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第二十四章 镉 镉（cadmium,Cd）： 原子序数：48 原子量：112.41 在元素周期表中与锌、汞同属II B族。 镉的化学性质与锌相近，是提取锌的副产品。 1973年FAO/WHO确定了17种最优先研究的食品污染物。 镉溶解于有机酸→→容易进入食品中。 镉对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均可产生毒性， 美国毒物管理委员会（Agency for Toxic Substances and Disease Registry, ATSDR）列为第6位危及人体健康的有毒物质。 第一节 镉在环境中的分布 镉在自然界中的丰度不高，但可通过人类的生产生活活动污染环境，随后经各种途径进入生物体。 镉在自然界中主要存在于锌、铜和铝矿内。其含镉量为0.1%～0.5%，以锌矿石含量最高。 土壤内含镉量为0.05～0.2mg/kg。植物镉含量随着土壤中镉含量的增加而增加 植物从土壤摄取镉的量与土壤特性（特别是pH值）和植物的种类有关。叶、根（包括块茎）和种子蓄积的镉最多 香烟含镉量高，每20支含量可达30μg，故吸烟者体内镉负荷明显增高。 海水含镉量为0.032～0.075mg/L，而河水含镉极低 大气中镉含量为0～0.1μg/m3。 食物含镉量受自然环境镉含量的影响，其中以软体动物、甲壳动物、谷物、花生等含量比较高 第二节? 镉的吸收、分布和排泄 一、镉的吸收及其影响因素 镉主要经呼吸道和消化道吸收，人体对空气中不同镉化合物的吸收率不同，生产环境中的镉尘及镉烟经呼吸道进入人体，肺的吸收率为25%～40%。 吸入的大颗粒镉尘存积于上呼吸道，可经吞咽进入消化道，其吸收率不超过5%。氧化镉烟尘在呼吸道吸收缓慢，约11%滞留于肺组织。 经消化道途径进入人体的镉主要在小肠吸收，其吸收率因动物种属和镉化合物的种类而定。机体对镉的吸收无内稳态调节机制 新生儿胃肠道对镉的吸收率比成人高，可高达55%（成人约6%），并在整个乳儿期保持高吸收率 食物镉在胃肠道可吸收5%～7%，其余由粪便排出 机体缺钙使镉在肝、肾的蓄积增高。 膳食钙含量低使镉的吸收率和组织中镉的沉积显著增加 机体缺锌可增加镉的吸收 膳食缺少维生素D也导致镉的吸收增加。 二、转运和分布 吸收入血液的镉约90%～95%位于红细胞内，主要与血红蛋白结合； 镉进入血液后迅速与金属硫蛋白结合形成镉-金属硫蛋白（cadmium-metallothionein, Cd-MT），Cd-MT约70%存在于红细胞中，30%在血浆中。 镉随血液循环分布于全身各个器官，全身组织的镉主要通过血液循环从血浆释放到组织中。 最大贮存库:肝和肾，肾皮质的镉含量最高。肝内镉含量随时间延长递减，而肾脏镉含量则逐渐增加。 镉在动物肝脏和肾脏中快速地富集，其它组织中的镉也逐渐转移至肾脏。肾中镉含量约为体内总镉量的1/3左右。 能蓄积镉的其他器官：睾丸、肺、胰、脾和其它内分泌器官，而骨、脑、体脂和肌肉的镉含量是非常低的，其次序为肾＞肝＞胆囊＞肺脏＞骨骼。 正常人血液中含镉量很低，通常在1μg/L以下。吸烟母亲的血镉浓度为0.16～2.94μmol/L。 乳汁镉浓度＜0.05～0.41μmol/L，随吸烟量增加而升高，血镉和乳汁镉均显著增加。 长期低浓度吸入镉，敏感器官是肾、肺； 长期低浓度食用镉污染食品时，敏感器官是肾。 镉在肾皮质内的浓度随年龄的增加而增加。年龄40～50岁的人肾皮质含镉15～70μg/g(湿重)。 妇女的肾脏镉含量一般较男性高。 镉进入体内与金属硫蛋白（MT）结合，二者的结合主要发生在肝脏。 镉结合MT经血液通过肾小球滤出，然后在肾小管重吸收，使镉在肾内（主要在肾近曲小管）蓄积。 镉在体内的生物半减期为10～30年，为已知的最易在体内蓄积的毒物。 三、排泄 每天排出的镉小于体内负荷量的0.01% 大部分通过尿液排出，也可通过胆汁、胃肠道、唾液、皮肤、汗液等排出。 正常人尿镉＜2μg/24h，而在镉中毒时常＞10μg/24h。 第三节 镉的生物学效应 一、镉对生物分子的作用 蛋白质、肽类、脂肪酸均含有与镉结合的基团，如羧基、氨基、巯基等，其中巯基是比较重要的基团。 镉对硫具有较高的亲和力，易与巯基结合。镉与酶分子上巯基结合后，使酶活性降低或完全丧失，表现出镉的毒性。 二、镉与金属硫蛋白 无机镉（Cd）主要分布于肝脏，导致肝损害，而Cd-MT则主要分布于肾脏，导致肾损害。镉在肝、肾等组织中的主要贮存形式是低分子Cd-MT。 MT是一种广泛分布于体内的低分子量蛋白质，富含巯基并可与金属离子结合。其氨基酸组成：约1/3是半胱氨酸。20个半胱氨酸配位7个金属原子（Zn、Cu和Cd）。这些半胱氨酸的残基结合镉后成为体内镉的“贮存库”。 体内的镉绝大部分以Cd