环境卫生学 生物地球化学性疾病

生物地球化学性疾病

由于•地壳表面化学元素分布的不均匀性，使某些地区的水和/或土壤中某些元素过多或过少，当地居

民通过饮水、食物等途径摄入这些元素过多或过少，而引起某些特异性疾病，称为生物地球化学性疾病，

也称为地方病。

碘缺乏病

地方性械中毒

地方性珅中毒

大骨节病

一、碘缺乏病

碘缺乏病（IDD）是指从胚胎发育至成人期由于碘摄入量不足而引起的•系列病症。它包括地方性甲状

腺肿、地方性克汀病、地方性亚临床克汀病、流产、早产、死产等。

（-）碘在人体内的代谢

人体由食物提供的碘几乎占所需税的90%以上。由消化道吸收的无机碘经过肝脏的门静脉进入体内循

环，正常成人体内含碘量约为20〜50昭，其中20%存在于甲状腺中。血碘被甲状腺摄取，在甲状腺滤泡上

皮细胞内合成甲状腺激素。

碘主耍通过肾脏由尿排出，少部分由粪便排出。

（-）碘的生理作用

1.促进生长发育促进组织分化、生长与发育成熟的作用。

2.维持正常新陈代谢刺激机体细胞产生ATP醐，使ATP分解产热,使基础代谢率升高。

3.影响出口质、糖和脂类的代谢适量可促进出白质合成加速，组织对糖的利用，促进脂肪分解，促进

胆固醉利用、转化和排泄。

4.调节.水和无机盐适量甲状腺激素使钙盐在骨组织中沉积，不足和过量时均可使钙盐沉枳异常。

5.维持神经系统正常功能缺乏时病人反应迟钝，智力低下；过量时则过度兴奋，易激动，心率快。

6.其他不足时消化功能减弱，并可影响造血功能而发生贫血，还可使性器官发育延迟、性功能减弱、

男性可出现乳房发育等。

（三）碘缺乏病的流行病学特征

1.地区分布山区高于丘陵，丘陵高于平原，平原高于沿海。

2.人群分布在流行区任何年龄的人都可发病，碘缺乏病流行越严重的地区发病年龄越早，女性早、高

于男性。

3.时间趋势过去我国病区人口患病率约为11%,经大规模干预后降至2%左右。

（四）地方性甲状腺肿

是一种主要由于地区性环境缺碘引起的地方病，是碘缺乏病的主要表现形式之一，其主要症状是甲状

腺肿大。

1.发病原因

（1）缺碘：饮水、食物及土壤中，碘缺乏或不足是引起本病流行的主要原因。

（2）致甲状腺肿物质：干扰甲状腺激素的合成，引起甲状腺肿大的所有物质。

（3）其他原因：高硬度水、含氟化物或硫化物过高的水以及某些化学物质污染的水等原因。

2.发病机制

机体摄入碘不足时，甲状腺激素合成下降，可反馈性地促使垂体分泌TSH增加，使甲状腺组织发生代

偿性增生，腺体肿大，初期为弥漫性甲状腺肿。进一步则酪氨酸碘化不足，产生异常的甲状腺球蛋白而堆

积在腺体滤泡中，胶质充盈，呈胶质性甲状腺肿。上述过程循环变化，形成结节性甲状腺肿。

3.临床表现

（1）气管受压出现呼吸不畅甚至呼吸困难：

（2）食管受压造成吞咽困难；

（3）声音嘶哑、痉挛性咳嗽，晚期可失声：

<4>颈交感神经受压使同侧瞳孔扩大；

（5）引起上腔静脉综合征；

（6）异位甲状腺（如胸骨后甲状腺）肿可压迫颈内静脉或上腔静抹，造成胸壁静脉怒张。

（五）地方性克汀病

在碘缺乏地区出现的一种比较严重碘缺乏病的表现形式。患者生后即有不同程度的智力低卜，体格矮

小，听力障碍，神经运动障碍和甲状腺功能低下，伴有甲状腺肿。可概括为呆、小、聋、哑、瘫。

1.发病机制

（1）胚胎期：由于胎儿缺碘，而使生长发育障碍，特别是胚胎期大脑发育分化不良，可引起耳聋、语

言障碍、上运动神经元障碍和智力障碍等。

（2）出生后至两岁：出生后摄碘不足，使甲状腺激素合成不足，引起甲状腺激素缺乏，明显影响身体

和骨骼的生长，从而表现出体格矮小、性发育落后、黏液性水肿及其他甲状腺功能低下等症状。

2.临床表现

神经型、黏液水肿型和混合型三种

（1）智力低下；主要症状

（2）聋哑：常见症状

（3）生长发育落后：

①身材矮小；②婴幼儿生长发育落后；③克汀病面容，“头大面宽鼻翼厚，齿稀舌长涎水流”；④性

发育落后。

（4）神经系统症状；一般有下肢痉挛性瘫痪，肌张力增强，腱反射亢进，或病理反射及踝阵挛等；

（5）甲状腺功能低下症状；皮脂腺分泌减少，迟钝、表情淡漠、嗜睡等：

（6）甲状腺肿：一般说来神经型克汀病患者多数有甲状腺肿。

（六）预防措施

L碘盐

2.碘油

3.其它

【例题】碘缺乏病可对人体产生多种危害，除了

A.早产、死胎

B.单纯性聋哑

C.视野缩小

I）.新生儿甲状腺功能低下

E.亚克汀病

I■正确答案」C

【例题】目前我国预防地方性甲状腺肿的最主要措施是

A.多食含蛋白质丰富的食物

B.提倡喝开水

C.多吃海带

D.供给碘化食盐

E.改善居住条件

『正确答案」D

二、地方性氟中毒

是由于•定地区的环境中氟元素过多，而致生活在该环境中的居民经饮水、食物和空气等途径长期摄

入过量氟所引起的以氟骨症和氟斑牙为主要特征的一种慢性全身性疾摘，又称地方性氟病。

（-）氟在人体内的代谢

人体氟主要来源于饮水及食物，少量来源于空气。氨主要经消化道吸收，其次是经呼吸道。

氟吸收后进入血液，血浆中氟约75%与血浆清蛋白结合，游离的氟离子占25机氟在体内分布于全身各

器官组织，主要是硬组织如骨骼和牙齿等分布较多。

氟通过尿液、粪便和汗液等途径排出体外。

（二）氟的生理作用

1.构成骨骼和牙齿的重:要成分氟易与硬组织中的羟基磷灰石结合，取代其羟基形成筑磷灰石，后者的

形成能提高骨骼和牙齿的机械强度和抗酸能力。

2.促进生长发育和生殖功能生长发育减慢，且使动物的繁殖能力下降。

3.对神经肌肉的作用能抑制胆碱酯酶活性，提高了神经传导效果，

（三）地方性械中毒的流行病学特征

1.地区分布北方以饮水型为主，南方以燃煤污染型为主，饮茶型主要在中西部和内蒙古等习惯饮茶民

族聚居区。

2.人群分布

（1）年龄：氟斑牙主要侵犯正在生长发育的恒牙，氟骨症主要发生在成年人，随年龄增长而增高且严

重。

（2）性别：地方性氨中毒的发生一般无明显性别差异，女性易骨质疏松软化，男性以骨质硬化为主。

（3）居住时间：在病区居住年限越长，氟骨症患病率越高，病情越重。”叙中毒欺侮外来人”。

（4）其他影响因素：地方性氟中毒的发生也受饮食营养因素。蛋三质、维生素类、钙、硒和抗氧化物

具有拮抗氨毒性作用等。

（四）发病原因和机制

1.发病原因

长期摄入过量叙是发生本病的根本原因，人体摄入总氟量超过4mg/d时即可引起慢性氟中毒，本病好

发年龄为青壮年，年龄趋势明显。

妊娠和哺乳妇女更易发病，且病情较重。营养不良，特别是蛋白质、钙、维生素供给缺乏时，机体对

氟的敏感性增高。

2.发病机制

（1）对骨组织和钙磷代谢的影响：氟进入骨组织后形成氟化钙，氟化钙主要沉积于骨、软骨、关节面、

韧带和肌腱附着点等部位，可造成骨质硬化并可使骨膜、韧带及肌腱等发生硬化。

氟离子可改变骨基质胶原的生化特性，导致异常胶原蛋白的形成。影响骨盐沉积，导致骨质疏松和软

化。

（2）对牙齿的影响：过量的氟进入体内，可使大量的氟化钙沉积于正在发育的牙组织中，致使牙釉质

不能形成正常的棱晶结构，而产生不规则的球形结构，局部呈粗糙、白垩状斑点、条纹或斑块，重者牙釉

质松脆易出现继发性缺损。釉质出现弥漫性矿化不全和疏松多孔区，牙齿硬度减弱，质脆易碎，常发生早

期脱落。牙齿萌出后釉质异常处逐渐发生色素沉着，形成色泽逐渐加深的棕色或棕黑色。

（3）对其他组织的影响：对神经系统、肌肉、肾脏、血管和内分泌腺等也有•定的毒性作用，其致病

机制可能与氟对细胞原生质和多系统酶活性有广泛的不良影响有关。

（4）抑制醐的活性：氟可与某些酎结构中的金属离子形成复合物，或与其中带正电的赖氨酸和精氨酸

基团、磷蛋白以及一些亲氟的不稳定成分相结合，改变酶结构，抑制酶的活性。

（五）临床表现

】.氟斑牙

（1）釉面光泽度改变：釉而失去光泽，不透明，可见白垩样线条、斑点、斑块，白垩样变化也可布满

三、地方性珅中毒

地方性碎中毒是由于长期自饮用水、室内煤烟、食物等环境介质中摄入过量的碑而引起的•种生物地

球化学性疾病。临床上以末梢神经炎、皮肤色素代谢异常、掌跖部皮质角化、肢端缺血坏疽、皮肤癌变为

主要表现，是一种伴有多系统、多脏器受损的慢性全身性疾病。

（一）神在体内的代谢

人体碑主要来源于饮水及食物，经消化道摄入并吸收。还可以以颗粒物为载体通过呼吸进入呼吸系统。

碑吸收入血后首先在血液中与血红蛋白中的珠蛋白结合，然后被运输至肝、肾、脾、肺、脑、皮肤及

骨骼中。

碑排泄较慢。肾脏是主要排泄的黏官，尿碎可灵敏地反映机体碑的内暴露水平。

（二）地方性础中毒的发病机制

1.抑制酶的活性

三价碑与酶蛋口分了•上的双疏基或竣基结合，形成较稳定的络合物或环状化合物，从而使前活性受到

抑制。如转氨酶、丙酮酸氧化酶等。

小剂量碎蓄枳可使皮肤中酪氨酸酶活性增强，产生大量的黑色素：随着神蓄枳量增大，黑色素产生减

少，甚至完全消失，从而使皮肤表现出色素脱失。

2.导致细胞凋亡

珅导致细胞凋亡的机制，有以卜.几种解释：①影响细胞凋亡调控基因的表达：②改变端粒幅活性：

③细胞信号转导异常。

3.伸的致癌机制

将的的致癌机制大概归纳为以下几方面：①DNA损伤；②基因表达异常；③DNA甲基化反应；④氧化应

激与活性氧（ROS）的产生。

（三）地方性神中毒的流行病学特征

1.病区类型和分布

（1）饮水型病区主要分布于新疆、内蒙古、青海、甘肃、宁夏、山西等9省（区）的539个村庄。

（2）燃煤污染型病区：病区主要分布于贵州、四川、陕西、河南等省。

2.人群分布特征

本病多发于农业人口，且有一定的家族聚集性。患病者年龄范围很大，40〜50岁年龄段是患病的高峰

期。在碑外暴露水平较高的地区，可出现相当数量的儿童碑中毒患者，且主要为中小学生。地方性珅中毒

性别间差异不明显，但也有调查资料显示，成年男性患者略高于女性。在成年男性患者中，以重体力劳动

者居多，且病情严重。

（四）地方性珅中毒的临床表现

1.地方性伸中毒的特异表现

（1）地方性碎中毒早期多表现为末梢神经炎症状，四肢呈对称性、向心性感觉障碍，出现痛温觉减退、

麻木、蚁走感等异常。四肢肌肉疼痛、收缩无力，甚至出现抬举、行走困难。患者毛发干枯，易脆断、脱

落。

（2）皮肤损害是慢性的中毒特异体征。早期可出现弥漫性褐色、灰黑色斑点条纹：皮肤“色素沉着”

与“色素缺失”多同时出现在躯干部位，以腹部（花肚皮）、背部为主。

（3）硅化物可损伤小动脉血管内膜，病变多发生于下肢远端脚趾部位，由于血液供应减少，致使脚趾

疼痛明显。早期以间歇性跛行为主要发现，久之脚趾皮肽发黑、坏死［乌脚病）。

2.地方性的中毒的多系统多脏器损害

（1）础对肝脏的损害：肝功能异常多表现为谷内转氨酎、碱性磷酸解的升高，血清总胆红素升高并伴

有食欲减退、乏力、腹胀等非特异性肝病症状，酷似慢性病毒性肝炎。个别敏感个体反复发作的肝功能损

伤，可发展为肝纤维化、肝硬化，出现腹水、脾大、血清蛋白代谢异常（球/白倒置）、肝性脑病。

（2）础对神经系统的损害

地方性神中毒病人典型的末梢神经炎症状是其特异性损害指征之一。此外，患者多主诉头痛、头晕、

失眠、健忘、多梦、心烦、易怒、多汗、易激动等自主神经功能紊乱症状。部分患者可表现为短暂性脑缺

血（TIA）发作，出现阵发性黑蒙、语言发音不清、偏百、儡瘫、肢体麻木及多种神经定位症状，脑电图检

查可出现异常波形。

（3）神对肾脏的损害

尿中可出现蛋白、白细胞、红细胞、管型、糖类等物质，严重者可出现尿量减少和血清非蛋白氮、尿

素氮、肌酎等代谢废物的蓄枳：放射性核素肾图显示肾的排泄能力卜降。神还能损害肾小管重吸收功能。

（4）础对心血管系统的损害

长期神暴露对心血管系统损害明显，可引起高血压、冠状动脉粥样硬化、脑动脉硬化、脑卒中等缺血

性疾病，且病情的轻重与神暴露剂量及时间有关。

（5）础的其他毒作用表现

碑可使红细胞、白细胞（特别是粒细胞）减少，因而使地方性种中毒病人表现出程度不同的贫血症状。

碑具有较强的生殖毒性，可引起人类少精、不育等。

3.础的致癌、致畸作用

碑的致癌作用已成定论，已列为f角定致癌物。碎的遗传毒性与肿瘤生长之间有一定的剂量-反应关系；

且高碑暴露比低碑暴露相对危险性更大。以不同方式接触不同形式的研可诱发皮肤癌、乳腺癌、肾癌、膀

胱癌、淋巴肉瘤、血管肉痛、口腔癌、骨癌、腹膜及生殖系统肿痛等。

（五）预防措施

1.改换水源或饮水除础

2.限制高伸煤炭的开采使用

3.改良炉灶以减少室内空气碑污染

四、大骨节病

大竹行病是一种地方性、慢性骨关节变形性疾病，以四肢关3软性和髓板软竹变性、坏死、增生、修

复为主要病理改变，以骨关节增粗、畸形、强直、肌肉萎缩、运动障碍为主要临床表现。

（一）大骨节病的病因

1.环境硒水平过低

2.饮水中有机物中毒有学者提出“饮水有机物污染”是大骨节病可能原因。用酸化萃取法检测病区饮

水，表明腐殖酸含量与大竹H病发病率有关。

3.真菌毒素中毒大骨节病病区粮食易被镰刀菌污染，可产生某些对机体有害的毒素，如T-2毒素。

<-）大骨节病的流行特征

1.地区分布大骨节病区多地处荒凉偏僻山区，其地理环境和生存条件恶劣，经济发展缓慢，生活水平

低下。我国大骨节病区自东北至西南延伸，分布于大兴安岭、长白山、燕山、吕梁山、太行山、秦岭、巴

山、青藏高原、陕北黄土高原、毛乌素沙漠及内蒙古高原。病区范围波及13个省区中300多个县（区），

约有600多个历史重病区村。

2.人群分布

大骨节病性别间差异不明显，不同民族、职业发病率之间无差异。大骨节病的发病与病区居住年限无

关，从外地迁入病区的外来人群，发病率高于本地人群。但农业人口高发，且有家庭多发倾向。大骨节病

从幼儿到高龄老人均有病例发生.，以3〜15岁学龄儿童为高发人群。

3.时间分布

“季节性多发”尚有待于进一步探讨。

（三）大竹节病的病理改变

基本病理改变是四肢笳板软骨细胞柱排列紊乱、短小、稀疏；断板和关节软骨内小灶性基质红染、原

纤维显现，或出现小片无细胞区：箭板下骨小梁稀少、排列不整齐等：尚可见到范围较大、较严重的软骨

坏死性病灶。

（四）大骨节病的临床表现

1.症状大竹苗病病程进展缓慢，手指、脚趾、肘、膝、踝等关节增粗、弯曲、变形。

病人可有乏力、食欲减退、肌肉峻痛等仝身症状；部分病人可出现四肢关节晨起性僵硬，并伴有疼痛。

重症晚期病人出现身材矮小、四肢不均匀性短缩。患者尺骨、桃骨，胫骨、腓骨缩短，并出现弯曲变

形。

2.体征大骨节病患者体征独特，手指末节粗大如“鹅头”状。

对关行增粗部位触诊时呈骨样感觉，但患者并不感有压痛。指间关节增粗后，外观如“算盘珠”状

（赫伯登结节）。手腕部变得扁宽或厚窄。膝关节粗大，可使下肢呈“X”或“0”形弯曲。由于关节

增粗变形、活动范围受限，致使肌肉出现失用性萎缩。

3.X线表现

①千胡端先期钙化带模糊、凹陷、不整，或呈波浪状；②干帝端先期钙化带凹陷、硬化、增宽；③#

端骨性关节面毛糙、不整、凹陷：④骨端囊状改变、骨质缺损、骨刺，或变形、粗大；⑤骨断变形与干怖

端早期闭合，或骨肺溶解、碎裂；⑥骨干短缩、变形且骨质疏松、骨纹理紊乱。

（五）预防措施

1.补硒措施

（1）硒盐

（2）亚硒酸钠片

（3）田间粮食作物施硒

（4）富硒酵母

（5）高硒鸡蛋

（6）其他含硒食物

2.改水措施

（1）选择水质较好的生活饮用水水源：基本原则是水量充沛，水温恒定（冬夏均在14℃左右），感官

性状良好等。

（2）水质净化：可采用吸附或过滤方法对病区饮用水进行净化。

3.改粮措施

（1）改旱田为水田：若大米比例达到80%以上，基本可以控制大骨节病的流行。

（2）改自产粮为供应粮或非病区粮：病区居民主食中供应粮或非病区粮应超过50机

（3）防止粮食霉变：粮食收获后彻底晒干、烘干，并置于通风干燥处存放，以防止产毒霉菌污染。

（4）膳食结构多样化

4.人群筛查措施

大骨节病的早期发现主要依靠X线拍片，因此凡生活在大骨节病区的儿童，从断奶时起每年进行一次

右手（包括腕关节在内）的X线拍片，一旦发现手指间关节干临端或骨端异常，即可按大骨节病治疗。少

数儿童右手部X线光可能无异常，但主诉有关节疼痛，检查时发现关节运动不灵活、手指向掌侧弯曲或手

指末节向掌侧下垂，也应按大骨节病处理。

【例题】卜列哪些病属于生物地球化学性疾病

A.乌脚病，痛痛病

B.水俣病，地方性氟病

C.乌脚病，碘缺乏病

D.水俣病，乌脚病

E.痛痛病，地方性氟病

『正确答案」C

【例题】地方性部中毒特异性体征为

A.全身皮肤瘙痒