芥子气中毒
一、战斗性能
芥子气于ww?『笃冢?1917年7月)首先由德军大量使用,其后各国军队相继效仿,造成大量人员伤亡。其伤亡率占毒剂总伤亡人数130万的88.7%,故有“毒剂之王”之称。从ww?〉健傲揭痢闭秸?使用证明,芥子气是经过“战争考验”的最有效的化学战剂之一。
二、体内代谢特点
吸收快、局部少量固定、全身均匀分布,血循环中消失迅速、代谢产物无毒,主要由尿中排泄等。
芥子气与皮肤粘膜接触后2~3分钟尚滞留于体表(此时用消毒剂可除去),至10~15分钟大部被吸收。吸收速度为1~4μg/(cm2?min)。其中约12%的芥子气“固定”于局部引起损伤,其余大部进入血循环并分布全身。肾、肺、肝含量较多,可能与供血量有关。全身吸收作用与组织器官的敏感性相关。游离状态的芥子气在血液中存留时间一般不超过30分钟(半值期为14分钟)。但近来drasch等报道,人严重中毒后芥子气在体内组织器官中可滞留7天。目前认为芥子气吸收作用与氮芥不同,主要由于其脂溶性扩散被动性吸收所致。
(二)芥子气的主要代谢产物及排泄途径
1.与体内多种生物大分子反应(如dna、rna、蛋白质、氨基酸等)形成烃化产物。
2.大部分与谷胱甘肽(50%)或半胱氨酸结合生成无毒的代谢产物排出体外。
3.经水解或氧化生成二羟二乙硫醚、芥子砜或芥子亚砜。测定前者含量可辅助诊断。
4.少部分芥子气转变为羟乙磺酸、羟基乙酸及无机硫酸盐等。
5.大部分代谢产物经尿液排出。尿放射性测定表明,大鼠和小鼠在注射后6h排出的约50%、24h达80%左右。
三、中毒机理
芥子气中毒机理虽早有研究,但迄今尚未完全阐明。目前认为,芥子气在体内主要与核酸、酶、蛋白质等生物大分子结合,特别对dna的烃化作用是引起机体广泛损伤的生物学基础,它与抗癌化疗药物烃化剂(或烷化剂)具有类似的药理学与毒理学性质。
(一)烃化作用
芥子气是典型的双功能烃化剂(bifunctional alkylating agent),具有广泛的烃化作用。芥子气分子中的硫原子具有两对未共用的电子;氯是电负性较强的原子。由于氯原子的诱导效应,硫原子上的未共用电子对沿着氯诱导效应的方向移动,促进氯原子分离。所以,溶解于水或体液等极性溶液中的芥子气迅速解离,内部电子重新排列,形成正碳离子或正硫离子。正硫离子又称锍离子(sulfonium ion)具有很强的亲电性(electrophilicity)极易与生物大分子的亲核性原子(nucleophilic atom)s、n、o等起烃化反应,形成以共价键结合的不同逆性的烃化产物(图13-1)。
细胞内许多重要成分含有s、n、o等亲核中心(nucleophilic center),它们对烃化剂具有强度不同的亲和力,其顺序为s>n>o。生理条件下,芥子气与体内许多亲核性基团如氨基、巯基、羟基、羧基、磷酸基及咪唑基等反应。所以,芥子气具有广泛和复杂的生物学作用。
(二)对核酸的作用
dna对芥子气极为敏感,是芥子气攻击的主要对象,也是芥子气基因毒性和细胞毒性的物质基础。dna中的碱基极易被芥子气烃化,此一作用主要发生在
[url=[[1]鸟嘌呤]]
的n7、o6、n2与腺嘌呤的n1、n6等位置。在碱性条件下,胞嘧啶的o2亦可被烃化。其中在鸟嘌呤的n7与o6位置上的烃化最为重要。核酸链中的磷酸二酯烃化可形成不稳定的磷酸三酯。