環(huán)境毒理學(xué)之環(huán)境化學(xué)致癌物

環(huán)境毒理學(xué)之環(huán)境化學(xué)致癌物第1頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日何謂癌癥？癌癥是醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)，其為最常見(jiàn)的惡性腫瘤，但也有人將癌癥和惡性腫瘤混合使用。中醫(yī)學(xué)中稱巖，為由控制細(xì)胞分裂增殖機(jī)制失常而引起的疾病。癌細(xì)胞除了分裂失控外，還會(huì)局部侵入周遭正常組織甚至經(jīng)由體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)或淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到身體其他部分。第2頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第3頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第4頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日主要的環(huán)境化學(xué)致癌物包括多環(huán)芳烴、芳香族氨基、硝基化合物、亞硝胺類化合物、多氯聯(lián)苯、生物烷化劑、氯乙烯、黃曲霉毒素、重金屬、石棉以及植物中的致癌物。環(huán)境化學(xué)致癌物第5頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多環(huán)芳烴環(huán)境無(wú)機(jī)化學(xué)致癌物環(huán)境生物化學(xué)致癌物芳香族氨基和硝基化合物黃曲霉毒素多氯聯(lián)苯重金屬石棉亞硝胺類化合物氯乙烯生物烷化劑植物中的致癌物環(huán)境化學(xué)致癌物其他環(huán)境有機(jī)化學(xué)致癌物第6頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多環(huán)芳烴多環(huán)芳烴(PolycyclicAromaticHydrocarbonsPAHs)是煤，石油，木材，煙草，有機(jī)高分子化合物等有機(jī)物不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性碳?xì)浠衔铮侵匾沫h(huán)境和食品污染物。迄今已發(fā)現(xiàn)有200多種PAHs,其中有相當(dāng)部分具有致癌性，如苯并α芘，苯并α蒽等。PAHs廣泛分布于環(huán)境中，可以在我們生活的每一個(gè)角落發(fā)現(xiàn)，任何有有機(jī)物加工，廢棄，燃燒或使用的地方都有可能產(chǎn)生多環(huán)芳烴。第7頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多環(huán)芳烴的性質(zhì)及種類多環(huán)芳烴是指兩個(gè)以上的苯環(huán)連在一起的化合物。兩個(gè)以上的苯環(huán)連接在一起可以有兩種形式：1，非稠環(huán)型的，

苯環(huán)與苯環(huán)之間由一個(gè)碳原子相連接，如聯(lián)苯、聯(lián)三苯等。2，稠環(huán)型的，兩個(gè)碳原子為兩個(gè)苯環(huán)所共有，如萘、蒽等。多環(huán)芳烴的物理性質(zhì)：三環(huán)以上的多環(huán)芳烴大都是無(wú)色或淡黃色的結(jié)晶，熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，蒸汽壓很小。溶液具一定熒光，在光和氧的作用下很快分解變質(zhì)，不僅理化性質(zhì)發(fā)生改變，且致癌力也明顯下降。第8頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多環(huán)芳烴按照化學(xué)性質(zhì)可分為四類：1，苯環(huán)對(duì)稱排列的多環(huán)芳烴3，苯環(huán)角狀排列的多環(huán)芳烴

2，苯環(huán)直線排列的多環(huán)芳烴4，角狀多環(huán)芳烴按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為三類：苯環(huán)類、芴及膽蒽類、雜環(huán)類。第9頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日吸收多環(huán)芳烴可以從各種途徑進(jìn)入體內(nèi)，但主要途徑為經(jīng)呼吸道和皮膚吸收。代謝活化多環(huán)芳烴是間接致癌物，進(jìn)入機(jī)體后必須先經(jīng)過(guò)代謝活化才具有致癌作用。多環(huán)芳烴在體內(nèi)首先經(jīng)混合功能氧化酶催化，形成多環(huán)芳烴環(huán)氧化物。然后再經(jīng)環(huán)氧水化酶催化形成多環(huán)芳烴二氫二醇衍生物，后者可以形成具有親電子性的碳正離子，可與DNA分子鳥(niǎo)嘌呤的N2結(jié)合，使DNA烷基化，使遺傳密碼發(fā)生改變，引起突變，構(gòu)成癌變的基礎(chǔ)。多環(huán)芳烴的吸收和代謝第10頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多環(huán)芳烴的致癌作用及其機(jī)理多環(huán)芳烴主要可以引起皮膚癌、肺癌和胃癌。關(guān)于其致癌作用機(jī)理主要有K區(qū)理論和灣區(qū)理論。K區(qū)理論一個(gè)區(qū)相當(dāng)于菲的9，10位碳原子上的雙鍵，稱為K區(qū)（亦稱中菲區(qū)）?！癒”是癌的德文家“Krebs”的字頭。K區(qū)意為致癌區(qū)，可與細(xì)胞的敏感成分（蛋白質(zhì)、核酸等）結(jié)合，故其致癌性高。另一個(gè)區(qū)相當(dāng)于蒽的9，10位碳，稱為L(zhǎng)區(qū)（亦稱中蒽區(qū)）。L區(qū)也可與細(xì)胞的敏感成分結(jié)合，但其可阻礙K區(qū)進(jìn)攻細(xì)胞的危險(xiǎn)部位而具去活作用。第11頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

K區(qū)是發(fā)生致癌反應(yīng)的關(guān)鍵區(qū)域，而L區(qū)是對(duì)致癌反應(yīng)起拮抗作用的區(qū)域。有致癌作用的多環(huán)芳烴化合物：必須有比較活潑的K區(qū)。L區(qū)，則可能，可能缺乏。1）具有L區(qū)：L區(qū)必須不太活潑。這樣在接觸機(jī)體后，不活潑的L區(qū)對(duì)K區(qū)具有保護(hù)意義，使多環(huán)芳烴不致在尚未接觸靶組織之前其K區(qū)已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)，或代謝失去活性，而有足夠的機(jī)會(huì)與靶組織或細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，并有可能誘發(fā)腫瘤。如果L區(qū)過(guò)于活潑，則情況相反，在多環(huán)芳烴接觸靶組織之前已發(fā)生反應(yīng)，則不再具有致癌性。2）不具有L區(qū)：K區(qū)活潑程度不太高第12頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日灣區(qū)理論灣區(qū)理論由Jerina等于七十年代提出。多環(huán)芳香烴分子的末端環(huán)與分子的其他環(huán)形成的凹形結(jié)構(gòu)為分子的灣區(qū)。形成灣區(qū)的末端環(huán)為灣區(qū)的角環(huán)。灣區(qū)理論認(rèn)為灣區(qū)的角環(huán)在代謝活化過(guò)程中對(duì)致癌性能起關(guān)鍵作用。代謝活化過(guò)程中灣區(qū)的角環(huán)形成的環(huán)氧化物是多環(huán)芳香烴的最終致癌形式，由灣區(qū)的環(huán)氧化物進(jìn)一步形成灣區(qū)正碳離子。灣區(qū)正碳離子可與細(xì)胞內(nèi)大分子結(jié)合，使細(xì)胞癌變。第13頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日芳香族氨基和硝基化合物苯或其同系物如萘、蒽、聯(lián)苯等芳烴環(huán)上的氫原子被氨基（—NH2）或硝基（—NO2）取代形成芳香族氨基化合物或硝基化合物，其代表物如聯(lián)苯和硝基苯。芳香族氨基化合物芳香族氨基化合物在常溫下大多為固體或液體，揮發(fā)性低，易容于脂肪，簡(jiǎn)單的芳香族微溶于水。這類化合物用途很廣，是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面不可缺少的原料或化工合成的中間體。主要污染源為燃料、塑料、藥品、農(nóng)藥、離子交換樹(shù)脂、橡膠等工業(yè)，以及食用色素、食品抗氧化劑等。毒性作用：形成高鐵血紅蛋白、溶血作用、損害腎和膀胱、致癌作用第14頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日芳香族硝基化合物

這類化合物大多屬于沸點(diǎn)高而揮發(fā)性低的液體或固體，易溶于脂肪和有機(jī)溶劑。芳香族硝基化合物一般都具有芳香味。含有多個(gè)硝基的，爆炸性強(qiáng)，可以作為炸藥。污染源主要是燃料、炸藥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、塑料、涂料等化學(xué)工業(yè)，以廢水、粉塵和蒸汽等形式污染環(huán)境。毒性作用：形成高鐵血紅蛋白和溶血作用、損害肝、致突變及致癌作用第15頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日亞硝胺類化合物亞硝胺是強(qiáng)致癌物，是最重要的化學(xué)致癌物之一，是四大食品污染物之一。食物、化妝品、啤酒、香煙中都含有亞硝胺。在熏臘食品中，含有大量的亞硝胺類物質(zhì)，某些消化系統(tǒng)腫瘤，如食管癌的發(fā)病率與膳食中攝入的亞硝胺數(shù)量相關(guān)。當(dāng)熏臘食品與酒共同攝入時(shí)，亞硝胺對(duì)人體健康的危害就會(huì)成倍增加。第16頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日亞硝酸鹽廣泛存在于自然界環(huán)境中，尤其是在食物中。因此，亞硝酸鹽每天都會(huì)隨著糧食、蔬菜、魚(yú)肉、蛋奶進(jìn)入人體。例如蔬菜中亞硝酸鹽的平均含量大約為4mg/kg，肉類約是3mg/kg，蛋類約為5mg/kg。某些食品里含量更高，比如豆粉平均含量可達(dá)10mg/kg，咸菜里的平均含量也在7mg/kg以上。亞硝酸鹽不都是人體“過(guò)客”亞硝酸鹽是亞硝胺類化合物的前體物質(zhì)。在自然界里，亞硝酸鹽很容易與胺化合，生成為亞硝胺。在人體胃的酸性環(huán)境里，亞硝酸鹽也可以轉(zhuǎn)化為亞硝胺在人們?nèi)粘Ｉ攀持?，絕大部分亞硝酸鹽在人體中像“過(guò)客”一樣隨尿排出體外，只是在特定條件里才轉(zhuǎn)化成亞硝胺。所謂特定條件，包括酸堿度、微生物和溫度。所以，通常條件下膳食中的亞硝酸鹽不包括酸堿度、微生物和溫度。所以，通常條件下膳食中的亞硝酸在缺少VC的情況下，才能對(duì)人體引起危害。此外，假如長(zhǎng)期食用亞硝酸鹽含量高的食品，或直接攝入含有亞硝胺食品，極有可能誘發(fā)癌癥。第17頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日預(yù)防措施●在食品加工中防止微生物污染，對(duì)降低食品中亞硝胺含量至關(guān)重要?！窦訌?qiáng)對(duì)肉制品的監(jiān)督、監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制亞硝酸鹽的使用量?！裆俪曰虿怀愿粢故ｏ埐?。因?yàn)槭２酥械膩喯跛猁}含量明顯高于新鮮制作的菜?！裆俪曰虿怀韵挑~(yú)、咸蛋、咸菜。因?yàn)槠渲幸埠休^多的亞硝胺化合物。●多食用抑制亞硝胺形成的食物，如大蒜、茶、富含維生素C的蔬菜水果。第18頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日多氯聯(lián)苯（polychlorinatedbiphenyls,PCBs）是聯(lián)苯經(jīng)過(guò)氯化而生成的一種氯代氫化合物，屬鹵代芳香族化合物。理化性質(zhì)PCBs有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，屬半揮發(fā)或不揮發(fā)物質(zhì)，具有較強(qiáng)的腐蝕性。它是一種無(wú)色或淺黃色的油狀物質(zhì)，難溶于水，但是易溶于脂肪和其他有機(jī)化合物中。PCBs具有良好的阻燃性，低電導(dǎo)率，良好的抗熱解能力，良好的化學(xué)穩(wěn)定性，抗多種氧化劑。難降解性PCBs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，自然條件下不易降解。研究表明，PCB的半衰期在水中大于2個(gè)月，在土壤和沉積物中大于6個(gè)月，在人體和動(dòng)物體內(nèi)則從1年到10年。因此，即使是10年前使用過(guò)的PCB，在許多地方依然能夠發(fā)現(xiàn)殘留物第19頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日生物毒性1、致癌性：國(guó)際癌癥國(guó)際癌癥研究中心已將多氯聯(lián)苯列為人體致癌物質(zhì),“致癌性影響”代表了多氯聯(lián)苯存在于人體內(nèi)達(dá)到一定濃度后的主要毒性影響。

2、生殖毒性：PCB能使人類精子數(shù)量減少、精子畸型的人數(shù)增加；人類女性的不孕現(xiàn)象明顯上升；有的動(dòng)物生育能力減弱。

3、神經(jīng)毒性：PCB能對(duì)人體造成腦損傷、抑制腦細(xì)胞合成、發(fā)育遲緩、降低智商。

4、干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)：比如使得兒童的行為怪異，使水生動(dòng)物雌性化第20頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

生物蓄積性由于PCB具有親脂憎水性，可通過(guò)生物富集過(guò)程在生物體內(nèi)聚集。當(dāng)PCB被食物鏈底端的生物吸收后，通過(guò)食物鏈逐級(jí)放大，一級(jí)一級(jí)傳遞，魚(yú)類、猛禽、哺乳動(dòng)物以及人類等由于處在食物鏈的頂端，所以會(huì)大量吸收PCB，引起中毒。第21頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日米糠油事件1968年3月，日本的九州、四國(guó)等地區(qū)的幾十萬(wàn)只雞突然死亡。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)是飼料中毒，但因當(dāng)時(shí)沒(méi)有弄清毒物的來(lái)源，也就沒(méi)有對(duì)此進(jìn)行追究。然而，事情并沒(méi)有就此完結(jié)，當(dāng)年6－10月，有4家門(mén)人因患原因不明的皮膚病到九州大學(xué)附屬醫(yī)院就診，患者初期癥狀為痤瘡樣皮疹，指甲發(fā)黑，皮膚色素沉著，眼結(jié)膜充血等。此后3個(gè)月內(nèi)，又確診了112個(gè)家庭325名患者，之后在全國(guó)各地仍不斷出現(xiàn)。至1977年，因此病死亡人數(shù)達(dá)數(shù)余人，1978年，確診患者累計(jì)達(dá)1684人。專家從病癥的家族多發(fā)性了解到食用油的使用情況，懷疑與米糠油有關(guān)。經(jīng)過(guò)對(duì)患者共同食用的米糠油進(jìn)行追蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)九州一個(gè)食用油廠在生產(chǎn)米糠油時(shí)，因管理不善，操作失誤，致使米糠油中混入了在脫臭工藝中使用的熱載體多氯聯(lián)苯，造成食物油污染。由于被污染了的米糠油中的黑油被用做了飼料，還造成數(shù)十萬(wàn)只家禽的死亡。第22頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第23頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日環(huán)境無(wú)機(jī)化學(xué)致癌物一、重金屬

根據(jù)重金屬和腫瘤的關(guān)系，大致可分為三類：1，確認(rèn)致癌物：鎳、鉻、砷、鐵（氧化鐵）等；2，可疑致癌物：鈹、鎘、鈷、鈦、鋅等；3，有促癌作用者：銅、錳等。鎳及其化合物

銀白色硬金屬。元素符號(hào)Ni。原子量58.7。相對(duì)密度8.9。熔點(diǎn)1455℃。沸點(diǎn)2900℃。不溶于水,可溶于硝酸,稍溶于鹽酸和硫酸。鎳的無(wú)機(jī)化合物中氧化物和氫氧化物不溶或微溶于水,其鹽類則易溶于水。接觸鎳的工業(yè)有采礦、冶煉、電鍍、化工、石油提煉,染料及硬幣制造等。工業(yè)上常見(jiàn)的鎳化合物有一氧化鎳、三氧化二鎳、氫氧化鎳、硫酸鎳、氯化鎳和硝酸鎳等。除毒性最高的羰基鎳可引起急性中毒外，鎳及其水溶性化合物具有致敏性，某些鎳化合物具有潛在致癌性。第24頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日鉻及其化合物鉻是人體必需的微量元素。三價(jià)的鉻是對(duì)人體有益的元素，而六價(jià)鉻是有毒的。在紅細(xì)胞內(nèi)，六價(jià)鉻在還原為三價(jià)鉻的過(guò)程中，可抑制谷胱甘肽還原酶的活性，促使血紅蛋白轉(zhuǎn)化為高鐵血紅蛋白，使紅細(xì)胞失去攜氧能力，引起缺氧現(xiàn)象。鉻又是一種致敏原，可引起哮喘，鉻化合物對(duì)皮膚和黏膜也有直接腐蝕作用。據(jù)研究，三價(jià)鉻和六價(jià)鉻都具有一定的致癌作用。第25頁(yè)，共28頁(yè)，2023年，2月20日，星期日砷及其化合物砷（As）本身毒性不大，但其化合物、鹽類和有機(jī)化合物都有毒性。尤以三氧化二砷（As2O3）又名砒霜、信石，毒性最強(qiáng)。藥物中含砷的有：新砷凡鈉明（914）、雄黃、雌黃、白砒、亞砷酸鉀、卡巴砷等。少量可治療有關(guān)疾病，多次反復(fù)使用也可引起中毒。三氧化二砷可經(jīng)呼吸道、皮膚及消化道吸收。進(jìn)入體內(nèi)的砷，95％迅即與細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的珠蛋白結(jié)合，隨血流分布到全身的組織和器官。三價(jià)砷易與巰基結(jié)合，可長(zhǎng)期蓄積于富含巰基的毛發(fā)及指甲中。砷主要由尿排出，少量由糞便、汗液、乳汁、呼氣中