5.对基因调控、表达及细胞凋亡的影响
铅可直接干扰基因表达调控而影响脑发育。铅可与DNA、RNA分子结合,或造成某一部位断裂,损伤核酸分子,增加实验动物细胞的微核粒;可诱导酵母菌甲硫氨酸tRNA启动子和延伸因子在较远部位断裂;可抑制核酸修复酶如DNA聚合酶的功能,加重紫外线对DNA损伤。体外实验中,铅可增高脑组织中早反应基因c-fos、c-Jun的mRNA表达,并有量效与时效关系。Fos和Jun蛋白产物是真核细胞的主要转录因子,它们参与了铅对中枢神经系统学习记忆损害的毒性。Chakrolorti发现,铅可增加Ap-1蛋白的结合活性,增加Ap-1启动的转录过程,而增加了细胞凋亡。
神经元异常凋亡可导致脑发育异常。Bcl-2家族基因是与细胞调亡关系密切的一组相关基因,其中bcl-2和bax基因是一对正负调亡调节基因。牛玉杰等(2002年)发现,铅诱发大鼠脑细胞调亡与脑组织内bcl-2基因表达下调,bax基因表达上调,bcl-2/bax下降有关。逯晓波等(2002)也发现,染铅可能通过改变发育期脑组织细胞调亡相关基因bcl-2、细胞膜Fas蛋白表达使细胞数量改变,从而导致铅的发育神经毒性。
6.对脑发育过程中多种因子的调节作用的影响
脑发育过程有众多因子参与调节,如激素、氨基酸、微量元素、生物因子等。Huseman CA(1987)发现,铅可抑制促甲状腺素,导致神经细胞迁移延缓,不能及时到位,影响正常神经元回路形成;铅可使鸟氨酸蛋白合成减少,抑制细胞增殖;Bawmsly(1974)发现铅可以影响Zn++、Cu++等元素的胎盘转运,使许多依赖必需微量元素的酶及生物大分子失去正常生理活性,而产生毒性作用;铅还使神经生长因子(NGF)、类皮细胞因子、胰岛素样因子等许多促进神经细胞营养因子降低;铅可通过竞争神经钙粘着蛋白(Ncadherin)分子上的钙或锌的结合位点,延缓未成熟脑细胞的发育,导致神经系统结构异常,扰乱神经系统的正常发育。铅能与线粒体发生作用,影响细胞的能量供应。NGF分泌减少抑制了细胞有丝分裂和神经纤维生长,降低了细胞的合成酶活性,减少神经递质合成,并可损害NGF受体功能,直接造成神经细胞发育毒性。
总之,铅对发育期脑的神经毒性作用机制目前尚不十分清楚,可能是多因素相互作用的结果。
七、预防低水平铅暴露对子代危害的保护性措施
根据目前已有的资料推算,我国城市儿童铅中毒的流行率高达30%以上,其中宫内铅暴露占很大比例。广大医务工作者对此应予以高度重视,积极采取以下措施,降低儿童铅中毒的发生率。
1.控制环境铅污染
含铅汽油是环境铅污染的最主要来源,美国在近20年来由于禁止使用,使儿童铅中毒的流行率由85.5%下降到5.5%。我国从1999年起,开始禁止使用含铅汽油。除了汽油外,含铅油漆和颜料、食品罐头中的焊锡和陶器釉彩等均含铅,孕妇应尽量避免接触。
2.健康教育
提高人们对铅中毒的认识是预防胎儿铅暴露的重要前提。内容包括:合理的膳食、行为习惯的改变、居室的清洁卫生、铅中毒有关知识的普及等。国内外大量研究均已证明,健康教育在降低轻、中度儿童铅中毒中起着极大的作用。
3.合理膳食
合理膳食是减轻宫内铅暴露比较关键的环节。首先,充足的蛋白质摄入可对胎儿有一定的保护作用。孕妇蛋白质营养不良将增加母体血铅水平及铅对胎儿的毒性作用。其次,孕妇血铅水平与孕期血中抗氧化维生素(维生素E、维生素C)水平呈负相关,故适量补充维生素对胎儿也具有预防性保护作用。第三,孕妇缺铁、缺钙可致血铅浓度升高,加重胎儿铅暴露的危害。故补充适量铁剂、钙剂对减轻孕妇血铅浓度,降低铅对胎儿的危害具有重要的作用。