生物地球化学性疾病

1生物地球化学性疾病2第一节Section1概论3一、生物地球化学性疾病由于地壳表面化学元素分布的不均一造成某些地区的土壤和水中某种（些）化学元素过多或过少或比例失常，通过食物和饮水使人体内某种（些）元素过多或过少而引起的一类疾病，称为生物地球化学性疾病biogeochemicaldisease4二、类型通常可将生物地球化学性疾病分为两种类型：元素缺乏和元素过多常见的有碘缺乏病iodinedeficiencydisorders地方性氟中毒endemicfluorosis、地方性砷中毒endemicarseniasis5三、我国地方病情况我国地方病分布广，患者多，全国除上海市外，各省市自治区都有碘缺乏病、地方性氟病的发生和流行6全国地方性甲状腺肿约有700多万人，地方性克汀病25万多人，亚临床克汀病1000万人，受威胁人口4.2亿。地方性氟病中氟斑牙患者4186万，氟骨症200万人，受威胁人口3.7亿。全国有14个省市区有大骨节病发生，病人约200万，受威胁人口约1亿。克山病受威胁人口8290万人，患者近年来已明显减少7四、生物地球化学性疾病基本特征具有明显的地区性该地区具有该病的发生条件微量元素过多或缺乏、适宜浓度非病区健康人进入病区，可患病，且属危险人群从地方病区迁出后，病情不会加重，有的可逐渐减轻甚至痊愈。某些易感动物也可患某种地方病消除该地区特异致病因子后，可使该地区变为健康区。8第二节Section2碘缺乏病iodinedeficiencydisorders,IDD9一、碘缺乏病碘缺乏病iodinedeficiencydisorders,IDD是指从胚胎发育至成年期由于碘摄入不足而引起的一系列病症。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、先天畸形等。10碘在自然界的分布iodine,I1.空气、水、土壤、岩石以及动植物体内都含有碘，并以碘化物的形式存在。2.空气含碘极微，水中碘的含量与碘缺乏病的流行有密切关系，在碘缺乏病区多在10g/L以下。113.陆产食品中的碘，受土壤水溶性碘含量的影响，不同地区所产蔬菜和粮食的碘含量不同，大约为10-100g/kg。在碘缺乏地区碘含量较低，一般在10g/kg以下。4.海产品中碘含量较高，可达到100g/kg以上，特别是海藻类碘含量更高。12常见食物中的平均含碘量（µg/kg）食物鲜重干重平均值范围平均值范围谷类4722~726534~92豆类3023~36234223~245蔬菜2912~201385204~1636水果1810~2915462~277牛奶4735~56——鸡蛋93———肉5029~97——淡水鱼3017~40——海水鱼83217~40—471~1591海带2000—10000—贝类798308~130038661292~495813二、碘在自然界的循环火山活动空气矿植物燃烧海洋动物海洋植物人海淤泥陆地动物陆地植物土壤淡水海水降水碘在环境中的循环示意图14三、碘在体内的代谢来源人体需要的碘80%-90%来自食物，10%-20%来自饮水，5%左右来自空气。15吸收1.食物是人体摄入碘的主要来源，碘以消化道吸收为主，主要是在胃和小肠迅速被吸收。2.食物中的无机碘溶于水形成离子碘。食物中的碘化物需首先被还原成离子碘后才能被机体吸收。163.当空腹时，进入胃肠道的碘，1-2h可完全被吸收。胃内有食物时一般在3h内也可吸收完毕。4.胃肠道内的钙、氟、镁等能阻碍碘的吸收，在机体缺碘时这种作用更明显。当蛋白质和热量摄入不足时，也会影响胃肠道对碘的吸收。17循环消化道吸收的无机碘经门静脉（portalvein）进入血液循环，正常人血浆中无机碘的浓度为0.8-6µg/L分布碘离子分布到全身组织器官，但一般仅存在于细胞间液。正常成人体内含碘量约为25-50mg绝大部分以甲状腺球蛋白（globin）的形式贮存于甲状腺内（约8-15mg）18其余的碘分布于血液（0.038mg/L）肾（0.04mg/kg）、肌肉（0.01mg/kg）脑（0.02mg/kg）、卵巢（0.02mg/kg）肝脏（0.2mg/kg）、肺（0.07mg/kg）睾丸（0.07mg/kg）等。甲状腺内各种含碘物质的比例分别为：碘化物16.1%、一碘酪氨酸32.7%、二碘酪氨酸33.4%、三碘甲腺原氨酸7.6%、四碘甲腺原氨酸16.2%。血液中的碘主要是蛋白结合碘，组织中碘主要以有机碘的形式存在。19甲状腺甲状腺是富集碘能力最强的内分泌腺体，在24h内可富集摄入碘的15%-45%，在碘缺乏地区，机体的富集能力更强，可超过80%。碘离子被甲状腺滤泡上皮细胞捕集，高等动物卵细胞发育中的卵黄也有很强的富集碘的能力，仅次于甲状腺。20排泄碘主要经尿排出，有研究发现，正常人每日摄入205μg，每日从尿排泄碘175μg、粪便20μg、汗6μg、毛发2μg。有代表性的尿样碘含量平均值＜5μg/L时，该地区就有可能发生碘缺乏病。当＜2μg/L时，当地儿童就有患典型的先天性克汀病的危险。21四、碘的生理功能被甲状腺摄取的碘，可在腺泡上皮细胞内经氧化酶作用氧化成活性碘。在碘化酶的催化下，将碘置换到酪氨酸苯环的第三位碳原子形成单碘酪氨酸（T1），或置换到第三、第五位碳原子上，形成二碘酪氨酸（T2），-----T3、T4。-T3的激素活性比T4高3—8倍。22五、碘缺乏病的流行病学发病概况：全球碘缺乏病流行的国家110个全球受碘缺乏威胁的人口约16亿，由于缺碘造成不同程度智力落后的人口约3亿，有5亿多人患地方性甲状腺肿约占全世界总人口的10%。由于母亲缺碘每年至少有3万个胎儿流产或死产约有12万新生儿在出生时即有不同程度的体能和智能损害。23我国碘缺乏病流行广泛，发病人数多，病情严重。除上海市外，全国各省市区都有不同程度的流行。我国碘缺乏病区1615个县，受威胁人口4.2亿，累计查出地方性甲状腺肿3500多万人，地方性克汀病20多万人。24地理分布1.欧洲的阿尔卑斯山脉两侧的国家（瑞士、意大利等）、南美洲的安第斯山脉（玻利维亚、厄瓜多尔秘鲁等）非洲的刚果河流域、亚洲的喜玛拉亚山地区（印度、尼泊尔、巴基斯坦、中国等）、大洋州（新几内亚）252.我国碘缺乏病主要分布于：----大小兴安岭、长白山----华北的燕山、太行山、吕梁山、五台山----西北秦岭、六盘山、祁连山天山南北----西南的云贵高原、大小凉山、喜玛拉亚山山脉----中南的伏牛山、大别山、武当山、大巴山、桐柏山----华南的十万大山等地带。263.这些地区的共同特点：地形倾斜、洪水冲刷严重、降雨量集中、水土流失严重、碘元素含量极少。由于地理和地形地貌的不同，其地方性甲状腺肿和地方性克汀病的患病率也不同，一般山区＞丘陵＞平原27人群分布1.地方性甲状腺肿可发生于任何年龄，一般随年龄增加对碘的需要量增加，发病率增高。在儿童和青少年，女性的最高患病率多在12—18岁，男性在9—15岁。2.以后随年龄增长，男性至成人后甲状腺肿患病率逐渐下降；而女性由于月经、怀孕、授乳等生理因素，其甲状腺肿的患病率仍保持在较高水平。3.因此，发病率：女性＞男性。但在重病区男女患病率接近。28六、发病原因自然地理因素地表冲刷严重、流失的碘得不到补充、土壤的特性（白垩土、沙土、灰化土、泥炭土等）29饮水因素地方性甲状腺肿的发病率与饮水中碘含量关系密切。有人调查了北京地区地方性甲状腺肿病区饮水碘含量与甲状腺肿发病的关系。30饮水碘（μg/L）地方性甲状腺肿发生率（%）＜226.102—518.75—10810—30无饮水碘与地方性甲状腺肿发生率31膳食因素1.人体需要的碘75%--85%来自食物，10%--20%来自水，5%来自空气。2.食品中碘含量海产品＞动物性食品＞植物性食品。3.低蛋白、低热量的膳食可影响肠道对碘的吸收，以及甲状腺对碘的吸收转化；食物中钙可阻碍碘吸收；4.维生素不足可影响甲状腺素合成中一系列氧化还原过程。325.碘缺乏病多发生于经济落后、营养不良的偏远山区，尤其多见于这些地区内生活贫困的家庭。因此，从某种意义上说，碘缺乏病是以碘缺乏为主的多营养缺乏症。6.膳食中致甲状腺肿物质：硫氰酸盐硫葡萄糖苷等33七、碘缺乏病的发病机理碘缺乏→→甲状腺素合成↓→→垂体促甲状腺激素↑→→甲状腺增生→→肿大地方性克汀病主要是由于胚胎期及出生后两年内严重缺碘，导致甲状腺素缺乏，引起机体多方面尤其是神经系统的发育障碍，其中胚胎期严重缺碘是关键。34八、碘缺乏病的临床表现地方性甲状腺肿的分度1.正常：甲状腺看不见，摸不着。2.Ⅰ度：头部保持正常位置时，甲状腺容易看到。由超过本人拇指末节大小到相当于1/3拳头大小，特点是“看得见”。甲状腺不超过本人拇指末节大小，但摸到结节时也算I度353.Ⅱ度：由于甲状腺肿大，脖根明显变粗，大于本人1/3个拳头到相当于2/3个拳头，特点是“脖根粗”4.Ⅲ度：颈部失去正常形状，甲状腺大于本人2/3个拳头，特点是“颈变形”。5.Ⅳ度，甲状腺大于本人一个拳头，多带有结节。36地方性甲状腺肿37临床表现地方性克汀病是由于胚胎期缺碘，胎儿的甲状腺激素供应不足，胎儿的生长发育障碍。由于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，以及出生后至两岁摄碘不足，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、粘液性水肿及其他甲状腺功能低下等症状。表现：呆、小、聋、哑、瘫38地方性克汀病临床表现39地方性克汀病临床表现40地方性克汀病临床表现41九、碘缺乏病的预防食盐加碘、碘化油注意碘的副作用42第三节Section3地方性氟中毒endemicfluorosis43地方性氟中毒endemicfluorosis是由于某些地区环境中氟过多导致生活在该地区的居民长期摄入过量氟所引起的以骨相组织改变为主要特征的全身性慢性疾病，又称为地方性氟病。一、地方性氟中毒44二、氟在自然界的分布化学性质1.在所有元素中，氟是电负性最强、化学性质最活泼的一种非金属元素，几乎与所有的元素都能发生作用。2.氟的成矿能力很强，地壳中含氟的矿物近百种，其中最重要的有氟磷灰石含氟量占4.2%、萤石占48.7%、冰晶石占54.3%、氟铝石占56.25%、磷灰石占0.1%-6%等。3.各种岩石都含有一定量的氟，平均为550mg/kg。45煤的含氟量煤含氟量随煤种类和地区而异，如内蒙古赤峰市煤中氟含量为0.012%-0.275%、贵州织金县煤中为0.16645%-0.2755%、湖北省宜昌市烟煤含氟量0.345%无烟煤0.0479%、石煤0.1655%。46分布1.土壤土壤来源的岩石和矿物总氟含量有很大差异，陕西洛川地区马兰黄土含氟490-520mg/kg；贵州省氟中毒病区耕作层土壤全氟含量平均528mg/kg土壤中只有可溶性氟才能进入水中而被人饮用，或被植物吸收，经食物进入人体而发挥其生物学作用。472.水降水中的含氟量较低，世界各地测定结果在0.052-0.390mg/L，平均0.1mg/L。江河水中氟的含量一般较低，我国南方与北方也有差异。南方河水氟含量大多在0.2-0.4mg/L之间，少数＜0.1mg/L，也有高于0.5mg/L者。北方河水氟一般高于南方。湖水的含氟量一般比河水高，尤其是富氟盐渍土地区湖水含量很高，如昭乌盟达黑诺湖水含氟达3.3mg/L，洼地常年积水的氟含量可高达10mg/L。48在长白山以西和长江以北的广大地区形成一个面积广阔的高氟区，在此区域内，浅层地下水含氟量在山区为0.5mg/L以下，低洼地区最高可达32.0mg/L，在同一个居民村屯里水氟含量分布也不均匀，高氟区中也可有低氟井水的存在。49温泉的水氟含量普遍较高，如欧洲保加利亚的卡赞勒克城附近的温泉水氟含量为20.2mg/L。我国湖北英山县城郊温泉水氟含量为4.0mg/L，广东丰顺县17个温泉水氟含量为4.8～26.0mg/L，辽宁汤岗子温泉水氟含量为4.0m