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汞:隐形的重金属危害
发布时间:2025-03-17 09:18:47 点击次数:87

汞(Hg),作为自然界中唯一常温下呈液态的金属,其银白色的流动光泽曾令古人着迷,然而,这美丽背后却隐藏着致命的威胁。从秦始皇陵中的水银江河到现代电子工业,汞始终与人类文明相伴,但人类对其毒性的认知却经历了漫长的血泪教训。本文将从汞的毒性本质、暴露途径及代谢特征,以及解毒策略三个维度,深入揭示这种“流动毒药”的真相。

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一、汞的毒性:分子层面的多器官靶向攻击


自然界中的汞以多种形态存在,包括元素汞(Hg⁰)、无机汞(Hg²⁺)和有机汞(CH₃Hg⁺)。这些不同形态的汞对人体健康的影响各有差异,但就毒性机制而言,汞的毒性效应实际上是一场分子层面的“无声战争”。


l元素汞(Hg⁰):具有强脂溶性,约80%的汞蒸气可通过呼吸作用被肺部吸收,并借助被动扩散直接跨越细胞膜磷脂双分子层进入细胞、血胎屏障和胎盘

l无机汞(Hg²⁺):没有脂溶性,不易穿过血脑与胎盘屏障,需借助竞争性离子通道或转运蛋白进入细胞。

l有机汞(CH₃Hg⁺):具有强脂溶性与强胃肠道吸收性,高效的吸收机制与脂溶性使其借助被动扩散进入血胎屏障和胎盘,也能与半胱氨酸形成复合物借助主动运输进入细胞。

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汞的毒性源于其强脂溶性、强亲硫性与反应活性。汞的强脂溶性使其进入人体后优先攻击富含脂质的细胞,如神经细胞与胎盘组织细胞,进而使血脑屏障与胎盘屏障对重金属的防御机制失效,引发神经退行性疾病。汞的亲硫性指汞对巯基(-SH)具有极高亲和力,优先结合含巯基的酶、受体和转运蛋白,导致维持人体正常功能的酶活性丧失、蛋白质变性。汞的反应活性指汞直接消耗体内的抗氧化物质(如谷胱甘肽),通过芬顿反应产生大量活性氧攻击脂质、蛋白质和DNA,造成细胞膜损伤、细胞坏死或凋亡。


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从汞的跨膜机制、毒性来源来看,汞中毒具有多器官靶向性,汞的毒性随血液分布至全身,其中有机汞对神经系统的损害最为严重,而无机汞主要损害肾脏、肝脏。


二、汞的暴露与代谢:看不见的“入侵者”


汞在日常的食物、土壤、水和空气中都可能存在,其暴露方式主要分为以下三种:经呼吸摄入、经皮肤接触和经消化道摄入,其中经消化道暴露的比例高达90%以上。


经呼吸摄入:主要来源于含汞工业废气及汽车尾气排放,吸收率高、毒性强,但日常生活中接触高浓度气态汞的概率较低。

经皮肤接触:主要来自于含汞的速效美白化妆品,由于皮肤对汞的吸收率很低,毒性相对较弱。

经消化道摄入:经消化道摄入的汞大多为甲基汞,甲基汞主要来源于日常食用的鱼类、贝类,尤其是肉食性鱼类,以及与含汞废水、农药等接触的农产品,如稻米等。


因此,从摄入的角度来看,饮食摄入是我们普通人最主要的摄入方式。从毒性的角度,甲基汞易吸收、代谢周期长,并随着食物链不断富集,对人体的毒害性最重。


汞的吸收率存在差异且汞中毒具有多器官靶向性,人体汞的代谢与蓄积情况较为复杂。汞及其化合物一般经过尿液与粪便排出体外,汞于人体的半衰期平均为60至70日,也就是说如果从现在开始不在摄入汞了,那么原来身体里的汞差不多得2个月后才能排出一半。

另外,由于元素汞与有机汞可穿过血脑屏障和胎盘屏障影响胎儿以及分泌的母乳,对神经系统的损害永久且不可逆,所以其半衰期甚至可达数年。


三、如何拮抗汞的毒性


汞的毒性是分子层面的无声战争,而硒是分子层面的解读密码。由于硒是许多重要酶的活性中心,如谷胱甘肽过氧化物酶等。这些酶在机体内起着维持体内氧化还原平衡的重要作用。当机体暴露于汞时, 汞与酶中的结合使得机体内这些重要酶失去活力, 无法维持机体的氧化还原平衡,从而造成机体损伤。补硒后, 这些酶的活力得以恢复,从而使机体健康水平得以恢复。同时,由于硒与汞的结合能力比硫与汞的结合能力更强(硒与汞的络合能力更强,络合常数为1045,比硫与汞络合能力高 6 个数量级),硒可与机体内的汞竞争性结合从而使体内与巯基结合的汞排出体外,而巯基是生物体内许多重要酶的活性中心,通过对体内含巯基酶活力的恢复达到解毒作用。


参考文献:

1.于云江, 等. 头发作为环境污染物人体暴露生物检测材料的研究进展. 科学通报, 2023, 68.

2.王祖光, 等. 硒对汞毒性的拮抗作用及机理. 中国科学: 化学, 2016, 46: 677–687.

3.黄丽平, 等. 汞中毒多系统损害及机制研究进展. 智慧健康, 2023, 18.

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