...\"的研究意义和价值.就我国如何构建绿色卫生服务体系进行了交...
张琳琳
[摘 要]砷是自然界有毒的类金属元素，砷进入生物体最主要的途径是通过饮食、饮水、呼吸道和皮肤接触，导致严重的慢性砷中毒。本文介绍了砷对人及动物的危害，并从细胞和分子水平上阐述了砷对不同生物细胞的毒性作用及对基因和蛋白影响的研究现状。
[关键词]砷 毒物兴奋效应 DNA损伤 基因和蛋白
中图分类号：R994.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0301-01
砷是自然界分布极广的有毒的类金属元素，是地壳的组成成分之一。人及动物接触砷化物主要来自燃煤废弃沉降、工业废水或农田中农药或含砷化肥或动物含砷饲料的使用，可通过饮水、食物和空气等进入体内，导致了严重的慢性砷中毒问题，从而使各组织器官发生病变，所以研究动物慢性砷中毒至关重要。近几年，环境科学、生物学、医学等领域的研究取得了显著成果，但尚未提出确切的砷中毒机制和解毒措施。本文就砷对人及动物毒性影响的研究现状进行综述。
1.砷及其危害
砷多以化合物的形式存在，主要是无机砷和有机砷，有4种价态（-3、0、+3、+5）。砷的毒性与其化学价态有密切关系，一般公认为三价砷的毒性大于五价砷[1]。亚砷酸钠（NaAsO2）是目前研究最广泛的无机砷化合物[2]。
正常情况下，动物和人体中都含有微量的砷，对机体不会构成危害。然而，砷在体内有强蓄积性，易与体内巯基结合，如果摄入量过多，就会在机体的肝、肾、子宫等部位蓄积，特别是在角蛋白含量较多的皮肤、毛发和指甲中蓄积。体内多种酶的活力和脂肪代谢受到抑制，从而引起慢性砷中毒，导致DNA损伤、细胞凋亡、组织器官等功能障碍，从而导致体内的消化系统、神经系统和皮肤等发生病变[3];如果一次性摄入量过大会造成心力衰竭，最后导致死亡。
2.砷对不同组织细胞的毒物兴奋效应的影响
研究发现，砷对人和动物的不同组织细胞或器官产生毒物兴奋效应。牛姜水等采用MTT比色法和流式细胞术探讨NaAsO2对正常人Chang肝细胞体外增殖及凋亡的影响[4];汤红英等采用火焰原子吸收法研究不同剂量NaAsO2对大鼠皮肤和脏器的毒性损伤[5]。研究者采用不同的方法利用不同浓度砷对不同组织细胞进行染毒，都出现了剂量-反应关系，揭示NaAsO2对机体具有一定的兴奋效应。
3.砷对不同生物细胞DNA的影响
正常生理状态下，ROS的产生和清除保持动态平衡，从而保护细胞不被损伤;当外源刺激物进入机体后，会破坏这一平衡，通过诱导氧化应激产生大量的ROS，诱导细胞的DNA损伤和凋亡。Wei Ding等[6]探讨无机砷化合物在人角质形成细胞中通过诱导ROS和RNS产生引起的DNA和蛋白质的氧化损伤，结果表明过氧亚硝酸盐，一氧化氮和超氧阴离子的反应产物的生成，在砷诱导的DNA和蛋白质的氧化损伤中发挥了重要作用。
4.砷对不同细胞的基因和蛋白的影响
在大多数情况下，慢性砷暴露发生在较低剂量（1-4μM），可能在不同类型的细胞中影响关键信号通路、蛋白和基因表达。高双等[7]采用Alamar Blue还原法和Western blot得出不同砷化物对肝细胞的毒性不同;对于抗氧化酶和II相解毒酶的蛋白表达，不同砷化物的诱导强度明显不同。Qiu LQ等[8]用微阵列分析确定暴露于非杀伤浓度的NaAsO2于24小时稳态mRNA水平和mRNA的衰变率的变化，最后得出亚砷酸改变mRNA的稳定性不是相对普遍，但一些情况下，可以导致基因表达的显著变化。研究者们检测砷对不同细胞中相关基因或蛋白表达的变化，探讨了砷的毒性作用机制、致癌机制及与研究相关的分子机制等。
5.展望
随着生物科学技术的不断完善和改进，相信慢性砷中毒在毒理、病理等各个领域发生和致癌的分子机制以及解毒机制的研究都将取得更大的突破，为人类和动物砷中毒的防控提供更加科学的理论依据。
参考文献
[1]Mandal BK，？Suzuki KT. Arsenic？round the world： a？review. Talanta.？2002， 58（1）：201-235.
[2]Palmieri MA，？Molinari BL. Effect of Sodium Arsenite on Mouse Skin Carcinogenesis. Toxicologic Pathology.2015， 43（5）： 704-714.
[3]白爱梅，李跃，范中学.砷对人体健康的危害.微量元素与健康研究.2007，24（1）：61-62.
[4]牛姜水，马艳，符文慧，等.亚砷酸钠对Chang肝细胞增殖与凋亡的影响.环境与健康杂志. 2012， 29（12）： 1059-1061.
[5]汤红英，郑玉建，吴顺华，等.亚砷酸钠染毒对大鼠皮肤及其他脏器损伤的实验研究.环境与健康杂志.2010，27（12）：1046-1048.
[6]Wei Ding， Laurie G. Hudson and Ke Jian Liu. Inorganic arsenic compounds cause oxidative damage to DNA and protein by inducing ROS and RNS generation in human keratinocytes. Molecular and Cellular Biochemistry，2005，279：105–112.
[7]高双，李冰，刘丹，等.多种砷化物对Chang肝细胞抗氧化酶的诱导作用.中国地方病防治杂志. 2014， 29（3）： 161-164.
[8]Qiu LQ，？Abey S，？Harris S， et al.Global Analysis of Posttranscriptional Gene Expression in Response to Sodium Arsenite. Environmental Health Perspectives.2015，123（4）：324-330.
