环境卫生学第二章_环境与健康的关系

null第二章 环境与健康的关系（8hr）*第二章 环境与健康的关系*第二章 环境与健康的关系（8hr）教学目的*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。教学目的掌握内容*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null*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的主 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ！ 第一节 人类的环境*第二章 环境与健康的关系*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 环境概念*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。环境概念*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”。 一、人类自然环境的基本构成*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 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。 人类环境的基本构成*第二章 环境与健康的关系*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。null*第二章 环境与健康的关系*生物圈*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。二、生态系统与生态平衡*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 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。null*第二章 环境与健康的关系* 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。 二、生态系统与生态平衡*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。null*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 化学能null*第二章 环境与健康的关系*土壤生态系统与生态平衡*第二章 环境与健康的关系*生态系统与生态平衡生态系统的主要特征 *第二章 环境与健康的关系*生态系统的主要特征 整体性null*第二章 环境与健康的关系*①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，崭新的整体； ②系统一旦形成，各要素不能分解成独立的要素而存在. ③各个要素的性质和行为对系统的整体性都起作用。 整 体 性null*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，不断地与环境进行物质交换。 开放性null*第二章 环境与健康的关系*①同种生物的种群密度的调控； ②异种生物种群之间的数量调控； ③生物与环境之间相互适应的调控。 自调控null*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生态系统*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小，生态系统研究往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。 （二）生态系统的服务功能 *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)。 （二）生态系统的服务功能 *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 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。 生态系统的服务功能*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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 和参照。 生态系统的服务功能*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。 生态系统的服务功能 *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。 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。 null*第二章 环境与健康的关系*（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。 生态系统能维持平衡的原因：*第二章 环境与健康的关系*生态系统能维持平衡的原因：①具有自动调节自己的功能。 ②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。null*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、废弃物排放、农药化肥使用等，导致生物种群减少，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。null*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 生态系统健康概述*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 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，Rapport 等人提出了“生态系统医学”的概念。生态系统健康概述*第二章 环境与健康的关系*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。生态系统健康概述*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 Stress and Recovery》）。生态系统健康概述*第二章 环境与健康的关系*生态系统健康概述影响生态系统健康的原因*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 水资源不合理利用生态系统健康评价*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 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出两种评价方式：即指示物种法和指标体系方法。null*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。 null*第二章 环境与健康的关系*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”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”。 第二节 人与环境的辨证 统一关系*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” “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。 第二节 人与环境的辨证 统一关系*第二章 环境与健康的关系*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 人与环境的辨证 统一关系null*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 （二）人与环境在物质上的统一性 （一）人与环境之间的生态平衡 *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。null*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。 （二）人与环境在物质上的统一性 *第二章 环境与健康的关系*（二）人与环境在物质上的统一性 二、人类对环境的适应性*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” 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。 三、人与环境的相互作用 *第二章 环境与健康的关系*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（一）环境与机体的相互作用*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： 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 人与环境的相互作用*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。 适者生存的定律被破坏。 （一）机体与环境之间的相互作用*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： (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。（一）机体与环境之间的相互作用*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），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 null*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  机体对环境的适应性和环境因素的复杂性*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：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。特征性遗传表达标记 *第二章 环境与健康的关系*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（phenylketonuria，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（二）机体与环境相互作用的 分子生物学基础*第二章 环境与健康的关系*（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。Ⅰ相代谢功能的细胞色素P450酶*第二章 环境与健康的关系*Ⅰ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。 谷胱甘肽-S-转移酶（GST）Ⅱ相代谢酶 *第二章 环境与健康的关系*谷胱甘肽-S-转移酶（GST）Ⅱ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。有效应的基因多态性 *第二章 环境与健康的关系*有效应的基因多态性 ①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； ②复制或多重复制基因； ③完全或部分基因丢失－基因产物缺乏 ④剪切位点变异。 null*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 分类 环境暴露 相关疾病 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 null*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： 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、青春期早熟 7、自身免疫疾病：全身性红斑狼疮、多发性硬 化症致癌物形成 *第二章 环境与健康的关系*致癌物形成 活化：Ⅰ相代谢酶如细胞色素P450酶； 灭活：Ⅱ相代谢酶如GST酶。 Ⅰ相代谢酶和Ⅱ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。 苯 *第二章 环境与健康的关系*苯 肝微粒体CYP2E1 苯 环氧化物 苯酚 多羟基化合物如氢醌、邻苯二酚(血液毒性和基因毒性 ) 慢性毒性和致癌危险性 多态性基因影响铅的生物蓄积和毒性作用 *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 ①δ-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； ②维生素D受体(VDR)基因，其多态性影响铅在骨骼中的蓄积； ③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危人群苯丙酮尿症 （phenylketonuria，PKU） *第二章 环境与健康的关系*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 环境因素与机体相互作用 *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 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 避免有害因素的危害，更好地保护易感人群的身体健康。 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。 四、环境因素对健康影响的双重性*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康。 紫外线 、气温 、光照 四、环境因素对健康影响的双重性*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γ射线源、二恶英、镉、铅、汞 Hormesis表现形式*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 免疫功能增强 致癌作用减弱 Hormesis毒物风险评价中应用价值 *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。 null*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*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 一、环境介质与环境因素暴露 *第二章 环境与健康的关系*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 2. 不同介质间的迁移 3. 生物性迁移:生物放大作用 1. 单一介质内的迁移 *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 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 2. 不同介质间的迁移 *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 吸附进入土壤 溶解进入水体 吸收、吸入、摄食进入生物体 一、环境介质与环境因素暴露*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 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 食物链（food chain）*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用。食物链（food chain）*第二章 环境与健康的关系*食物链（food chain）生物富集作用（bioenrichment）*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）三个概念：**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。水体卫生三个概念：二、暴露特征与反应 *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 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1.剂量与反应 *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 剂量—反应关系*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。 剂量—效应关系*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 effect），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。 2. 剂量-反应曲线的类型 *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 图2-2 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 *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: 单阈值化合物; 曲线B-C: 两个阈值的化合物 null*第二章 环境与健康的关系*null*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 particular biological effect in an individual or a group of subjects.*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 particular biological effect in an individual or a group of subjects.null*第二章 环境与健康的关系*homesis效应 *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。 （三）暴露时间 *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 null*第二章 环境与健康的关系*①暴露频度和暴露期与靶组织中的 剂量（浓度）有关：*第二章 环境与健康的关系*①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害作用的水平。 ②化学物的生物半减期和摄入量*第二章 环境与健康的关系*②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。null*第二章 环境与健康的关系*三、环境多因素暴露与联合作用 *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相加作用(additive effect)*第二章 环境与健康的关系*相加作用(additive effect) 多种化学物同时存在时的毒效应为各化学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 协同作用(synergistic effect)*第二章 环境与健康的关系*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 加强作用（potentiation）*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统无毒作用，但与另一种化学物同时作用时，可使其毒作用增强。 异丙醇与肝毒物四氯化碳 拮抗作用(antagonism)*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 三、环境多因素暴露与联合作用 *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 四、人群健康效应谱与易感人群*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 （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) null*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 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 。健康效应谱： *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，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。 null人群对环境异常变化的健康效应谱人体对环境致病因素的反应冰 山 现 象*第二章 环境与健康的关系*冰 山 现 象null*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-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。null*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？ Why ？ 易感人群和高危人群*第二章 环境与健康的关系*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应更为敏感和强烈的人群。易感人群会在更低的暴露剂量下出现有害效应；或者在相同环境因素变化条件下，出现某种不良效应的反应率明显增高。 高危人群：即出现某一效应的风险较大的人群，多为高暴露人群或/和易感的人群。 null*第二章 环境与健康的关系*null*第二章 环境与健康的关系*影响人群易感性因素第一类是人的健康状况、生理功能状态、年龄、营养状况、行为等有关。 第二类是遗传因素如性别、种族、遗传缺陷和环境应答基因多态性等。遗传缺陷 *第二章 环境与健康的关系*遗传缺陷 着色性干皮病、共济失调性毛细血管扩张和先天性全血细胞减少症，有DNA损伤修复缺陷：紫外线、烷化剂和某些致癌物； 先天性缺乏α1-抗胰蛋白酶的个体：刺激性气体 红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷：对硝基苯类化合物及多种氧化物； 高铁血红蛋白还原酶缺乏：对亚硝酸盐、芳香胺和硝基化合物、臭氧和磺胺类药物等 慢性乙酰化状态，在白种人和黑种人中约占60%,而在东方人中仅占10～20%，增加芳香胺化合物诱导的膀胱癌发生的危险度。null*第二章 环境与健康的关系*婴幼儿和老人对环境有害因素的作用往往有更高的易感性。 如1952年伦敦烟雾事件期间，年龄在45岁以上的居民死亡人数为平时的3倍，1岁以下婴儿死亡数比平时也增加了1倍，在4000名死亡者中，80％以上患有心脏或呼吸系统疾患。 null*第二章 环境与健康的关系*研究人群易感性的重要性和前沿性？ null*第二章 环境与健康的关系*研究人群易感性的重要性！人群易感性的研究对人暴露于环境健康危害的关系，开展高危人群的筛查，更经济有效地进行预防工作具有十分重要意义，是环境卫生学极其重要又非常前沿的课题null*第二章 环境与健康的关系*五、环境有害因素对机体作用的一般特征环境有害因素能否对机体造成危害及其程度，受到许多条件的影响，其中最主要的影响因素为： 环境有害因素作用强度（剂量或浓度） 作用时间 机体的健康状况 易感特征等作用时间*第二章 环境与健康的关系*作用时间时间-效应关系 物质蓄积（substance accumulation） 功能蓄积（functional accumulation ）物质蓄积 （substance accumulation）*第二章 环境与健康的关系*物质蓄积 （substance accumulation） 化学性污染物在机体内的蓄积称为物质蓄积。毒物在机体的蓄积量主要受摄入量、生物半衰期和作用时间三个因素的影响。 功能蓄积 （functional accumulation ）*第二章 环境与健康的关系*功能蓄积 （functional accumulation ）功能受损的累加（体内毒物量未见增加，但对机体的功能损伤作用累加）。 耐受性（其本质解毒酶活性的诱导、代谢与排泄加速）。null*第二章 环境与健康的关系*第四节 自然环境与健康*第二章 环境与健康的关系*第四节 自然环境与健康一、自然环境物理因素与健康 二、地球化学因素与健康 三、自然环境生物因素对健康 的影响一、自然环境物理因素与健康*第二章 环境与健康的关系*一、自然环境物理因素与健康（一）地质灾害对人类健康的影响 地震、火山爆发、滑坡、崩塌、泥石流 （二）气象灾害和极端天气对人类健康的影响 1. 气象灾害：台风、龙卷风、焚风、暴雨洪涝、干旱、霜冻、雪暴、冰雹、沙尘暴等。 2. 极端天气： 超常的高温、寒冷等天气。 在气象上一般以日最高气温≥35℃作为高温天气，持续多天35℃以上的高温天气叫“热浪”。 按我国气象部门规定，凡使当地24小时降温10℃以上或48小时降温12℃以上，且最低气温降至5℃以下的强冷空气称为寒潮。 （三）高原特殊地理环境与健康 海拔每升高100m，大气压就下降约5mmHg（0.67kPa），氧分压亦随之下降lmmHg（0.14kPa）不良气象因素与健康*第二章 环境与健康的关系*不良气象因素与健康气象因素（meteorological factor）包括温度、湿度、气压、风速等多种要素，气象学把瞬间至十余天内多种气象要素的综合状态称为天气（weather），更长时期的天气的总和称为气候（climate）。 null*第二章 环境与健康的关系*（二）气象灾害和极端天气对人类健康的影响 极端气温对健康的危害：每年有2个高峰，盛夏和严冬 盛夏酷暑：心脑血管疾病 2003年法国8月初的热浪中有一万多人死亡 上海炎热天午后温度每升高1oC,死亡 10人 严冬季节：冠心病、高血压、呼吸循环系疾病 上海气象中心和复旦大学公共卫生学院SARS爆发和流行最适温度17～28oC,冷空气后的降温和升温引起的温度剧烈变化可能是引起SARS高发的气象原因之一。null*第二章 环境与健康的关系*1、对人体的物理作用 2、影响人体生理和代谢功能 3、生物性病原体和传媒 4、环境质量 5、心理和精神 天气和气候条件对健康的影响的方式二、地球化学因素与健康*第二章 环境与健康的关系*二、地球化学因素与健康（一）地表化学在人体内的分布 根据化学元素在人体内含量多少，分为常量和微量元素。常量元素（major element）：碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、钙、镁、氯等11种元素，占人体内化学元素总量99.95％。 微量元素（trace element）：在人体内正常含量小于人体体重0.01％且每日需要量小于100mg的化学元素。 （二）微量元素的生物学效应及对 健康的影响*第二章 环境与健康的关系*（二）微量元素的生物学效应及对 健康的影响目前认为有14种微量元素(如锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、钒、碘、硒、氟和硅)在生物体内是维持正常生理、生化功能、生长发育和生殖繁衍所必不可缺的元素，称为必需微量元素（essential trace element）。必需微量元素不能通过机体自身合成，必须从外界摄取。它们的需要量很小，但对生命活动过程的作用极大。 微量元素的生物学效应*第二章 环境与健康的关系*微量元素的生物学效应①参与酶的构成和酶的激活，影响酶的活性。锌 、铜、锰、钼、硒、硅 ②参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能。Fe2+ 、铜 ③参与激素及其辅助因子的合成，与内分泌活动密切相关。碘 、锌、铬 ④维持正常的生殖功能。锌、铜、硒和锰 ⑤调节体液渗透压和酸碱平衡 微量元素与疾病 *第二章 环境与健康的关系*微量元素与疾病 （一）微量元素过多过少所致疾病 （二）微量元素的抗癌效应null*第二章 环境与健康的关系* 硒的抗癌效应硒的抗癌机制的学说 抗氧化作用 硒对细胞免疫、体液免疫及非特异性免疫均有不同程度的促进和激活作用，增强了对肿瘤细胞的监视和杀伤力； 抑制化学物的致突变作用 硒对肿瘤细胞的直接作用null*第二章 环境与健康的关系*（三）地球化学因素与疾病 由于地球结构上的原因，造成地球表面化学元素分布的不均匀性使某一地区水和/或土壤中某种（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，即生物地球化学性疾病（biogeochemical disease）。null*第二章 环境与健康的关系*三、自然环境生物因素对健康的影响 动物毒素：神经毒素、心脏毒素、细胞毒素、凝血毒素和抗凝血毒素等 植物毒素 ：生物碱、糖苷类、毒蛋白类、藻类。 1693种植物中发现52种含有促癌物质 Ames报道，美国人平均摄入约5 000～10 000种各种各样的天然农药及其分解产物，已测试的63种天然农药中有35种是动物致癌剂。 （一）生物性有毒有害物与健康*第二章 环境与健康的关系*（一）生物性有毒有害物与健康1.动物毒素 澳洲灯水母高居首位。它的蜇刺会令人极其疼痛，导致恶心、呕吐、呼吸困难，如果不立刻注射抗毒药的话会很快致人于死地。 悉尼的漏斗网蜘蛛被视为毒性最强的蜘蛛，其毒牙足以穿透人类的指甲。null*第二章 环境与健康的关系*非洲的黑曼巴蛇是世界上毒性最强且速度最快的蛇。它能以高达19公里的时速追逐猎物，人一旦被它咬到，致死率将近100% \中南美洲的毒箭蛙，它在受到攻击的威胁时，会从皮肤分泌毒液，一只小黄金毒箭蛙就拥有足以杀死1000人的毒液。箭尖null*第二章 环境与健康的关系*null*第二章 环境与健康的关系*10种动物属“世界毒王” 1) 澳洲方水母：生活在澳大利亚沿海，人若触及其触手，30秒钟后便会死亡。 2) 澳洲艾基特林海蛇：它长着一张大嘴，和澳洲方水母栖身于同一水域。 3) 澳洲蓝环章鱼：这种软体动物的身长仅15厘米，蜿足上有蓝色环节，常在澳大利亚沿海水域出没。 4) 毒鱼由（Synanceia verrucosa 〝Reef Stonefish ）：栖身于澳大利亚沿海水域。　null*第二章 环境与健康的关系*5) 巴勒斯坦毒蝎：生活在以色列和远东 的其他一些地方。 6) 澳大利亚漏斗形蜘蛛：生活在澳大利 亚悉尼市近郊。 7) 澳洲泰斑蛇。 8) 澳洲褐色网状蛇。 9) 眼镜王蛇。 10) 非洲黑色莽巴蛇。 2、植物毒素*第二章 环境与健康的关系*2、植物毒素植物所产生的有毒物质主要有生物碱、糖苷、毒蛋白、多肽、胺类、草酸盐和霉菌毒素等。 生物碱是含氮化合物，具有碱的性质，可与酸形成盐类。常见有毒植物多属豆科、马钱科、石蒜科、天南星科、防己科、毛茛科、茄科、百合科等。 null*第二章 环境与健康的关系* 糖苷类是由糖分子和非糖分子以苷式结合而成，其中非糖分子即糖苷配基，又名配糖体。 糖苷类又可分为氰苷和皂苷等，还有许多对心脏具有强烈作用的强心苷类。 氰苷多存在于蔷薇科和豆科植物中，也存在于大戟科中。 皂苷多存在于豆科、无患子科和薯蓣科中。 强心苷类多存在于夹竹桃科、百合科、卫矛科等植物中。 null*第二章 环境与健康的关系*毒蛋白类： 蓖麻 某些藻类含有天然毒素：如软骨藻酸