**锰及其化合物中毒的病理机制、临床诊断与防治策略研究进展**
**摘要**:锰是人体必需的微量元素,但职业环境中长期过量接触锰及其无机化合物,可导致以中枢神经系统损害为主的慢性中毒,是典型的法定职业性化学中毒。本文旨在从职业医学与毒理学角度,系统阐述锰中毒的最新研究进展,重点分析其发病机制、临床特征、诊断标准及综合防治策略,为职业健康监护与临床诊疗提供科学依据。
**一、 锰中毒的毒理学机制与病理生理学基础**
锰主要通过呼吸道吸入其粉尘、烟尘进入人体。进入血液循环的锰可迅速分布于全身,但具有明显的亲神经性,可选择性蓄积于富含线粒体的脑组织,特别是基底神经节(尤其是苍白球、纹状体)。其神经毒性机制复杂,目前研究认为主要涉及以下几个方面:
1. **线粒体功能障碍与氧化应激**:锰作为多种酶的辅助因子或组成部分,过量时可在线粒体内蓄积,抑制线粒体呼吸链复合物(特别是复合物I、II)的活性,干扰氧化磷酸化过程,导致ATP生成减少。同时,锰可通过Fenton样反应催化活性氧(ROS)大量生成,引发脂质过氧化、蛋白质变性及DNA损伤,造成神经元氧化损伤。 2. **神经递质系统紊乱**:锰可干扰多巴胺能、谷氨酸能、GABA能等多种神经递质系统的平衡。最显著的是导致黑质-纹状体通路多巴胺能神经元变性,多巴胺合成、释放及再摄取异常,这与帕金森病样症状密切相关。同时,对谷氨酸兴奋性毒性和GABA抑制性功能的干扰,也参与了运动及精神行为异常的发病过程。 3. **神经炎症与胶质细胞活化**:近年研究发现,锰暴露可激活小胶质细胞和星形胶质细胞,释放肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)等促炎细胞因子,引发慢性神经炎症,加剧神经元损伤和凋亡。 4. **蛋白质错误折叠与聚集**:有证据表明,锰可能促进α-突触核蛋白等错误折叠和聚集,形成类似路易小体的包涵体,这一病理过程与某些神经退行性疾病有相似之处。
**二、 临床分期、表现与诊断要点**
慢性锰中毒起病隐匿,病程进展缓慢,临床表现具有阶段性。
* **早期(轻度中毒)**:主要表现为类神经症和自主神经功能紊乱,如头晕、头痛、乏力、嗜睡、记忆力减退、多汗、心悸、食欲不振等。可出现明显的情绪改变,如情绪不稳、易激动、欣快感或淡漠。此期客观神经系统体征常不明显。 * **中期(中度中毒)**:出现锥体外系神经损伤的典型体征。**肌张力增高**是核心特征,多从下肢开始,表现为行走不稳、拖步、步态笨拙。**静止性震颤**不如帕金森病典型。可出现**姿势性震颤**、**书写过小症**、**言语低沉**、**表情减少**(面具脸)等。精神症状可能加重,出现冲动行为或明显抑郁。 * **晚期(重度中毒)**:锥体外系损害症状持续加重,呈现全身性肌张力显著增高,伴有**运动迟缓**、**姿势平衡障碍**,严重者生活难以自理。可伴有锥体束征及周围神经病变。部分患者出现认知功能下降。
**诊断**需依据确切的长期职业性锰接触史,结合典型的临床表现,并排除帕金森病、肝豆状核变性等其他疾病。辅助检查包括: * **神经影像学**:头颅MRI在T1加权像上可见双侧苍白球对称性高信号,具有一定特征性,但并非所有患者出现。功能性MRI(fMRI)、弥散张量成像(DTI)可早期发现脑功能与白质纤维束的微观改变。 * **生物标志物**:血锰、尿锰浓度可反映近期接触水平,但与临床症状严重程度无绝对平行关系。脑脊液锰测定意义有限。目前正积极探索神经丝轻链蛋白(NfL)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)等血液或影像学生物标志物用于早期预警和病情评估。 * **神经心理学与电生理检查**:有助于客观评估认知、情绪及运动功能损害。
**三、 综合防治策略:从源头控制到个体化管理**
锰中毒的治疗效果有限,尤其是晚期出现的神经系统损害多不可逆,因此**预防**是根本,**早期识别与干预**是关键。
1. **工程控制与源头治理**: * **工艺革新**:采用自动化、密闭化生产工艺,减少手工操作和粉尘、烟尘逸散。 * **通风除尘**:在锰矿石破碎、冶炼、焊接(特别是高锰钢焊接)等作业点,安装有效的局部通风排毒装置(如密闭罩、侧吸罩)和全面通风系统,确保作业场所空气中锰及其无机化合物(按MnO₂计)的时间加权平均容许浓度(PC-TWA)符合国家职业接触限值(如0.15 mg/m³)。 * **湿式作业**:在可能产生粉尘的工序采用洒水、喷雾等降尘措施。
2. **职业健康监护与早期筛查**: * **上岗前体检**:排除患有中枢神经系统器质性疾病、严重神经官能症、精神疾病及明显肝、肾疾病的人员从事高锰作业。 * **在岗期间定期体检**:对接触锰作业工人进行**强制性定期医学监护**,周期一般为1年。内容除内科、神经系统检查外,应特别关注**神经行为功能**(如情绪、记忆力)和**运动协调性**的细微变化。可将简单的临床测试(如指鼻试验、轮替动作、步态观察、书写测试)纳入常规检查。对出现可疑症状或体征者,缩短体检周期,并及时进行头颅MRI、神经电生理等深入检查。 * **离岗时体检**:确保健康档案完整,便于远期随访。
3. **个体防护与健康教育**: * 在工程措施无法完全达标的工作区域,必须为劳动者配备符合国家标准的**防尘口罩**(如KN95/N95及以上级别),并确保正确佩戴和定期更换。 * 提供并督促使用工作服、手套等防护用品,避免皮肤直接接触。设置淋浴间,督促班后淋浴,防止污染物带回家中。 * 加强职业卫生培训,使劳动者了解锰的危害、预防措施及早期症状(如情绪改变、手抖、走路不稳),提高自我防护意识和主动报告异常情况的能力。
4. **临床治疗与管理**: * **脱离接触**:一经确诊或出现明显神经系统损害迹象,应立即永久调离锰作业岗位。 * **驱锰治疗**:早期或轻度中毒患者可使用金属络合剂如**依地酸钙钠(CaNa₂-EDTA)** 进行驱锰治疗,可能有助于改善症状和阻止病情进展。需注意肾功能监测。 * **对症支持治疗**:针对帕金森综合征,可试用左旋多巴、多巴胺受体激动剂等药物,但疗效个体差异大,且可能随时间减退。同时需处理抑郁、焦虑等精神症状,并进行**康复治疗**,包括物理治疗、作业治疗、言语治疗等,以维持和改善运动功能与生活质量。
**结论与展望**
慢性锰中毒是一种可防难治的职业性神经系统疾病。当前研究正深入揭示其分子与细胞机制,并探索更敏感、特异的早期生物标志物。未来的防治重点在于:通过技术和管理手段实现接触水平的根本性控制;建立和完善包含神经行为学、影像学在内的敏感早期筛查方案;研发更有效的神经保护与修复疗法。企业、职业卫生技术服务机构和临床医疗单位需密切协作,构建从“源头预防-健康监护-早期诊断-综合管理”的全链条职业健康保障体系,切实保护劳动者的神经系统健康。
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