成人血铅在80～100μg/100ml时才会出现中毒症状，而儿童达到50～60μg/100ml会出现中毒一般情况下，人体血铅浓度超过每升30微克时，就会出现头晕、头痛、肌肉关节酸痛、全身乏力、失眠多梦、低血红蛋白性贫血、腹胀、腹痛、便秘、女性月经不调等多种症状的神经毒性反应。
铅对神经系统起毒性作用的主要组织是海马回和大脑皮层。海马回局部血脑屏障丰富，而血脑屏障有停留、积聚铅的作用；海马回和大脑皮层又是血管丰富的中枢神经系统，钙结合蛋白能与铅牢固结合，而海马回和皮层富含钙调蛋白。在高水平血铅情况下，脑组织可产生细胞水肿、出血、失去细胞内容物、脱髓鞘病变、海马回结构萎缩等病理变化；低水平血铅也能使突触形成的密度降低，神经元树突分枝减少。
铅以游离状态或无机化合物等形式透过血脑屏障，少量与低分子量有机集团和半胱氨酸等结合而进入，年龄越小对铅的通透性越高。铅对血脑屏障的损害主要是作用于星形胶质细胞，造成血脑屏障功能障碍，其严重后果之一就是血管内的水分渗透人脑间质，引起脑水肿。
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