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乙醛是一種高活性化合物,是一種強親電化學(xué)物質(zhì),可與親核化合物如蛋白質(zhì)強烈反應(yīng)形成席夫堿,從而形成乙醛-蛋白質(zhì)加合物。
https://www.sciencedirect.com/topics/pharmacology-toxicology-and-pharmaceutical-science/acetaldehyde
毒性簡介
乙醛作為IARC(International Agency for Research on Cancer,國際癌癥研究機構(gòu))分類為2B級的致癌物。其定義為,有可能致癌的物質(zhì)。這個有可能致癌,是指統(tǒng)計學(xué)上的有可能致癌。統(tǒng)計學(xué)的好處是,在未完全了解致癌機制的情況下,統(tǒng)計學(xué)提供了一個較為客觀的依據(jù)。
但除了致癌外,急性乙醛中毒的癥狀包括:面部潮紅,胸悶心率加快,頭昏腦脹等。這些符合“喝醉酒”和“宿醉”的癥狀特征??梢哉f這些不適很大程度上要歸功于乙醛。尤其在缺乏乙醛脫氫酶(Acetaldehyde Dehydrogenase,用于將體內(nèi)乙醛脫氫至無毒的乙酸)等位基因ALDH2(可以理解為乙醛脫氫酶的活性較低)的亞洲人身上,有更加明顯的反應(yīng)?!叭菀咨夏槪菀酌婕t”就是指這類狀況。
另外,著名戒酒藥物“雙硫侖”(Disulfiram) 就是采用簡單粗暴的手法,阻斷乙醛脫氫酶的生成,使身體大量積累因喝酒代謝出的乙醛,引發(fā)急性乙醛中毒。讓戒酒者承受乙醛中毒的痛苦后,憑本能反應(yīng)拒絕喝酒。
而非喝酒而接觸的乙醛,各項測試到的毒性數(shù)據(jù)如下[6]:
嚙齒目動物的LC50(半致死濃度)為5000-20000ppm之間。幼年期承受劑量更低?;旧先粘I畈粫佑|到如此高濃度。
對眼睛的刺激為50ppm左右
對鼠在四星期內(nèi)間歇地,多次連續(xù)6小時注入濃度為2217ppm的乙醛,最終會導(dǎo)致其呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)腫瘤。目前并未有人類的最低致癌劑量,但理論上,接觸越多,幾率越高。
乙醛與飲酒
盡管上面提到IARC將乙醛分類為2B級,但它附加了一個,由攝取酒精相關(guān)聯(lián)的乙醛定義為一級致癌物。 一級致癌物,就是很有可能致癌的意思。
致使IARC單獨分開來分級,主要原因推測應(yīng)該是與酒精代謝帶來的乙醛對人體有直接損害。高濃度酒精的攝入,從入口那一下開始就開始對人體有損害。
同時一個研究表示,有酒精成癮的人,在飲用一個劑量的乙醇后(換算為每千克體重攝取0.5ml的100%乙醇),比不成癮的乙醛血液濃度略高。[7]換言之,長期大量飲酒更容易在身體內(nèi)積累乙醛。
來源:Ethanol ingestion: Differences in blood acetaldehyde concentrations in relatives of alcoholics and controls
乙醛的毒性機制
乙醛的毒性在于其與胺的反應(yīng)。一項研究[8]就曾經(jīng)就用HSAB(軟硬酸堿)理論去論證醛類的毒性。其中就提到乙醛的毒性與胺的1,2加成反應(yīng)(1,2 Addition)相關(guān)。胺是氨分子(NH3)中的氫被烴基取代后形成的一類有機化合物。而乙醛與胺最終可以脫水為席夫堿。 [9]通俗的說法是,乙醛能夠與氨基化合物進行加成反應(yīng),而氨基化合物就包含核甘,核苷與磷酸基團組成RNA和DNA的基本單位——核苷酸。而乙醛對脫氧鳥苷(一種核苷)的反應(yīng)已經(jīng)被證實[10]。
乙醛與甲胺的反應(yīng) 來源:Nucleophilic Addition Reactions II
對核苷有明顯的破壞作用,這是乙醛致癌的毒性原理。而這個特性,也導(dǎo)致其對于高度暴露于乙醛的部位會有比較明顯的破壞,例如口腔和呼吸道;而用于分解乙醇的肝臟和排出乙醛的腎臟也是高危部位。下面就會用口腔乙醛濃度作為講解。