第一篇　绪论

第一章　神经毒理学的概念、研究内容和任务

一、神经毒理学的概念

随着经济社会的发展，环境污染日益严重，环境污染物的神经毒性对人体健康的影响也日趋严重。 神经毒理学（neurotoxicology）是在毒理学与神经科学基础上发展起来的一门交叉学科，应用神经解剖、神经病理、神经生理、神经生化和分子生物学等学科的理论和技术，研究神经毒物在机体内的代谢特点，毒性效应发生的类型、特征，主要临床表现及生化和分子机制，为中毒防治提供科学依据。

神经毒性是指外源物质对神经系统的损伤，这里的“神经系统”既包括中枢神经系统（大脑和脊髓），也包括外周神经系统（脊神经、脑神经和内脏神经）。 整个神经系统由神经元、神经胶质细胞及其他类型细胞构成。 美国环境保护署的毒理学家们将神经毒性定义为“神经毒效应”，是指暴露于外源化学物所造成的神经系统结构或功能损害。 2007 年出版的Casarett & Doull’s Toxicology（第7 版）在这个定义基础上进行了修正，提出神经毒性是指暴露于化学或者物理因素所导致的对神经系统化学、结构或功能方面的不利影响。

神经系统的结构和功能与其他器官系统相比存在较明显的差别。 与毒理学有关的特点有：

（一）脑屏障

脑屏障包括血-脑屏障、血-脑脊液屏障和脑脊液-脑屏障。 主要作用为调节毛细血管的血液与脑组织之间以及脑脊液之间的物质交换，维持脑内环境的稳定。 一些物质在身体其他部位很容易从血液渗入到组织液，但在脑组织内则受到限制，甚至不能渗入。

（二）神经元

神经元是神经系统的基本结构和功能单元。 它可以发生冲动和传导冲动；也可合成化学物质（神经激素和神经递质等），并经其轴突输送到特定部位释放。 神经元之间形成广泛的突触联系，借此进行神经冲动的传递和信息的整合。 神经元的基本结构包括胞体、树突、轴突和突触。

（三）神经胶质细胞

神经胶质细胞是神经系统内除神经元之外的另一大类细胞，占神经系统全部细胞的比例随着生物进化程度的升高而增高。 胶质细胞不含尼氏体，细胞器少，核内异染色质较多，胶质细胞虽有突起，但是没有轴突和树突之分，且神经胶质细胞的突起不能传导神经冲动。中枢神经系统中的胶质细胞可以分为星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞；而外周神经系统的胶质细胞主要是施万（Schwann）细胞（也称神经膜细胞）和卫星细胞。

二、神经毒理学的研究内容和研究任务

神经毒理学的研究内容包括毒物在体内的代谢，对神经系统的毒性作用、效应特征、作用机制以及如何救治与防护等。 总体而言，神经毒理学的研究内容包括外源物理、化学因子对神经系统损伤的规律，以及这些外源物质对神经系统结构与功能损伤的毒理学机制。

化学物在日常生活中随处可见，环境化学物引起的神经系统损伤事件也越来越多。 目前，世界范围内正在使用的化学物有8 万至10 万种，并且每年还在不断增加，其中绝大多数没有经过神经毒性评价。 有学者估计化学品中有2%～3%有神经毒性，职业环境的化学污染物中近三分之一有神经毒性。

神经毒物对人类健康的威胁贯穿于人类生命的全过程。 在胎儿期和幼儿期各种神经毒性物质的接触可以造成人体神经系统发育的异常，出现永久性的神经功能丧失或异常。 而在学龄期有毒化学物质如铅、铝等的接触已经被证实是影响学生学习效率，造成智商、学习成绩不佳的重要原因。 我国9 省19 个城市学龄前儿童血铅流行病学调查结果显示，29.91%的幼儿血铅含量超过国际公认的儿童铅中毒诊断标准（100μg/L）。 而在成年后，有毒化学物质的接触可直接导致神经内分泌功能紊乱，机体产生各种器质性、功能性的改变。 而由此导致的各种自主神经（内脏神经）功能紊乱、神经衰弱综合征等已成为威胁成年人身心健康、导致工作能力下降，甚至导致各种意外事故发生的一个主要原因。 进入老年后，各种神经毒物的接触是导致多种神经退行性疾病发生的主要原因，如阿尔茨海默病、帕金森病等。 随着老龄化进程的加快，这些神经退行性疾病的发生率呈逐渐升高趋势。 以帕金森病为例，根据1986 年统计数据，我国帕金森病发病率为0.047%，而根据上海2000 年的统计，帕金森病发病率为1.14%，最近全国范围内的统计数据表明帕金森病发病率已高达2%左右。 最保守的估计，近20 年中国帕金森病发病率至少增长了20 多倍。 而近年来老年痴呆的发病率也日趋增高。 据不完全统计，65 岁以上人群中患重度老年痴呆的比率达5%以上，80 岁上升到15%～20%。 尽管国内外已经开展了大量的研究，但这些神经系统退行性疾病的发生机制仍不明确。 虽然某些基因位点的异常突变被认为与一些家族性的神经退行性疾病关系密切，但环境因素尤其是环境化学因素在神经系统退行性疾病发生过程中也发挥着关键的作用。因此，探讨各种化学因素引起的神经系统疾病的临床特征、病理特点以及分子机制成为近年来毒理学研究领域的一个热点。

神经毒理学的任务就是阐明外源性毒物对神经系统损害作用的一般规律、毒作用机制以及评定方法。 通过神经毒理学的研究，一方面探讨外源性毒物是如何造成神经系统损伤的，为早期诊断、预防和治疗提供科学依据；另一方面通过观察实验动物和人类接触毒物后的反应，增加人们对神经科学的理解，丰富人们对神经系统的认识，进一步启迪神经药理学研究。 此外，由于神经系统对外源化学物的毒作用极度敏感，因此可为制定有关卫生标准和管理方案提供科学依据。