医学环境卫生学第二章-环境与健康的关系课件

1、第二章 环境与健康的关系（8hr）2022/10/31第二章 环境与健康的关系第二章 环境与健康的关系（8hr）2022/10/21第二 在了解人类自然环境构成的基础上，深入认识人与环境的辨证统一关系，掌握自然环境和环境污染的有害因素对健康影响的一般规律和特征以及所产生的健康危害，熟悉环境与健康关系的研究方法以及健康危险度评价的基本内容和方法。教学目的2022/10/32第二章 环境与健康的关系 在了解人类自然环境构成的基础上，深入认识人与环境的辨 基本概念；人与环境的辨证统一关系；环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响；环境因素的暴露特征与效应的关系；人群健康效应谱；易感人群及影响人群易

2、感性的因素；环境污染对人群的急、慢性危害；环境流行病学研究的基本内容和方法；生物标志与环境流行病学；环境毒理学研究的基本内容和任务；健康危险度评价的概念和特征 。掌握内容2022/10/33第二章 环境与健康的关系 基本概念；人与环境的辨证统一关系；环境介质中的迁移和环境与健康关系研究是环境卫生学的核心，是人类生存和发展中永恒的主题！ 2022/10/34第二章 环境与健康的关系环境与健康关系研究是环境卫生学的核心，是人类生存和发展中永恒第一节 人类的环境一、人类自然环境的构成二、生态环境生态系统的主要特征生态系统的服务功能生态系统健康2022/10/35第二章 环境与健康的关系第一节 人类的

3、环境一、人类自然环境的构成2022/10/25环境概念环境（environment）是人类赖以生存的空间及其所包含的各种因素，他为人类提供空气、食物、水，还提供了人类在智力、道德、社会和精神等方面获得发展的基础和机会。2022/10/36第二章 环境与健康的关系环境概念环境（environment）是人类赖以生存的空间及环境概念WHO公共卫生专家委员会认为：环境“是指在特定时刻由物理、化学、生物及社会各种因素构成的整体状态，这些因素可能对生命机体或人类活动直接或间接地产生现时或远期作用”。 2022/10/37第二章 环境与健康的关系环境概念WHO公共卫生专家委员会认为：环境“是指在特定时刻由

4、一、人类自然环境的基本构成 (一)大气圈 地球表面包围着很厚的并随着地球旋转的空气层，称为大气圈。 (二) 水圈 水圈一般可分为地表水、地下水两大类，另外还包括大气中的水。 (三）岩石圈 岩石圈通常指地壳主要有岩浆岩和沉积岩构成。 2022/10/38第二章 环境与健康的关系一、人类自然环境的基本构成 (一)大气圈2022/10/28人类环境的基本构成 (四）生物圈（biosphere） 有生物体生存的地球表层，称为生物圈。它有生物生存的大气圈、水圈、岩石圈所构成。其范围包括海平面以下约12公里厚度的岩石圈、水圈和土壤圈及海平面以上约10公里高度的大气层。2022/10/39第二章 环境与健康

5、的关系人类环境的基本构成 (四）生物圈（biosphere）2022022/10/310第二章 环境与健康的关系2022/10/210第二章 环境与健康的关系生物圈人类是生物圈内对环境影响最大的生物，20世纪60年代以来，先后启动了大型的国际研究计划，如：世界科协提出的国际生物学计划联合国教科文组织发起的人与生物圈计划国际科学联合会筹划的国际地圈-生物圈计划加深人类对其环境的认识，推动着环境、生态等相关学科的发展，变革着人类的生活观念和人类的发展战略。2022/10/311第二章 环境与健康的关系生物圈人类是生物圈内对环境影响最大的生物，20世纪60年代以二、生态系统与生态平衡生态环境（eco

6、logical environment）是与人类生存和发展有关的生态系统所构成的自然环境。生物圈内的生物不仅种类多，数量庞大，具有生物多样性的特征。 生活环境(living environment)是与人类生活关系密切的各种自然的和人工的环境条件，如居住、工作、娱乐和社会活动环境。2022/10/312第二章 环境与健康的关系二、生态系统与生态平衡生态环境（ecological env难于截然划分，从广义上讲，生态环境可以包括生活环境。由于人类在改造环境过程中所带来的新的环境问题，生态系统是影响人类健康与疾病发生和流行的重要基础。 2022/10/313第二章 环境与健康的关系2022/10/

7、213第二章 环境与健康的关系二、生态系统与生态平衡（一）生态系统（ecosystem）的基本组成 生态系统是指生物群落（包括微生物、动物、植物及人类等）与非生物环境（空气、水、无机盐类、氨基酸等）所组成的自然系统。 在生物群落中，又分为生产者（绿色植物、化能合成菌等）消费者（草食、肉食、大型肉食动物）、分解者（细菌、真菌及放线菌等微生物）三个部分。2022/10/314第二章 环境与健康的关系二、生态系统与生态平衡（一）生态系统（ecosystem）的生态系统四要素及其关系有机物化学能二级消费者分解者 无机界（空 气、水、土壤、太阳辐射等）生产者一级消费者无机物光能有机物矿物质无机物2022

8、/10/315第二章 环境与健康的关系生态系统四要素及其关系有机物二级消费者分解者 无机界（空 土壤生态系统非生物环境大气水生物群落动物植物微生物物质能量信息物种流动循环人2022/10/316第二章 环境与健康的关系土壤生态系统非生物环境大气水生物群落动物植物微生物物质人20生态系统与生态平衡2022/10/317第二章 环境与健康的关系生态系统与生态平衡2022/10/217第二章 环境与健康的生态系统的主要特征 整体性可持续性开放性自调控2022/10/318第二章 环境与健康的关系生态系统的主要特征 整体性可持续性开放性自调控2022/10构成生态系统的各要素按照一定规律组织起来之后，

9、出现了新质，崭新的整体；系统一旦形成，各要素不能分解成独立的要素而存在.各个要素的性质和行为对系统的整体性都起作用。 整 体 性2022/10/319第二章 环境与健康的关系构成生态系统的各要素按照一定规律组织起来之后，出现了新质，自然生态系统不是孤立的、封闭的，而是通过各种途径与其外界沟通，不断地与环境进行物质交换。 开放性2022/10/320第二章 环境与健康的关系自然生态系统不是孤立的、封闭的，而是通过各种途径与其外界沟通同种生物的种群密度的调控；异种生物种群之间的数量调控；生物与环境之间相互适应的调控。 自调控2022/10/321第二章 环境与健康的关系同种生物的种群密度的调控；自

10、调控2022/10/221第二生态系统是不断进行着物质循环和能量流的功能单位，非生物物质、生产者、多级消费者和分解者扮演着重要的、不可替代的角色。生态系统作为一个整体没有纯粹的废物，所以能一直维持着其良性循环。这是自然生态系统可持续性发展的原因，也是生态系统的重要特征。人类当代经济具有大量生产、大量消费、大量废弃的“三大”特征，其模式是线性的，而不是循环的，这正是造成当代环境问题的根源。循环经济可持续发展可持续性2022/10/322第二章 环境与健康的关系生态系统是不断进行着物质循环和能量流的功能单位，非生物物质、生态系统在生产力技术比较落后的条件下，人类活动对环境的影响很小，生态系统研究往

11、往不引起人们的重视，人类活动不考虑对环境会产生什么影响。但是随着科学技术的发展，人对环境的影响越来越深刻，甚至使环境发生恶化。对人类的进一步生存产生了危害。 2022/10/323第二章 环境与健康的关系生态系统在生产力技术比较落后的条件下，人类活动对环境的影响很（二）生态系统的服务功能 由自然系统的生境、物种、生物学状态和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称为生态系统服务(ecosystem service)。 2022/10/324第二章 环境与健康的关系（二）生态系统的服务功能 由自然系统的生境、物种、生物学状态（二）生态系统的服务功能 生态系统服务(ecosy

12、stem services)是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用。它不仅为人类提供食物、医药及其他工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。 2022/10/325第二章 环境与健康的关系（二）生态系统的服务功能 生态系统服务(ecosystem 生态系统的服务功能最早提出概念是Holdren和Ehrlich在1974年发表的人口与全球环境一文，广泛认可与重视是在20世纪的90年代中期，以Costanza等世界生态系统服务和自然资本的价值，自然的服务：人类社会对自然生态系统的依赖性（Saily.1997）。 Costanza等人将全球生态系统服

13、务功能划分为17类，包括气体调节、干扰调节、水分调节、水分供给、侵蚀控制和沉积物保持、土壤形成、养分循环、废气物处理、授粉、生物控制、庇护、食物生产、原材料、遗传资源、休闲、文化等。17项功能已成为人们进行生态服务评价的基本标准和参照。 2022/10/326第二章 环境与健康的关系生态系统的服务功能最早提出概念是Holdren和Ehrlic生态系统的服务功能随着对发展理念认识的加深,人们越来越意识到生态系统服务功能对人类社会可持续发展的重要支撑作用。 社会经济规模较小时,生态系统的自我更新远超过对其功能的利用,于是人们更多考虑的是如何最大限度利用生态系统功能;如今社会经济规模迅速扩大,对生态

14、服务功能的依赖性、利用强度迅速加大,其自我更新的规模已经小于利用量,导致生态系统功能的丧失和对经济社会系统支撑能力的降低。 2022/10/327第二章 环境与健康的关系生态系统的服务功能随着对发展理念认识的加深,人们越来越意识到生态系统的服务功能 地球生态系统被誉为生命之舟。它给人类社会、经济和文化生活提供了不可替代的资源和条件。生态环境为人类提供的服务是全方位、多种多样的、目前人类意识不到的。物质的和精神的、有形的和无形的服务，难以用经济价值衡量，人类的力量无法替代。善待地球，与环境和谐相处。 2022/10/328第二章 环境与健康的关系生态系统的服务功能 地球生态系统被誉为生命之舟。2

15、022/1（三）生态平衡（ecological balance） 生态平衡是指生态系统各个环节的质和量相对稳定和相对适应的状态。即指生态系统各部分的结构与功能均处于相互适应、相互协调的状态。 2022/10/329第二章 环境与健康的关系（三）生态平衡（ecological balance）202生态系统能维持平衡的原因：具有自动调节自己的功能。生态系统内小生物类型愈多、物种愈丰富、愈容易维持生态系统的平衡。2022/10/330第二章 环境与健康的关系生态系统能维持平衡的原因：具有自动调节自己的功能。2022生态平衡意义过度砍伐森林、破坏植被、滥捕滥杀野生生物、废弃物排放、农药化肥使用等，导

16、致生物种群减少，影响繁衍，生态系统结构和功能。生态平衡是生物生存、活动、繁衍得以正常进行的基础健康的生态系统是人类生存和发展的物质基础，也是人类健康的基础，保护和维持生态系统的结构和功能的可持续性，修复生态系统的创伤，重建已破坏的地球生命支持系统，实现生态系统健康是环境工作者和环境管理部门今后的重要任务。2022/10/331第二章 环境与健康的关系生态平衡意义过度砍伐森林、破坏植被、滥捕滥杀野生生物、废弃物（五）生态系统健康Ecosystem health是指具有活力和自然调节能力、结构稳定的生态系统，是生态系统的综合特性。 活力是指生态系统的功能性和自调节功能保证系统达到一定的稳定。结构稳

17、定是指具有平衡、完整的生物群落、多样的生物种群。生态系统自调节功能主要靠其反馈作用，通过正、负反馈相互作用和转化，在受胁迫时表现出能维持系统的正常结构和功能，有抵御“疾病”的能力，保证系统达到一定的稳态 2022/10/332第二章 环境与健康的关系（五）生态系统健康Ecosystem health是指具有活生态系统健康概述生态系统健康的历史1788年，苏格兰物理学家和地质学家 James Hutton 提出“地球是一个大的能够自身维持的有机体”。1916年，Clements FE. 用生命循环来描述生态演替。1941年，Aldo Leopold 提出“土地健康”的概念。1979年，Rappo

18、rt 等人提出了“生态系统医学”的概念。2022/10/333第二章 环境与健康的关系生态系统健康概述生态系统健康的历史2022/10/233第二生态系统健康概述1988年，Schaeffer等首次探讨了有关生态系统健康度量的问题,但没有明确定义生态系统健康。 1989年，Rapport 论述了生态系统健康的内涵。1990年10月，来自学术界、政府、商业和私人组织的代表，就生态系统健康定义的问题，在美国召开了专题讨论会。1991年2月，在美国科学促进联合会年会上,国际环境伦理学会召开了“从科学、经济学和伦理学定义生态系统健康”讨论会。2022/10/334第二章 环境与健康的关系生态系统健康概

19、述1988年，Schaeffer等首次探讨了有生态系统健康概述1994年，“第一届国际生态系统健康与医学研讨会”在加拿大首都渥太华召开。会上成立了“国际生态系统健康学会”（International Society for Ecosystem Health,简称ISEH） 。目前, 已发行的生态系统健康相关的专业性杂志有： 生态系统（ Ecosystems ） 生态系统健康（Ecosystem Health） 水生生态系统健康杂志（Journal of Aquatic Ecosystem Health），现为水生生态系统胁迫与恢复（Journal of Aquatic Ecosystem St

20、ress and Recovery）。2022/10/335第二章 环境与健康的关系生态系统健康概述1994年，“第一届国际生态系统健康与医学研生态系统健康概述2022/10/336第二章 环境与健康的关系生态系统健康概述2022/10/236第二章 环境与健康的关影响生态系统健康的原因各种形式的人类活动是影响生态系统健康的主要原因。如,森林砍伐、过度放牧等。就水生态系统而言,主要包括以下几个方面：污染物排放非点源污染过度捕捞围湖造田水土流失外来种入侵水资源不合理利用2022/10/337第二章 环境与健康的关系影响生态系统健康的原因各种形式的人类活动是影响生态系统健康的生态系统健康评价生态系

21、统健康与生物学、生态学、保护生物学、生态监测和景观生态学等学科密切相关。一般认为,较小尺度生态系统健康的评价更多采用生态学指标,大尺度生态系统健康的评价则注重整体性评价。生态系统健康评价的最佳途径是微观与宏观相结合的综合性研究。根据水生态系统健康研究的现状，可以总结出两种评价方式：即指示物种法和指标体系方法。2022/10/338第二章 环境与健康的关系生态系统健康评价生态系统健康与生物学、生态学、保护生物学、生美国生态学家史蒂文生有段话：“我们都是一艘脆弱的航天飞船上的乘客，作着同一旅程，我们依赖它有限的水分及土壤生存，与它存亡与共”。在现有技术条件下，人类是否能模拟出一“个类似的地球，供人

22、类繁衍生息呢？最近结束的“生物圈2号”实验给予了否定的回答，人类离开地球无法生存。 2022/10/339第二章 环境与健康的关系美国生态学家史蒂文生有段话：“我们都是一艘脆弱的航天飞船上的为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州建造了几乎密封的“生物圈2号”试验基地。它占地1.3万平方米，容积20.4万立方米，设计及建设花费2亿美元，每年的维护费达数百万美元。“生物圈2号”内有土壤、水源、空气和多种多样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水和空气，供8名进入“生物圈2号”工作的研究人员生活两年。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号

23、”一年多后，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈2号”用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21降到14；二氧化碳含量猛增。 “生物圈之号”运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；“生物圈2号”下层的温度又大大低干预计的数字。1996年卫月卫日，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。 2022/10/340第二章 环

24、境与健康的关系为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州第二节 人与环境的辨证统一关系“天人合一”“人与日月相应，与天地相参” “天人合一”的思想概念最早是由庄子阐述，后被汉代思想家、阴阳家董仲舒发展为天人合一的哲学思想体系，并由此构建了中华传统文化的主体。人体与环境的关系是生物发展史上长期形成的一种既相互对立、相互制约又相互依存、相互转化的辩证统一关系。 2022/10/341第二章 环境与健康的关系第二节 人与环境的辨证统一关系“天人合一”2022/10/一、人与环境在物质上的统一性二、人类对环境的适应性三、人与环境的相互作用四、环境因素对健康影响的双重性第二节 人与环境

25、的辨证统一关系2022/10/342第二章 环境与健康的关系一、人与环境在物质上的统一性第二节 人与环境的辨证统一关系一、人与环境在物质上的统一性 （一）人与环境之间的生态平衡 （二）人与环境在物质上的统一性 2022/10/343第二章 环境与健康的关系一、人与环境在物质上的统一性 （一）人与环境之间的生态平衡 （一）人与环境之间的生态平衡 环境和人体之间进行的物质与能量的交换以及环境中各种因素对人体的作用，保持着相对的平衡即环境与人体的生态平衡，是一种动态平衡。 自然界是不断变化的，环境的构成及状态的任何改变，都会不同程度的影响到人体正常生理功能的发挥，人体又利用机体内部的调节机制以及人类

26、特有的改造客观环境的主观能动性，以适应外界环境的变化并维持着人体与环境之间的平衡，保持人体经常处于健康状态。生物和人类都是地球环境演化到一定阶段的必然产物。生命对环境既相互适应又相互矛盾，在这种对立统一的法则下，生命不断发展。2022/10/344第二章 环境与健康的关系（一）人与环境之间的生态平衡 环境和人体之间进行的物质与能量（二）人与环境在物质上的统一性 人是环境的产物，组成人体的物质都来自环境。环境与人体血液60多种元素丰度相关性充分反映了人体与环境物质统一的关系。 2022/10/345第二章 环境与健康的关系（二）人与环境在物质上的统一性 人是环境的产物，组成人体的物（二）人与环境

27、在物质上的统一性 2022/10/346第二章 环境与健康的关系（二）人与环境在物质上的统一性 2022/10/246第二章二、人类对环境的适应性“顺四时而知寒暑、服天气而通神明” 当今人类的行为特征与其形态结构和生理特点一样，都是适应自己特定环境的结果。人体的气候适应、热适应、光适应、冷刺激、高原环境等都是机体对外界环境适应的最好例证。 2022/10/347第二章 环境与健康的关系二、人类对环境的适应性“顺四时而知寒暑、服天气而通神明” 2三、人与环境的相互作用 （一）机体与环境之间的相互作用 （二）机体与环境相互作用的分子生物 学基础2022/10/348第二章 环境与健康的关系三、人与

28、环境的相互作用 （一）机体与环境之间的相互作用202（一）环境与机体的相互作用人类改造和利用环境的主观能动性：1 利用环境中的有利因素（profitable factors），抵御不利因素（harmful factors）2 向大自然索取，过度开发资源而破坏生态环境 2022/10/349第二章 环境与健康的关系（一）环境与机体的相互作用人类改造和利用环境的主观能动性：2人与环境的相互作用主动依赖、适应环境，人类生存、发展。适者生存的定律被破坏。2022/10/350第二章 环境与健康的关系人与环境的相互作用主动依赖、适应环境，人类生存、发展。202（一）机体与环境之间的相互作用 人类基因组计

29、划： (human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法国、德国、日本和中国共同参与价值达30亿美元的人类基因组计划。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。发现6000多种人类单基因遗传病和一些严重危害人类健康的多基因病得到预防、诊断和治疗。2022/10/351第二章 环境与健康的关系（一）机体与环境之间的相互作用 人类基因组计划： (huma（一）机体与环境之间的相互作用 环境基因组计划： 1997年10月美国国家环境卫生科学研究所提出环境基因组计划（EGP

30、），着重研究暴露与疾病的相互影响，其主要目标就是要鉴定对环境因素应答基因中有重要功能基因的多态性并确定它们在环境暴露致病危险度上的差异。人类健康、疾病、寿命都是环境因素与机体内因（遗传因素）相互作用的结果，“环境扣扳机”（environment pulls the trigger）效应2022/10/352第二章 环境与健康的关系（一）机体与环境之间的相互作用 环境基因组计划： 1997环境基因组计划拟系统研究基因多态性的十类候选基因DNA修复基因 毒物代谢酶基因 激素代谢酶基因 受体基因 细胞周期基因信号传递基因介导免疫和感染反应基因介导营养素基因参与氧化过程的基因细胞内药物敏感基因 202

31、2/10/353第二章 环境与健康的关系环境基因组计划拟系统研究基因多态性的十类候选基因DNA修复机体对环境的适应性和环境因素的复杂性1、 机体对环境的适应性：适者生存2 、环境因素对机体影响的多样性：内因（遗传），如环境因素致癌，吸烟与肺癌，疾病发生的易感基因起作用。如芳烃羟化酶基因高表达者，则易患肺癌。2022/10/354第二章 环境与健康的关系机体对环境的适应性和环境因素的复杂性1、 机体对环境的适应性特征性遗传表达标记 CYP1A1：肺癌 N-乙酰基转移酶基因（NAT2）多态性与芳香胺：膀胱癌慢代谢乙酰化表型：膀胱癌葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症、苯丙酮尿症（phenylketonur

32、ia，PKU） ：遗传性疾病DNA修复基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP：肿瘤易感性，130余种。主要分为碱基切除修复（BER）基因、核苷酸切除修复基因（ NER）、DNA链断裂修复基因、错配修复（MMR）基因、直接逆转损伤的修复基因2022/10/355第二章 环境与健康的关系特征性遗传表达标记 CYP1A1：肺癌 2022/10/25（二）机体与环境相互作用的分子生物学基础许多疾病的发生都与机体的基因多态性（gene polymorphism）有关。肿瘤的发生，一般认为是环境因素与遗传因素相互作用的结果。2022/10/356第二章 环

33、境与健康的关系（二）机体与环境相互作用的分子生物学基础许多疾病的发生都与相代谢功能的细胞色素P450酶代谢多种化学物和药物形成致癌活性物质。CPY1A1*2A和CYP1A1*2B纯合型高诱导活性的CYP1A1酶，多环芳烃类化合物活化加快肺癌。CYP1A1基因的多态性与膀胱癌、乳腺癌、结肠癌、子宫肌瘤等的易感性有关。 2022/10/357第二章 环境与健康的关系相代谢功能的细胞色素P450酶代谢多种化学物和药物形成致谷胱甘肽-S-转移酶（GST）相代谢酶 催化谷胱甘肽（GSH）与亲电子的外来化合物结合的二聚体酶，并可灭活外来化合物，呈多态性分布。肿瘤的遗传易感性与代谢酶遗传多态性有密切关系。但

34、基因多态性只有在改变其所表达的蛋白质功能时才被认为是有效应的。2022/10/358第二章 环境与健康的关系谷胱甘肽-S-转移酶（GST）相代谢酶 催化谷胱甘肽（GS有效应的基因多态性 编码区基因的点突变氨基酸的替换酶的催化活性、稳定性和底物特异性；复制或多重复制基因；完全或部分基因丢失基因产物缺乏剪切位点变异。 2022/10/359第二章 环境与健康的关系有效应的基因多态性 编码区基因的点突变氨基酸的替换表2-2 已知的易感基因多态性及其环境暴露相关疾病基因多态分类环境暴露相关疾病CYPlAlNATl及NAT2GSTTl(null)对氧磷酶LA-HTG F-HLA-DP betl标记ALA

35、DCYP2D6激活解毒解毒解毒营养因子生长因子免疫反应生物合成生物氧化吸烟吸烟氯化消毒剂神经杀虫剂饮食中铁母亲吸烟铍铅锰肺癌膀胱痛，乳腺癌癌症神经系统损伤血色素沉着病唇裂、颚裂慢性铍性肺病铅中毒锰中毒2022/10/360第二章 环境与健康的关系表2-2 已知的易感基因多态性及其环境暴露相关疾病基因多态拟研究的环境相关疾病和缺陷有7类：1、癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌及前列腺癌2、呼吸系统疾病：哮喘、纤维囊性肿3、退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金 森综合征、肌萎缩内侧硬化症4、发育紊乱：智力低下、注意力缺陷-多动症5、先天缺陷：口面裂6、生殖功能缺陷：不育、子宫肌瘤、子宫内膜 异位、青春期早

36、熟7、自身免疫疾病：全身性红斑狼疮、多发性硬 化症2022/10/361第二章 环境与健康的关系拟研究的环境相关疾病和缺陷有7类：2022/10/261第二致癌物形成 活化：相代谢酶如细胞色素P450酶；灭活：相代谢酶如GST酶。相代谢酶和相代谢酶的多态性往往决定着癌症的发生率和发生类型。CYP2E1（乙醇诱导的毒性相关酶 ）基因多态性存在明显的种族差异，c1/c1、c1/c2和c2/c2在决定环境污染物的致毒性和致癌性。 2022/10/362第二章 环境与健康的关系致癌物形成 活化：相代谢酶如细胞色素P450酶；2022/苯 肝微粒体CYP2E1 苯 环氧化物 苯酚 多羟基化合物如氢醌、邻

37、苯二酚(血液毒性和基因毒性 ) 慢性毒性和致癌危险性 2022/10/363第二章 环境与健康的关系苯 肝微粒体CYP2E1 2022/10/26多态性基因影响铅的生物蓄积和毒性作用 -氨基酮戊酸脱水酶(ALAD)基因，它有两种多态形式(ALAD1和ALAD 2 )，其同工酶可影响人群血铅含量及肾功能；维生素D受体(VDR)基因，其多态性影响铅在骨骼中的蓄积；血色素沉着症基因，突变后可导致其纯合子发生血色素沉着症, 还可能影响铅的吸收。 儿童和职业性铅暴露人群-杂合子ALAD1-2和ALAD2-2纯合子-易感人群 （高血铅和铅中毒 ），相对危险的基因型；携带ALAD2等位基因的个体是铅中毒的高

38、危人群2022/10/364第二章 环境与健康的关系多态性基因影响铅的生物蓄积和毒性作用 -氨基酮戊酸脱水酶苯丙酮尿症（phenylketonuria，PKU） 常染色体隐性遗传病，先天性氨基酸代谢障碍病 。 苯丙氨酸羟化酶 苯丙氨酸 酪氨酸 甲状腺素、肾上腺素 和黑色素 苯丙酮酸、 苯乙酸、苯乳酸和 对 羟基苯乙酸等旁路代谢产物 脑细胞受损 2022/10/365第二章 环境与健康的关系苯丙酮尿症（phenylketonuria，PKU） 常染环境因素与机体相互作用 了解环境因素对机体的遗传易感性，就可准确地对引起疾病的环境因素进行识别、评价并采取积极措施避免有害因素的危害，更好地保护易感人

39、群的身体健康。积极探寻多种危害较严重疾病的环境应答基因（environmental response gene）和易感基因（susceptible gene），阐明在疾病发生发展中的作用及其影响因素等。 人类疾病发生与基因多态性(易感基因)关系的研究正成为当代环境与健康关系研究中的热点。 2022/10/366第二章 环境与健康的关系环境因素与机体相互作用 了解环境因素对机体的遗传易感性，就可四、环境因素对健康影响的双重性诸多环境因素对机体健康的影响具有有利和有害两方面的特性。 环境卫生学的重要任务之一就是识别、评价和充分利用与人群健康有关的各种有利因素，避免或控制不利因素，以维护和促进人群健

40、康。 紫外线 、气温 、光照 2022/10/367第二章 环境与健康的关系四、环境因素对健康影响的双重性诸多环境因素对机体健康的影响具四、环境因素对健康影响的双重性“hormesis” 即某些物质在低剂量时对生物系统具有刺激作用，而在高剂量时具有抑制作用。作用机制：生物体受到刺激，最初的抑制反应之后会出现一个补偿过程，使有益反应轻微地过度表达，而表现出对机体的某种（某些）有益作用。 低水平的糖精、多种多环芳烃、X线和多种射线源、二恶英、镉、铅、汞 2022/10/368第二章 环境与健康的关系四、环境因素对健康影响的双重性“hormesis” 即某些物Hormesis表现形式细胞和机体的适应

41、性反应免疫功能增强致癌作用减弱 2022/10/369第二章 环境与健康的关系Hormesis表现形式细胞和机体的适应性反应2022/10Hormesis毒物风险评价中应用价值 传统使用的剂量-效应关系基本模型有两种:阈值模型(用来评估非致癌物的危险程度)确定危险度和线性非阈值模型(用来外推极低浓度下致癌物的危险性)随机危险度。Calabrese和Baldwin对此剂量-反应关系模型提出质疑, 提出一个更具预测性的模型,即曲线性剂量-效应关系模型。 2022/10/370第二章 环境与健康的关系Hormesis毒物风险评价中应用价值 传统使用的剂量-效应2022/10/371第二章 环境与健康

42、的关系2022/10/271第二章 环境与健康的关系第三节 环境改变与机体 反应的基本特征一、环境介质与环境因素暴露： 环境污染物通过在环境介质中的迁移和转化，会改变人群暴露的范围、途径、性质、剂量。二、暴露特征与反应： 暴露的途径、剂量-反应关系、和暴露时间。三、环境多因素暴露与联合作用四、人群健康效应谱与易感人群2022/10/372第二章 环境与健康的关系第三节 环境改变与机体 反应的基本特征一、环境介质与环一、环境介质与环境因素暴露 (一)环境物质在环境介质中的迁移 1. 单一介质内的迁移 2. 不同介质间的迁移 3. 生物性迁移:生物放大作用 2022/10/373第二章 环境与健康

43、的关系一、环境介质与环境因素暴露 (一)环境物质在环境介质中的迁移1. 单一介质内的迁移 空气 扩散和对流水体 扩散、弥散和水流 土壤 在其液体内的扩散或水通过 土壤颗粒间空隙的运动 2022/10/374第二章 环境与健康的关系1. 单一介质内的迁移 空气 扩散和对流202. 不同介质间的迁移 蒸发进入空气吸附进入土壤溶解进入水体吸收、吸入、摄食进入生物体 2022/10/375第二章 环境与健康的关系2. 不同介质间的迁移 蒸发进入空气2022/10/275第一、环境介质与环境因素暴露（二）环境化学物在环境介质中的转化 1.化学转化 :光化学烟雾 2.生物转化:甲基汞 （三）环境介质中的迁

44、移和转化对环境因素暴露的影响 1. 扩大暴露范围 :切尔诺贝利核污染事故 2. 增加暴露途径:金属汞 3. 改变污染物性质和毒性:酸雨、有机砷 4. 影响暴露剂量：生物放大作用 2022/10/376第二章 环境与健康的关系一、环境介质与环境因素暴露（二）环境化学物在环境介质中的转化食物链（food chain）一种生物被另一种生物吞食，后者在被第三种生物吞食，并为其提供物质和能量，彼此以食物联接起来的锁链关系，称为食物链。高位营养级生物体内的浓度比低位营养级生物体内的浓度增加的现象，称为生物放大作用。有些污染物在生物体之间可沿着食物链浓度逐级增高，并超过原环境中的浓度，这种现象叫做生物浓集作

45、用。2022/10/377第二章 环境与健康的关系食物链（food chain）一种生物被另一种生物吞食，后者食物链（food chain）2022/10/378第二章 环境与健康的关系食物链（food chain）2022/10/278第二章 生物富集作用（bioenrichment）生物从环境中摄入浓度极低的重金属元素或难降解的化合物，在体内逐渐累积起来，使生物体内该元素或化合物的浓度大大超过环境中的浓度，这种现象称为生物富集作用。例如，海水DDT浓度0.00005ppm浮游生物0.04ppm（约1000倍）鱼2.07ppm（约4万倍）海鸟75.5ppm（约100万倍）2022/10/37

46、9第二章 环境与健康的关系生物富集作用（bioenrichment）生物从环境中摄入浓生物蓄积：bioaccumulation 指同一生物个体对某种物质的摄入量大于排出量，体内绝对量不断增加。仅指绝对量。生物浓缩：bioconcentration 指同一生物个体摄入某种物质后，在体内由于浓度的分配不均，造成某些部位浓度不断增加。指浓度、无绝对量的概念。生物放大：biomagnification 污染物在食物链的高端生物体内比低端生物体内逐渐增加、放大。指不同生物个体，绝对量和浓度均可。三个概念：2022/10/380水体卫生生物蓄积：bioaccumulation三个概念：2022/二、暴露特

47、征与反应 （一）暴露途径：呼吸道、经口、皮肤影响总暴露量:铅影响吸收率：汞 改变作用靶：作用的途径多，因素复杂 （二）剂量-反应关系1.剂量与反应 2. 剂量-反应曲线的类型 （三）暴露时间2022/10/381第二章 环境与健康的关系二、暴露特征与反应 （一）暴露途径：呼吸道、经口、皮肤2021.剂量与反应 随着暴露剂量的改变，产生某种反应（定量反应或定性反应）的数量而随之改变的相关关系称为剂量-反应关系(dose-response relationship)。曾普遍将定量反应的剂量-反应关系称为剂量-效应关系。氟化物 血清碱性磷酸酶 仅将定性反应的剂量-反应关系才称为剂量-反应关系。氟斑牙

48、 2022/10/382第二章 环境与健康的关系1.剂量与反应 随着暴露剂量的改变，产生某种反应（定量反应或剂量反应关系用于研究外来化合物的剂量与在群体中呈现某种特定效应个体百分数之间的关系。反应是计数资料，又称质效应，只能以有或无、正常和异常表示，如死亡、麻醉等。剂量-反应关系曲线有S型、抛物线型、直线型等。它是外来化合物安全性评价的重要资料。 2022/10/383第二章 环境与健康的关系剂量反应关系用于研究外来化合物的剂量与在群体中呈现某种特定剂量效应关系是指一种外来化合物剂量与个体或群体呈现某种效应的定量强度，或平均定量强度之间的关系。效应是计量资料，又称量效应（graded effe

49、ct），生物效应可以用其测量值来表示，如有机磷酸酯农药抑制胆碱酯酶活性程度，可用酶活性单位的测定值来表示。如量效应以其一定值作为界限时，可作为质效应的指标。 2022/10/384第二章 环境与健康的关系剂量效应关系是指一种外来化合物剂量与个体或群体呈现某种效应2. 剂量-反应曲线的类型 产生某一反应的临界剂量值称该反应的阈值。根据阈值的存在，剂量-反应曲线包括：无阈值化合物 ：遗传毒性致癌物 有阈值化合物 ：单阈值化合物 ： S形或抛物线形 两个阈值：必需微量元素（营养素）U形 2022/10/385第二章 环境与健康的关系2. 剂量-反应曲线的类型 产生某一反应的临界剂量值称该反应图2-2

50、 有阈值化合物的剂量-反应关系曲线曲线A-C: 单阈值化合物; 曲线B-C: 两个阈值的化合物 2022/10/386第二章 环境与健康的关系图2-2 有阈值化合物的剂量-反应关系曲线曲线A-C: 单阈2022/10/387第二章 环境与健康的关系2022/10/287第二章 环境与健康的关系2022/10/388第二章 环境与健康的关系2022/10/288第二章 环境与健康的关系Dose-effect relationship: indicates the relationship between the dose of a chemical and the magnitude of a

51、particular biological effect in an individual or a group of subjects.2022/10/389第二章 环境与健康的关系Dose-effect relationship: indi2022/10/390第二章 环境与健康的关系2022/10/290第二章 环境与健康的关系homesis效应 具有homesis效应的化合物，在整个剂量范围内，其剂量反应曲线也可能呈U形。阈值理论是制订环境卫生标准的重要理论基础。 2022/10/391第二章 环境与健康的关系homesis效应 具有homesis效应的化合物，在整个剂（三）暴露时间

52、环境污染物的暴露，往往是在较低的剂量下数月或数年内的重复暴露。重复暴露的时间包括暴露频度和暴露持续期两个要素。生物半减期（biological half-life,T1/2），化合物在体内含量减少一半所需的时间 2022/10/392第二章 环境与健康的关系（三）暴露时间 环境污染物的暴露，往往是在较低的剂量下数月或2022/10/393第二章 环境与健康的关系2022/10/293第二章 环境与健康的关系暴露频度和暴露期与靶组织中的剂量（浓度）有关：暴露频度高（即暴露间隔时间短）靶部位的浓度蓄积到有害作用水平的时间越短。暴露时间间隔长，靶部位的浓度蓄积到有害作用的时间越长，甚至永远蓄积不到有

53、害作用的水平。 2022/10/394第二章 环境与健康的关系暴露频度和暴露期与靶组织中的剂量（浓度）有关：暴露频度高化学物的生物半减期和摄入量生物半减期长的化学物在短时间内靶部位蓄积量达到有害水平，生物半减期短的化合物长期暴露也不会造成危害。摄入量愈大，达到平衡后其最大蓄积量也愈大；摄入量少，则体内最大蓄积量也少。阈下剂量（浓度）No-observed-adverse effect level, NOAEL是制定环境中有害物质最高容许浓度的依据。2022/10/395第二章 环境与健康的关系化学物的生物半减期和摄入量生物半减期长的化学物在短时间内靶2022/10/396第二章 环境与健康的关

54、系2022/10/296第二章 环境与健康的关系三、环境多因素暴露与联合作用 （一）环境作用因素的多样性 环境有害因素包括物理性、化学性和生物性因素。 （二）联合作用的类型 1. 相加作用 ：两个有机磷农药（胆碱酯酶 ）刺激性气体 2. 协同作用：四氯化碳和乙醇（肝脏）石棉吸烟 3. 增强作用：异丙醇对肝脏无毒，四氯化碳 4. 拮抗作用：铁剂可减轻锰、二氯甲烷与乙醇 ， 功能拮 抗、化学拮抗、配置拮抗和受体拮抗2022/10/397第二章 环境与健康的关系三、环境多因素暴露与联合作用 （一）环境作用因素的多样性 2相加作用(additive effect) 多种化学物同时存在时的毒效应为各化学

55、物分别作用时毒效应的总和。常见于一些化学结构近似或属同系的化合物，或对机体的毒作用机制相似、靶器官部位相同的化学物。 两种有机磷农药、大多数碳氢化合物、大部分刺激性气体 2022/10/398第二章 环境与健康的关系相加作用(additive effect) 多种化学物同时存协同作用(synergistic effect)多种化学物同时存在时的毒效应超过各化学物分别作用时毒效应的总和。 四氯化碳与乙醇 2022/10/399第二章 环境与健康的关系协同作用(synergistic effect)多种化学物同加强作用（potentiation）一种化学物对某一器官或系统无毒作用，但与另一种化学物

56、同时作用时，可使其毒作用增强。 异丙醇与肝毒物四氯化碳 2022/10/3100第二章 环境与健康的关系加强作用（potentiation）一种化学物对某一器官或系拮抗作用(antagonism)多种化学物同时存在时的毒效应小于各化学物分别作用时毒效应的总和。二巯基丙醇与金属络合 2022/10/3101第二章 环境与健康的关系拮抗作用(antagonism)多种化学物同时存在时的毒效应三、环境多因素暴露与联合作用 联合作用曾普遍称为交互作用，有些学者认为上述四种联合作用类型中，相加作用并不含有实质意义上的交互作用，因而把联合作用分为非交互作用的联合作用和交互作用的联合作用。环境中共存的作用因

57、素多、它们之间交互作用的类型和机制的复杂性可能都远远超过了今天人们的认识水平。克山病和大骨节病 2022/10/3102第二章 环境与健康的关系三、环境多因素暴露与联合作用 联合作用曾普遍称为交互作用，有四、人群健康效应谱与易感人群（一）健康效应谱（二）易感人群 （三）影响人群易感性的因素 1. 影响人群易感性的非遗传因素：伦敦 烟雾事件 2. 影响人群易感性的遗传因素：性别、 种族、遗传缺陷和环境应答基因的基因多态性 (gene polymorphisms) 2022/10/3103第二章 环境与健康的关系四、人群健康效应谱与易感人群（一）健康效应谱2022/10/四、健康效应谱与易感人群（

58、一）健康效应谱（spectrum of health effect）：指人群暴露于环境污染物时产生的不良反应在性质、程度和范围上所表现出的征象。它反映了环境污染引起的健康危害在人群中的分布情况。不同级别的效应在人群中的分布 。2022/10/3104第二章 环境与健康的关系四、健康效应谱与易感人群（一）健康效应谱（spectrum 健康效应谱： 从预防医学的观点研究环境因素对人体健康的影响，可将生理、生化效应和病理效应看作连续的健康效应谱(health effect spectrum)，人群对环境因素反应的健康效应谱呈金字塔形或称冰山现象（图1-8）。 环境因素作用于机体后的健康效应谱，是一个

59、连续的多个阶段的过程。可引起机体感觉不适，生化功能障碍，组织和器官发生生理功能和病理改变，进而出现临床症状，甚至个别出现死亡。多数环境有害因素引起的机体效应是非特异性的生理病理和生化功能受损。 2022/10/3105第二章 环境与健康的关系健康效应谱： 从预防医学的观点研究环境因素对人体健康的影响，人群对环境异常变化的健康效应谱死亡患 病机能代偿疾病前状态生理反应的异常变动生理反应正常范围内的变动作用强度潜在健康效应对健康有害影响人体对环境致病因素的反应人群对环境异常变化的健康效应谱死亡患 病机能代偿疾病前状态生冰 山 现 象2022/10/3107第二章 环境与健康的关系冰 山 现 象20

60、22/10/2107第二章 环境与健康的关预防医学工作一个很重要的任务就是发现代偿状态（临床前期-preclinical phase）的早期敏感指标。很多慢性疾病、传染病、地方病、职业病、公害病等在代偿状态时早期发现，对于预防这类疾病的发生非常重要。2022/10/3108第二章 环境与健康的关系预防医学工作一个很重要的任务就是发现代偿状态（临床前期-pr效应谱中的“冰山之巅”和“冰山全貌”，预防医学更关注什么？ Why ？ 2022/10/3109第二章 环境与健康的关系效应谱中的“冰山之巅”和“冰山全貌”，预防医学更关注什么？ 易感人群和高危人群易感人群（敏感人群）：对环境有害因素作用的反