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氢气对抗砒霜中毒

已有 4860 次阅读 2013-7-29 08:32 |个人分类:氢气细胞学研究|系统分类:论文交流

氢气对抗砒霜中毒

砷及其化合物的急性毒性与其水溶性有关在自然界中,砷主要以硫化物的形式存在,如雄黄(As2S)、雌黄(As2S3)等,常以混合物的形式分布于各种金属矿石中。三氧化二砷曾用作外用中药、杀鼠药、杀虫剂、消毒防腐剂。砷化合物还包括:杀虫剂如砷酸钙、砷酸铅、亚砷酸铅;除草剂如亚砷酸钠、亚砷酸钙;杀菌剂如五氧化二砷;木材防腐剂如砷酸;有机砷农药如甲基砷酸锌、甲基砷酸钙、甲基砷酸铁胺、退菌特等;含砷颜料、巴黎;半导体原材料如高纯砷、砷化镓;化工原料如三氯化砷,砷与铜、铅制成的合金;含砷药物如抗癌药、抗梅毒药、枯痔散等。土壤或水源中含砷量过高(>0.1mg/L),可使居民发生地方性砷中毒,在印度与南、北美洲以及我国新疆、内蒙古和台湾地区均有报告。

砷化合物可使神经系统肾等多脏器受损其毒作用机制可能与以下环节有关1抑制含巯基酶的活性  砷化合物能与体内许多参与细胞代谢的重要的含巯基的酶结合如细胞色素氧化酶单胺氧化酶葡萄糖氧化酶胆碱氧化酶丙氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶丙酮酸氧化酶α-谷氨酸氧化酶丙酮酸脱氢酶以及富马酮酸脱氢酶等使酶失去活性干扰细胞的氧化还原反应和能量代谢故可导致多脏器系统的损害2促使氧化磷酸化解偶联。减少细胞能量供应,这属于化学性缺氧。3直接损伤血管壁砷可直接损伤脏器毛细血管壁或作用于血管舒缩中枢使毛细血管扩张血管通透性改变血管平滑肌麻痹4诱导促进生长的细胞因子,这可能与砷所致皮肤癌的机制有关5干扰DNA合成与修复  砷可与脱氧核糖核酸聚合酶结合影响DNA的合成与修复还可直接与巯基反应导致DNADNA-DNA交联或DNA-蛋白交联的断裂五价砷通过取代磷插入DNA结构产生不稳定键亦可造成DNA复制或转录的错误砷的致癌作用虽未获得足够的动物实验证据但根据人群资料已确定砷为对人的致癌物。

中毒患者应即脱离与砷的接触,应用络合剂加速驱排体内的砷,并给予对症治疗。意外经口中毒者应及早用温水、生理盐水或1%碳酸氢钠溶液洗胃,随后由胃管内注入活性炭30g及氧化镁20-40g或蛋白水(4只鸡蛋的蛋清加水1杯拌匀),以除去胃内残余的砷化合物;也可以新制备的氢氧化铁解毒剂,每5~10min经口或经胃管给一次,直至呕吐停止为止,以期与砷形成不溶性络合物砷酸铁,尔后再给予硫酸钠20~30g导泻。络合剂二巯丙磺钠、二巯丁二钠对砷中毒者都有较好的驱砷效果,已取代二巯丙醇及青霉胺,应尽早应用。

急性期的对症治疗应注意防止或纠正脱水、休克及电解质紊乱。慢性砷中毒者的角化过度的皮肤病变,可外用5%二巯丙醇油膏和可的松软膏,部分病人能获好转。砷性皮肤原位癌常系多发,局部切除仍不能完全防止复发与转移。

二巯丙醇属于还原剂,本质可以算作抗氧化治疗,从这个角度看,抗氧化应该是治疗砷中毒的手段,不过全身治疗除用络合物以外,并没有针对发病过程的针对性治疗,而且络合物由于容易导致一些生理性金属离子被误杀,而导致严重副作用。氢气作为一种新的抗氧化物质,可以全身应用,也许可以作为这类重金属中毒一种手段。

来自台湾高雄医科大学的学者最近发表在《亚洲地球科学杂志》的一篇文章,针对氢气对抗砷中毒的问题进行了探讨。他们采用肌浆网钙泵抑制剂毒胡萝卜素和ATP诱导的原代培养的角质形成细胞内游离钙离子震荡为指标。研究发现,砷可以引起角质形成细胞氧化损伤,抑制肌浆网钙泵抑制剂毒胡萝卜素和ATP诱导的原代培养的角质形成细胞内游离钙离子震荡,而用二巯丙醇和氢气可以抑制上述改变。研究说明氢气或许可以作为慢性砷中毒的一种有效手段。

Hydrogen-enrichedwater restoration of impaired calcium propagation by arsenic in primarykeratinocytes

Arsenic induces oxidative stress and inhibits ATP- andthapsigaragin-induced calcium propagation in epidermal keratinocytes.

Pretreatment of arsenic-treated keratinocytes withreducing agents partially restored the calcium propagation.

Arsenic impairs calcium propagation, likely throughoxidative stress and interactions with thiol groups in membrane proteins.

Endemic contamination of artesian water for drinking byarsenic is known to cause several human cancers, including cancers of the skin,bladder, and lungs. In skin, multiple arsenic-induced Bowen’s disease (As-BD)can develop into invasive cancers after decades of arsenic exposure. The characteristichistological features of As-BD include full-layer epidermal dysplasia,apoptosis, and abnormal proliferation. Calcium propagation is an essentialcellular event contributing to keratinocyte differentiation, proliferation, andapoptosis, all of which occur in As-BD. This study investigated how arsenicinterferes calcium propagation of skin keratinocytes through ROS production andwhether hydrogen-enriched water would restore arsenic-impaired calciumpropagation. Arsenic was found to induce oxidative stress and inhibit ATP- andthapsigaragin-induced calcium propagation. Pretreatment of arsenic-treatedkeratinocytes by hydrogen-enriched water or beta-mercaptoethanol with potentanti-oxidative effects partially restored the propagation of calcium by ATP andby thapsigaragin. It was concluded that arsenic may impair calcium propagation,likely through oxidative stress and interactions with thiol groups in membraneproteins.

 




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