氯丙烯神经毒性研究进展
作者：谢克勤 孙克任 阮迪云
单位：阮迪云(中国科技大学生命科学学院神经毒理实验室)；谢克勤 孙克任(山东医科大学毒理学省级重点实验室，济南 250012)
关键词：
卫生毒理学杂志000204 氯丙烯是一种重要的有机化工中间产品，它与次氯酸反应再经碱处理生成环氧氯丙烷。环氧氯丙烷是合成甘油的中间体，也是生产环氧树脂、氯醇橡胶、表面活性剂、稳定剂、医用药品等的重要原料。氯丙烯自从本世纪40年代合成以来，在有机合成、医药、农药、合成树脂等工业被广泛应用[1]。我国自70年代开始生产氯丙烯，生产厂家主要分布在沈阳、济南、岳阳、上海等地的化工厂或石油化工厂。目前国内年产量约25 000 t，济南地区产量占全国80%以上[2]。
自氯丙烯投入市场以来，国内外已有不少有关毒理学方面的研究报道。现主要在氯丙烯神经毒性方面进行综述。
, 百拇医药
1 对人体周围神经系统的影响
70年代以前，国内外从未报道氯丙烯对神经系统有影响，仅有报道对皮肤粘膜的作用和对肝、肾、呼吸和心血管方面的影响。70年代初，山东和北京先后报道在生产环氧氯丙烷和丙烯磺酸钠的生产工人中有周围神经病的病例发生。通过诊断有52例病人被确定为氯丙烯引起的中毒性神经病，患病率分别为21.4%和38.5%[3～5]。患者主要表现为对称性远端型运动及感觉障碍，四肢酸痛，腿软无力。远端感觉呈手套袜套样分布。跟腱反射减退或消失。肌力减弱，严重患者可见肌萎缩。
电生理检查显示周围神经病的特征。肌电图表现为轻度收缩时多相波增加，重度收缩时呈混合型兼干扰型放电，个别为单个运动神经元型放电，均为低电压。部分病人有插入电位减弱，出现自发或诱发的纤颤电位或正锐波型(即去神经电位)[3～5]。氯丙烯中毒患者腓总神经运动传导速度减慢，腓总神经、胫神经及正中神经的远端潜伏期明显延长[4，5]。运动神经传导障碍比感觉神经传导障碍多见；远端潜伏期延长又比神经干传导速度减慢多见[6]。这些特点说明氯丙烯中毒后运动神经纤维远端受累较重。
, 百拇医药
2 动物实验研究
2.1 急性毒性实验 山东医学院卫生学教研组1976年报道小鼠和大鼠经口染毒LD50分别是425 mg/kg(354.6～496.5 mg/kg)和460 mg/kg(436.5～483.5 mg/kg)[7]。小鼠经口染毒后，首先出现兴奋，乱蹦乱跳，然后抑制，活动减少，闭目不动，呼吸减慢，四肢无力。有的动物出现四肢抽搐，可致后肢瘫痪，最后因呼吸困难而死亡。
小鼠和大鼠吸入染毒的LD50分别为11.5 mg/L(10.9～12.1 mg/L)和11.0 mg/L(9.4～12.6 mg/L)[8]。亦有报道小鼠1次2 h吸入染毒LD50为(13.8±4.1)mg/L[7]。动物在吸入致死浓度时，出现上呼吸道刺激和眼刺激症状。表现为抓腮、乱蹦乱跳、流泪、出汗等。然后闭目不动，后期后肢无力，行走困难，甚至后肢瘫痪。有的动物可出现全身震颤、四肢抽搐或强直性痉挛、角弓反张等，最后多因呼吸困难而死亡[8]。
, http://www.100md.com
小鼠浸尾实验可见到尾部发绀及红肿，浸尾3～6 h后可引起死亡[7]。表明氯丙烯可通过皮肤进入体内。将氯丙烯原液涂于家兔皮肤24 h后，局部出现渗出性湿疹样改变，数日后毛发脱落，1周后恢复[8]。
3 亚急性和慢性毒性实验
3.1 中毒表现 山东医学院卫生学教研组曾用家兔做动物中毒模型，皮下注射氯丙烯12.5 mg/kg,1次/d，连续8周。中毒后家兔表现肌肉松弛、肌张力降低、四肢活动不灵便、运动困难、最后动物瘫痪[7]。何凤生[5]等用家兔，第1周给50 mg/kg氯丙烯，每周3次，然后给100 mg/kg，每周3次，5到6周后出现类似的中毒性神经运动障碍症状。何凤生等[9]还用小鼠做中毒模型，经口灌注氯丙烯500 mg/kg，每周3次，1个月以后出现运动不灵活，四肢无力，不能抓牢竖起的网格。Nagano 等[10]用7周龄的大鼠皮下注射氯丙烯2 mmol/kg(约150 mg/kg)，每周5次，连续3个月，出现神经中毒表现。亦用大鼠吸入不同浓度的氯丙烯，每天8 h，每周5d，28周后高浓度组出现明显的后肢无力等中毒神经病症状[11]。
, 百拇医药
3.2 病理改变 在病理方面的改变，山东医学院卫生学教研组报道在中毒后的家兔脊髓病理切片中，可发现脊髓前角神经细胞浊肿，尼氏体消失，部分细胞核溶解或消失；脊髓前角区有较广泛的神经胶质细胞和毛细血管增生；脊髓神经纤维退行性病变，粗细不匀，弯曲或断裂[7]。何凤生[5]也报道中毒家兔远端周围神经纤维退行性变是最明显的特征。这种改变与临床病人的症状和肌电图表现异常相一致。在有髓神经纤维中可见局部节段性髓鞘脱失及轴突不规则念珠状肿胀。轴突和髓鞘完全退行性变并被空泡细胞取代。小鼠中毒后观察坐骨神经，可见髓鞘纤维退行性变和轴突内水肿，髓鞘变薄。脊髓白质区、前角灰质区都可见退行性变的纤维[9]。在电镜下观察小鼠中毒后的神经轴突，发现典型的Wallerian变性。有髓纤维可见髓鞘不整，轴突内神经丝数量增加，堆积；无髓纤维可见轴突肿胀，损伤要早于有髓纤维。无髓纤维数量随中毒时间延长而明显减少；脊髓前角运动神经元可见高尔基氏体扩张，伴有雪旺氏细胞肿胀。脊髓神经纤维轴突内也可见神经丝堆积[9]。孙克任等[12，13]在电镜下观察了大鼠中毒后的神经变化。用15 mg/kg氯丙烯皮下注射大鼠，每天1次，连续9 d后观察中毒的大鼠坐骨神经，在电镜下发现有髓纤维内的微管和神经丝形态改变。微管和神经丝边缘不清楚，呈毛絮状，有的聚集融合，堆积在一起；有的走行紊乱，分布不匀，局部可出现空白区。线粒体有明显增多，少部分可见嵴脱落呈空泡变性。髓鞘未见明显改变。无髓神经纤维也可观察到轴突内微管和神经丝变性，或融合堆积成棉团块状，或呈空白区。单位面积内计数微管和神经丝数量，发现随中毒时间延长，微管和神经丝数量明显减少，作者曾用鸡胚脑细胞和NG108-15细胞系培养细胞发现中毒后的神经细胞轴突节段性断裂，呈串珠状，与整体动物体内观察发现的不规则念珠状肿胀的形态改变相一致[14]。细胞骨架染色后观察细胞骨架形态，发现细胞骨架随中毒剂量的增加而断裂破坏增多，与整体动物微管和神经丝变化相一致[15]。
, 百拇医药
3.3 电生理改变 为证实中毒后动物电生理学方面的改变与临床患者的电生理学改变一致，国内外学者也做了大量研究工作。
山东医学院卫生学教研组对中毒后的家兔进行肌电图测定，发现中毒后家兔在静息状态下，均有自发的失神经电位(纤颤电位和正锐波)和束颤电位；最大收缩时有混合型及干扰型放电，还有多相电位增多，低电压和峰电位时程延长[7]，何凤生等[5]对中毒家兔也引出纤颤电位，证明肌电图在中毒动物身上的表现与临床患者相一致。
山东医学院卫生学教研组用蟾蜍坐骨-腓神经标本，测定了离体神经复合动作电位。结果表明给氯丙烯后动作电位随时间和剂量的增加而降低[7]，作者也曾报道用大鼠坐骨神经体外直接滴加氯丙烯也得到相一致的结果[16]。Nagano 等[11]用大鼠吸入100 mg/m3氯丙烯，28周后也观察到大鼠尾神经动作电位明显降低。另外，染毒后蟾蜍坐骨-腓神经和大鼠坐骨神经传导速度减慢，潜伏期延长[7]。大鼠整体实验也观察到尾神经运动和感觉神经传导速度减慢[11]。动物传导速度和潜伏期的结果也与人体中毒后结果相一致。
, http://www.100md.com
4 神经损伤的机制研究
由于动物中毒后神经损伤的表现与人体中毒后神经损伤的表现相似。因此，20多年来，人们一直通过不同的动物(小鼠、大鼠和家兔)、不同的途径(吸入、皮下注射、经口灌胃等)、不同的时间(4～8周)诱发实验动物产生氯丙烯引起的周围神经病的动物模型。在整体动物、离体组织标本和细胞培养的水平上，进行氯丙烯引起神经损伤机制的探讨，试图解释病理改变过程，为治疗提供理论依据。
4.1 对巯基类物质的研究 山东医学院卫生学教研组最早研究了家兔中毒后血清巯基含量变化，发现血清巯基含量中毒组比对照组显著减低(P<0.01)。认为氯丙烯可与血清巯基类化合物起化学反应，使氯丙烯代谢解毒。但由于巯基类化合物是组织细胞的重要成分，参与细胞生长、代谢及维持正常生理活动。血清巯基减少将影响某些酶的活性及神经细胞的正常功能，久之使神经组织发生病理改变[7]。对35例中毒病人血清巯基检查则发现巯基含量降低不明显，平均值在正常值的下限[3]。贺锡雯等[17，18]报道给大鼠一次经口112.5 mg/kg氯丙烯6 h后，肝、肾谷胱甘肽(GSH)含量明显降低，并呈剂量-反应关系；而染毒14 d后，肝、肾GSH含量却显著增加，谷胱甘肽转移酶(GST)活性升高。给1/15LD50连续28 d后，仅见肾脏GSH含量增加。说明氯丙烯作为一种亲电子性物质进入体内后立即受到GSH的亲核性攻击而造成GSH含量的消耗。而组织中GSH含量在染毒14 d后显著增加，可能是由于GSH消耗，反馈促进合成增加。GSH含量的不同变化可能是急性、慢性中毒产生不同毒效应的基础。
, http://www.100md.com
4.2 对神经丝蛋白交联的研究 Nagano 等[10]在1993年用大鼠做中毒模型，比较了氯丙烯、丙烯酰胺和2，5-己二酮中毒后大鼠脊髓内神经丝蛋白含量和神经丝蛋白交联(cross-link neurofilament proteins),结果发现氯丙烯中毒组脊髓重量与对照组相比明显降低(P<0.05)；每克脊髓中所含细胞骨架蛋白的量明显减少。用SDS-PAGE电泳分离神经丝蛋白，发现神经丝蛋白的3个亚单位NF68KD、NF160KD和NF200KD与对照相比都明显减少。用免疫印迹分析NF68KD、NF160KD和NF200KD，没有发现这3个亚单位蛋白交联的证据。但2，5-己二酮则显示有神经丝蛋白的交联。在1996年Nagano 等[19]又用离体的方法进行了试验。先取出大量的脊髓，制备神经丝蛋白，加20 mmol/L的氯丙烯与神经丝蛋白一起孵育6、12、24和72 h，用免疫印迹分析法测定神经丝蛋白交联。发现在离体情况下，氯丙烯可引起神经丝蛋白交联。另外，He等[20]也用离体的方法，用大鼠制备神经丝蛋白，加入160 mmol/L的氯丙烯,共同孵育12 h，也得到了神经丝蛋白交联的证据。
, http://www.100md.com
4.3 对Ca2+和其他离子稳态失调的研究 动物氯丙烯中毒后，在电镜下所观察到的神经病变的主要特征是微管和神经丝的变性聚集[12]。孙克任等[13]曾报道中毒后的大鼠坐骨神经轴突内微管、神经丝形态和数量的改变与轴突内Ca2+、Mg2+含量改变有关。该实验选用雄性大鼠，皮下注射150 mg/kg氯丙烯，每日1次，连续9 d。结果发现坐骨神经内微管和神经丝变性聚集，单位面积(μm2)的微管和神经丝数量明显减少，而轴浆内Ca2+、Mg2+浓度明显增高。并推测Ca2+浓度升高，可激活钙依赖性蛋白酶，分解神经丝蛋白，导致神经丝减少；另一方面，Ca2+激活CaM，激活cAMP依赖性蛋白激酶，引起MAP2磷酸化，抑制微管聚合和促进微管解聚，使微管减少。作者曾用电子探针X线微区分析技术直接测定了中毒9 d、每天皮下注射100 mg/kg和200 mg/kg氯丙烯的大鼠坐骨神经轴突内Ca、Na、K等元素含量改变。结果发现中毒后大鼠坐骨神经轴突内Ca、Na、Mg含量明显增加，K、P元素明显减少，并随毒物浓度增高而明显改变[16]。这一结果在整体动物身上进一步证实了Ca2+增高与神经病理改变有关。作者又在细胞培养的水平上，用Fura-2/AM分子荧光探针直接测定了鸡胚脑神经细胞加入氯丙烯后细胞内游离Ca2+和游离Na+。结果表明氯丙烯可引起细胞内游离Ca2+和游离Na+明显增高，Ca2+增高比Na+增高较早出现[16]。作者又用离体方法加入氯丙烯与细胞共同培养24 h，电子探针X线分析结果显示与用整体大鼠坐骨神经测定的Ca、Na、Mg等结果相一致[21]。为进一步探讨微管、神经丝变性的生化机制，我们从离体细胞培养水平上探讨加入氯丙烯与细胞共培养后，细胞内的一些酶的改变。结果发现中毒后的细胞内Ca2+增高、钙调素活性增高、Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶Ⅱ活性也明显增加、cAMP增加、细胞骨架蛋白合成抑制明显增加、细胞骨架形态随浓度增高破碎、断裂，最后消失。这些结果表明中毒后细胞内随着Ca2+增高，使CaM激活，继而激活Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶，使微管和微管相关蛋白(MAP2)磷酸化，使微管组装减少而分解加速；另外，Ca2+还可能激活Ca2+依赖性蛋白水解酶Calpains，使神经丝水解，导致细胞骨架形态破坏[22～24]。
, http://www.100md.com
我们对Na+、K+离子稳态失调的研究，证明中毒后神经轴突内的Na+增高而K+降低。这一结果对动物实验和临床病人所出现的电生理异常有了较深入的认识，揭示了运动感觉障碍的神经电生理机制与轴突内Na+、K+浓度差减少和Ca2+进入过多、神经纤维变性继发神经兴奋传导降低有关[16]。提出氯丙烯的神经毒性不仅与Ca2+稳态失调有关，而且与Na+、K+等其他离子稳态失调有关。
5 需要进一步探讨的几个问题
氯丙烯对神经系统损害的机制，尽管国内外做了很多工作，但还有很多问题没有搞清楚。目前，主要有两个学术观点：一是日本学者Nagano 等人的神经丝蛋白交联的观点。他们认为可能是由于氯丙烯的直接作用和(或)代谢产物的作用，使神经丝蛋白发生交联。这种分子的交联蛋白形成后，可能类似2，5-己二酮中毒，在经过神经纤维的Ranvier节时被堵塞，造成神经病理上的节段性肿胀，神经丝的堆积。这种观点对中毒后神经组织细胞产生的离子、酶等的变化，没有任何解释。我们的观点是Ca2+和其他离子的稳态平衡失调，由于轴突内Ca2+增高，使CaM激活，继而激活Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶，使微管蛋白、微管相关蛋白和其他细胞骨架蛋白磷酸化，使其不能组装形成微管和细胞骨架；同时，Ca2+还激活Ca2+依赖性蛋白水解酶，使其活性增加，加速神经丝等细胞骨架蛋白的降解。
, 百拇医药
至于氯丙烯如何引起Ca2+稳态平衡失调是今后需要进一步研究的一大课题。引起Ca2+稳态平衡失调的因素很多，如Ca2+通道、Na+-Ca2+交换、Ca2+泵、ATP等等。初步实验证明，Ca2+稳态失调与能量合成受抑有关。氯丙烯可使培养细胞的琥珀酸脱氢酶(SDH)活性降低，这种降低预示着ATP合成减少[27]。可能由于能量合成的减少，使细胞本身维持自身Ca2+、Na+、K+等其他离子平衡的能力受损，使Ca2+、Na+在细胞体内积聚，激活一系列生理生化反应，导致轴突内微管和神经丝的病理改变。
另外，对神经丝和微管的研究也需要深入进行。由于对神经丝的代谢动力学还不十分清楚，因此需要从神经丝3个亚单位的合成进行研究。尽管我们已经知道中毒后细胞骨架蛋白合成减少，NF68KD、NF160KD和NF200KD的相对含量明显下降，但这种下降是否是由于氯丙烯损伤了这3种蛋白的转录，使mRNA减少，导致神经丝合成减少，还是由于激活了神经丝蛋白的分解代谢酶，使神经丝破坏增加，目前还不清楚。
, http://www.100md.com
参考文献
[1] Budavari S.The Merck Index.11th ed.Merck & Co.Inc.，USA,1989.230-233.
[2] 张宝琳，郭庆瑜，主编.中国化工产供销大全.第2版.北京：化学工业出版社，1998.778-802.
[3] 山东省人民医院职业病科，济南市中心医院职业病科，山东医学院卫生学教研组，等.环氧氯丙烷生产中中毒性神经炎的研究.卫生研究，1976，5：463-469.
[4] 中国医学科学院卫生研究所临床研究室.慢性氯丙烯中毒引起多发性神经病的临床研究.中华医学杂志，1980，60：746-749.
[5] He FS,Shen DG,Guo YP，et al.Toxic polyneuropathy due to chronic allyl chloride intoxication:A clinical and experimental study.Chinese Med J，1980，93:117-183.
, 百拇医药
[6] 中国预防医学中心卫生研究所.职业性慢性氯丙烯中毒诊断的探讨.中华劳动卫生职业病杂志，1985，2：50-54.
[7] 山东医学院卫生学教研组.氯丙烯、环氧氯丙烷、二氯丙醇和二氯丙烷的毒性研究.卫生研究，1976，5：317-326.
[8] 吕伯钦，董树卫，虞爱如，等.氯丙烯最高容许浓度的实验研究.中华劳动卫生职业病杂志，1984，2：269-273.
[9] He FS,Jacobs JM,Scaravilli F， et al.The pathology of allyl chloride neurotoxicity in mice.Acta Neuropathologia (Berl).1981，55:125-133.
[10] Nagano M,Yamamoto H,Harada，et al.Comparative study of modification and degradation of neurofilament proteins in rats subchronically treated with allyl chloride,acrylamide,or 2,5-hexanedione.Environ Res,1993，63:229-240.
, 百拇医药
[11] Nagano M,Hitoshi T,Futatsuka M，et al.Neurotoxicity of allyl chloride in rats.Dose-effect relationship following long-term exposure.Jpn J Ind Health,1991，33:73-80.
[12] 孙克任，于丽华，杨东昌,等.关于氯丙烯对周围神经纤维超微结构影响的研究.中华劳动卫生职业病杂志，1986，4：174-179.
[13] 孙克任，江会敏，崔NFDA3，等.大鼠氯丙烯中毒对神经纤维微管、神经微丝和胞浆内Ca2+、Mg2+含量影响.中国药理学与毒理学杂志，1989，3：293-297.
[14] 谢克勤，孙克任.1-烯丙基氯-3引起的NG108-15细胞形态学改变.山东医科大学学报，1994，32：34-36.
, 百拇医药
[15] 谢克勤，辛华，高树君，等.氯丙烯对鸡胚脑神经细胞骨架的影响.卫生毒理学杂志，1996，10：50-51.
[16] 谢克勤，孙克任，杨东昌，等.氯丙烯引起的神经电生理及细胞内Na+、K+、Ca2+等离子含量的改变.中国药理学与毒理学杂志，1996，10：219-223.
[17] 贺锡雯，吴维皑，崔涛.氯丙烯与微粒体混合功能氧化酶(MFO)相互作用的研究.卫生研究，1981，13：10-14.
[18] 贺锡雯，吴维皑，崔涛.氯丙烯亚急性染毒对谷胱甘肽、谷胱甘肽-S-转移酶核微粒体细胞色素P450的影响.卫生研究，1985，14：11-15.
[19] Ngano M,He Y,Yamamoto H，et al.Cross-linking of ovalbumin or neurofilament proteins by allyl chloride in vitro.J Occup Health,1996，38：43-44.
, http://www.100md.com
[20] He Y,Nagano M,Yamamoto H，et al.Modifications of neurofilament proteins by possible metabolites of allyl chloride in vitro.Drug Chem Toxicol,1995，18:315-331.
[21] 谢克勤，高树君，张磊，等.电子探针X-线微区分析法测神经组织内Na、K、Ca等元素含量.山东医科大学学报，1996，32：205-208.
[22] 谢克勤，孙克任，杨东昌，等.氯丙烯引起神经细胞钙稳态失衡及细胞骨架损伤.中国药理学与毒理学杂志，1995，9：292-295.
[23] Xie KQ,Sun KR,Gao SJ，et al.Mechanism of allyl chloride-induced cytoskeletal injury to nerve cells.Chinese Med J,1998，111:556-559.
[24] Xie KQ,Gao SJ,Zhang L，et al.The effects of allyl chloride on Ca2+,Ca2+-free CaM,cAMP and Ca2+/CaM PK Ⅱ activities in nerve cells.J Occup Health,1998，40:50-54.
[25] 谢克勤，孙克任.1-烯丙基氯-3对神经细胞线粒体琥珀酸脱氢酶活性的影响.山东医科大学学报，1994，32：205-207.
(收稿日期：1999-04-20), 百拇医药
单位：阮迪云(中国科技大学生命科学学院神经毒理实验室)；谢克勤 孙克任(山东医科大学毒理学省级重点实验室，济南 250012)
关键词：
卫生毒理学杂志000204 氯丙烯是一种重要的有机化工中间产品，它与次氯酸反应再经碱处理生成环氧氯丙烷。环氧氯丙烷是合成甘油的中间体，也是生产环氧树脂、氯醇橡胶、表面活性剂、稳定剂、医用药品等的重要原料。氯丙烯自从本世纪40年代合成以来，在有机合成、医药、农药、合成树脂等工业被广泛应用[1]。我国自70年代开始生产氯丙烯，生产厂家主要分布在沈阳、济南、岳阳、上海等地的化工厂或石油化工厂。目前国内年产量约25 000 t，济南地区产量占全国80%以上[2]。
自氯丙烯投入市场以来，国内外已有不少有关毒理学方面的研究报道。现主要在氯丙烯神经毒性方面进行综述。
, 百拇医药
1 对人体周围神经系统的影响
70年代以前，国内外从未报道氯丙烯对神经系统有影响，仅有报道对皮肤粘膜的作用和对肝、肾、呼吸和心血管方面的影响。70年代初，山东和北京先后报道在生产环氧氯丙烷和丙烯磺酸钠的生产工人中有周围神经病的病例发生。通过诊断有52例病人被确定为氯丙烯引起的中毒性神经病，患病率分别为21.4%和38.5%[3～5]。患者主要表现为对称性远端型运动及感觉障碍，四肢酸痛，腿软无力。远端感觉呈手套袜套样分布。跟腱反射减退或消失。肌力减弱，严重患者可见肌萎缩。
电生理检查显示周围神经病的特征。肌电图表现为轻度收缩时多相波增加，重度收缩时呈混合型兼干扰型放电，个别为单个运动神经元型放电，均为低电压。部分病人有插入电位减弱，出现自发或诱发的纤颤电位或正锐波型(即去神经电位)[3～5]。氯丙烯中毒患者腓总神经运动传导速度减慢，腓总神经、胫神经及正中神经的远端潜伏期明显延长[4，5]。运动神经传导障碍比感觉神经传导障碍多见；远端潜伏期延长又比神经干传导速度减慢多见[6]。这些特点说明氯丙烯中毒后运动神经纤维远端受累较重。
, 百拇医药
2 动物实验研究
2.1 急性毒性实验 山东医学院卫生学教研组1976年报道小鼠和大鼠经口染毒LD50分别是425 mg/kg(354.6～496.5 mg/kg)和460 mg/kg(436.5～483.5 mg/kg)[7]。小鼠经口染毒后，首先出现兴奋，乱蹦乱跳，然后抑制，活动减少，闭目不动，呼吸减慢，四肢无力。有的动物出现四肢抽搐，可致后肢瘫痪，最后因呼吸困难而死亡。
小鼠和大鼠吸入染毒的LD50分别为11.5 mg/L(10.9～12.1 mg/L)和11.0 mg/L(9.4～12.6 mg/L)[8]。亦有报道小鼠1次2 h吸入染毒LD50为(13.8±4.1)mg/L[7]。动物在吸入致死浓度时，出现上呼吸道刺激和眼刺激症状。表现为抓腮、乱蹦乱跳、流泪、出汗等。然后闭目不动，后期后肢无力，行走困难，甚至后肢瘫痪。有的动物可出现全身震颤、四肢抽搐或强直性痉挛、角弓反张等，最后多因呼吸困难而死亡[8]。
, http://www.100md.com
小鼠浸尾实验可见到尾部发绀及红肿，浸尾3～6 h后可引起死亡[7]。表明氯丙烯可通过皮肤进入体内。将氯丙烯原液涂于家兔皮肤24 h后，局部出现渗出性湿疹样改变，数日后毛发脱落，1周后恢复[8]。
3 亚急性和慢性毒性实验
3.1 中毒表现 山东医学院卫生学教研组曾用家兔做动物中毒模型，皮下注射氯丙烯12.5 mg/kg,1次/d，连续8周。中毒后家兔表现肌肉松弛、肌张力降低、四肢活动不灵便、运动困难、最后动物瘫痪[7]。何凤生[5]等用家兔，第1周给50 mg/kg氯丙烯，每周3次，然后给100 mg/kg，每周3次，5到6周后出现类似的中毒性神经运动障碍症状。何凤生等[9]还用小鼠做中毒模型，经口灌注氯丙烯500 mg/kg，每周3次，1个月以后出现运动不灵活，四肢无力，不能抓牢竖起的网格。Nagano 等[10]用7周龄的大鼠皮下注射氯丙烯2 mmol/kg(约150 mg/kg)，每周5次，连续3个月，出现神经中毒表现。亦用大鼠吸入不同浓度的氯丙烯，每天8 h，每周5d，28周后高浓度组出现明显的后肢无力等中毒神经病症状[11]。
, 百拇医药
3.2 病理改变 在病理方面的改变，山东医学院卫生学教研组报道在中毒后的家兔脊髓病理切片中，可发现脊髓前角神经细胞浊肿，尼氏体消失，部分细胞核溶解或消失；脊髓前角区有较广泛的神经胶质细胞和毛细血管增生；脊髓神经纤维退行性病变，粗细不匀，弯曲或断裂[7]。何凤生[5]也报道中毒家兔远端周围神经纤维退行性变是最明显的特征。这种改变与临床病人的症状和肌电图表现异常相一致。在有髓神经纤维中可见局部节段性髓鞘脱失及轴突不规则念珠状肿胀。轴突和髓鞘完全退行性变并被空泡细胞取代。小鼠中毒后观察坐骨神经，可见髓鞘纤维退行性变和轴突内水肿，髓鞘变薄。脊髓白质区、前角灰质区都可见退行性变的纤维[9]。在电镜下观察小鼠中毒后的神经轴突，发现典型的Wallerian变性。有髓纤维可见髓鞘不整，轴突内神经丝数量增加，堆积；无髓纤维可见轴突肿胀，损伤要早于有髓纤维。无髓纤维数量随中毒时间延长而明显减少；脊髓前角运动神经元可见高尔基氏体扩张，伴有雪旺氏细胞肿胀。脊髓神经纤维轴突内也可见神经丝堆积[9]。孙克任等[12，13]在电镜下观察了大鼠中毒后的神经变化。用15 mg/kg氯丙烯皮下注射大鼠，每天1次，连续9 d后观察中毒的大鼠坐骨神经，在电镜下发现有髓纤维内的微管和神经丝形态改变。微管和神经丝边缘不清楚，呈毛絮状，有的聚集融合，堆积在一起；有的走行紊乱，分布不匀，局部可出现空白区。线粒体有明显增多，少部分可见嵴脱落呈空泡变性。髓鞘未见明显改变。无髓神经纤维也可观察到轴突内微管和神经丝变性，或融合堆积成棉团块状，或呈空白区。单位面积内计数微管和神经丝数量，发现随中毒时间延长，微管和神经丝数量明显减少，作者曾用鸡胚脑细胞和NG108-15细胞系培养细胞发现中毒后的神经细胞轴突节段性断裂，呈串珠状，与整体动物体内观察发现的不规则念珠状肿胀的形态改变相一致[14]。细胞骨架染色后观察细胞骨架形态，发现细胞骨架随中毒剂量的增加而断裂破坏增多，与整体动物微管和神经丝变化相一致[15]。
, 百拇医药
3.3 电生理改变 为证实中毒后动物电生理学方面的改变与临床患者的电生理学改变一致，国内外学者也做了大量研究工作。
山东医学院卫生学教研组对中毒后的家兔进行肌电图测定，发现中毒后家兔在静息状态下，均有自发的失神经电位(纤颤电位和正锐波)和束颤电位；最大收缩时有混合型及干扰型放电，还有多相电位增多，低电压和峰电位时程延长[7]，何凤生等[5]对中毒家兔也引出纤颤电位，证明肌电图在中毒动物身上的表现与临床患者相一致。
山东医学院卫生学教研组用蟾蜍坐骨-腓神经标本，测定了离体神经复合动作电位。结果表明给氯丙烯后动作电位随时间和剂量的增加而降低[7]，作者也曾报道用大鼠坐骨神经体外直接滴加氯丙烯也得到相一致的结果[16]。Nagano 等[11]用大鼠吸入100 mg/m3氯丙烯，28周后也观察到大鼠尾神经动作电位明显降低。另外，染毒后蟾蜍坐骨-腓神经和大鼠坐骨神经传导速度减慢，潜伏期延长[7]。大鼠整体实验也观察到尾神经运动和感觉神经传导速度减慢[11]。动物传导速度和潜伏期的结果也与人体中毒后结果相一致。
, http://www.100md.com
4 神经损伤的机制研究
由于动物中毒后神经损伤的表现与人体中毒后神经损伤的表现相似。因此，20多年来，人们一直通过不同的动物(小鼠、大鼠和家兔)、不同的途径(吸入、皮下注射、经口灌胃等)、不同的时间(4～8周)诱发实验动物产生氯丙烯引起的周围神经病的动物模型。在整体动物、离体组织标本和细胞培养的水平上，进行氯丙烯引起神经损伤机制的探讨，试图解释病理改变过程，为治疗提供理论依据。
4.1 对巯基类物质的研究 山东医学院卫生学教研组最早研究了家兔中毒后血清巯基含量变化，发现血清巯基含量中毒组比对照组显著减低(P<0.01)。认为氯丙烯可与血清巯基类化合物起化学反应，使氯丙烯代谢解毒。但由于巯基类化合物是组织细胞的重要成分，参与细胞生长、代谢及维持正常生理活动。血清巯基减少将影响某些酶的活性及神经细胞的正常功能，久之使神经组织发生病理改变[7]。对35例中毒病人血清巯基检查则发现巯基含量降低不明显，平均值在正常值的下限[3]。贺锡雯等[17，18]报道给大鼠一次经口112.5 mg/kg氯丙烯6 h后，肝、肾谷胱甘肽(GSH)含量明显降低，并呈剂量-反应关系；而染毒14 d后，肝、肾GSH含量却显著增加，谷胱甘肽转移酶(GST)活性升高。给1/15LD50连续28 d后，仅见肾脏GSH含量增加。说明氯丙烯作为一种亲电子性物质进入体内后立即受到GSH的亲核性攻击而造成GSH含量的消耗。而组织中GSH含量在染毒14 d后显著增加，可能是由于GSH消耗，反馈促进合成增加。GSH含量的不同变化可能是急性、慢性中毒产生不同毒效应的基础。
, http://www.100md.com
4.2 对神经丝蛋白交联的研究 Nagano 等[10]在1993年用大鼠做中毒模型，比较了氯丙烯、丙烯酰胺和2，5-己二酮中毒后大鼠脊髓内神经丝蛋白含量和神经丝蛋白交联(cross-link neurofilament proteins),结果发现氯丙烯中毒组脊髓重量与对照组相比明显降低(P<0.05)；每克脊髓中所含细胞骨架蛋白的量明显减少。用SDS-PAGE电泳分离神经丝蛋白，发现神经丝蛋白的3个亚单位NF68KD、NF160KD和NF200KD与对照相比都明显减少。用免疫印迹分析NF68KD、NF160KD和NF200KD，没有发现这3个亚单位蛋白交联的证据。但2，5-己二酮则显示有神经丝蛋白的交联。在1996年Nagano 等[19]又用离体的方法进行了试验。先取出大量的脊髓，制备神经丝蛋白，加20 mmol/L的氯丙烯与神经丝蛋白一起孵育6、12、24和72 h，用免疫印迹分析法测定神经丝蛋白交联。发现在离体情况下，氯丙烯可引起神经丝蛋白交联。另外，He等[20]也用离体的方法，用大鼠制备神经丝蛋白，加入160 mmol/L的氯丙烯,共同孵育12 h，也得到了神经丝蛋白交联的证据。
, http://www.100md.com
4.3 对Ca2+和其他离子稳态失调的研究 动物氯丙烯中毒后，在电镜下所观察到的神经病变的主要特征是微管和神经丝的变性聚集[12]。孙克任等[13]曾报道中毒后的大鼠坐骨神经轴突内微管、神经丝形态和数量的改变与轴突内Ca2+、Mg2+含量改变有关。该实验选用雄性大鼠，皮下注射150 mg/kg氯丙烯，每日1次，连续9 d。结果发现坐骨神经内微管和神经丝变性聚集，单位面积(μm2)的微管和神经丝数量明显减少，而轴浆内Ca2+、Mg2+浓度明显增高。并推测Ca2+浓度升高，可激活钙依赖性蛋白酶，分解神经丝蛋白，导致神经丝减少；另一方面，Ca2+激活CaM，激活cAMP依赖性蛋白激酶，引起MAP2磷酸化，抑制微管聚合和促进微管解聚，使微管减少。作者曾用电子探针X线微区分析技术直接测定了中毒9 d、每天皮下注射100 mg/kg和200 mg/kg氯丙烯的大鼠坐骨神经轴突内Ca、Na、K等元素含量改变。结果发现中毒后大鼠坐骨神经轴突内Ca、Na、Mg含量明显增加，K、P元素明显减少，并随毒物浓度增高而明显改变[16]。这一结果在整体动物身上进一步证实了Ca2+增高与神经病理改变有关。作者又在细胞培养的水平上，用Fura-2/AM分子荧光探针直接测定了鸡胚脑神经细胞加入氯丙烯后细胞内游离Ca2+和游离Na+。结果表明氯丙烯可引起细胞内游离Ca2+和游离Na+明显增高，Ca2+增高比Na+增高较早出现[16]。作者又用离体方法加入氯丙烯与细胞共同培养24 h，电子探针X线分析结果显示与用整体大鼠坐骨神经测定的Ca、Na、Mg等结果相一致[21]。为进一步探讨微管、神经丝变性的生化机制，我们从离体细胞培养水平上探讨加入氯丙烯与细胞共培养后，细胞内的一些酶的改变。结果发现中毒后的细胞内Ca2+增高、钙调素活性增高、Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶Ⅱ活性也明显增加、cAMP增加、细胞骨架蛋白合成抑制明显增加、细胞骨架形态随浓度增高破碎、断裂，最后消失。这些结果表明中毒后细胞内随着Ca2+增高，使CaM激活，继而激活Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶，使微管和微管相关蛋白(MAP2)磷酸化，使微管组装减少而分解加速；另外，Ca2+还可能激活Ca2+依赖性蛋白水解酶Calpains，使神经丝水解，导致细胞骨架形态破坏[22～24]。
, http://www.100md.com
我们对Na+、K+离子稳态失调的研究，证明中毒后神经轴突内的Na+增高而K+降低。这一结果对动物实验和临床病人所出现的电生理异常有了较深入的认识，揭示了运动感觉障碍的神经电生理机制与轴突内Na+、K+浓度差减少和Ca2+进入过多、神经纤维变性继发神经兴奋传导降低有关[16]。提出氯丙烯的神经毒性不仅与Ca2+稳态失调有关，而且与Na+、K+等其他离子稳态失调有关。
5 需要进一步探讨的几个问题
氯丙烯对神经系统损害的机制，尽管国内外做了很多工作，但还有很多问题没有搞清楚。目前，主要有两个学术观点：一是日本学者Nagano 等人的神经丝蛋白交联的观点。他们认为可能是由于氯丙烯的直接作用和(或)代谢产物的作用，使神经丝蛋白发生交联。这种分子的交联蛋白形成后，可能类似2，5-己二酮中毒，在经过神经纤维的Ranvier节时被堵塞，造成神经病理上的节段性肿胀，神经丝的堆积。这种观点对中毒后神经组织细胞产生的离子、酶等的变化，没有任何解释。我们的观点是Ca2+和其他离子的稳态平衡失调，由于轴突内Ca2+增高，使CaM激活，继而激活Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶，使微管蛋白、微管相关蛋白和其他细胞骨架蛋白磷酸化，使其不能组装形成微管和细胞骨架；同时，Ca2+还激活Ca2+依赖性蛋白水解酶，使其活性增加，加速神经丝等细胞骨架蛋白的降解。
, 百拇医药
至于氯丙烯如何引起Ca2+稳态平衡失调是今后需要进一步研究的一大课题。引起Ca2+稳态平衡失调的因素很多，如Ca2+通道、Na+-Ca2+交换、Ca2+泵、ATP等等。初步实验证明，Ca2+稳态失调与能量合成受抑有关。氯丙烯可使培养细胞的琥珀酸脱氢酶(SDH)活性降低，这种降低预示着ATP合成减少[27]。可能由于能量合成的减少，使细胞本身维持自身Ca2+、Na+、K+等其他离子平衡的能力受损，使Ca2+、Na+在细胞体内积聚，激活一系列生理生化反应，导致轴突内微管和神经丝的病理改变。
另外，对神经丝和微管的研究也需要深入进行。由于对神经丝的代谢动力学还不十分清楚，因此需要从神经丝3个亚单位的合成进行研究。尽管我们已经知道中毒后细胞骨架蛋白合成减少，NF68KD、NF160KD和NF200KD的相对含量明显下降，但这种下降是否是由于氯丙烯损伤了这3种蛋白的转录，使mRNA减少，导致神经丝合成减少，还是由于激活了神经丝蛋白的分解代谢酶，使神经丝破坏增加，目前还不清楚。
, http://www.100md.com
参考文献
[1] Budavari S.The Merck Index.11th ed.Merck & Co.Inc.，USA,1989.230-233.
[2] 张宝琳，郭庆瑜，主编.中国化工产供销大全.第2版.北京：化学工业出版社，1998.778-802.
[3] 山东省人民医院职业病科，济南市中心医院职业病科，山东医学院卫生学教研组，等.环氧氯丙烷生产中中毒性神经炎的研究.卫生研究，1976，5：463-469.
[4] 中国医学科学院卫生研究所临床研究室.慢性氯丙烯中毒引起多发性神经病的临床研究.中华医学杂志，1980，60：746-749.
[5] He FS,Shen DG,Guo YP，et al.Toxic polyneuropathy due to chronic allyl chloride intoxication:A clinical and experimental study.Chinese Med J，1980，93:117-183.
, 百拇医药
[6] 中国预防医学中心卫生研究所.职业性慢性氯丙烯中毒诊断的探讨.中华劳动卫生职业病杂志，1985，2：50-54.
[7] 山东医学院卫生学教研组.氯丙烯、环氧氯丙烷、二氯丙醇和二氯丙烷的毒性研究.卫生研究，1976，5：317-326.
[8] 吕伯钦，董树卫，虞爱如，等.氯丙烯最高容许浓度的实验研究.中华劳动卫生职业病杂志，1984，2：269-273.
[9] He FS,Jacobs JM,Scaravilli F， et al.The pathology of allyl chloride neurotoxicity in mice.Acta Neuropathologia (Berl).1981，55:125-133.
[10] Nagano M,Yamamoto H,Harada，et al.Comparative study of modification and degradation of neurofilament proteins in rats subchronically treated with allyl chloride,acrylamide,or 2,5-hexanedione.Environ Res,1993，63:229-240.
, 百拇医药
[11] Nagano M,Hitoshi T,Futatsuka M，et al.Neurotoxicity of allyl chloride in rats.Dose-effect relationship following long-term exposure.Jpn J Ind Health,1991，33:73-80.
[12] 孙克任，于丽华，杨东昌,等.关于氯丙烯对周围神经纤维超微结构影响的研究.中华劳动卫生职业病杂志，1986，4：174-179.
[13] 孙克任，江会敏，崔NFDA3，等.大鼠氯丙烯中毒对神经纤维微管、神经微丝和胞浆内Ca2+、Mg2+含量影响.中国药理学与毒理学杂志，1989，3：293-297.
[14] 谢克勤，孙克任.1-烯丙基氯-3引起的NG108-15细胞形态学改变.山东医科大学学报，1994，32：34-36.
, 百拇医药
[15] 谢克勤，辛华，高树君，等.氯丙烯对鸡胚脑神经细胞骨架的影响.卫生毒理学杂志，1996，10：50-51.
[16] 谢克勤，孙克任，杨东昌，等.氯丙烯引起的神经电生理及细胞内Na+、K+、Ca2+等离子含量的改变.中国药理学与毒理学杂志，1996，10：219-223.
[17] 贺锡雯，吴维皑，崔涛.氯丙烯与微粒体混合功能氧化酶(MFO)相互作用的研究.卫生研究，1981，13：10-14.
[18] 贺锡雯，吴维皑，崔涛.氯丙烯亚急性染毒对谷胱甘肽、谷胱甘肽-S-转移酶核微粒体细胞色素P450的影响.卫生研究，1985，14：11-15.
[19] Ngano M,He Y,Yamamoto H，et al.Cross-linking of ovalbumin or neurofilament proteins by allyl chloride in vitro.J Occup Health,1996，38：43-44.
, http://www.100md.com
[20] He Y,Nagano M,Yamamoto H，et al.Modifications of neurofilament proteins by possible metabolites of allyl chloride in vitro.Drug Chem Toxicol,1995，18:315-331.
[21] 谢克勤，高树君，张磊，等.电子探针X-线微区分析法测神经组织内Na、K、Ca等元素含量.山东医科大学学报，1996，32：205-208.
[22] 谢克勤，孙克任，杨东昌，等.氯丙烯引起神经细胞钙稳态失衡及细胞骨架损伤.中国药理学与毒理学杂志，1995，9：292-295.
[23] Xie KQ,Sun KR,Gao SJ，et al.Mechanism of allyl chloride-induced cytoskeletal injury to nerve cells.Chinese Med J,1998，111:556-559.
[24] Xie KQ,Gao SJ,Zhang L，et al.The effects of allyl chloride on Ca2+,Ca2+-free CaM,cAMP and Ca2+/CaM PK Ⅱ activities in nerve cells.J Occup Health,1998，40:50-54.
[25] 谢克勤，孙克任.1-烯丙基氯-3对神经细胞线粒体琥珀酸脱氢酶活性的影响.山东医科大学学报，1994，32：205-207.
(收稿日期：1999-04-20), 百拇医药