無機砷 Inorganic Arsenic (iAs)
無機砷(Inorganic arsenic)
*無機砷(Inorganic arsenic)是一種有毒的金屬類半金屬元素,廣泛存在於環境中,如水、空氣、土壤和食物中。其對生物體的影響主要取決於劑量和暴露時間,具有急性和慢性毒性。
*正常範圍: <35 μg/L
*無機砷的代謝與吸收
無機砷主要以砷酸鹽(As⁵⁺,arsenate)和亞砷酸鹽(As³⁺,arsenite)兩種氧化態形式存在,通過消化道、呼吸道和皮膚進入人體後,經過肝臟代謝,主要透過甲基化轉化為相對較低毒性的有機砷化合物(如單甲基砷酸 MMA 和二甲基砷酸 DMA),最終由腎臟排出體外。
*主要生理作用與毒性
-影響細胞能量代謝
砷酸鹽 (As⁵⁺) 會干擾磷酸鹽代謝,競爭性抑制細胞內 ATP(腺苷三磷酸)的產生,導致能量不足,使細胞無法正常運作。
-抑制酶活性與蛋白功能
亞砷酸鹽 (As³⁺) 能與含硫氫基(-SH)的蛋白質和酶結合,影響重要的細胞功能,例如干擾硫辛酸(lipoic acid),抑制丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase),進而阻礙能量代謝。
-造成氧化壓力與DNA損傷
砷能促進活性氧(ROS)的產生,導致氧化壓力(oxidative stress),進而引起DNA損傷、蛋白質變性和細胞凋亡,可能增加致癌風險。
-干擾訊息傳遞與基因表達
無機砷會影響細胞內訊號傳遞路徑(如 MAPK、NF-κB),進而影響基因表達,可能導致細胞異常分裂,增加細胞癌變風險。
-影響免疫系統與內分泌
砷可能抑制免疫細胞功能,導致免疫系統失調,增加感染風險。也會影響內分泌系統,如甲狀腺功能,導致 甲狀腺功能低下。
*無機砷的健康影響
-急性砷中毒(高劑量暴露)
症狀包括:噁心、嘔吐、腹瀉、腹痛、肌肉痙攣、休克、心律不整,嚴重者可致死亡
-慢性砷中毒(長期低劑量暴露)
可能引發:皮膚病變(色素沉著、角化過度)、神經毒性(周邊神經病變、記憶力減退)、心血管疾病(高血壓、動脈硬化)、癌症風險增加(皮膚癌、肺癌、膀胱癌等)
*預防與降低砷暴露
-避免飲用高砷地下水,使用過濾設備或改變水源
-減少砷污染食品攝取,避免高砷米、海鮮等
-個人防護,如在污染環境中工作需佩戴適當防護設備
*結論
無機砷對生理具有多重影響,主要干擾能量代謝、造成氧化壓力、影響酶活性和基因表達,長期暴露可能導致多種慢性病甚至癌症,因此應該注意環境與飲食來源,避免過量接觸砷污染物。
*無機砷(Inorganic arsenic)是一種有毒的金屬類半金屬元素,廣泛存在於環境中,如水、空氣、土壤和食物中。其對生物體的影響主要取決於劑量和暴露時間,具有急性和慢性毒性。
*正常範圍: <35 μg/L
*無機砷的代謝與吸收
無機砷主要以砷酸鹽(As⁵⁺,arsenate)和亞砷酸鹽(As³⁺,arsenite)兩種氧化態形式存在,通過消化道、呼吸道和皮膚進入人體後,經過肝臟代謝,主要透過甲基化轉化為相對較低毒性的有機砷化合物(如單甲基砷酸 MMA 和二甲基砷酸 DMA),最終由腎臟排出體外。
*主要生理作用與毒性
-影響細胞能量代謝
砷酸鹽 (As⁵⁺) 會干擾磷酸鹽代謝,競爭性抑制細胞內 ATP(腺苷三磷酸)的產生,導致能量不足,使細胞無法正常運作。
-抑制酶活性與蛋白功能
亞砷酸鹽 (As³⁺) 能與含硫氫基(-SH)的蛋白質和酶結合,影響重要的細胞功能,例如干擾硫辛酸(lipoic acid),抑制丙酮酸脫氫酶(pyruvate dehydrogenase),進而阻礙能量代謝。
-造成氧化壓力與DNA損傷
砷能促進活性氧(ROS)的產生,導致氧化壓力(oxidative stress),進而引起DNA損傷、蛋白質變性和細胞凋亡,可能增加致癌風險。
-干擾訊息傳遞與基因表達
無機砷會影響細胞內訊號傳遞路徑(如 MAPK、NF-κB),進而影響基因表達,可能導致細胞異常分裂,增加細胞癌變風險。
-影響免疫系統與內分泌
砷可能抑制免疫細胞功能,導致免疫系統失調,增加感染風險。也會影響內分泌系統,如甲狀腺功能,導致 甲狀腺功能低下。
*無機砷的健康影響
-急性砷中毒(高劑量暴露)
症狀包括:噁心、嘔吐、腹瀉、腹痛、肌肉痙攣、休克、心律不整,嚴重者可致死亡
-慢性砷中毒(長期低劑量暴露)
可能引發:皮膚病變(色素沉著、角化過度)、神經毒性(周邊神經病變、記憶力減退)、心血管疾病(高血壓、動脈硬化)、癌症風險增加(皮膚癌、肺癌、膀胱癌等)
*預防與降低砷暴露
-避免飲用高砷地下水,使用過濾設備或改變水源
-減少砷污染食品攝取,避免高砷米、海鮮等
-個人防護,如在污染環境中工作需佩戴適當防護設備
*結論
無機砷對生理具有多重影響,主要干擾能量代謝、造成氧化壓力、影響酶活性和基因表達,長期暴露可能導致多種慢性病甚至癌症,因此應該注意環境與飲食來源,避免過量接觸砷污染物。
