医学知识一内分泌干扰物

内分泌干扰物概述2010-10-24环境科学与工程目录定义、种类及来源1分类2特性及分布3危害4352控制措施6去除处理定义内分泌干扰物((EndocrineDisruptingChemicals,即EDCs),也称为环境激素（EnvironmentalHormone），是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质，指环境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质，它们通过摄入、积累等各种途径，并不直接作为有毒物质给生物体带来异常影响，而是类似雌激素对生物体起作用，即使数量极少，也能让生物体的内分泌失衡，出现种种异常现象。这类物质会导致动物体和人体生殖器障碍、行为异常、生殖能力下降、幼体死亡、甚至灭绝。种类内分泌干扰物多为有机污染物，及重金属物质。我们使用的农药大约70%-80%属于内分泌干扰物；我们所使用的塑料，其中大部分的稳定剂和增塑剂也属于内分泌干扰物；日常人们所食用的肉类、饮料、罐头等食品中也都含有内分泌干扰物。常见的内分泌干扰物包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)、二恶英(dioxin)、双酚A（BisphenolA）与其衍生物、多氯联苯（Polychlorinatedbiphenyls，PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚（APE）、壬基酚(Nonylphenol，NP)等，另外有研究指出环境污染物中的镉(Cd)、铅(Pb)和汞(Hg)等重金属产物亦为可疑的内分泌干扰物。分类内分泌干扰物的分类通常根据其干扰内分泌功能来划分，如雌激素干扰物、雄激素干扰物、甲状腺素干扰物、糖皮质激素干扰物、胰岛素干扰物、肾上腺皮质激素干扰物、生长激素干扰物、植物雌激素等。这样的分类，对同一化学物可能会重复出现，如PCBs既可能具有雌激素效应又具有干扰甲状腺素的效应。如果以化学结构体系和对机体损伤效应终点来划分，不仅会遇到“重复”，更会失去干扰内分泌效应的特征。1997年美国环保局根据动植物生态、人群流行病学调查和体内、外实验研究结果，将人和动物内分泌干扰相关化学物划分为已确认的EDCs、可能的EDCs和可疑的EDCs3类。但这样做明显地受到时间限制，不可能包括新确定的(如糖皮质激素干扰物砷）和由于资料的完善而出现的类别更动。特性内分泌干扰物化学结构稳定，又不易生物降解，具有很高的环境滞留性。无论存在于空气、水还是土壤中，都能强烈地吸附于颗粒上，借助于食物链不断富集，对生态环境造成危害。内分泌干扰物具有高亲脂性或脂溶性，通过食物链富集于动物和人类的脂肪和乳汁中，并可通过胎盘传递到胎儿或通过母乳传递到婴儿。日本厚生省在1998年8月的一份报告中指出，在日本妇女乳汁中发现环境激素含量甚高，是婴儿可容许最高吸收量的26倍。分布内分泌干扰物广泛存在于大气、水体和土壤等环境介质中，分布在地球圈，世界各地都能觅到其踪迹。上世纪90年代初，在喜马拉雅山的雪域里检测到DDT，在海洋、湖泊的汇集地区及热带雨林都发现环境激素对生物的危害。越是人类社会发达的地区，化工产品、工业产品的利用率越高，危害程度越严重。日本环境厅1997年对境内107条河流进行了调查，其中74条河流含环境激素，占68%。在大部分河流中能检测到已经禁止使用25年的DDT。危害内分泌系统与神经系统和免疫系统是机体的三大信号传递系统，在调节机体各种功能、维持内环境相对稳定中起着重要作用。激素是内分泌腺的天然产物，在血中以很低浓度传递，与靶细胞受体结合，发挥对机体功能的调节作用。因此具有干扰内分泌功能的环境污染物，在比引起中毒或其它器官损害低得多的水平，即可产生危害。内分泌干扰物的作用机制具有的一些相同性质：通过识别天然激素的结合位点模拟其作用；通过阻断天然激素的生理作用位点来抑制或拮抗其作用；直接或间接与相关的激素发生反应；改变激素的天然合成方式；改变激素受体的数量水平。不同的生物种类或不同的内分泌干扰物所产生的影响不一样，但可以归纳为以下4点：内分泌干扰物对胚胎、胎儿和新生幼体的影响与其对成体的影响可以完全不同；内分泌干扰物产生的效应，常常出现在下一代身上，而不是表现在直接受污染的这一代身上；对处于发育中的生物体来说，内分泌干扰物的作用时机是决定性的；虽然受到内分泌干扰物的关键性污染发生在胚胎发育期，但明显的效应可能要到成年后才会表现出来。内分泌干扰物影响体内激素的合成、分泌、传递、结合、启动以及消除等环节，从而对个体的生殖、发育以及行为产生多方面的影响。对野生动物的影响内分泌干扰物是大多野生动物濒危的主要原因。野生动物最早出现“阴盛阳衰”现象，动物世界已处于雄性退化、乃至灭绝的危机之中。上世纪60年代中期，发现美国80%的白头雕类失去生育能力。70年代在加拿大出现大量畸形的海鸥，在非洲发现睾丸滞留在腹腔的雄豹。80年代美国佛罗里达洲发现鳄鱼孵化率大大下降，幸存的鳄鱼阴茎短小，生殖能力低下，一些鱼类的生殖器始终不能发育，还有一些鱼类完全不能繁殖，雌雄同体率增高。许多证据表明：鸟类和鱼类出现甲状腺功能障碍；鸟类、鱼类、水生甲壳类动物和哺乳类的生殖能力锐减；鸟类、鱼类和龟鳖类卵的孵化率下降或孵化后出现严重的畸形和残疾；鸟类行为异常；鸟类、鱼类和哺乳类里有雄性雌性化或雌性雄性化倾向；鸟类和哺乳类的自身免疫系统遭到损害等。对人类生殖系统的影响引起男性生殖能力下降近50年来，全球范围内人类精子数量正在不断下降，精液量不断减少。有报告表明出生时间和精子数目存在明显的负相关：出生年度越迟，平均精子数目越少，畸形精子的比例明显上升。除精子数下降、精液量减少外，精子正常形态率、活动率都呈明显下降趋势。这种急剧的变化不可能是由于遗传因素引起的，毫无疑问与环境因素有关。男子女性化程度加剧男性体内雌激素的增加，意味着一定程度的女性化，雌激素对男性而言是“灭顶之灾”。日本厚生省在对中小学生体检时，发现男孩的肌肉张力、握力、爆发力、耐久力均呈下降趋势，体能、体质今非昔比，呈女性化趋势。更令人担忧的是，科学家还没有找到有效的办法来解决男子女性化和人体内雌激素过量问题。从对不同动物，包括两栖类、鸟类、啮齿类、犬、牛、羊、恒河猴等的观察发现，雄激素或高浓度的雌激素都可以导致这些动物的雌性在行为上的雄性化，并减少其雌性行为。其它生殖系统问题内分泌干扰物和妇女的许多生殖问题有联系，包括流产、子宫外孕、月经失调、子宫内膜增生、子宫内膜异位等生殖系统病变。由于内分泌干扰物的过量摄取，引起女性的性早熟：美国48.3%的黑人女孩、14.7%的白人女孩在8岁以前就有月经初潮。许多资料表明：内分泌干扰物可引起睾丸发育中断、永久性性功能障碍、隐睾、睾丸癌、阴茎发育不全、尿道下裂等。对发育的影响在生物体发育的过程中，激素具有极其重要的作用，而在子宫内发育的哺乳动物对出生前母体内激素水平的微小变化具有极其敏感的反应能力。出生前对细胞、器官、脑乃至行为进行永久性编辑的是激素，激素在许多方面为个体的未来制定了方向。发育过程中出现的任何内分泌系统的紊乱，都可能改变正常发育，而且发生的变化是典型的不可逆过程。环境中通常的激素干扰物的水平不会导致细胞死亡或伤害DNA，这些化合物攻击的目标是体内通讯系统中奔走不停的化学信息—激素。由于激素信息控制着包括从性分化到脑组织形成等许多重要的发育过程，在出生前和出生后的早期阶段激素干扰化合物具有特别的危险性。对成人不产生危害的低浓度污染物，对胚胎却可产生致命的影响。激素产生化学反应的浓度极其微量，例如雌二醇—激素效果最显著的雌激素，用10-6

或10-9已经没有太大的意义，通常用的10-12。因此，激素水平的微小波动对生物有机体也可能带来灾难性后果。正常水平的雌激素会促进发育，但当其过量时，就会引起体内大混乱。对神经行为的影响化学物质在体内的富集，在导致明显的身体疾患和畸形之前，就可能引起人类学习能力和行为的重大变化。胚胎期和出生后两年是脑和神经系统发育的重要时期，在这一时期如果甲状腺素的水平异常，发育过程就会出现障碍而导致永久性的损害，包括精神痴呆、不太明显的行为异常、注意力分散、学习能力下降、多动症。PVB类化学物质可通过干扰甲状腺素而影响脑的发育，由甲状腺素异常导致的危害取决于激素干扰的时机和干扰的程度。极低水平—低到通常不认为是有毒的水平—的PCB或二恶英类化合物就可能改变母亲和胎儿的甲状腺功能，由此进一步导致胎儿神经系统的发育障碍。在己烯雌酚与人类行为的相关研究中发现，己烯雌酚可影响个体的性行为取向，受到污染的女性有24%具有同性恋倾向。对免疫系统的影响上世纪80年代后期，在海洋动物里发生了一连串的疫病，成千上万的海豹、海豚和鼠海豚遇害。对死亡动物的解剖发现，这些动物的免疫系统都很脆弱，体内都含有高浓度的诸如PCB类的合成化学物质，所有这些物质都是免疫反应的抑制剂。海洋动物大量死亡的原因可能是由于污染物质抑制了免疫系统。和生殖系统一样，在出生前的发育阶段，免疫系统也容易受到环境激素的影响。动物实验提示：食用含有二恶英的青鱼两年后，海豹出现了免疫机能下降和抗病毒能力减弱等症状，T细胞的反应能力也降低了25%—60%。多氯联苯、有机氯农药、二恶英可影响人类免疫功能，表现为亢进或抑制。受到己烯雌酚污染的女性更可能发生自身免疫性疾病，和由于免疫系统调节机能缺陷引起的其它疾病。对肿瘤发生的影响近20年来，乳腺癌和前列腺癌的发生率在大多数国家急剧上升，例如从1980年到1987年，美国乳腺癌的发病人数猛增了32%，50年前女性患乳腺癌的机会每20人里只有1个，现在却是1/8；从1973年到1991年，前列腺癌增加了127%，每年平均上升2.9%。激素在这两种癌症中起着重要作用，动物实验证明：高水平雌激素和前列腺疾病有联系。很多种类的杀虫剂和类似的化合物很明显地影响雌激素代谢，因而导致乳腺癌和其它子宫内膜肿瘤的增加。努力政府应该制定政策和法律，禁止生产和使用内分泌干扰物类化合物，并从制度和经济上提供支持，来控制、回收和清除这些化合物。内分泌干扰物对人类的危害所涉及的学科广泛，需要尽快开展多学科的研究。医学、生物学、化学、生态学、流行病学、毒理学等学科的学者应该携起手来，共同来制止环境激素的蔓延与影响。建立安全基准，保护最容易受到危害的胎儿和幼儿。改革农药和化肥的生产和使用方法，尽量减少化学物质：在畜牧业生产中尽量不使用化学添加剂和激素类物质；重新设计城市的草坪，均匀划一、不长一根杂草的草坪有饽于大自然丰富多彩的天性。处理技术传统处理工艺传统处理工艺(絮凝、沉淀、过滤和氯消毒)可以去除约60％的NP（壬基酚与环氧乙烷加成物），主要是通过絮凝吸附和氯氧化两种途径实现的，其中氯氧化作用可能大于吸附作用。双酚A也可以通过氯氧化去除。采用氯氧化技术去除酚类内分泌干扰物的一个很大缺点在于氯化副产物潜在的毒性问题。如NP的氯消毒混合物具有雌激素拮抗作用，双酚A的氯消毒副产物具有雌激素协同作用，且其内分泌干扰作用远远大于双酚A本身。处理技术壳聚糖絮凝剂的絮凝作用先进行氧化，然后用壳聚糖絮凝处理，氯酚的去除率可达95％以上。用壳聚糖处理多氯联苯或其他农药可以取得良好效果。壳聚糖分子单体中的氨基极易形成铵离子，对过渡金属有良好的螯合作用。用含壳聚糖的三元复合固体絮凝剂处理含Cu30mg／L、Zn15mg／L的混合废水，Cu和Zn的去除率都可达95％以上。由此可见，采用壳聚糖絮凝剂去除某些内分泌干扰物技术上是可行的。处理技术活性炭、膨润土和沸石的吸附作用活性炭对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物，如苯类化合物、酚类化合物等具有较强的吸附能力。活性炭对生化法和其他化学法难以去除的有机物，如形成色度和异嗅的物质、亚甲蓝表面活性剂、农药、合成洗涤剂、合成染料、胺类等有良好的去除效果。硝酸氧化对活性炭进行改性，能显著增强活性炭吸附苯酚、苯胺、腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有机物的性能。采用颗粒活性炭可以有效去除NP。膨润土和沸石的主要成分都是硅铝酸盐，由于具有可为阳离子和水分子所占据的晶穴，膨润土和沸石具有较强的吸附性和较高的离子交换能力。膨润土和沸石在苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯浓度为0.1mg／mL时，平衡吸附量可达35—350mg／kg，经过溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)改性后对两者的吸附量将分别提高10倍和40倍。沸石对极性物质如氨氮、三氯甲烷有很好的去除能力，而非极性吸附剂活性炭对大部分有机物有良好的去除效果，两者的吸附性能具有互补性，可组合使用对微污染原水进行深度处理，改善水质