**镉及其化合物职业性中毒的病理机制、临床识别与系统防控策略**
**摘要**:镉及其化合物作为重要的工业原料,在职业接触中可经呼吸道与消化道吸收,并在体内长期蓄积,对多系统造成进行性损害,尤以肾脏与骨骼病变为特征。本文旨在从职业医学与毒理学角度,系统阐述其毒作用机制、临床表现、诊断标准及分级防控策略,为企业职业健康管理提供科学依据。
**一、 毒理学特性与体内代谢**
镉(Cd)是一种银白色重金属,其化合物如氧化镉、硫化镉等广泛应用于电镀、电池制造、颜料生产、合金及塑料稳定剂等行业。职业暴露主要途径为吸入含镉金属烟尘或气溶胶,消化道吸收多见于污染环境下的手-口接触。镉进入血液循环后,主要与血浆中的金属硫蛋白(Metallothionein, MT)结合,形成镉-金属硫蛋白复合物(Cd-MT)。该复合物具有相对较低的急性毒性,但可被肾小管上皮细胞摄取并降解,释放出的游离镉离子对肾小管造成直接损伤。镉在体内的生物半衰期长达10-30年,主要蓄积于肾脏(约占全身负荷的50%)和肝脏,难以通过常规途径排出,形成慢性毒性基础。
**二、 病理机制与靶器官损害**
1. **肾脏损害**:这是慢性镉中毒最突出且具有诊断意义的靶器官损害。游离镉离子选择性蓄积于肾皮质近曲小管上皮细胞,通过诱导氧化应激、线粒体功能障碍、干扰细胞钙稳态、抑制抗氧化酶活性等多种机制,导致细胞凋亡与坏死。早期表现为肾小管重吸收功能障碍,尿中低分子蛋白(如β2-微球蛋白、视黄醇结合蛋白)排泄增加,即“肾小管性蛋白尿”。随着暴露时间延长与体内负荷增加,可进展为肾小球滤过率下降,甚至出现慢性间质性肾炎、肾纤维化,最终导致肾功能不全。 2. **骨骼系统损害**:镉干扰钙磷代谢及维生素D的羟化过程,并直接损害成骨细胞与破骨细胞功能。同时,肾小管损害导致的钙、磷重吸收减少,加剧了钙的负平衡。其典型后果是“痛痛病”(Itai-Itai Disease)样病变,表现为骨质疏松、骨软化,伴有全身多发性骨痛和病理性骨折,常见于长期高强度暴露人群。 3. **呼吸系统损害**:急性吸入高浓度镉烟尘或蒸气,可引起化学性肺炎、肺水肿,严重者可致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。慢性暴露则导致慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺气肿及肺纤维化风险显著增加。 4. **其他系统**:镉被国际癌症研究机构(IARC)列为Ⅰ类人类致癌物,长期暴露与肺癌、前列腺癌风险升高相关。此外,对心血管、造血及生殖系统也存在潜在不良影响。
**三、 临床表现与诊断标准**
* **急性中毒**:罕见,多因意外事故短时吸入极高浓度镉烟所致。潜伏期数小时至24小时,表现为咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难、发热,严重者迅速出现肺水肿。常伴头晕、乏力、恶心等全身症状。 * **慢性中毒**:起病隐匿,进展缓慢。 * **早期**:常无特异性症状,或仅有乏力、嗅觉减退、鼻黏膜溃疡、牙齿颈部黄褐色“镉环”。**关键早期生物标志物是尿β2-微球蛋白或视黄醇结合蛋白持续升高**,提示肾小管功能已受损。 * **进展期**:出现腰背及四肢骨骼疼痛,活动时加剧(骨痛);尿常规检查可见蛋白尿;肺功能检查显示阻塞性或混合性通气功能障碍。 * **严重期**:出现明显的肾功能减退(如肌酐升高、肾小球滤过率下降)、严重骨质疏松或骨软化伴病理性骨折、肺纤维化导致的呼吸衰竭。
诊断需依据国家《职业性镉中毒诊断标准》(GBZ 17),结合明确的职业接触史、现场劳动卫生学调查、典型的临床表现以及实验室检查结果(血镉、尿镉作为接触指标,尿β2-微球蛋白等作为效应指标)进行综合判定与分级。
**四、 系统性预防与控制策略(企业层面)**
1. **工程控制与源头治理**: * **工艺革新**:采用无毒或低毒物质替代镉及其化合物,如使用无镉电镀工艺、无镉颜料。 * **密闭与通风**:对产生镉烟尘的工序进行全密闭,并配备有效的局部排风除尘装置(如袋式除尘器),确保作业点空气中镉浓度符合国家职业接触限值(OELs)要求。 * **湿式作业**:在可能产生粉尘的环节采用湿式清扫、喷雾降尘。
2. **职业健康管理**: * **岗前与在岗监护**:对所有接触镉的劳动者进行上岗前职业健康检查,排除禁忌症(如慢性肾脏疾病、严重呼吸系统疾病、骨质疏松症等)。在岗期间定期体检,**重点监测尿镉(反映体内负荷)和尿β2-微球蛋白(反映早期肾损害)**,建立个人职业健康监护档案。 * **分级管理**:根据监测结果,对劳动者进行健康风险分级。对尿镉或肾小管功能指标异常者,应暂时调离镉作业岗位,进行医学观察与治疗,并评估其是否适宜继续从事原工作。 * **信息告知与培训**:对劳动者进行充分的职业危害告知,培训其掌握镉的危害特性、安全操作规程、个人防护用品(PPE)的正确使用方法以及早期不适症状的自我识别。
3. **个体防护**: * 在工程措施无法完全将浓度控制在安全水平时,必须为劳动者配备并监督使用符合国家标准的防护用品,包括防尘防毒组合的过滤式呼吸防护器、防护手套、工作服等,并严格规定清洗和更换制度,防止污染扩散。
4. **环境监测与应急**: * 定期对工作场所空气中镉浓度进行监测与评价。 * 制定并演练急性镉中毒事故应急预案,配备必要的急救设备与药品。
**结论**:镉及其化合物的职业性危害以慢性、蓄积性、不可逆性的肾脏与骨骼损害为核心。有效的防控必须建立在对其毒理机制的深刻理解之上,贯彻“预防为主、防治结合”的原则,通过工程技术、健康监护、个体防护与管理制度的综合体系,实现接触风险的全面控制,切实保护劳动者的职业健康权益。企业管理者与职业卫生技术人员应高度重视尿镉及肾小管功能指标的早期监测,将其作为风险预警和干预的关键节点。
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