生態(tài)環(huán)境與人類健康

1、環(huán)境與健康關系研究方法 -2,環(huán)境毒理學,,研究內容和主要任務,對未知毒性效應的化合物或環(huán)境因素，研究其毒作用大小、蓄積性、作用的靶器官和組織等基本毒理學特征，以及對其致畸、致癌、致突變性作出評價；對特定的環(huán)境污染物或因素，研究其劑量－反應關系，為衛(wèi)生基準的制定及環(huán)境危險度評價提供依據；毒作用機制研究，探索環(huán)境污染物或因素在機體反應中出現的特異、敏感的測試指標，即生物標志，為環(huán)境流行病學調查提供新的手段；對已造成健康危害，并通過

2、環(huán)境流行病學調查提出的可疑致病因素，建立動物模型予以證實，確定病因；應用于環(huán)境生物監(jiān)測。,環(huán)境化學物的體內過程,,一、環(huán)境污染物的吸收,1. 消化道：水與食物中的有害物質主要經小腸吸收，脂溶性物質較快擴散方式為主，也可經載體可在腸肝循環(huán)過程中反復被吸收消化道內酶和菌群的生物轉化胃腸道內容物多少、排空時間、蠕動狀況,肺泡總表觀面積大，壁薄， 毛細血管豐富：吸收迅速，僅次于靜脈注射不經肝，直接進入大循環(huán)進入部位越深，擴散面積

3、越大，停留時間越長，機體的吸收量越大。肺泡/血液濃度(分壓)差大，吸收快血/氣分配系數大，易吸收入血顆粒大小、分散度、溶解度活動強度、肺通氣量環(huán)境氣象因素,特點,影響因素,,2. 呼吸道：氣體、蒸汽、氣溶膠、顆粒物,,3. 皮膚吸收一般而言，經皮膚吸收較為困難；高脂溶性物質，如殺蟲劑等。,其它,毒理學實驗中有時采用腹腔、皮下、肌肉和靜脈注射進行染毒。,,環(huán)境污染物在體內的分布（distribution),分布：環(huán)境污染物

4、通過吸收后，隨血液和淋巴液 分散到全身各組織的過程分布不均勻器官或組織血流量大，灌注速率高，如肝臟化學物與器官親和力：90%鉛鹽沉積在骨骼屏障作用(血腦、胎盤、血眼、血睪)：甲基汞易通過血腦和胎盤屏障,（二）貯存（Storage）,一方面通過減少到達作用部位的毒物量，對急性中毒有保護作用；另一方面又為體內提供毒物來源，具有潛在危害。靶部位：污染物在其貯存部位就是毒物直接作用部位，

5、該部位稱為靶部位，即靶組織或靶器官。如甲基汞積聚于腦，百草枯積聚于肺引起病變。,貯存庫 有的部位化學物含量雖高，但未顯示中毒效應。這些部位稱為貯存庫(Storage depot)。如鉛在骨骼積蓄，但主要損傷軟組織。 ——血漿蛋白(白蛋白為主)是暫時貯存庫 ——肝、腎、脂肪組織是多數污染物的貯存庫 蓄積

6、——物質蓄積：進入機體的污染物或其代謝產物，不能完全排出而逐漸蓄積于體內 ——功能蓄積：毒物進入體內后，用現代檢測技術不能發(fā)現其在體內有明顯貯留，但由該物質引起的功能改變卻逐漸累積，導致機體對該毒物的反應性增強,(三)環(huán)境污染物在體內的生物轉化,Biotransformation,生物轉化：進入機體的環(huán)境化學物，在生物體內經過一系列的生物化學變化并形成其衍生物的過程。其所形成的衍生物稱為代謝物。,,生物轉化主要在肝進行

7、。腎、胃、胃腸道、胎盤、皮膚等組織器官也有一定的生物轉化能力。腸道菌群在某些環(huán)境污染物的生物轉化過程中起著重要的作用。各組織器官的生物轉化酶在細胞內主要分布于內質網（微粒體）或胞質中，在線粒體、細胞核以及溶酶體中的分布較少。,生物轉化主要包括氧化、還原、水解和結合四種反應類型。前三類統稱為I相反應，結合稱為II相反應。通過I相反應，化學物分子上出現一個極性反應基團，可使其易溶于水，并可進行II相反應。,I相反應,氧化反應：細胞

8、色素P450酶，是最重要的代謝酶。體內約80％的化學物代謝反應與其有關。局限于微粒體內；肝臟的P450活性非常高，其它臟器的活性僅為其1/5~1/30;有許多分子類型；氧化脂溶性底物；專一性極低。黃素單加氧酶、前列腺素H合成酶、醇脫氫酶、醛脫氫酶…,第二階段反應(II相反應)：結合反應,II相結合反應（Conjugative reaction）,II相反應生成易于從體內排泄的水溶性結合產物。是外源物與內源物結合的過程。

9、結合反應主要在肝臟進行，其次是腎，在肺、腦、腸、脾中也可進行。,生物活化作用(bioactivation) 經過生物轉化，環(huán)境污染物毒物增強 如對硫磷，樂果；苯并(a)芘、芳香胺,生物解毒作用(detoxication) 經過體內的轉化，環(huán)境污染物毒性降低 如大多數毒物,影響生物轉化的因素,個體差異與基因多態(tài)性代謝酶的抑制和誘導營養(yǎng)狀況年齡、性別,(四)環(huán)境污染物的排泄,

10、經腎隨尿排出：主要途徑,污染物或其代謝物,腎小球被動過濾,腎小管,,,解離、水溶性,未解離、脂溶性,,被動,擴散,尿,,重吸收入血,,不易排除,,,,,,經肝、膽通過腸道隨糞便排出,肝臟生物轉化代謝物,,肝細胞,,膽 汁,,腸 道,,隨糞排出,腸肝循環(huán),,脂溶性高,經呼吸道排出 氣態(tài)或揮發(fā)性物質(CO、SO2、HS、C4H6)可經肺呼出以下因素可加速排出——血中溶解度低——肺泡分壓小：移至空氣新鮮

11、環(huán)境——肺通氣量大,其他 毛發(fā)、唾液、乳汁、月經生物監(jiān)測指標(生物標記物) 血液、尿液、呼出氣、毛發(fā)及脂肪組織等生物樣品中某些化學物或其代謝產物的含量，可作為評價體內該化學物量的生物檢測指標。,自學如下內容：,一般毒性的研究方法遺傳毒理試驗方法致癌性和致畸性測試,環(huán)境生物監(jiān)測,傳統物理、化學檢測方法提供環(huán)境是否受到污染及污染水平數據，只能為該污染物對人群和生態(tài)健康影響的可能性作出間接判斷。生物檢測能夠迅

12、速反映出污染物是否能對生物體產生影響。污染物種類多，單一化學檢測難以反映總體的污染水平造成的聯合作用。現場生物監(jiān)測、環(huán)境樣品的生物監(jiān)測,健康危險度評價（Health Risk Assessment, HRA),,定義,收集和利用科學可靠、設計合理的毒理學、流行病學及其他實驗研究的最新成果，遵循一定的評價準則和日趨完善的技術路線，對某種環(huán)境有害因素造成暴露人群的不良健康效應進行綜合定性與定量分析和評價，并在環(huán)境管理和決策中應用的過程

13、。,主要特點,健康保護觀念的改變。安全是相對的、只能逐步控制污染。環(huán)境污染對人體健康的影響定量化。,四個層次,危險度評價 (risk assessment)危險度感知 (risk perception): 公眾對客觀存在的危險度的認知及在整個過程中，人們對化學品的危險感知可對決策者進行危險度管理的優(yōu)先選擇產生一定的影響。,,危險度交流 (risk communication)危險度評價的研究者、管理決策者與公眾之間對健康危

14、險度的評價結果及相應采取的管理決策及時、深入和廣泛的相互交流、相互溝通的過程。危險度管理 (risk management)在危險度評價的基礎上，結合公共衛(wèi)生、保健、政治、經濟及技術可行性等方面，分析與權衡評價的結果，從而作出管理決策的過程。,幾個基本術語,毒性 (toxicity): 外環(huán)境物質（理化生）對機體產生有害健康效應或引起機體損傷的能力。危害 (hazard): 定性名詞。指環(huán)境因素可能對人群健康具有的不良效益。

15、危險度 (risk): 定量名詞。或稱風險。指在特定暴露條件下，預期人群終身接觸某環(huán)境因素條件下可能出現不良效應、疾病或死亡的概率。,,安全性 (safety): 理論上，指無危險度或危險度已達到可以忽略的程度。實際上，對安全性很難給與準確定義，也很難進行定量評估。近年危險度評價有逐漸代替安全性評價的趨勢。不確定性 (uncertainty): 不確定性與危險度（風險）永遠是同時存在的。指在危險度評價過程中，存在著人類知識不足或欠

16、缺之處。,,不確定性系數 (uncertainty factor, UF)：即安全系數 (safety factor, SF)。是危險度評價中計算參考劑量的一種參數。在定量外推過程中，由于種間差異以及種內差異可能出現誤差的一種修正。目的是防治低估對人體健康危害，最大限度地保護人群健康。,,未觀察到有害效應的劑量水平(no observed adverse effect level, NOAEL)：最大無作用劑量。通過實驗或觀察，在一定暴

17、露條件下，對個體或人群未檢出形態(tài)、功能、生長、發(fā)育或壽命等方面有害變化的最高劑量。,,觀察到有害作用的最低劑量水平(lowest-observed-adverse-effect level, LOAEL): 通過實驗或觀察，在機體內引起與正常機能相區(qū)別的任何形態(tài)、功能、生長、發(fā)育或壽命等方面變化的最低劑量。這種區(qū)別兼有統計學顯著性及生物學意義。,,參考劑量(reference dose, RfD)或稱可接受每日攝入量 (acceptab

18、le daily intake, ADI)。是一種日平均劑量的估計值。預期人群終身暴露于該水平時，發(fā)生有害效應的危險度很低、或實際上不可檢出。,,有閾化合物(threshold toxicant)，已知或假設，在一定暴露劑量以下，對動物或人不發(fā)生有害作用的毒物，多為非致癌物，也包括非遺傳毒性的致癌物。無閾化合物(non-threshold toxicant)，已知或假設，在大于零的任何劑量暴露下，動物或人均能發(fā)生有害反應的化合物，主

19、要為有遺傳毒性的致癌物。,,可接受危險度 (acceptable risk) 為社會公認并能為公眾接受的不良健康效應的危險度概率，通常為10－6。因時間、地點、條件及公眾接受能力而不同。綜合危險度信息庫 (Integrated Risk Information System, IRIS)美國環(huán)保局環(huán)境化學物危險度評價的主要信息庫。內有危害鑒定及劑量－反應評價中的重要參數。,HRA的基本內容和方法,四步評價法：

20、 定量評價（核心）危害鑒定 暴露評價 劑量-反應關系評定 是否有健康危害 暴露水平 危險度特征分析 有害效應特征 人群特征