甲醛的遺傳毒性及作用機(jī)制

1、甲醛的遺傳毒性及作用機(jī)制甲醛屬于小分子飽和醛類，常溫下是一種無(wú)色、有刺激性氣味的氣體。甲醛除了是一種可廣泛用作醫(yī)藥、化妝品及建材等生產(chǎn)過(guò)程中的化工原料，同時(shí)也是一種常見(jiàn)的環(huán)境污染物。根據(jù)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)2011年組織編寫(xiě)的室內(nèi)環(huán)境甲醛污染防控知識(shí)問(wèn)答，作為一種工業(yè)原料，甲醛被大量用于制造脲醛樹(shù)脂等強(qiáng)力粘合劑，因?yàn)樾阅軆?yōu)越且價(jià)格低廉，這種粘合劑被廣泛用于人造板材，并且會(huì)長(zhǎng)期釋放游離的甲醛。目前世界衛(wèi)生組織下屬的國(guó)際癌癥研究組織已將甲醛列為1類致癌物，世界衛(wèi)生組織煙草控制框架公約將甲醛列為煙氣優(yōu)先級(jí)管制污染物。在我國(guó)的有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單中，甲醛位列第二位。甲醛的毒性，尤其是遺傳毒性和致癌

2、性是人們長(zhǎng)期關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題c甲醛的暴露途徑甲醛，又名蟻醛，是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種飽和性脂肪醛類，常溫常壓下是一種無(wú)色有辛辣刺鼻氣味的氣體。甲醛的沸點(diǎn)低（-19.5C）,容易揮發(fā)，是其為典型空氣污染物的重要原因之一。甲醛的暴露途徑主要有兩個(gè)方面：【外源性暴露】如通過(guò)吸入污染的空氣，或者通過(guò)食物等攝入。【內(nèi)源性暴露】主要是體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等代謝過(guò)程中產(chǎn)生的甲醛。這兩種暴露以外源性暴露對(duì)健康的威脅更嚴(yán)重，因?yàn)閮?nèi)源產(chǎn)生的少量甲醛可通過(guò)細(xì)胞內(nèi)代謝而解毒。另外，甲醛雖然可在體內(nèi)被代謝成CO2而達(dá)到解毒作用，但對(duì)于大量或長(zhǎng)時(shí)間接觸甲醛，其代謝解毒的作用可能微不足道。甲醛的遺傳毒性自20世紀(jì)70年代起

3、，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)甲醛的毒性進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)甲醛不僅具有眼、鼻、喉刺激作用，能引起呼吸道疾病、急性炎癥和過(guò)敏等急性毒性，還具有生殖發(fā)育毒性、神經(jīng)毒性、免疫毒性、遺傳毒性及致癌性等。其中，甲醛的遺傳毒性受到毒理學(xué)家和公共衛(wèi)生部分的長(zhǎng)期高度關(guān)注。一般來(lái)說(shuō)，胎兒因?yàn)槭艿侥阁w胎盤(pán)屏障的保護(hù)，不易被外界環(huán)境傷害，但甲醛分子很小，可以輕松通過(guò)人的胎盤(pán)屏障、血腦屏障等防護(hù)機(jī)制。2001年國(guó)外即有研究者通過(guò)做實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，c14標(biāo)記的甲醛能穿過(guò)胎盤(pán)進(jìn)入胎兒組織且胎兒器官的放射性比母體組織高。甲醛對(duì)受精卵或胚胎有不利影響，胚胎顯示有細(xì)胞受損和高的死亡率。這說(shuō)明，相比較母體，胎兒更易受到甲醛污染的傷害。而同樣有國(guó)外

4、研究者發(fā)現(xiàn)，甲醛對(duì)職業(yè)婦女的生育能力有副作用,接觸可增加自發(fā)性流產(chǎn)的可能性。甲醛分子的空間位阻小，所帶羰基功能團(tuán)較活潑，不僅可以直接與遺傳物質(zhì)DNA形成加合物及交聯(lián)，還能導(dǎo)致哺乳類動(dòng)物細(xì)胞中的DNA斷裂，造成染色體畸變等，并最終誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。此外，甲醛還能直接在體外引起細(xì)菌或細(xì)胞產(chǎn)生突變。目前對(duì)甲醛遺傳毒性機(jī)制的研究主要包括兩個(gè)方面，一是DNA或染色體損傷，二是DNA損傷修復(fù)。甲醛引起遺傳毒性的可能方式見(jiàn)圖1根據(jù)DNA損傷類型的不同又可分為間接損傷（氧化應(yīng)激損傷）和直接損傷（以下簡(jiǎn)稱DNA損傷）兩種形式?！狙趸瘧?yīng)激】甲醛可能通過(guò)消耗細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽等含巰基類物質(zhì)或抑制維持細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)的酶活

5、力而使氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡，使細(xì)胞內(nèi)活性自由基過(guò)量蓄積，進(jìn)而導(dǎo)致核酸的氧化性損傷增加。DNA的氧化性損傷是細(xì)胞死亡、突變及人體衰老和某些疾病發(fā)生的一個(gè)主要原因?！綝NA損傷】DNA損傷是DNA核苷酸序列發(fā)生永久性改變，并導(dǎo)致遺傳特征改變的現(xiàn)象。甲醛的化學(xué)性質(zhì)活潑，其含有的活潑羰基可直接與多種親核的生物分子發(fā)生反應(yīng)，并最終生成加合物及交聯(lián)物而導(dǎo)致DNA損傷。通常DNA加合物、DNA-DNA交聯(lián)及DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)被認(rèn)為是甲醛和生物分子相互作用并最終產(chǎn)生遺傳毒性的一個(gè)重要原因。【染色體損傷】除了DNA損傷外，甲醛還可以誘導(dǎo)染色體損傷。研究表明，即使甲醛在日常室內(nèi)空氣濃度的暴露水平下，也可引起人外周血淋巴細(xì)胞產(chǎn)生明顯的染色體畸變?！疽种艱NA修復(fù)】遺傳損傷是遺傳毒性的一個(gè)重要方面，但最終的遺傳毒性還與DNA損傷修復(fù)過(guò)程密切相關(guān)。如果DNA損傷不能被及時(shí)或準(zhǔn)確修復(fù)，將會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡或遺傳毒性發(fā)生。此外，甲醛除了可以對(duì)DNA造成損傷外，還能通過(guò)抑制或干擾DNA損傷修復(fù)而使其遺傳毒性增強(qiáng)。因此，甲醛可以通過(guò)DNA損傷和抑制DNA修復(fù)兩方面