《健康效应》PPT课件.ppt

第二章健康效应 第一节环境问题 一 第一类环境问题又称原生环境问题 它是指环境中原来就存在着的人害于人类和生物活动与生存的因素 如洪水 地震 火山爆发 台风 海啸 旱灾 虫灾 流行病等带来的环境问题 二 第二类环境问题又称次生环境问题 它是人们在经济生产过程中引起的 由于种种的人为因素引起的环境问题 主要表现在以下两个方面 一是由于不合理开发和利用资源所引起的环境衰退 资源耗竭 生态平衡被破坏 二是由于工业发展 排出的废水 废气 废渣 和噪声给环境带来的污染问题 第二节健康效应 健康意味着环境与人处在协调和谐关系之中 当人类的生产生活活动过程中排入环境中的废弃物数量或浓度超过了环境的自净能力 造成环境质量下降及环境污染时 就可能引起相应的健康效应 一 急性中毒 由于毒物在短期内大量地进入环境 使暴露人群在短时间内出现不良反应 急性中毒甚至死亡 1 英国伦敦烟雾事件 一 急性中毒 2 核泄漏事故3 洛杉矶光化学烟雾事件4 印度博帕尔毒气泄漏事件5 重庆开县井喷事故6 环境生物污染引起的急性传染病上海甲肝大流行 1988年1 3月 31万人感染 31人死亡2003年春季的SARS 二 慢性中毒与公害病 1 水俣病2 四日市哮喘病3 日本富山痛痛病 三 人体过量负荷和亚临床变化 绝大多数的环境污染对人群健康的影响 常是污染物及其代谢产物在人体内过量负荷和亚临床变化 所谓亚临床变化是用一般的临床医学检查方法难以发现症状和阳性体征的 随着污染物浓度 剂量 的增加和接触时间的延长 才逐渐显露出人体健康损害或引起疾病 四 环境污染对人群健康的远期危害 1 致癌作用2 对遗传的影响人类癌症80 90 与环境因素有关病毒引起5 放射性引起5 化学因素引起90 化学致癌物分为三类 1 经流行病学调查和动物实验证实的化学致癌物 黄曲霉毒素 4 氨基联苯 砷 石棉 苯 联苯胺 双氯甲醚 氧化镉 氯霉素 芥子气 奈胺 煤烟与焦油等 2 可疑致癌物 经动物实验证实有致癌性 不明确 有一些不够完整的流行病学证据 铍 亚硝基胺类化合物 一些芳香胺类染料等 3 对类有潜在致癌性的物质 有动物实验阳性 但同人类肿瘤关系尚无线索 DDT 666 四氯化碳 氯仿 二甲基肼等 在大洋彼岸的美国 癌症死亡率于20世纪90年代初出现拐点 此后逐年下降 首先归功于控烟等预防措施的推行 其次是癌症的早期发现 然后才是治疗技术的进步等因素 此经验和教训可供中国借鉴 抗击癌症 中国几乎全面溃败 第三次全国死因回顾调查揭示残酷现实 中国人癌症死亡率在过去30年增长八成以上 每四到五人就有一人死于癌症 肺癌取代肝癌高居中国癌症死亡 排行榜 首位 癌症高发折射环境恶化与烟控不力 城市和农村癌症死因差异凸显城乡差别之痛 过多资源用于中晚期患者治疗而忽视了预防癌症在中国城市已成为首位死因 在农村为第二位死因 2 对遗传的影响 环境因素可以影响生物体的遗传性质 使遗传性状发生突变 我国某大城市婴儿死亡率中 因先天性畸形1952年1978年5 6人 万人15人 万人 占死亡原因第10位 占死亡原因第2位 五 生物地球化学性疾病与自然疫源性疾病 化学性地方病自然疫源性疾病 生物性地方病 第三节 环境毒理学 环境毒理学的主要研究内容包括环境污染物及其在环境中的降解和转化产物在体内的吸收 分布 代谢和排泄等过程 环境污染物对人体毒作用的 发展和消除的各种条件和机理以及环境污染物对机体的毒作用的评定 一 环境化学物的吸收 分布 代谢和排泄 1 化学物的吸收呼吸道吸收 空气中的化学物主要从呼吸道侵入机体 以肺泡吸收为主人体肺泡数量多 约3亿个 表面积很大 50 100m2 肺泡周围布满2000km的毛细血管网络 气态物质的吸收部位受水溶性的影响 呼吸道吸收 颗粒物质的吸收取决于颗粒的大小 直径 10 m大部分黏附在上呼吸道5 10 m阻留在气管和支气管1 5 m肺泡 消化道吸收 水和食物中的有害物质主要是通过消化道被人体吸收 主要在小肠 因肠道黏膜上有绒毛 可增加小肠吸收面积600倍 吸收程度取决于化学物的脂溶性 K和消化道内PH值 有机酸主要在胃内吸收而有机碱主要在小肠内吸收 有些与营养物结构类似的外来化学物质则通过主动转运系统吸收 5 尿嘧啶为嘧啶转运系统吸收铊为铁的转运系统吸收铅为钙的转运系统吸收 皮肤吸收 化学物通过表皮吸收需要通过表皮角质层 连接角质层 表皮和真皮连接处的基膜三层屏障 分子量大的物质不易通过表皮角质层 因此不被完好的皮肤吸收 人体不同部位皮肤对化学物的通透性不同 阴囊 腹部 额部 手掌 足底 2 化学物的分布 影响环境化学物在体内分布的最关键因素是器官或组织的血流量和对环境化学物的亲和力 如铅经口染毒2H后 肝脏约含50 的剂量的铅 一月后90 在骨中 静脉注射TCDD5分钟后 15 的剂量在肺部 1 在脂肪中24H后 0 3 留在肺中 有20 在脂肪中 特殊的屏障作用 机体的特定部位对外源性化学物具有明显的屏障作用 如血 脑屏障 血 胎盘屏障 血 眼屏障 血 睾屏障等 某种环境化学物只对一种组织器官 靶器官 产生毒性 对机体毒作用的强弱 主要取决于该物质在靶器官中浓度 如脑 甲基汞的靶器官 肾脏 镉的靶器官 百草枯 肺是靶器官靶器官不一定就是该物质浓度最高的场所 如铅浓集在骨中 DDT浓集在脂肪中 在全身毒作用中常见的靶器官为神经系统 其次为循环系统 血液和造血系统 内脏器官 肝 肾 肺 皮肤等 3 化学物的生物转化 代谢 有两层含义 一是化学物经生物转化后其极性及水溶性增加而易于排出 或改变其结构使其毒性降低乃至消失 称为生物解毒过程 但是一部分原来无毒或低毒的化学物经生物转化后可变成有毒或毒性更大的产物 称为生物活化 体内转化作用分为二大类 降解反应 包括氧化 还原和水解作用 结合反应 4 化学物的排泄 化学物及其代谢产物从机体排出的主要途径是经肾脏随尿排出和经肝 胆通过肠道随粪便排出 其次也可随各种分泌液如汗液 乳汁和唾液排出 此外 有些毒物如重金属也可通过毛发排出 二 环境化学物的毒性评介方法 剂量 反应关系 指毒物的剂量与机体发生毒性反应之间存在着一定的关系 环境化学物的毒性通常分为一般毒性和特殊毒性 一般毒性的评定 常用哺乳动物体内实验 包括急性 蓄积性 亚急性 亚慢性和慢性毒性实验 上述实验的主要区别在于染毒时间 染毒剂量不同 特殊毒性主要指环境化学物的致突变 致癌和致畸作用 1 急性毒性实验 是指机体一次或24H内多次接触外源化学物后在短期内所引起的毒性效应 包括一般行为 外观改变 大体形态变化以及死亡效应 主要得到下列参数 半数致死剂量 LD50 最大耐受剂量或浓度 MTD 最小致死剂量或浓度 MLD LD01 绝对致死剂量或浓度 LD100 实验动物的种类 染毒方式对 LD50 值的影响很大 2 急性非致死毒性实验 以死亡为观测指标的急性毒性实验的不足之处在于不能提供日常生活中常见的非致死毒性的安全界限 或不能对发生急性中毒的危险性估计提供依据 急性阈剂量 浓度 的测定如对于刺激性气体 可测定其阈浓度或感官阈浓度 选用健康动物 如猫 数只 置于染毒柜内 染毒30分钟 观观察刚引起30 的动物出现轻微刺激症状 流泪 流涕 流涎等 的浓度为阈浓度 局部皮肤和黏膜刺激试验 3 蓄积性和耐受性试验 一次染毒不引起明显中毒反应或死亡的剂量 经分次重复染毒后 可引起明显的中毒或死亡 此种现象称为蓄积作用 可分为两种 一是量的蓄积 即毒物在体内的排出量小于进入量 二是毒物进入机体后没有发现在体内明显贮存 但可引起机体功能改变的逐渐累积 导致对该毒物的反应性增强 此种现象称为功能蓄积 固定剂量法 0 1LD50 天 直至实验动物半数死亡 如累计5倍LD50 实验结束 递增剂量法 0 1LD50 4天为期 每期1 5倍递增 24天后结束 耐受性试验 蓄积性实验结束后 一次给予LD50的打击剂量 如果死亡率低于对照组 表示产生了耐受性 亚急性 和慢性毒性实验 在较短的时间内多次重复染毒条件下研究化学物质的毒性作用 在较短的时间内了解受试物对机体的主要毒性作用及其靶器官 探讨敏感的观测指标和剂量反应关系 为慢性毒性试验提供依据 亚急性亚慢性慢性时间2周至1月3月12月 剂量 3组以上 1 20 1 5LD501 1000 1 10LD50 第四节 环境化学物的致突变 致癌和致畸作用 一 致突变作用遗传和变异环境化学物引起生物体细胞的遗传物质发生可遗传改变的作用 称为环境化学物的致突变作用 按遗传物质受损伤后 其改变的终点是否为显微镜可见 将突变分为两大类 基因突变和染色体畸变 1 致突变作用的机理 DNA损伤 修复 突变模式生物体本身在进化过程中发展了复杂的酶系统来修复细胞内外因子造成的遗传损伤 无误修复易误修复 细胞为了避免某些损伤的致死作用 以降低修复的可靠性来求得生存 使损伤固定下来导致突变 如复制后修复 因此 环境因素造成的各种损伤 乃是诱导修复作用的靶 是诱发突变的主要因素 而受损伤的DNA诱导的易误修复反应 在诱发突变中起着重要的作用 2 致突变物的检测 近20年来对检测化学物致突变性的研究进展十分迅速 已有的试验方法不上100种 常用20多种 分为基因突变试验 染色体畸变试验和DNA损伤与重组试验三大类 通过致突变试验预测预测物对哺乳动物的致癌性是一项极其重要又复杂的工作 为了鉴定一个致突变试验方法对筛选致癌物的可靠性 需选用一定数量的已知致癌物与非致癌物进行比较 计算出敏感性 特异性 准确性和预测价值 二 致畸作用 畸形 指出生前因素引起发育生物体的严重的解剖学上形态结构的缺陷 对生长 发育 形态 生理功能等可产生有害的影响 在人类生存环境存在着成千上万的化学物 要确定某种化学物是致畸物 特别是人类致畸物是相当困难的 人类致畸资料 包括临床个案报告 致畸或出生缺陷监测以及致畸流行病学调查 由于混杂因素 不稳定因素 孕妇流动和环境变异 和调查中可能出现的资料偏依 观测 选择和信息偏依等 很难得到可靠的据有因果关系的结论 所以 至今能确证为人类致畸物的化学物并不多 肯定为对人类无致畸作用的也很少 目前已证实对人类有致畸作用的化学致畸因素有甲基汞 methylmercury 氨基蝶呤 aminopterin 反应停 thalidomide 碘缺乏 iodinedeficiency的克汀病 cretinism 及一氧化碳中毒时的缺氧 hypoxia 等 除化学致畸因素外 尚有物理致畸因素 如电离辐射等 生物致畸因素 如风疹病毒 rubellavirus 疱疹病毒 herpesvirus 巨细胞病毒 cytomegalovirus 弓形体原虫 toxoplasma 梅毒螺旋体 treponemapallidum 三 致癌作用 肿瘤 指有分裂潜能的细胞受致癌因素作用后发生恶性转化和克隆性增生所形成的新生物 在人体的任何部位 任何组织都可能发生肿瘤 1 分类确证致癌物嫌疑致癌物可能致癌物非致癌物直接致癌物间接致癌物终致癌物前致癌物近致癌物引发物促癌物助致癌物完全致癌物遗传毒性致癌物非遗传毒性致癌物 根据化学物质的化学结构分类烷化剂类具有烷化性能及活泼的反应性 多为直接致癌物 如氮芥和硫芥类 亚乙基亚胺类 磺酸酯类 环氧化合物 芳香烃类如苯并芘 苯并蒽等 芳香胺类如苯胺 氨基联苯胺等 氨基偶氮染料类亚硝胺类如甲基亚硝胺仲胺亚硝酸钠等 菌类和植物类如黄曲霉毒素 苏铁素 蕨 其它固体异物等如石棉 结晶硅 性激素等 2 化学致癌机制 是一种多因素 多基因参与的多阶段过程 1 代谢活化代谢酶代谢酶前致癌物 近致癌物 终致癌物 2 形成DNA加合物 如人体接触黄曲霉毒素 多环芳烃及N 亚硝胺化合物等 在细胞和体液中可测出致癌物或其代谢产物与DNA或蛋白质共价结合的加合物 3 原癌基因 癌基因及抑癌基因表达异常 原癌基因 指机体内正常细胞所具有的能致癌的遗传信息 正常情况上它呈静止状态 对细胞无害且有重要生物学功能 调控细胞生长分化 促进细胞分裂 增殖等 当发生突变 缺失 病毒整合 染色体易位 基因扩增或促长剂插入时 发生改变 失去正常的调控细胞生长和分化功能 使细胞发生恶性转化 发生恶性转化的原癌基因既是癌基因 现已经发现癌基因上百种 抑癌基因30多种 4 DNA修复与化学致癌DNA损伤 修复 突变模式 3 环境化学物的致癌危险度评价由于肿