物所引起的中枢神经系统(central nervous system,CNS)或周围神经系统(peripheral nervous system,PNS)损害,其临床表现可因毒物的毒性、接触浓度、接触时间和个体敏感性等差异而不同。职业性神经系统损害最常见的临床类型是中毒性脑病(toxic encephalopathy)、中毒性周围神经病(toxic peripheral neuropathy)和中毒性神经衰弱综合征(toxic neurasthenic syndrome)。
详细介绍
疾病症状:
临床表现: (一)急性中毒性脑病 接触高浓度的神经毒物,如汽油、苯等,以及以引起缺氧为主的某些急性中毒,可引起“急性中毒性脑病”,常常是立即发病,很快出现脑病症状;而三乙基锡、四乙基铅、有机汞、甲醇、溴甲烷等急性中毒时可经历数十分钟、数小时或数目的潜伏期才出现急性中毒性脑病的临床症状;急性一氧化碳和磷酸三邻甲苯酯中毒时,往往在神经系统症状缓解后数日或数周才再次出现脑病的临床表现,称为“迟发性”脑病。 急性中毒性脑病一般源于弥漫性大脑损害,因此,临床表现为全脑症状,具有突出的神经、精神障碍。多数脑病的主要症状为头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、视力模糊、复视、步态蹒跚、烦躁、激动和不同程度的意识障碍(如嗜唾、意识模糊、朦胧状态、混浊状态、昏迷等);可伴血压、脉搏、呼吸等生命体征的改变,表现为血压升高,脉搏洪大、缓慢,呼吸缓而深等;到晚期则血压下降,脉搏快而细弱,呼吸不规则、浅而快,意识障碍加深,可出现抽搐;由于颅内高压,还可出现眼球结膜水肿、视盘水肿,甚至脑疝形成、呼吸抑制甚至停止。 某些毒物,如四乙基铅、有机汞、有机锡、二硫化碳、汽油、一氧化碳急性中毒时精神障碍十分突出,表现为癔症样症状、类精神分裂症或类狂躁抑郁症。 有的急性中毒性脑病尚可出现继发性癫痫(呈发作性抽搐、意识丧失、大小便失禁、发绀等)及自主神经失调症状,如高热、多汗、流涎、血压不稳定及瞳孔改变等。 急性中毒性脑病诊治时需注意下列特点:①早期症状常不典型,易误诊为类神经症,但病情变化快,可突然出现严重临床症状,如昏迷、呼吸衰竭等。②急性中毒性脑病的病程高峰一般在中毒后的3~5天;心率变慢、呼吸变慢、多汗不止以及频繁呕吐,常为呼吸衰竭的先兆;呼吸衰竭常是急性中毒性脑病的重要死因,特别是心率变慢更是病情恶化的提示。③急性中毒性脑病的主要病理过程是脑水肿,但在中毒性脑水肿早期,可无明显颅内高压的阳性体征;在病人神志清楚的情况下如出现腹壁反射和提睾反射消失,常提示存在早期脑水肿,但正常人腹壁松弛者也难引出腹壁反射,要注意鉴别。④急性中毒性脑病的脑水肿主要为细胞内水肿,故眼底常不能及时发现视盘水肿,因此,眼底检查正常并不能排除脑水肿的存在,亦不能依此判定其严重程度;如能排除毒物对眼的直接刺激,患者存在球结膜水肿,常可提示脑水肿的存在。 (二)慢性中毒性脑病 慢性中毒脑病临床表现较为复杂、表现各异,主要表现为: 1.痴呆(dementia) 以智能损伤为突出表现,如记忆力下降,人格改变,计算、理解能力下降,定向力障碍等,见于严重铅、四乙基铅、锰、溴甲烷、一氧化碳等中毒。 2.类精神分裂症(schizophrenia-like) 表现为自知力障碍,幻听、幻视,被害妄想,冲动行为等,常由四乙基铅、二硫化碳、汽油等慢性中毒所致。 3.帕金森病(parkinsonism) 病人出现全身肌张力增高、动作减少、震颤、前倾步态、表情淡漠、语言单调,甚至出现面具面容,可见于锰、二硫化碳等慢性中毒。4.小脑型共济失调(cerebellar ataxia) 患者出现四肢及躯体共济运动失调、肌张力降低、小脑性震颤、构音不清等,常见于严重慢性锰中毒。 5.其他 慢性中毒性脑病患者,有的尚可出现中枢运动神经元性瘫痪、间脑综合征(以自主神经功能失调为主要临床表现)等,如有机汞、四乙基铅、二硫化碳等慢性中毒。 上述各种类型临床表现可单独出现,也可混合存在。 (三)中毒性周围神经病 除急性铊中毒、急性砷中毒和急性有机磷化合物中毒所致迟发性周围神经病的神经病变发展过程较为急剧外,大多数职业性中毒性周围神经病多在接触毒物一定时间后才隐袭起病;周同神经病变呈渐进性,先出现肢体远端对称性感觉障碍,而后逐渐出现对称性下运动神经元性运动障碍;可伴有局部自主神经功能失调,如多汗或无汗、皮肤苍白、发凉、皮肤干燥等。 感觉障碍初起时表现为四肢远端麻木、疼痛、烧灼感或其他感觉异常;继而表现为远端感觉减退或消失,旱典型的手套、袜套型分布,严重者向上扩展。运动障碍则表现为不同程度的下运动神经元性瘫痪,肌力减退甚至完全瘫痪,肌肉萎缩,以四肢远端明显;深反射减弱或消失,以跟腱反射、膝反射明显。某些毒物不仅影响四肢的周围神经,脑神经损害亦十分突出,如甲醇引起视神经病,可引起视力减退、视野缩小,甚至失明;三氯乙烯引起三叉神经感觉支损害,可出现面部感觉减退,角膜反射减弱或消失;铊除损害周围神经外,尚可损害脑神经,如动眼神经、视神经、三叉神经、而神经等,表现为瞳孔扩大、视力下降、上睑下垂、面部感觉障碍和面瘫等。 (四)中毒性神经衰弱综合征 中毒性神经衰弱综合征属于中毒性类神经症范畴,是机体受到毒物影响后最常见的症状,是一组临床综合征状,常见于轻度中毒、重度中毒恢复期;其实质是毒物作用于机体后引起的大脑皮层功能紊乱—兴奋与抑制平衡失调、皮层功能弱化、皮层下中枢功能调节障碍等。神经衰弱综合征的表现多种多样,与患者神经类型有一定关系,但临床检查并无神经系统病理性体征,其症状主要表现为如下五个方面: 1.神经衰弱症状(neurasthenic symtoms) 如疲乏、记忆力减退、注意力不集中、工作或学习不能持久,效率减退。 2.兴奋症状(excitative symptoms) 如工作或学习用脑时可引起精神兴奋,回忆及联想增多而又控制不住等。 3.情绪症状(emotional symptoms) 如易烦恼、激惹、心情不愉快等。 4.紧张性疼痛(tonic pain) 如头痛、肌肉疼痛等。 5.睡眠障碍( dyssomnia) 表现为入睡因难、易醒、早醒、多梦等。 患者可伴有心悸、多汗、性功能减退、食欲不振等自主神经功能失调的症状,病程至少3个月以上;症状常有波动,用脑后加重,休息后减轻。中毒性神经衰弱综合征应注意与焦虑性神经症和抑郁性神经症区别,但中毒性神经衰弱综合征可能与这些神经症的症状同时存在,给临床鉴别带来不少困难。
疾病检查:
诊断检查: (一)急性中毒性脑病 诊断要点如下: 1.有明确的高浓度神经毒物接触史,发病过程符合该毒物急性中毒的特点。 2.临床症状以头痛、乏力、恶心、呕吐、烦躁、不同程度意识障碍等常见神经系统临床表现为主,重者可出现惊厥、昏迷;个别也可以精神症状为主或出现继发性癫痫。除CNS的临床表现外,还可伴有该毒物中毒的其他临床表现,如急性硫化氢中毒常有呼吸系统损害和心脏受损的表现等。 3.化验检查 血、尿、脑脊液等生物材料检测,可见相关毒物或其代谢产物的浓度增高,具有病因提示意义;脑脊液的压力可增高,细胞数正常或轻度增加,生化指标及蛋白质可正常或轻度升高,由于缺乏特异性,对诊断帮助不大。 4.脑电图及脑电地形图 表现为弥漫性慢波(θ、δ波),α波减少,呈中度或高度异常;脑诱发电位可见潜伏期延长;CT及MRI可显示脑水肿,脑室变小。 最后确诊还需排除有类似表现的其他脑部疾病,如脑炎、脑膜炎、脑肿瘤、脑血管意外、精神病等。 (二)慢性中毒性脑病 诊断要点如下: 1.有长期或较长期接触神经毒物的职业史。 2.起病缓慢,逐渐出现CNS损害的临床表现,具有神经系统损害体征,并常伴有毒物引起的其他系统损害的临床表现,如铅中毒性脑病可伴有贫血,重度慢性汞中毒可伴有明显的口腔炎、牙龈炎或肾损害等。 3.实验室检查可见血、尿、脑脊液、头发等生物材料中该种毒物或其代谢产物的含量增高。 4.其他:脑电图(electroencephalogram)及脑电地形图(electroencephalo topogram),可见慢波(θ、δ波)增多;脑诱发电位(evokcd potentiae,EP)显示主波潜时延长或波幅凋低或不对称,反映相应感觉通路异常,均不具特异性。CT及MRI可显示脑室系统扩大脑局限性或弥漫性萎缩,或脑不同部位局限性病变,但也不具特异性。 诊断时需注意排除老年性痴呆、血管性痴呆、帕金森病、肝豆状核变性及神经系统变性疾病。 (三)中毒性周围神经病 诊断要点是: 1.具有确切的能导致周围神经病的亲神经毒物职业接触史,多数在接触毒物一段时阳后发病。 2.四肢远端出现疼痛或感觉异常;体征显示对称性感觉障碍,呈典型手套袜套型分布伴肢体远端对称性下运动神经元性运动障碍;可伴有局部自主神经功能失调表现;有的病人尚出现该毒物引起的特异性脑神经损害。 3.血、尿、头发等生物材料中毒物或其代谢产物的浓度可见升高,如砷中毒时尿砷升高,具病因提示意义。 4.肌电图(electromyologram,EMG)及神经传导速度(nerve conduction velocity NCV)检查可早期显示周围神经损害,如许多中毒性周围神经病早期,临床上仅出现对和性肢端感觉障碍,而此时的神经肌电图已出现神经源性损害和MCV、SICV减慢。 但肌电图不具病因提示价值。中毒性周围神经病主要临床类型为轴索变性和节段性脱髓鞘,两种改变常可同时或相继存在,以一种改变为主。神经肌电图的改变不仅对典型的中毒性周围神经病有重要的诊断价值,且是周围神经病的早期诊断的敏感指标。轴索变性时,肌电图出现肌肉失神经电位改变,表现为插入电位延长,肌肉静息时出现纤颤波和正锐波,小力收缩时运动单位时限延长、多相波增多,大力收缩时出现单纯相或混合相;轴索完全变性时,大力收缩时无运动单位,神经电图(Electroneurogram)示感觉神经传导速度(sensory nerve conduction velocity,SCV)和运动神经传导速度(motor nerveconduction velocity,MCV)止常或轻度减慢。节段性脱髓鞘改变时,NCV显著减慢且伴远端潜伏时延长。
疾病治疗:
职业性神经系统疾病的治疗概要: 职业性神经系统疾病立即停止毒物的接触,尽快清除已吸收的毒物。.及时纠正脑缺氧。积极防治脑水肿。改善细胞代谢,促进脑功能恢复。对症治疗。慢性中毒性脑病支持疗法和预防感染。中毒性周围神经病以综合治疗为主。中毒性神经衰弱综合征可积极配合中医治疗。 职业性神经系统疾病的详细治疗: 治疗: (一)急性中毒性脑病 1.病因治疗 立即停止毒物的接触,尽快清除已吸收的毒物,及早使用解毒剂或血液净化疗法,如氰化物中毒可采用硫代硫酸钠或亚硝酸钠一硫代硫酸疗法,汞中毒使用二巯丙磺钠或二巯丁二钠,毒鼠强中毒采用血液灌流等。 2.及时纠正脑缺氧 可用高压氧或常压面罩吸氧。纠正脑缺氧有利于脑水肿的消除,特别是高压氧治疗可使血液中物理状态溶解氧增加,提高氧分压,改善脑细胞的氧供应—脑水肿时,在正常大气压下吸纯氧可使脑压下降23%,在2个大气压下吸氧,脑压可下降37%。在许多急性中毒性脑病,高压氧对于改善症状、缩短病程、减少后遗症均有一定作用,但应注意合理使用。 3.积极防治脑水肿 (1)合理输液,限制液体入量,避免过多的液体输入。 (2)糖皮质激素 可增加机体的应激性,改善毛细血管通透性,促进糖原异生作用产生较多的ATP,提高细胞对缺氧的耐受性;对细胞膜和溶酶体有稳定作用,可减少细胞的白溶和坏死;也有减少脑脊液生成的作用,对于血管源性脑水肿降低颅内压的效果尤其明显。可用地塞米松20~80mg/d稀释后静注或静脉滴注,用药3~5天,最长7天。 (3)高渗脱水剂 20%甘露醇250ml静注或快速滴注,根据病情4小时后可重复,每日2~3次。 (4)利尿 用呋噻米20~40mg肌注或稀释后静脉滴注,每日2~4次;但使用利尿剂需注意避免脱水过度造成血容量不足和电解质紊乱(发生低钾血症),可根据出入量平衡补钾或适当补液。 4.改善细胞代谢,促进脑功能恢复。可选用脑活素(cerebrolysin)20ml加于葡萄糖液中静脉滴注,每日一次;ATP 20~40mg稀释后静注或肌注,每日2次;细胞色素C 15~30mg加于葡萄糖液中缓慢静注,每日1~2次(用前作皮肤过敏试验);辅酶A 50~100单位用生理盐水稀释后肌注或加于葡萄糖液中静脉滴注,每日1~2次;爱维治( actovegin)20~30ml加于葡萄糖液中静脉滴注,每日一次;胞二磷胆碱0.75g/d稀释后静脉滴注;也可选用都可喜(duxil)、脑复康(piracetam)等药物。 大剂量维生素C、还原型谷胱甘肽、辅酶Qio、维生素E具有抗自由基作用,也可选用。 5.对症治疗 (1)镇静对于烦躁不安或抽搐者可用安定5~10mg肌注或稀释后静注;抽搐未能控制者15分钟后重复剂量,或用苯巴比妥钠0.1~0.2g稀释后肌注,一日极量不超过1g。如经上述措施抽搐仍不能控制,可用阿米妥钠0.5g溶于生理盐水20ml缓慢静注(25mg/min),直至抽搐停止,剩余液15分钟后肌注。采用上述强镇静剂需注意防止突然发生呼吸抑制。 (2)降温 可使脑组织的代谢降低,减少脑的耗氧量,可采用头部冰帽、体表大血管经过处放置冰袋等;如有中枢性高热可采用全身物理降温和人工冬眠。 (3)呼吸衰竭的治疗 对呼吸变浅、变弱、变慢的病人,除用人工呼吸器外,可使用呼吸中枢兴奋剂,如洛贝林3~6mg、可拉明0.375~0.75g加于100ml葡萄糖液中静脉滴注,或利他林20~40mg稀释后静注。 6.支持疗法和预防感染 昏迷病人可插入胃管喂流质食物、营养液,并可静滴脂肪乳、氨基酸等,维持必需的营养需求,并注意电解质平衡。还应注意防治感染,可常规使用青霉素,有继发感染时,尤其应加强抗生素使用。 (二)慢性中毒性脑病 1.脱离有毒作业,并进行解毒治疗。如铅中毒性脑病应立即脱离铅作业,并用Na2 Ca-EDTA进行驱铅治疗。 2.对症治疗 痴呆患者可用谷氨酸20mg,一日三次口服;脑复新(pyritinol,neuroxin)0.2~0.4g一日三次口服;氯酯醒(meclofenoxate) 0.2g,一日三次口服;维生素Bi、B6 F1服;类精神分裂症可选用氯丙嗪、氟哌啶醇(haloperidol)、利培酮(risperdal)等药物;以震颤麻痹综合征为主者,可选用安坦、美多巴(madopar)、溴隐亭(bromcriptine)等;此外,还可根据情况选用促进细胞代谢、改善脑功能的药物。 (三)中毒性周围神经病 以综合治疗为主,主要措施为: 1.药物治疗 可选用维生素B1 100mg肌注,每日一次;维生素B12 1000μg肌注,每日一次;维生素B6 20mg口服,一日三次,或50mg/d肌注;甲钴胺500μg口服,一日三次;ATP 20~40mg/d肌注。急性期可用糖皮质激素泼尼松10mg口服,一日三次,或地塞米松1.5mg口服,一日三次,病情好转后逐渐减量,一般用药一个月;同时配合静滴ATP、辅酶A、每日一次,两周一疗程。其他,如地巴唑、肌苷、复方丹参片对病情恢复可有帮助;神经生长因子(nerve growth factor,4000~8000U/d肌注)、神经节苷酯(ganglioside)也有较好的疗效。 2.物理方法 可用超短波治疗、直流电碘离子导入治疗、电刺激疗法、按摩、功能锻炼等,对病情恢复有很好的帮助。 3.中医中药治疗 可采用活血化淤,通络补肾或补气益血药物及针灸治疗。 (四)中毒性神经衰弱综合征 神衰综合征的治疗要充分发挥患者的内因作用,尤其要帮助患者树立战胜疾病的信心,减轻病人的心理负担,冉积极配合中西医治疗。 1.药物治疗根据患者情况酌情选用神经调节剂口服,一日三次,或谷氨酸葡萄糖液(含0.5%谷氨酸,33%葡萄糖)30ml,睡前静脉注射;或用谷氨酸钠5.75~11. 5g加于10%葡萄糖液500ml中静脉滴注,每日一次,两周一疗程;也可选用七叶神安片、天麻素片、安神补脑液等药物。有睡眠障碍者可选用安定、舒乐安定等睡前服用;忧郁者可用多虑平12.5mg口服,一日三次或百忧解20mg/d口服。神经衰弱严重者则可采用胰岛素低血糖疗法,方法是每日晨空腹肌注正规胰岛素(短效胰岛素),由4~8单位开始,每日增加胰岛素量4~8单位。病人注射胰岛素后40~60分钟开始出现口渴、出汗、心慌、乏力、心跳加快、强烈饥饿感等低血糖反应,可根据前一日反应程度调节当目的胰岛素剂量,使每目的低血糖反应维持2~3小时,然后口服葡萄糖水结束当日反应后再进食;或让当日反应深一些,出现朦胧状态,再用50%葡萄糖液40ml静脉注射结束当日反应,然后进食。20天为一疗程,病人可进行1~2疗程治疗。经胰岛素低血糖治疗后,严重神经衰弱综合征患者睡眠常可得到明显改善,食欲好转,体重增加,其他神经衰弱症状也得到一定程度改善;其禁忌证为消化性溃疡,严重心、肝、肾疾病;进行胰岛素低血糖疗法,应有专人观察记录,并准备50%高渗葡萄糖液和注射器等。 2.中药治疗如五味子糖浆、菌灵芝糖浆、补心丹、人参归脾丸、酸枣仁汤等。
预防预后:
职业性神经系统疾病病因概要: 职业性神经系统疾病的病因主要分为2大方面:病因,分为金属及其有机化合物、有机溶剂、窒息性毒物、农药等;发病机制,与急性中毒性脑病、慢性中毒性脑病、中毒性周围神经病和神经病靶酯酶抑制有关。 职业性神经系统疾病详细解析: 病因: 引起职业性神经系统疾病的常见亲神经毒物可分为如下几类: (一)金属、类金属及其有机化合物 如铅、四乙基铅、有机汞、三烷基锡、羰基镍、砷化合物、铊、锰、汞、碲等。 (二)有机溶剂 如汽油、苯、甲苯、二硫化碳、二氯乙烯、甲醇、氯乙醇、四氯化碳、醋酸丁酯、二氯乙烷、正己烷、甲基正丁基甲酮、环氧乙烷、氯甲烷等。 (三)窒息性毒物 如一氧化碳、硫化氢、氰化物、二氧化碳、甲烷、丙烯腈等。 (四)农药 如有机磷酸酯类化合物(磷酸三邻甲苯酯、甲胺磷、敌百虫、敌敌畏、丙胺氟磷、对硫磷、乐果、马拉硫磷等)、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、杀虫脒、磷化氢、溴甲烷、沙蚕毒素类、四亚甲基二砜四胺(毒鼠强)、氟乙酰胺等。 (五)其他化合物 如氯丙烯、丙烯酰胺、溴甲烷、碘甲烷、硼烷、苯的氨基和硝基化合物、亚硝酸钠等。 发病机制: (一)急性中毒性脑病(acute toxic encephalopathy) 毒物引起的急性中毒性脑病的共同病变基础和主要病理过程是脑水肿(cerebral edema)、脑衰竭(cerebral failurc)和昏迷(coma),后者则为其最严重的临床结局。具体机制为: 1.细胞膜的通透性改变及血脑屏障功能障碍 血脑屏障是指可阻止某些外源性物质进入脑组织的生理结构和功能。血脑屏障的结构基础是:①许多脑毛细血管的内皮细胞被星形胶质细胞( astrocytes)包绕形成一个屏障,使毒物在这些部位不能进入神经元(neuron)o②脑毛细血管的内皮细胞由于“小带咬合(zonulae occludentes)”形成细胞间的紧密连接,使许多大分子物质不能通过。③CNS毛细血管的内皮细胞的胞浆内缺乏转送物质胞饮泡(pinocytotic vesicles),使某些外源性物质不能通过此一途径穿过小血管的内皮细胞。④细胞外间隙的屏障作用。毛细血管内皮细胞、神经胶质细胞和神经元之间存在细胞外基膜,它是一种规则的原纤维黏蛋白结构,具有“筛”的作用,可以转送细胞营养所需要的分子和调节水的渗透流量,但排斥其他物质。 一些脂溶性毒物易于透过血脑屏障,如麻醉剂和非极性的脂溶性化合物。铅由于可以引起脑毛细血管内皮细胞肿胀、坏死,故可破坏血脑屏障功能,并可使血清蛋白渗出至血管外,造成细胞外液胶体渗透压增高,水分外流至细胞外间隙,导致血管源性脑水肿;脑白质的组织不如脑灰质致密,因而这种细胞外水肿往往以白质为雨。 2.毒物引起组织缺氧 神经元代谢率很高,对氧的依赖性非常大,如脑仅占全身重量的2%,但其耗氧量却占全身耗氧量的20%,其能量主要由葡萄糖有氧酵解生成的ATP提供。有氧酵解时,每摩尔葡萄糖可以生成38摩尔的ATP,而无氧酵解仅能生成2摩尔的ATP;缺氧时脑组织储存的氧10秒钟即耗尽,故在终止脑组织的血流供应后几分钟内神经元的损害就已出现,在完全停止氧或葡萄糖的供给的即刻某些神经元已经死亡。大脑皮质、小脑皮质、海马的神经细胞和脊髓前角的运动细胞对缺氧最敏感;随着缺氧时间的延长,基底节、丘脑底核和黑质也受到损害;在完全缺氧的情况下还可导致脑干的损害;神经胶质细胞对缺氧相对不如神经元敏感。缺氧造成CNS损伤的先后顺序是:神经元、少突神经胶质细胞(oligodendrocytes)、星形胶质细胞、小胶质细胞(microglia)和毛细血管内皮细胞。 毒物引起组织缺氧有三种方式,即供氧性缺氧、细胞性缺氧和缺血性缺氧:①供氧性缺氧,是指在正常血流供给的情况下,由于提供的氧不足而引起的机体缺氧。此种情况主要见于毒物的存在降低了吸入气中氧含量(如吸入高浓度的甲烷、氮气、惰性气体等),或毒物干扰了血流的携氧能力(如一氧化碳、苯的氨基及硝基化合物中毒),或毒物直接干扰呼吸功能,引起呼吸肌麻痹或呼吸衰竭(如钡中毒等)。②细胞性缺氧,指在供血和供氧充足的情况下,毒物干扰了细胞利用氧的能力而引起的缺氧,如氰化物、硫化氢中毒。③缺血性缺氧,是指动脉血压降低到维持脑供血最低水平以下时所引起的缺氧,毒物引起的心脏骤停是造成血流供给不足的主要原因,毒物引起血管扩张造成的严重低血压也能致脑缺氧。缺氧导致脑组织葡萄糖有氧酵解明显降低后,即很快引起脑组织内的ATP生成减少,造成依赖于ATP的钠一钾离子泵功能失效,钠离子不能由细胞内排出,水和氯离子潴留于细胞内,引起细胞内水肿;脑组织缺氧还会使脑组织进入无氧代谢,其最终的代谢产物乳酸亦逐渐积聚,造成脑组织pH值逐渐下降,膜离子运转酶随之受到抑制,亦使细胞内钠离子增多,脑水肿加剧。此外,中毒、缺氧,特别是缺血,会使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶,后者在代谢嘌呤类物质时可产生大量氧自由基(oxygen free radicals),使脑细胞膜上及细胞内细胞器生物膜上的磷脂发生过氧化,导致脑细胞的损害,加重脑水肿。此外,脑缺氧、缺血或中毒时,钙可迅速进入细胞内,同时细胞内线粒体、内质网内的钙也被释放,使细胞发生钙超载(calcium overload),导致细胞损害;钙离子还可进入脑动脉内壁平滑肌细胞,引起小动脉痉挛,使脑组织进一步缺血、缺氧,加重脑水肿。 一般来说,脑毛细血管内皮细胞对缺氧的耐受性高于神经胶质细胞和神经元,但随着缺氧持续,脑毛细血管内皮细胞亦可受到损伤,而出现血管源性脑水肿。因此,不少毒物如一氧化碳、氰化物、硫化氢中毒等引起的缺氧性脑水肿,常先出现细胞内水肿(细胞毒性脑水肿),进而出现细胞外水肿(血管源性脑水肿),最终结果则多为混合性脑水肿。3.干扰细胞代谢 不少毒物可直接干扰葡萄糖代谢及ATP、蛋白的合成,而影响脑细胞的代谢;还有一些毒物可直接或间接作用于酶系统,抑制酶的活性,干扰细胞代谢。如三乙基锡可抑制神经胶质细胞突起(glial processcs)和轴索管(axonal tubules)内的ATP酶,使ATP合成减少,损害细胞膜内依赖ATP的钠一钾泵功能,导致细胞内水、钠潴留,产生细胞毒性脑水肿;四乙基铅可经肝转化为三乙基铅,抑制脑组织中葡萄糖代谢过程,减少ATP生成,导致细胞毒性脑水肿;氟乙酰胺进入体内后。可脱胺形成氟乙酸,其可干扰三羧酸循环,导致ATP合成障碍和氟柠檬酸积聚,也引起细胞毒性脑水肿。 4.再灌注损伤及细胞凋亡 某些中毒如一氧化碳中毒,在清醒后经数日至数周“假愈期”后,出现迟发性脑病,其发生机制除缺氧机制、血管内活性物质影响、免疫功能紊乱等因素外,还与再灌注损伤(reperfusionlnjury)有关—严重的缺氧使血管内皮细胞损伤、脱落,血小板活性明显增加,血小板黏附聚集,白细胞黏附分子表达增加,构成了再灌注损伤向炎症损伤转变的基础;白介素-1、肿瘤坏死因子-α、血小板活化因子等炎性细胞因子则为其启动因素,提示脑缺血、缺氧后的炎症反应参与了再灌注损伤。白细胞凝集、黏附、激活,可产生大量氧自由基和花生四烯酸代谢产物(前列腺素、白细胞三烯及蛋白水解酶等),使脑血管收缩、通透性增加、血小板凝集、脑细胞缺血坏死;蛋白水解酶还能够水解脑细胞外基质蛋白而引起细胞死亡。 细胞凋亡(apoptosis)则是神经细胞死亡的另一种方式,缺血、缺氧和缺血再灌注引起的细胞损伤、破坏,使凋亡成为此种情况下细胞死亡的主要模式。p53基因是多种病理情况下,细胞信号传导通路的关键调控点,在调节增殖和促进细胞凋亡过程中起着重要作用;在神经元严重受损部位,p53基因表达增加,细胞凋亡亦增加。一氧化碳中毒时,海马、大脑皮质和胼胝体p53基因表达明显增加,表明损伤主要集中在这三个脑区;海马的主要功能是记忆,皮质的主要功能是运动,胼胝体的主要功能是充当大脑左右半球信息交流的桥梁;一氧化碳中毒时,海马神经细胞的凋亡细胞增多并持续存在,这可能是迟发性脑病的病理基础。 (二)慢性中毒性脑病(chronic toxic encephalopathy) 见于严重慢性中毒,主要病理类型为脑脊髓病,其临床表现则因毒物对CNS的损害部位不同而有所差异。 1.慢性缺氧 长期接触毒物引起的慢性缺氧或重复缺氧,多倾向于损害血脑屏障,并抑制或阻碍脑细胞(神经元和星形胶质细胞)代谢,严重者可引起脑细胞变性坏死,以至脑萎缩。 2.CNS局灶性损害 某些毒物选择性地作用于CNS某些解剖区域,产生这些特定区域的损害,这可能是由于这些区域对这些毒物缺乏血脑屏障,使之能够直接到达这些区域的脑组织;或某些毒物对脑组织某些区域的独特生化特征具有亲和力,故选择性损害这些区域。例如,三甲基锡(trimethyl tin)的主要靶点是在边缘系统(limbic system),特别是海马(hippocampus)和梨状叶(pyriform lobc)的神经元;吡啶硫胺素(pyrithiarnine)通过降低转酮醇酶(transkCtolacs)的活性,选择性损害乳头体(mammillary body);滴滴涕(DDT)选择性损害脊髓前角细胞、小脑的浦肯野细胞(purkinje's cells)和齿状核(dentate nucleus)的神经元;汞损害小脑的浦肯野细胞;锰选择性损害基底节和小脑神经细胞等。 3.干扰神经介质,影响神经冲动传递。神经元轴索和树突之间的突轴裂特别容易受到血流携带的外源性毒物的损害,因为突轴后膜是神经化学介质(nervous chemical mediator)的受体部位,毒物通过阻断脑内化学介质(多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素、乙酰胆碱、γ-氨基丁酸)正常进入突轴后受体,充当假介质,或影响介质的合成、储存、释放、冉摄取,达到影响介质浓度的效果,使正常的神经冲动传递受到抑制,从而损害CNS特定的部位。如锰可影响多巴脱羧酶和酪氨酸羟化酶的活性,使基底神经节中的多巴胺减少,产生锥体外系损害等。 (三)中毒性周围神经病(toxic peripheral neuropathy) 中毒性周围神经病是指周围神经组织受到毒物损害的疾病。周围神经系统由神经元及神经纤维组成,包括神经根、神经干(脊神经和脑神经)、背根神经节、自主神经节和未梢神经纤维;除脑神经的三叉神经第一、二支和听神经为单纯的感觉神经外,其余周围神经皆为混合神经,包括运动、感觉及自主神经纤维。神经纤维又可分为有髓鞘纤维和无髓鞘纤维两种,前者由雪旺细胞(Schwann's cells)组成鞘膜紧密环绕单根轴索,形成同心圆般的分层结构所组成;每一个雪旺细胞形成一个节段髓鞘,两个节段髓鞘之间的断处为郎飞结(mode of Ranvier),髓鞘为绝缘体,导电性低,它的这种特性可使神经冲动由一个郎飞结跳跃传导到下一个郎飞结,故与神经的传导速度有密切关系。周围神经的脑神经干和脊神经属于有髓鞘纤维,损伤后具有再生能力;CNS的神经纤维则没有雪旺鞘膜,只有少突神经胶质细胞包绕,在遭到损伤后一般不能再生。毒物所致周围神经病的基本病理改变为轴索变性(axonal degeneration)和节段性脱髓鞘(segmental demyelination)。 1.髓鞘损害 外周神经轴索多有髓鞘,CNS的有髓鞘神经纤维主要为长轴索纤维,由少突神经胶质细胞螺旋包绕神经元轴索组成,类似于组成周围神经髓鞘的雪旺细胞。某些毒物可选择性损害CNS的少突神经胶质细胞和周围神经的雪旺细胞造成“髓鞘损害(myelindamage)”;,而产生白质和周围神经损伤。例如三乙基锡对少突神经胶质细胞具有高度毒性,而对神经元的毒性则甚小,故其中毒ur造成神经胶质细胞广泛性水肿、空泡形成、“海绵样变性( spongy degeneration)”,以及整个CNS髓鞘的分裂,产生白质严重损害;铅则会引起由郎飞氏结开始的雪旺氏细胞节段性退变和节段性脱髓鞘;铊可引起节段性脱髓鞘,造成周围神经的损害。 2.轴索变性 还有些毒物可通过损害神经元胞浆中的管状细胞器-神经微管(microtubules)和神经原纤维(neurofibrils)阻断轴索内营养物质的运输,使轴索远端发生肿胀、变性,如酒精、丙烯酰胺、二硫化碳、溴苯基乙酰脲、止己烷、甲基正丁基甲酮引起的周围神经损害。这种远端轴索的变性,常向心性扩展,形成所谓“逆向死亡( dying-back)”;,多数情况下可同时累及CNS和周围神经(PNS),因此称为“中枢-周围性远端型轴索病”(central-periphcral distal axonopathy)。 也有人认为,某些毒物对神经元的原发损害在核周体( perikaryon),此处是合成维持整个神经元功能所必需的蛋白质的主要部位,而后离心地向轴索和树突的远端运输,该部位受损后由于不能供应轴索远端营养而致最长纤维远端先发生变性。 3.神经肌肉接点损伤 轴突和有髓鞘纤维的终端是最易受到毒物损害的地方,凡能弥散透过骨骼肌毛细血管的物质,均能达到轴突前后的连接部位和运动神经与肌肉终板之间的裂隙。能够损害运动神经神经一肌肉接点的毒物主要有拟除虫菊酯类农药和DDT;铅除可引起节段性脱髓鞘外,也能作用于轴突前部而抑制终板电位。 (四)神经病靶酯酶抑制有机磷化合物中的一些品种,如磷酸三邻甲苯酯(TOCP)、丙氨氟磷、甲胺磷、敌敌畏、乐果、氧化乐果、马拉硫磷等在急性中毒后4~53天,可产生与胆碱酯酶抑制无关的迟发性周围神经病,这主要是神经组织中的神经靶酯酶(neurotargic esterase,NTE)被磷酰化后发生“老化”所致,此种酶活力的抑制和钙稳态失调有关。