预防医学--环境与健康的关系

环境与健康的关系王爱国二级教授Dept.ofEnvironmentalHealthTheRelationshipbetweenEnvironmentandHealth10大空气污染城市中7个在中国工业化松花江重大水污染事件淮河岸边的癌症村加强自理突出环境问题打造健康中国2030Section1HumanEnvironment人群赖以生存的空间及其中可直接、间接影响人类生存和发展的各种自然因素和社会因素的总和Thesumofallexternalconditionsaffectingthelife,developmentandsurvivalofanorganismFromUSEPAweb：：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暂时或远期作用环境的分类按环境是否受过人类活动的影响，可分为原生环境和次生环境按环境要素的属性，可分为自然环境和社会环境我国《中华人们共和国宪法》中，依据以人类与环境相互作用的性质和特点把环境分为生活环境（livingenvironment）和生态环境（ecologicalenvironment）Compositionofnaturalenvironment人类自然环境的构成健康（Health）“无病就是健康”缺陷是仅从外表观察，忽视了生理、病理和心理方面更为复杂的过程，属于生物医学摸式。美国医学家恩格尔（Engel）首先认为生物医学模式的缺陷：疾病完全可以用偏离正常的可测量生物（躯体）变量来说明，在它的框架内没有给病患的社会、心理和行为方面留下余地。健康（Health）“无病就是健康”缺陷是仅从外表观察，忽视了生理、病理和心理方面更为复杂的过程，属于生物医学摸式。Healthisastateofcompletephysical,mental,andsocial-wellbeingandnotmerelytheabsenceofdiseaseorinfirmity.健康不仅是指没有疾病或虚弱，而是要有健全的机体、精神状态及社会适应能力健康的内涵基本要求：是一个人的体魄、精神和智能都应与其所处的年龄、性别、文化、社会和地域环境相称，这些功能和对环境中各种因素变化的应变能力都处在正常范围内，并且彼此之间处于平衡和自控状态。疾病（disease）指机体受到病原生物、物理、化学等有害物质侵袭以及社会、心理压力时，机体内部环境平衡失调，适应和应激能力下降，导致全身、局部或器官的功能失常或结构损害指机体在一定原因作用下，自稳调节机制发生紊乱而出现的异常生命活动过程疾病一般发展到表现出临床症状或体征时才被认识，此时常将其称为疾患（illness）生病：？？人与环境的辩证统一关系Section2DialecticalunityrelationshipbetweenhumanandEnvironment天人合一，人与日月相应，与天地相参一、人与环境在物质上的统一性人体通过新陈代谢与环境进行着物质交换和能量流动，保持着动态平衡环境元素与人体元素呈丰度相关人体血液和地壳中元素的含量二、人类对环境的适应性Humansadapttotheenvironment人对环境的适应、改造和预防能力人类对环境的适应性是在长期进化过程中与环境相互作用形成的遗传特征人体对环境变化的这种适应能力是有一定限度的顺四时而知寒暑、服天气而通神明三、人与环境的相互作用Interactionbetweenhumanandenvironment•人类健康、疾病、寿命都是环境因素与机体内因相互作用的结果“GeneticsLoadstheGun,butEnvironmentPullstheTrigger”——JudithStern基因-环境的相互关系是非常复杂的，其形象的比喻类似于一支上了膛的枪和扳机的关系遗传因素将子弹上膛，环境因素扣动扳机！探索我们自身的奥秘！！环境基因组计划EnvironmentalGenomeProject，EGP重点研究环境暴露与遗传的相互作用对疾病的影响主要目标：鉴定环境应答基因多态性确定在环境暴露致病危险度上的差异环境基因组计划研究的7种疾病1.癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌2.呼吸系统疾病：哮喘和纤维囊性肿3.退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金森氏综合征等4.发育障碍：智力低下和注意力缺陷－多动症5.先天缺陷：如唇裂6.生殖系统疾病：绝育、子宫肌瘤、子宫内膜异位等7.自身免疫性疾病：如全身性红斑狼疮等1.DNA修复基因2.毒物代谢酶基因3.激素代谢酶基因4.受体基因5.细胞周期基因6.信号转导基因7.介导免疫和感染反应基因8.介导营养因素基因9.参与氧化过程的基因10.细胞内药物敏感基因环境基因组计划研究的10类候选基因环境应答基因（environmentalresponsegene）对环境因素的作用起反应的基因环境应答基因的多态性是造成人群易感性差异的重要原因23由于个体携带的基因型不同而呈现出多态性，它将影响有害因素的作用方式和作用环节，对化学物而言将影响其吸收、转运、分布、代谢、转化和排泄等过程的功能状态，因而所出现反应的表型不同基因多态分类环境暴露相关疾病CYP1A1激活吸烟肺癌GSTT1（null）解毒氯化消毒剂癌症NAT1，NAT2解毒吸烟膀胱癌、乳腺癌TGFα转化生长因子母亲吸烟唇、腭裂CYP2D6生物氧化锰锰中毒ALAD生物合成铅铅中毒已知易感基因多态性与环境相关疾病环境致癌物BaP在体内的生物活化细胞色素P450(CYP450)酶：Ⅰ相代谢酶CYP1A1基因的四个位点具有多态性：MspⅠ多态性（MspⅠ酶切位点的突变（m1)）；Exon7多态性或Ile-Val多态性（第7外显子A、G碱基的互换使血红蛋白结合区异亮氨酸变为缬氨酸（m2））；AA多态性；外显子7的4887位点多态性。谷胱甘肽S转移酶(GSTs)：Ⅱ相代谢酶GST的亚型GSTM1和GSTT1，在人群中都存在其编码基因完全缺失的多态性现象：GSTM1和GSTT1纯合缺失基因型（GSTM1-null和GSTT1-null）CYP1A1、GSTM1与GSTT1基因的遗传多态现象是人群肿瘤易感性不同的重要原因体内重要的代谢酶CYP450、GSTs四、环境因素对健康影响的双重性环境因素：不利？有利？DangerouslevelsoftoxinsmiscalculatedPotentialpollutantsandpoisonsmaybebeneficialinlowdosesFebruary13,200328050100150200250300350400450500012.55102040Cadmiumchloride(uM/kg)Tumorincidence(%control)CADMIUMANDRATTESTICULARCANCER290204060801001201400102550100150200300Gammaraydose(rad)Incidence(%control)MalesFemalesGAMMARAYS+MOUSELUNGADENOMASHormesis效应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地球上最毒的化合物：二噁英及其同类物，即使饮水中含有ppb级的二噁英也可增加肝癌的发病风险，但含量更微量时则会抑制肿瘤的发生三氧化二砷：低剂量的在临床上已被广泛使用，可有效治疗白血病，而稍高剂量则可导致健康危害甚至死亡Section3环境污染与健康EnvironmentalPollutionandHealth环境污染environmentalpollution由于自然或人为的原因，进入环境的污染物的量超过了环境的自净能力，造成环境质量下降和恶化，直接或间接影响到人体健康环境污染的产生是一个从量变到质变的过程环境污染的类型1．按环境介质：大气污染、水污染、土壤污染等2．按污染物性质：物理性污染、化学性污染、生物性污染等3．按污染范围：区域性污染、全球性污染污染源（pollutantsource）•指造成环境污染的污染物发生源•具体指向环境排放有害物质或对环境产生有害影响的场所、设备和装置•天然污染源（naturalpollutionsource）：自然界自行向环境排放有害物质或引起有害影响的场所•人为污染源（artificialpollutionsource）：人类活动所形成的污染源主要人为污染源1．生产性污染：工业三废，产品使用有组织和无组织排放2．生活性污染：生活三废，室内空气污染3．其它污染：交通运输、微波、同位素环境污染物（pollutant）•定义：进入环境后引起环境正常组成发生变化，直接或间接有害于包括人在内的所有生物的生长、发育和繁殖的物质•分类：按照污染物的性质可分为：物理性、化学性、生物性污染物三大类。按照污染物在环境中的变迁可分为一次污染物：直接从污染源排放进入环境中，其理化性质未发生改变的污染物二次污染物：进入环境中的一次污染物，在物理、化学、生物等因素作用下发生变化，或与环境中的其它成份发生反应，形成理化性质与一次污染物不同的新的污染物污染物在环境中转归1.污染物的迁移（transfer）：污染物的理化性质在环境中不发生改变，只是位置和数量发生变化2.污染物的转化（transformation）：污染物在环境中通过物理、化学或生物学作用，发生形态改变或转变成另一种物质的过程称为污染物的转化迁移（transport）：污染物在环境中发生空间位置移动的过程四种环境介质：空气、水、土壤、生物污染物在环境介质内和介质间的迁移—扩散、对流、蒸发、吸附等—使局部污染物浓度降低污染物在生物间的迁移—借助食物链和食物网进行—产生生物放大现象，使污染物浓度增加人类的食物链水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫水体大气水生浮游生物植物人类鱼贝类鸟禽类土壤畜类昆虫环境中的某些有害物质可通过食物链食物链foodchain在生态系统中，一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物所吞食，彼此形成一个以食物连接起来的链锁关系人类依靠食物链而获得生存所必需的营养素食物链对环境中物质的转移和蓄积有重要作用，有可能对人类的健康造成危害生物放大作用biomagnification有害物质随着食物链而使高位营养级生物体内的浓度比低位营养级生物体内浓度逐渐加大的现象生物放大作用增加了污染物暴露的复杂性和危险性0.00010.001-0.0020.2-0.51-5Themercurylevelinbigfishis10,000–50,000timesgreaterthaninthewaterSeawaterFish(big)PlanktonFish(small)FoodchainaccumulationofmercuryinwaterMeHg(ppm)生物蓄积作用（bioaccumulation）指同一生物个体对有毒物质的摄入量大于排出量，因而在生命过程中该有毒物质在体内的含量逐渐增加生物富集作用（biologicalenrichment）称生物浓缩（bioconcentration）指生物体摄入有毒物质后，毒物在体内浓缩，以致生物体内（靶部位）该物质浓度大于环境浓度化学转化NOX,HCSO3,PANs生物转化Hg2+CH3HgCl太阳紫外线强氧化性微生物脂溶性、高神经毒性二次污染物转化（translation）：污染物在环境中通过化学或生物学的作用转变成另一物质的过程环境自净self-purificati