第十四节 铀及其化合物
【概述】
铀(uranium,U)为银白色金属,熔点1132.5℃,自然界中不存在游离态的金属铀,它总是以化合态存在。天然铀是三种同位素238U、235U、234U的混合物,所有铀同位素皆不稳定,具有放射性,以235U的放射性较强。经过提炼浓缩铀(235U)之后,可使235U的浓度由低于1%提高到2%~4%,而剩下的产物(235U一般为0.2%~0.3%)即为贫铀。铀可形成+3价、+4价、+5价、+6价化合物,+3价和+5价铀不稳定,易氧化成+4价、+6价化合物。铀主要作为核燃料用于核武器和核反应堆,也用于制造合金钢、有机化学的催化剂、橡胶工业的防腐剂和增硬剂,以及玻璃、陶瓷、珐琅中的着色剂等。
铀能以粉尘、气溶胶的形式由呼吸道吸收,可溶性铀尘的吸收率约25%,难溶性铀尘的吸收率<10%,大部分沉积在支气管、肺和淋巴结。铀经胃肠道吸收较少,可溶性铀化合物吸收率约1%~5%,难溶性铀化合物吸收率<0.3%。6价铀在血液中主要与HCO3-结合,而4价铀主要与血浆蛋白结合。与HCO3-结合的6价铀易于扩散,主要沉积在肾脏(约60%),4价铀主要沉积在肝、脾。6价铀经肾排出迅速,24小时能排出大部分,一周后尿中已测不出。4价铀化合物排出缓慢,由尿和粪便排出大致相等,40天后排出75%~80%。半衰期约为70~140天。
铀及其化合物的毒性因其可溶性、分散度、价态及侵入途径的不同而异,一般口服毒性较低,可溶性铀化合物毒性较大,且以可溶性铀化合物静脉注射毒性最大。可溶性铀化合物对肾有选择性毒性,这是由于铀化合物在血液中形成UO22+,其可由肾小球滤过,当肾小管将原尿中的HCO3-重吸收后,UO22+沉积在肾小管上皮细胞,与亲铀基团结合,造成肾小管上皮细胞损伤。动物试验发现硝酸铀铣家兔静注的LD50为0.1mg/kg,大鼠为1mg/kg。关于人类急性暴露于铀的报道并不多,有研究认为,当人体摄入超过2mg/kg的铀,或肾脏的铀沉积量达到3μg/g,就会对肾脏产生损害。
【临床表现】
1.呼吸道吸入或消化道摄入大剂量的铀化合物后,特别是可溶性铀化合物,可产生以肾损害为主的全身性疾病。经数小时至数天潜伏期后,出现乏力、食欲减退、头昏、头痛、恶心、呕吐、巩膜黄染、肝大、肝区疼痛等症状,实验室检查可见血清ALT、AST升高,尿中RBC、WBC增多,蛋白尿、管型尿等中毒性肝病和肾病的临床表现。严重者肾脏病变进一步加重,可发生急性肾功能衰竭。
2.呼吸道吸入六氟化铀除发生肾、肝损害外,还可很快出现胸痛、气紧、咳嗽、发绀等呼吸道刺激症状,严重者发生肺水肿,出现烦躁、呼吸困难、咳白色稀薄痰或粉红色痰、发绀加重,双肺中下肺野闻及大量干湿啰音。X线胸片显示肺门扩大呈蝶状,双中下肺大量片状或云絮状阴影。
【诊断要点】
根据呼吸道吸入和消化道口服铀化合物接触史,出现肝肾功能损害和呼吸道刺激症状,结合实验室和影像学检查,可进行诊断。急性中毒时尿铀升高,正常人尿铀<1μg/L,如尿铀超过该值10倍,要考虑外源性铀进人体内。
【处理原则】
1.毒物清除
体内铀的加速排除,最大限度地减少铀在体内滞留量或缩短滞留时间,是防治铀损伤的根本措施。大剂量口服摄入铀,应立即采取催吐、洗胃、导泻、活性炭口服等措施。如通过吸入途径接触铀,可使用去氧核糖核酸酶、Triton等药物降低支气管黏膜黏性,通过咳嗽增加铀排出。一旦铀进入了血液,则应选择能清除血液中铀的药物,尽量减少其蓄积于器官。碳酸氢盐具有较好的铀促排效果,因为它可以结合铀形成环形复合物,通过尿液排出,并且它可以碱化尿液,促进肾脏铀的排出。使用依地酸钙钠也可增加铀的排出,给药应在中毒24小时内开始,24小时后给药效果差,并可能加重肾的损害。
2.对症支持治疗
维持水、电解质平衡,注意保护肝、肾功能;出现肺水肿时,应及早、足量、短程使用肾上腺糖皮质激素,防治继发感染等。