Ch11職業性腎疾病
一、腎臟對毒性物質的易感性:
1、腎臟對毒性物質的易感性:腎臟是人體各器官中,相對血流量較大的器官,心臟輸出量的25%會流經過腎臟。以體積而言,腎臟血流量相當高,所以當一個勞工自外界環境吸收了毒性物質,此毒性物質進入了血液,則其經血液通過腎臟的毒物量相當高。
2、腎臟可分為皮質與髓質兩部分。髓質部分之生理作用,包括凝聚體內廢物,濃縮在尿液中,以便排出體外。由於腎臟髓質的濃縮作用,因此同時也凝聚了某些外來的毒性物質。當勞工暴露於毒性物質之後,血中濃度達到背景值的數倍,會因腎臟的濃縮作用,造成其髓質組織內濃度更高,毒性也相對提升。
3、有一些化學物質,經過腎臟濃縮作用之後,進入尿液之中,也會進而影響腎臟以下的輸尿管、膀胱、尿道等器官,因此這些器官,都有可能同時受到該毒性物質的影響。
4、尿液本身呈酸性,在生理情況下,其pH值大約在5~6之間。有些化學物質在酸性的環境下,比較會產生離子化,若該物質在離子化狀態時毒性較高,則比較容易在帶有酸性尿液的腎臟中產生毒性。

二、急性腎臟毒性:有機溶劑、重金屬(鎘、汞)、酚、五氯酚、砷化氫、其他毒性化學物質(黃磷、農藥)
(一)有機溶劑:
1、會造成急性腎臟機能傷害的有機溶劑中,多為含氯的有機溶劑,尤以四氯化碳為著名。四氯化碳不只對腎臟造成傷害,亦會對其他器官造成影響。最主要的原因是:四氯化碳是一個極具有脂溶性的物質,所以它能溶在人體內含脂肪量高的器官裡面。
2、四氯化碳的毒性會因喝酒或是類似酒精類的物質而加強,故當勞工喝酒同時又暴露於四氯化碳的工作環境,其腎臟所受到的毒性比只有單獨暴露到四氯化碳的毒性還要嚴重。
3、四氯化碳的急性毒性,包括中樞神經抑制作用及腸胃道障礙,使人變得昏昏沉沉、想睡覺、神智不清,對於腸胃道會產生反胃、嘔吐、嚴重腹痛,聽診時聽不到腸蠕動的聲音,常被誤診為腹部急症而被送去開刀,結果發現腸胃道並無任何的異常,而是四氯化碳的中毒。
4、四氯化碳亦具有肝毒性,可看到肝臟酵素濃度的增加,顯示肝臟細胞有壞死的現象,此表現即為四氯化碳所造成的肝細胞壞死。四氯化碳對肝臟造成的傷害,需要肝臟本身初步的代謝與活化作用,將毒物在肝臟中代謝之後,才會引起肝細胞壞死。一般認為自由基的產生與四氯化碳的肝毒性有關。與四氯化碳相似的一些含氯的化學物質,也會引起這些類似的肝臟與其他器官之傷害。
5、暴露於四氯化碳後7~10天之間,尿量及尿中鈉的濃度會減少,乃因血管內血流量不足,導致腎臟的灌流血流量過低,造成腎臟毒性,亦即因為血管內血流量不足,使得腎臟得到的血流量不夠而產生腎衰竭。觸摸腎臟時會有疼痛,所以在腹部檢查時,可以檢查出腎臟的壓痛。尿液中會有紅血球及過量的蛋白質出現,偶而會形成紅血球的圓柱體,此乃腎小管受到四氯化碳毒性的影響。有一些患者的臨床上表現,與腎絲球腎炎類似,所以必須與真正的腎絲球腎炎作一個分辨,此乃因為腎絲球腎炎的致病原因、治療均與四氯化碳引起的腎衰竭不一樣,故必須加以仔細區分,以免延遲適宜的治療。一般說來,腎衰竭會持續7~14天,當所暴露的毒性物質慢慢地被排出去後,腎臟功能會自然地恢愎。
6、除了含氯的化合物以外,非含氯的化合物也可能具有腎毒性,如甲苯會造成急性的腎衰竭,也會造成遠端腎小管引起的酸血症或酸中毒。
(二)重金屬:
在急性的腎臟毒性中,急性的腎小管壞死十分常見。造成急性腎小管壞死的毒性物質中,最常見的原因為重金屬中毒。
1、 鎘:鎘為常見的重金屬中毒物質,勞工對於鎘的暴露,大部分是來自於呼吸道的吸收。當勞工未使用適當的呼吸防護具,且工作場所的通風情況不佳時,勞工就會把鎘的薰煙或蒸氣吸入肺中,而引起急性鎘中毒。鎘中毒不只引起腎臟的傷害,急性的鎘薰煙或蒸氣吸入,還會引起化學性肺泡炎,嚴重時會造成肺水腫或急性呼吸窘迫症侯群(ARDS)。鎘薰煙或蒸氣所導致的呼吸道中毒,與吸入刺激性氣體所導致的急性呼吸道傷害十分類似。吸入足量的鎘薰煙或蒸氣,也會引起急性腎小管壞死的現象。
2、汞:汞的暴露會造成急性腎臟毒性。汞之工業暴露,主要為吸入其蒸氣。由於汞的蒸氣壓高,在加熱過程中常造成汞蒸氣,而使勞工造成汞中毒。嚴重的汞蒸氣吸入中毒情況下,如上述鎘中毒一般,會造成化學性肺泡炎及肺水腫,同時也會造成急性腎臟機能障礙。
(三)酚:
酚的吸入情況有很多種,最多是自呼吸道吸入,亦有從皮膚接觸或從腸胃道喝入,如誤飲或自殺所引起的中毒。喝入酚後,可立刻發生神智不清、嘔吐、腹瀉,並造成局部的食道、胃發生燙傷。因皮膚暴露而致的酚中毒也會造成局部皮膚的燙傷。
酚中毒者會出現體溫下降、代謝性酸中毒、癲癇等症狀。此外,在尿中會有白蛋白及血尿的情形。在酚中毒的患者,常會有尿液的變色,因為酚的代謝產物二羥苯會造成有綠色、褐色的尿液。由呼吸道吸入的不易致死,但會造成腎臟的問題;如果是經由腸胃道吸收者,則很可能會致死。
(四)五氯酚:
五氯酚之暴露,最多是經由皮膚吸收,當手接觸到塗有五氯酚的木料,便會藉由皮膚吸入體內。五氯酚之大量暴露,會造成急性的腎臟衰竭、新陳代謝率增加,出現類似甲狀腺機能亢進的情形,有時會發燒或因嚴重的血管擴張而造成休克。五氯酚也會造成近端腎小管的異常。
(五)砷化氫:
砷化氫(AsH3)使用最多的行業是電子業。電子業使用砷化氫來做為半導體的原料,其毒性非常強,暴露途徑是藉由呼吸道而進入人體為主。砷化氫具有大蒜的味道,一般來說在使用砷化氫氣體的工作場所,必須要有砷化氫偵測儀的設置。當有砷化氫外洩情形,應趕快離開,否則致死率相當高。相當低濃度或劑量的砷化氫暴露就可致死,因其會造成嚴重的溶血現象,由於紅血球遭受破壞,而導致紅血球無法攜帶氧氣,形成組織缺氧問題。
臨床症狀上,中毒者會產生腹痛、虛弱、嘔吐,由於造成溶血,大量的血紅素進入腎臟中塞住腎小管,形成急性的腎小管壞死,嚴重者會導致腎衰竭,致死的可能性相當高。急性砷化氫中毒的實驗室診斷不易進行,因此必須使用其他方法來作最快速的初步診斷,據以進行救命的治療。
初步診斷可以從血清檢查開始,正常情形下血紅素都是在紅血球內,在抽血離心之後,如果沒有發生溶血現象,則試管上層應是透明黃色的血清液;而如果有溶血現象,則血清中會有血紅素的存在。砷化氫中毒者,由於溶血的產生,其血清中有血紅素存在,當其數值超過1.2 mg/dl時,因砷化氫中毒引起溶血的可能性就相當高。此外,除了血清中有血紅素之外,血紅素也會進入尿液中。砷化氫中毒者,若引起大量的溶血,需進行換血性的輸血,以做為救命性的治療措施。
(六)其他腎毒性化學物質:
黃磷之中毒,以食入所造成的後果最為嚴重,會造成腎臟、肝臟的急性壞死,如果是長期慢性暴露,也會對腎臟造成慢性破壞,而有蛋白尿的產生,甚至會發展成腎病症侯群。農藥的長期暴露者,也可能會造成腎臟的疾病。

三、慢性腎臟毒性:
慢性的腎臟毒性在早期不易測知。一般來說,臨床上最常用以偵測腎臟異常的方法,包括血清中肌酸酐與血中尿素氮(BUN)的含量檢查。
但是這兩種方法亦無法測得毒物造成的早期腎臟異常。
在一般人而言,肌酸酐、血中尿素氮的正常值範圍相當大,例如在有些實驗室中,血清中肌酸酐的正常值為0.5~1.5 mg/dl,若某一勞工平時血清中肌酸酐的值在0.6 mg/dl上下,在其暴露於腎毒性化學物質之後,血清中肌酸酐值到達1.2 mg/dl,雖然己經是他個人正常濃度的兩倍,但還在一般人的正常範圍內,可是實際上其腎功能可能已經下降至一半了。
因此在可能暴露腎毒性物質的工作場所,若要實施預防腎毒性產生的定期健康檢查,使用血清中肌酸酐為篩檢工具,則其敏感度將會很低,血中尿素氮亦有類似的情形。
若要進行有關腎毒性的篩檢,必須使用其他較為敏感的測試,如利用尿中的某部分蛋白質做測試指標。
與腎臟毒性有關的酵素若在尿中的濃度升高,表示腎臟已經受到影響,造成這些酵素從腎臟流失。在正常的生理情況下,像β2-微球蛋白等酵素是完全不會從腎臟進入尿液中的。在暴露到某些毒性物質之後,可以在尿中偵測到β2-微球蛋白,表示腎臟可能受到影響,這是慢性疾病一個較敏感的判斷方法。

(一)鉛:
造成慢性腎臟機能異常的物質之中,重金屬是很重要的一群。如鉛會造成慢性的腎臟疾病,也會造成高血壓症、痛風及續發於痛風的腎臟疾病。鉛的早期腎毒性變化,會在腎元的近端腎小管表皮細胞之核內有含鉛微粒的產生。這些微粒內層是鉛的顆粒,外層則被一些纖維包圍起來,亦可稱為含鉛包含體。此時腎小管的機能開始出現異常,造成胺基酸、磷酸鹽、糖分等從腎小管中洩漏出去,而形成胺基酸尿、磷酸鹽尿與糖尿等現象。此時腎絲球過濾率(GFR)仍屬正常範圍,對於鉛的排除能力也在正常範圍內。
在早期的變化中,也會出現粒線體的異常,組織切片檢查可發現粒線體腫大與變形。若在早期暴露時,就將勞工移離暴露源,則以上所描述的病理變化均可回復正常。
中期的腎臟中毒變化,包括無法形成在腎小管表皮細胞之核內含鉛包含體,對鉛的排除也會受到影響,本來在早期變化時鉛可以不斷地排除,但是一旦進入中期變化,就不容易將血中鉛自尿液中排除。由於排除量的減少,鉛可能更易累積於體內。此時肌酸酐、尿素的清除率還算正常,因此血清中肌酸酐與血中尿素氮值仍不會升高。鉛中毒對於腎臟會引起尿酸不易自尿中排出。
鉛引起的晚期腎毒性變化,約在暴露鉛數年之後才發生。腎臟的變化包括尿酸排出的異常,由於尿酸不易自尿液中排出,會有高尿酸血症及痛風的發生。尿酸過高造成的腎臟疾病,稱為痛風性腎病,所以除鉛本身會引起腎臟疾病外,鉛所引起的高尿酸血症亦會經由另外的機制來引起腎臟疾病。
大概有30%的鉛中毒者會出現血清中尿酸升高的情形。鉛中毒亦會引起高血壓、血中鉀離子增加、蛋白尿等,蛋白尿情形一般未如腎病症候群嚴重。腎臟的腎絲球過濾率以及腎臟的血流速率也會減少,到最後會演變成腎衰竭的狀況。過去認為腎臟的毒性作用產生,大約鉛濃度要到60~70 μg/dl才會慢慢的開始,但現在的觀念認為如果要完全不引起腎臟疾病的話,大概是40 μg/dl才算真正的安全。
國內研究亦顯示,即使在一般人之暴露範圍,血中鉛濃度越高者,其慢性腎臟功能不全的惡化會增快。而若患者有糖尿病造成的腎臟功能不全,則血鉛亦會使其功能更差。所以在一般人而言,盡量降低血中鉛濃度,亦對腎臟的功能有保護作用。
(二)汞(水銀):
汞在慢性中毒的暴露原因同急性暴露,也是以吸入薰煙或汞蒸氣為最多。其造成腎臟傷害之機轉,與其他化學物質不一樣;其他的化學物質以直接傷害較多,但是汞則透過與免疫反應相關的機轉而造成傷害。汞暴露所引起的腎臟疾病,常在暴露後好幾個月才會慢慢的出現。
汞的暴露會造成類似腎絲球腎炎的腎疾病,其中較常見的為膜性腎絲球腎炎,會造成蛋白尿,嚴重者可致腎病症候群的程度。汞的暴露所造成的腎臟疾病,在病理組織上可以看到腎臟近端腎小管內的吞噬體內有含汞的微粒。在已知有汞暴露的勞工,發生了膜性腎絲球腎炎,且在腎臟近端腎小管內的吞噬體內發現有含汞的微粒,則極有可能為汞所引起的職業性腎臟疾病。
治療汞毒性腎臟疾病的方法,主要以使用dimercaprol(BAL)或是以D-penicillamine口服以進行螯合反應,主要作用為與血中的汞結合在一起,再從尿液中排出。
(三)鎘:
鎘在勞工中慢性的暴露來源常是採礦者,尤其是鋅礦、鉛礦、銅礦的採礦者。在把鋅礦、鉛礦、銅礦中的金屬熔煉出來的過程中,這些礦物所含的鎘會被蒸發出來,而被勞工所吸收。在血鈣較低或所攝取食物中含鈣量較低者較易吸收鎘,鎘在人體內半衰期甚長,約為10年以上。在人體中,鎘可以說是長年地被吸收進來,而且幾乎是無法排出去,因此只有一直累積。正常人由於環境與食物中的暴露,其體內的鎘會隨著年齡的增加而持續增加。
被鎘侵害的標的器官主要為腎臟、肺臟等。鎘中毒會造成蛋白尿、血清中的肌酸酐增高。鎘會凝聚在腎臟近端腎小管,使合成維生素D1的氫氧化酶被抑制,無法生成具有生理效力的維生素D1,導致骨質疏鬆症發生。
鎘中毒者會有全身性的鈣質流失,使得尿中鈣含量很高;因此30%的鎘中毒患者,會有腎臟結石或尿道結石情形。如果尿中的鎘高於10 μg/g肌酸酐,則較易有腎臟的異常發生。
(四)有機溶劑:
目前沒有非常具有說服力的報告,證明有機溶劑與腎臟的腎絲球腎炎有直接關係,但是有不少的案例報告,顯示有機溶劑與腎臟疾病之發生有關。有機溶劑最主要會造成的慢性腎絲球腎炎為膜增殖性腎絲球腎炎。另外,亦有報告顯示有機溶劑的暴露可能與古德帕斯氏症候群之發生有關,而所謂古德帕斯氏症候群,乃是腎絲球腎炎與肺泡出血同時出現的一種疾病。
雖然腎毒性物質暴露仍為工業上可能發生之危害,然至今無極敏感有效的早期偵測方法,來偵測早期的腎毒性。盡量減少可能之腎毒性物質暴露,並發展較為敏感的偵測檢查,應為預防職業腎臟疾病的最重要方針。

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