地方性氟中毒幻灯片课件

地方性氟中毒的流行病学及临床山东省地方病防治研究所2004 10 一 地方性氟中毒的概念二 地方性氟中毒的流行特征三 氟在自然界的分布四 地方性氟中毒的发病机制五 地方性氟中毒的临床表现及诊断 一 地方性氟中毒的概念 地方性氟中毒是在特定的地理环境中发生的一种地球化学性疾病 它是在自然条件下 人们长期生活在高氟环境中 主要通过饮水 空气或食物等介质 摄入过量的氟而导致的全身性蓄积性中毒 对于牙齿损伤的表现叫氟斑牙 对骨骼损伤的表现叫氟骨症 统称为地方性氟中毒 我国自1982年开始进行病情普查 到1983年底发现病区县821个 确定病区的自然村 屯 有61318个 氟斑牙患者1506万 氟骨症病人81 17万 到1997年统计 全国有病区县1280个 病区村 屯 149541个 病区县占全国县数的45 45 全国有氟斑牙患者4570 13万 氟骨症病人271 62万 山东省是全国地方性氟中毒最严重的病区之一 我省属于饮水型病区 最高水含氟量达20mg L 病区分布在全省17个市113个县 市 区 的11656个村 病区总人口达979万余人 由此可见 地方性氟中毒的危害之重 面积之广 二 地方性氟中毒的流行特征 一 地方性氟中毒的病区类型及分布1 饮水型地方性氟中毒饮水型地方性氟中毒在我国分布很广 除上海市和海南省外 其它省 市 自治区均有分布 在饮水型地方性氟中毒病区中 又分干旱 半干旱地区浅层潜水高氟地下水地区 深层高氟地下水地区 地热水和温泉高氟地区 高氟岩石和富矿床地区等 2 燃煤型地方性氟中毒这种类型是七十年代后期被确认的 是我国独有的一种病区类型 重病区主要集中在云 贵 川三省交界的山区 经调查 已确认14个省 市 自治区均有此类型的病区存在 3 饮茶型地方性氟中毒主要发生在长期习惯饮用砖茶或用砖茶制作奶茶 酥油茶的少数民族地区 砖茶含氟量很高 长期饮用就会引起慢性氟中毒 二 地方性氟中毒的人群分布特点及影响发病因素 1 人群分布特点地方性氟中毒的人群分布特点与氟对人体的作用机理 机体内蓄积量 生长发育规律 个体易感性及生活习惯等有关 1 年龄 氟斑牙是人体发育过程中牙齿造釉细胞损伤而出现的牙齿钙化障碍的一系列表现 如由于乳牙和恒牙以及各个牙齿造釉细胞发育时期不同 故氟斑牙发病有明显的年龄特征 乳牙氟斑牙 乳牙的钙化始于胚胎期 生后11个月内已完全发育成熟 因胎盘起到一定的屏障作用 此期内发育 出生的婴幼儿可有乳牙氟斑牙 但较恒牙氟斑牙轻得多 仅有白垩样改变 恒牙氟斑牙 恒牙牙胚在胚胎期形成 而牙釉质的钙化除第三磨牙外各牙齿的釉质和牙本质自出生后开始沉积 到7 8岁各牙冠发育先后完成 凡是在此期间在高氟区出生 生活的儿童 均可受到影响 恒牙氟斑牙一旦形成 将终生不能消褪 而恒牙萌出以后再迁入病区的儿童不会再发生氟斑牙 氟骨症 主要发生在成年人 特别是20岁以后患病率随年龄增加而升高 因为长期生活在高氟区 机体内的氟随年龄的增加蓄积量也在增加 严重的病区儿童也可发生氟骨症 如燃煤污染型氟中毒病区 2 性别 饮水型氟中毒一般无性别差异 但在煤烟型病区 由于妇女与煤烟接触时间长 氟骨症发病较早 较严重 发病率较男性高 2 影响氟中毒的发病因素 1 摄氟量在饮水型病区 氟斑牙患病率随饮水含氟量的升高而升高 当饮水含氟量达4 0mg L以上时儿童氟斑牙达100 全民普查也能达80 以上 饮水含氟量一般在3 0mg L以上时才可出现氟骨症 一般认为饮水含氟量在3 0 15mg L时 氟骨症患病率与饮水含氟量呈直线正相关 2 营养条件有资料报道 在摄氟量相同的情况下 生活贫穷 低蛋白 低钙的条件下发病率较高 3 饮水中的化学成分及硬度饮水型病区在水含氟量相同的条件下 因水中化学成分及硬度不同 患病率可有很大差别 钙 镁 铝均可影响氟在肠道中的吸收 镁在骨骼中还可能和氟磷灰石结晶中的氟结合形成比氟磷灰石溶解度高几十倍的化合物 促进氟从体内排出 另外饮水中碱度增高可使氟的活性增强 有利于氟的吸收 增加氟的毒性 4 抗氟元素的摄入量钙 镁 铝均可影响氟在肠道中的吸收 尤其铝盐更为显著 可以降低氟吸收量的30 40 使骨氟蓄积量下降20 还有些微量元素 如硼 锌 硒 铜 钼 铁等可促进氟由体内排出或增强某些酶的活性 提高机体抗氧化能力 降低氟的毒性 5 生活 饮食习惯燃煤型氟中毒病区居民习惯使用无排烟道的炉灶或敞烧 堆火燃煤取暖 做饭 烘烤玉米或其它食物 使空气和食物受到严重的氟污染 引起地方性氟中毒 有些少数民族习惯饮茶 特别是习惯饮用含氟量很高的砖茶或用砖茶制作奶茶 酥油茶等 长期饮用引起慢性氟中毒 6 个体差异与个体的生理 敏感性 健康条件有关 如儿童 孕妇 营养状况差 免疫力低下等易患病或使病情加重 三 氟在自然界中的分布 氟以化合物的形式广泛地分布于地球表面 由于自然条件的作用和人类活动的污染 氟可以在某一地区富集 使氟在自然界中的分布有很大差异 一 地壳中的氟火山活动 地震和地球内部的构造运动 极大地影响着氟在地壳中的分布 使氟以不同形式存在于地壳的矿石 岩石和土壤中 1 含氟矿石已知的含氟矿石有110多种 这些矿石是地球在运动中氟化物富集的产物 主要有荧石 冰晶石 氟镁石 氟硼钾石 氟硅钠石 氟硅铵石 氟盐等 含氟量在40 60 之间 煤中的氟含量平均为80mg kg 2 岩石中的氟各种岩石均含有一定量的氟化物 平均含氟量在0 022 0 09 之间 岩石和矿石在不断风化过程中 发生机械破碎 氟化物被分离出来 在风和水流动力的作用下 产生迁移而扩散于自然界中 可以认为大气 水 土壤和生物体内的氟主要是从岩石和矿石中解离出来的 3 土壤中的氟土壤是风化的岩石 平均含氟量为200mg kg 范围10 7000mg kg 土壤中的全氟包括水溶氟 胶体吸附的氟 难溶氟盐和矿物残渣四部分 只有可溶性氟对研究环境与人类健康的关系有重要意义 二 天然水中的氟天然水中的氟主要来源于岩石及其派生体 风化壳和土壤 水中的氟含量随水的地区类型不同有很大差异 1 地面水中的氟江 河水一般含氟量较低 多在0 01 0 30mg L之间 湿润地区河水含氟量较低 干旱 半干旱地区的河水含氟量相对增高 湖泊和洼地积水含氟量一般比流动的河水高 海水含氟量一般在0 03 1 35mg L之间 平均为1 0mg L 2 地下水中的氟地下水含氟量较地面水高 由于地区和深浅度不同 其含氟量有很大差异 我国南方浅层地下水一般含氟量较低 均在0 5mg L以下 长江以北及东北长白山以西地区的浅层地下水含氟量很高 有的高达10mg L以上 深层地下水一般含氟量较低 但在渤海湾沿岸的河北沧州 天津的塘沽 我省的无棣 沾化等地深层地下水含氟量较高 温泉水含氟量普遍较高 可达20mg L 三 大气中的氟大气中的氟主要来源于火山喷发 土壤尘埃 海水蒸发和工业污染等 四 植物中的氟自然界中各种植物普遍含有氟 平均为0 1mg kg 农作物在自然条件下含氟量很低 一般在2mg kg以下 植物中的氟主要来源于空气和土壤 植物从土壤中吸收的氟与土壤的含氟量无明显的相关性 五 动物体内的氟动物体内的氟主要来源于水和植物 其体内氟含量依环境中水和植物含氟量的变化而有很大差异 当环境中的氟进入动物体内氟含量过高时 便可发生动物氟中毒 四 地方性氟中毒的发病机制及病理 一 氟对牙齿的损伤地方性氟中毒的牙齿损害表现为氟斑牙 是地方性氟中毒出现最早和最明显的体征 氟对牙釉质 牙本质 牙骨质均可造成损害 但以牙釉质的损害为主 氟使成釉细胞中毒变性 釉柱形成和釉柱间质的分泌 沉积障碍 阻碍釉质的发育 影响牙齿的正常矿化过程 造成釉质发育不全 釉柱排列紊乱 松散 中间出现空隙 芮氏线呈紊乱的波纹状 釉柱及其基质中无机物晶体形态 大小及排列均不正常 甚至失去晶体结构 破坏了正常釉面的光学特征 出现白垩样改变 若釉柱间隙内有外源性色素沉着时 牙面即呈不同程度的着色 中毒严重时 成釉细胞坏死 造釉停止 即出现釉质缺损 釉质的损害多见于切齿唇面 其它牙齿被累及时也仅限于唇 颊面 氟对牙本质的危害 主要是造成牙本质矿化不全 牙小管形成不佳 牙齿变脆 易磨损等 对牙骨质的损害似乎应与骨骼氟中毒改变相同 但这方面的研究较少见 二 氟对骨及骨周软组织的损害 1 氟骨症的发病机理氟对骨及骨旁软组织的损害以及因此引起的一系列继发性改变的机理是及其复杂的 至今尚有许多问题未被认识 缺乏明确一致的解释 氟骨症中骨的基本改变为骨硬化 骨疏松 骨软化和骨旁软组织骨化 过量的氟进入体内 使体液和组织内氟离子浓度显著升高 大量的氟离子置换了骨内羟基磷灰石中的羟基 形成氟磷灰石而造成骨硬化及骨周软组织骨化 同时氟离子刺激成骨细胞使其增生活跃 使骨的生成增多 是造成骨硬化的另一因素 过量的氟与血液中的钙离子结合 形成难溶性的氟化钙 导致血钙浓度降低 使类骨组织中的矿物质沉积不足 造成骨软化 在钙与维生素D摄入不足的条件下 则更容易形成骨软化 过多的氟导致低血钙状态 刺激甲状旁腺过度活动 引起继发性甲状旁腺功能亢进 使机体对骨钙的动员增加 并使破骨细胞活跃 造成骨疏松 此外 氟还能够抑制骨内酶的活性 使骨基质形成不足 是造成骨疏松的另一原因 见图 营养不良 妊娠及哺乳均可促进骨疏松及骨软化的发展 骨疏松抑制骨基质形成氟浓度过高氟氟磷灰石刺激成骨细胞活动与血中Ca2 结合激发性甲状抑制甲状低血新骨生骨旁腺亢进旁腺活动钙成增多硬化钙 维生素D不足骨软化氟骨症的形成机理 2 氟骨症的病理由于骨内有氟沉积 骨变重 骨膜 肌腱韧带附着处发生钙化和骨化 骨形状不规则 疏松软化者骨重量可明显下降 骨活体组织可见骨板排列方向紊乱 哈氏系统变大 松质骨内因骨质增生 骨小梁增粗 数量增多 排列不规则 新生骨质附加在原来的骨小梁上 小梁间的腔隙变窄以及骨质融合 出现条索 颗粒 片状骨化区 在骨质增生硬化的同时 可见到骨小梁萎缩变细 数目减少 骨质呈海绵多孔状 并伴部分骨皮质吸收 在组织学上可见到许多骨吸收的间隙 其中充满纤维组织 三 氟对非骨相的损伤1 氟对神经系统的损害神经系统损伤是地方性氟中毒的重要部分 主要脊神经根和脊髓受损 目前认为其发生机理为 骨性压迫 氟中毒时脊柱及其周围韧带发生骨化 使椎管及椎间孔狭窄 变形 进而压迫脊髓和脊神经根 由于压迫部位不同 临床上可出现不同程度 不同表现的痉挛性截瘫 椎孔狭窄压迫脊神经根可出现一系列的脊神经根痛的临床表现 氟中毒造成的骨性压迫是发生神经系统症状的主要病理学基础 直接损伤 氟是一种原生质毒物 神经组织对氟的敏感性很高 可产生直接的毒害作用 氟骨症尸检发现其椎管 椎间孔均无狭窄 而脊髓前角细胞数目减少 胞核内空泡形成 Nissl小体减少 后索和侧索还有退行性变 这是氟化物直接损害神经组织的结果 另外氟还能直接影响中枢神经系统的应激性 使患者出现头痛 头昏 记忆力减退 精神不振 乏力 失眠等 2 氟对骨骼肌的损伤氟可对肌肉产生直接的毒害作用 氟直接作用于肌肉蛋白合成过程 使肌纤维蛋白和肌浆球蛋白合成障碍 引起肌纤维数目减少 肌肉萎缩 使肌纤维膜通透性增加 肌酸磷酸激酶外漏 引起血中肌酸磷酸激酶水平升高 电镜下观察线粒体断裂 肌原纤维和肌丝有广泛退行性变 3 氟对肾脏的损伤机体的氟主要由肾脏排出体外 氟中毒时肾小管上皮呈退行性变和间质纤维变性 肾功能降低 酚红排泄试验低于正常 血中尿素氮含量增加 肾脏损害的主要病理改变是肾小球充血 浊肿 脂肪变性 颗粒变性 肾小球上皮细胞破裂及管腔中可见其碎片 肾间质内有圆形细胞浸润 高剂量可出现坏死性改变 肾脏损害又可加重氟中毒 这是因肾脏受损致肾功能不全 排氟能力下降 造成机体更多的氟贮溜 构成恶性循环 4 氟对内分泌系统的损伤氟能影响甲状旁腺功能 导致继发性甲状旁腺功能亢进 甲状旁腺激素分泌增加 动员骨中钙释放入血 引起骨的重吸收而出现骨疏松 氟骨症病例尸检发现 其甲状旁腺重量明显高于正常 实质细胞的大小及数量均增加 细胞变形 主细胞核扩大 胞浆空泡化 氟对甲状腺的影响 目前的观点尚不一致 有人认为氟能抑制甲状腺功能 但有的学者认为无明显影响 诸家的临床及动物实验资料也不一致 因此 应进一步加强该领域的科学研究 氟可使脑下垂体的生长激素的生成反应延缓 使催乳素分泌减少 高氟还能对睾酮合成产生抑制作用等 5 其它 1 过量氟能抑制或破坏胆碱脂酶 使乙酰胆碱潴留引起肌肉紧张或强直 氟可抑制烯醇化酶 乌头酸酶 细胞色素氧化酶和琥珀酸脱氢酶等 影响三羧酸循环的正常进行 引起机体代谢紊乱 氟还可抑制骨化磷酸酶活性 使钙盐吸收和贮存减少 引起钙 磷代谢失调 2 近年来许多研究提出氟对心血管系统有不良影响 并发现主动脉的氟含量高于其它软组织 氟化物可沉积于动脉壁上 促使动脉硬化 3 许多研究表明 过量氟可使机体产生过多的活性氧自由基和脂质过氧化物 LPO 并可抑制抗氧化酶类的活性 进而引起机体的广泛损伤 五 临床表现及诊断 临床上氟中毒分急性 亚急性和慢性三种类型 急性 亚急性氟中毒是指一次或短时间内经口或呼吸道摄入大剂量的氟化物而导致急性或亚急性氟中毒 其临床表现有恶心 呕吐 腹泻 消化道出血 流涎 流泪 心跳加快等急性症状 严重的可血压下降 血管运动中枢麻痹而导致死亡 我们主要讲慢性地方性氟中毒 它是指人们长期生活在高氟区 使机体内氟化物慢性蓄积而造成全身性慢性中毒 主要临床表现是氟斑牙和氟骨症 一 氟斑牙的临床表现及诊断1 临床表现与分型 1 釉质光泽度改变釉质失去光泽 不透明 可见白垩样 似粉笔样 线条 斑点 斑块 白垩样改变也可布满整个牙面 这样的改变叫白垩型氟斑牙 2 釉质着色釉质出现不同程度的颜色改变 呈浅黄 黄褐色乃至深褐色或黑色 着色范围可有细小斑点 条纹 斑块 直至布满大部分牙面 称为着色型氟斑牙 3 釉质缺损缺损程度不一 可表现为釉面小凹痕 较大凹窝 以至浅层釉质较大面积剥脱 或涉及整个牙面 缺损可仅限于釉质表层 或深及牙本质 以至牙齿断裂 牙体外形不整 称为缺损型氟斑牙 氟斑牙一旦形成永不消褪 最早出现于切齿 犬齿也易发生 严重时其它牙齿也可受累 时间长了牙齿由于磨损而变短 并易脱落 2 氟斑牙的诊断与分度在检查时 必须在自然光线下 检查前牙的唇面及磨牙的颊面和咬合面 一般情况下 上切牙和下颌第一磨牙的病变具有代表性 凡具备上述临床表现均可诊断为氟斑牙 根据流行病学调查的需要 人们对氟斑牙进行分类 诊断 国内对氟斑牙的分类方法很多 1991年 我国卫生部地病司将经过修订的Dean氏法定为全国统一的分类方法 此法将氟斑牙分为正常 可疑 极轻 轻度 中度和重度六级 具体分类标准为 1 正常 记0分 釉质半透明白色 表面光滑 有光泽 2 可疑 记0 5分 釉质半透明度有轻微异常 极少的小白点 偶尔出现1 2mm的白色斑点 下颌六龄齿牙尖顶端有时可见云雾状白色 介于正常和极轻之间 3 极轻 记1 0分 牙面上有纸白样细小条纹或不规则散在的小的不透明区 主要见于牙齿的唇颊面 但最多不超过牙面的1 4 这一类包括双尖牙 第二磨牙的牙尖 呈白色不透明区 大约不超过1 2mm 牙齿无着色 4 轻度 记2 0分 白垩色不透明区至少累及患牙牙面的一半 牙齿可无光泽 牙体肥厚 有时在尖牙和双尖牙及磨牙的咀嚼磨损区可见薄的白色层已被磨掉 显露出正常牙釉质浅蓝色调 5 中度 记3 0分 牙齿的所有釉质表面都受影响 牙齿有明显的磨损 唇颊面一般有微小的窝状缺损 棕色着色常常是外形损害的特征 但却不是必要的特征 6 重度 记4 0分 牙釉质严重发育不全以及牙齿的正常形态受到破坏 这一类主要诊断指征是断续或融合的凹窝 牙面有广泛的着色 其颜色可自棕色至深褐色不等 牙齿常呈浸蚀样外观 Dean氏法对氟斑牙的最后诊断是以影响最主要的两个或更多的牙齿为准 正常牙齿 牙面浅乳白色 表面光滑有光泽 可疑 上中切齿唇面有白色薄雾状或条状白色横纹 极轻度 上中切齿唇面有条状白色斑纹 占牙面1 2以下 轻度 白色条纹或斑块 占牙面1 2以上 可出现浅棕色着色 中度 上中切齿或全口牙整个牙面出现白垩 失去光泽 有明显着色 重度 全口牙面呈白垩 出现散在坑凹状 实质缺损或融合成片状缺损 有明显的着色 个体氟斑牙受损程度反映着机体摄氟量的多少 外环境氟水平的高低 所以 在流调中除查饮水氟含量外 就是检查儿童的氟斑牙患病率 根据Dean氏法分类记分计算斑釉指数 以此确定慢性地方性氟中毒的流行级别 斑釉指数 0 n0 0 5 n1 1 n2 2 n3 3 n4 4 n5 被检查人数 式中n0 n5分别为正常 可疑 极轻 轻度 中度 重度氟斑牙的检出人数 0 4分别为其加权系数 斑釉指数是一个定量反映一个地区氟斑牙流行强度的指标 指数为0 4以下为阴性 0 4 0 6为边缘 是许可范围 0 6 1 0为轻度流行 1 0 2 0为中度流行 2 0 3 0为较显著流行 3 0以上为显著流行 该指数应用较广泛 如对一个地区的氟斑牙流行强度评价 改水或改灶降氟效果的评价 地氟病的监测等 因为成人的牙齿外染较多 诊断时不易辨认 而氟斑牙出现在换牙期 所以调查氟斑牙的人群限定在8 12岁儿童范围内 2 氟斑牙的鉴别诊断 1 釉质发育不全症是指釉质形成的量 厚度 的减少 而不是矿化质量的降低 病因主要是因为在釉质发育期间严重营养缺乏 如维生素A D C的缺乏 就会使釉质发育迟缓或停止 2 四环素牙由于在牙齿矿化期间使用四环素类药物 与牙齿硬组织形成四环素正磷酸盐复合物 沉积于牙本质而使牙齿变成灰褐色 3 色素沉着一般为沉积于牙冠表面的牙菌斑 牙结石 烟渍 茶渍等 外力可以除去 釉质发育不全 有明显的带状缺损 在同一水平线上 但牙齿颜色 光泽度正常 四环素牙 均匀黄色或浅灰色 无白垩区 带状釉质缺损在同一水平线上 二 氟骨症的临床表现及诊断1 临床检查要点 1 病历的采集A 流行病学资料 生活在高氟区的时间和接触高氟的形式 发病地点 居住时间及年龄 B 临床症状 常出现头痛 头昏 困倦无力 萎靡不振 记忆力减退 食欲不振 四肢关节疼痛 晨起加重 活动后缓解 四肢麻木 蚁走感 失眠等症状 问诊时一定不能诱导 2 体格检查A 一般情况体温 脉搏 呼吸 血压 身高 体重 发育 营养状况 甲状腺大小等 B 牙齿是否有龋齿 脱落等 C 骨关节检查a 颈椎活动度 让患者头部上下 左右扭转 是否活动受限及强直 b 脊柱是否变形 活动情况 可出现生理弯曲消失 挺直如棍 弯曲如弓 c 骨盆及四肢是否变形 关节活动度 曲伸度 四肢肌肉是否有萎缩 患者下蹲困难 肘关节多屈曲固定 伸屈受限 重者不能梳头 洗脸 甚至不能吃饭 骨盆变形 使髋臼内陷 d 胸部扁平或桶状 两侧不对称 肋骨活动受限 可导致呼吸受限 D 神经系统检查a 神经根损害的表现由于椎间孔狭窄压迫神经根 出现神经根受损的症状 上下肢 躯干沿受损神经根走向的放射性疼痛 无力和轻度肌肉萎缩 有时伴有肌束震颤 两侧症状不对称 有的出现束带感 b 运动和反射障碍脊髓受损部位多见于胸段 症状多以一侧下肢无力开始 逐渐发展至两下肢无力并伴有僵硬感 几年后发展为双下肢瘫痪 瘫痪的肢体肌张力明显增强 可发生肌肉痉挛 每次发作持续10秒钟或数分钟 痉挛时伴有难忍的疼痛 膝腱反射消失 巴彬斯基征阳性 颈椎受损可见双上肢肌无力 双手小肌肉萎缩 双上肢腱反射亢进 霍夫曼 Hoffman 征阳性 双下肢可出现痉挛性瘫痪 c 感觉障碍与双下肢无力之前或同时 出现双下肢麻木感 多从远端开始 随病情进展逐渐上升至受损节段平面 受损节段平面以下痛觉 温度觉减弱或消失 触觉障碍不明显 震动觉减