環(huán)境衛(wèi)生學-第7章-生物地球化學性疾病

生物地球化學性疾病第一節(jié)概述生物地球化學性疾病

（biogeochemicaldisease）：由于地殼表面化學元素分布的不均勻性,使某些地區(qū)的水和(或)土壤中某些元素過多或過少,當?shù)鼐用裢ㄟ^飲水、食物等途徑攝入這些元素過多或過少，而引起某些特異性疾病。如何判定一種疾病為生物地球化學性疾病？1疾病的發(fā)生有明顯地區(qū)性2疾病的發(fā)生與地質(zhì)中某種化學元素之間有明顯劑量反應(yīng)關(guān)系一、生物地球化學性疾病的流行特征＊如如在海拔相對較高的山區(qū)、丘陵地帶，由于土壤、飲水、糧食、蔬菜中碘含量較低，多有碘缺乏病的流行。如碘缺乏病病區(qū)環(huán)境介質(zhì)中碘水平普遍偏低，尤以水碘為甚。（一）明顯的地區(qū)性分布（二）與環(huán)境中元素水平相關(guān)二、影響生物地球化學性疾病流行的因素在流行區(qū)，人們生活條件和營養(yǎng)狀況的改善，可降低流行強度。如西藏、內(nèi)蒙等地區(qū)，居民習慣飲用磚茶，磚茶含氟量很高，引起飲磚茶型氟中毒。例如在某些山區(qū)有地方性氟中毒的流行，同時存在著碘缺乏病。（一）營養(yǎng)條件（二）生活習慣（三）多種元素的聯(lián)合作用三、生物地球化學性疾病的控制措施1.建立健全專業(yè)隊伍和防治網(wǎng)絡(luò)2.開展經(jīng)常性疾病調(diào)查監(jiān)測1.限制攝入對于環(huán)境中元素水平過高所致的中毒性疾病，應(yīng)減少、控制機體總攝入量。2.適量補充對于環(huán)境中元素水平過低所致的缺乏性疾病，應(yīng)適當補充、增加攝入量。（一）組織措施（二）技術(shù)措施第二節(jié)碘缺乏病碘缺乏?。╥odinedeficiencydisorders，IDD）

是指從胚胎發(fā)育至成人期由于碘攝入量不足而引起的一系列病癥。碘缺乏病的表現(xiàn)形式亞臨床型克汀病地方性克汀病智力障礙生殖功能障礙因胚胎嬰幼兒期缺碘地方性甲狀腺腫：因兒童成年期缺碘地方性克汀?。阂蚺咛胗變浩谌钡饬鳟a(chǎn)早產(chǎn)死產(chǎn)一、碘在自然界中的分布二、碘在人體內(nèi)的代謝三、碘的生理作用四、碘缺乏病的流行病學特征碘缺乏病是世界上分布最廣泛、危害人數(shù)最多的一種地方病，全球110個國家16億人生活在缺碘地區(qū)我國病區(qū)人口達4.25億，約占世界病區(qū)人口的40%，亞洲病區(qū)人口的60%

病區(qū)分布在亞洲、非洲、南美和大洋洲的大部分經(jīng)濟欠發(fā)達國家全球每年因缺碘造成死胎3萬，新生兒智力和身體發(fā)育障礙12萬，地方性甲狀腺腫5.66億，克汀病人600萬以上，腦功能受損病人高達3億人我國仍有700萬地方性甲狀腺重病人和19萬克汀病人，14歲以下的智力殘疾兒童有539萬人我國現(xiàn)有智力殘疾人1000萬，其中80%以上是因缺碘造成2.人群分布：任何年齡均發(fā)病,但青春期居多

1.地區(qū)分布山區(qū)高于平原內(nèi)陸高于沿海農(nóng)村高于城市（一）流行特征

3.時間趨勢采取補碘干預(yù)后，碘缺乏病呈逐年下降趨勢1.自然地理因素2.水碘含量3.協(xié)同作用4.經(jīng)濟狀況5.營養(yǎng)不良（二）影響碘缺乏病流行的因素五、地方性甲狀腺腫地方性甲狀腺腫（endemicgoiter）

是一種主要由于地區(qū)性環(huán)境缺碘引起的地方病，是碘缺乏病的主要表現(xiàn)形式之一，其主要癥狀是甲狀腺腫大。（一）發(fā)病原因碘缺乏:主要是飲水中碘不足1致甲狀腺腫物質(zhì):如硫氰酸鹽2其他：高碘是另一個致甲狀腺腫大的原因3木薯、杏仁、芥菜高碘深井水缺碘→甲狀腺激素合成↓→TSH↑→甲狀腺代償性增生（補碘可逆）酪氨酸碘化不足或錯位→異常甲狀腺球蛋白→不易水解分泌而堆積→濾泡腫大→膠質(zhì)性甲狀腺腫壓迫濾泡上皮細胞→局部纖維化，壞死→結(jié)節(jié)性甲狀腺腫（不可逆）（二）發(fā)病機制（三）臨床表現(xiàn)1、甲狀腺腫大2、壓迫癥狀氣管受壓→呼吸受限食管受壓→吞咽困難喉返神經(jīng)受壓→聲音嘶啞頸交感神經(jīng)受壓→Horner綜合征上腔靜脈受壓→上腔靜脈綜合征頸內(nèi)靜脈受壓→皮膚瘀點，肺不張異位甲狀腺腫（四）診斷1．診斷標準1生活與缺碘地區(qū)或高碘地區(qū)2甲狀腺腫大超過本人拇指末節(jié)3排除甲亢、甲狀腺炎、甲狀腺癌等其他甲狀腺疾病。

臨床分型彌漫型混合型結(jié)節(jié)型2.臨床分型3．分度標準甲狀腺摸不著，看不見頸部端正時，甲狀腺“看得見”，拳頭1/3大甲狀腺雖不大但能摸到結(jié)節(jié)者，也應(yīng)判為l度。Ⅰ度：Ⅱ度：頸部端正時，甲狀腺摸得著、看得見。Ⅲ度:自己拳頭2/3大Ⅳ度:自己拳頭以上大正常：六、地方性克汀病地方性克汀?。╡ndemiccretinism）

是在碘缺乏地區(qū)出現(xiàn)的一種比較嚴重的碘缺乏病的表現(xiàn)形式?；颊呱蠹从胁煌潭鹊闹橇Φ拖拢w格矮小，聽力障礙，神經(jīng)運動障礙和甲狀腺功能低下，伴有甲狀腺腫。（一）發(fā)病機制1．胚胎期：缺碘→中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育分化障礙→聽力，語言障礙，上運動神經(jīng)元障礙，智力障礙等2.出生后至兩歲：缺碘→甲狀腺激素缺乏→影響身體和骨骼生長→體格矮小、性發(fā)育落后、粘液性水腫等。呆癱啞聾?。ǘ┡R床表現(xiàn)1.智力低下2.聾啞3.生長發(fā)育落后②嬰幼兒生長發(fā)育落后④性發(fā)育落后4.神經(jīng)系統(tǒng)癥狀

下肢痙攣性癱瘓，肌張力增強，腱反射亢進5.甲狀腺功能低下癥狀

主要表現(xiàn)為6.甲狀腺腫③克汀病面容①身材矮小粘液水腫輔助條件必備條件①出生、居住在碘缺乏地區(qū)。②有不同程度的精神發(fā)育遲滯，IQ≦54①神經(jīng)系統(tǒng)障礙②甲狀腺功能障礙有上述必備條件及任何一項或一項以上的輔助條件，排除其他原因造成的疾病后，即可診斷。（三）診斷甲低、身體、性發(fā)育落后智力低下神經(jīng)功能障礙前面兩種臨床型的表現(xiàn)之和神經(jīng)型粘液性水腫型混合型（四）臨床分型（一）預(yù)防措施碘鹽WHO推薦１/10萬碘油其他口服碘化鉀七、預(yù)防與治療（二）治療原則1.地方性甲狀腺腫2.地方性克汀病第三節(jié)地方性氟中毒地方性氟中毒（endemicfluorosis)是由于一定地區(qū)的環(huán)境中氟元素過多，而致生活在該環(huán)境中的居民經(jīng)飲水、食物和空氣等途徑長期攝入過量氟所引起的以氟骨癥和氟斑牙為主要特征的一種慢性全身性疾病，又稱地方性氟病.飲水食物空氣一、氟在自然界中的分布地下水、巖石、空氣及各種食物中。燃燒高氟煤取暖、做飯和烘烤糧食可引起室內(nèi)空氣和糧食氟的污染。磚茶中氟含量很高，一般在100mg/kg以上。二、氟在人體內(nèi)的代謝三、氟的生理作用四、地方性氟中毒的流行病學特征（一）病區(qū)類型和分布1、飲水型病區(qū)：飲用高氟水，是最主要的病區(qū)類型。2、燃煤污染型病區(qū)：燃用高氟煤，污染室內(nèi)空氣和食物。3、飲茶型病區(qū)：長期飲用含氟過高的茶葉4、其他影響因素：主要為飲食營養(yǎng)因素。蛋白質(zhì)、維生素類、鈣、硒和抗氧化物具有拮抗氟毒性作用。（二）人群分布1、年齡：氟斑牙主要發(fā)生在恒牙，氟骨癥發(fā)病主要在成年人，發(fā)病率隨著年齡增長而升高。2、性別：一般無明顯性別差異。3、居住時間：在病區(qū)居住年限越長，氟骨癥患病率越高，病情越重。五、發(fā)病原因和機制長期攝入過量氟是發(fā)生本病的根本原因。我國北方病區(qū)主要為飲水所致，西南病區(qū)為燃煤污染。營養(yǎng)不良，特別是蛋白質(zhì)、鈣、維生素供給缺乏時，機體對氟的敏感性增高。（一）發(fā)病原因

（1）氟＋羥基磷灰石→氟磷灰石→難溶性氟化鈣→骨質(zhì)硬化，骨密度增高（2）成骨、破骨細胞活動→骨皮質(zhì)增厚、粗糙，外生骨疣（3）血鈣↓→甲狀旁腺分泌激素↑→磷代謝紊亂→骨鈣釋放入血→骨質(zhì)脫鈣、骨質(zhì)疏松、骨軟化、骨骼變形（4）過量氟對骨代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的干擾（二）發(fā)病機制1、對骨組織和鈣磷代謝的影響氟化鈣沉積→牙釉質(zhì)不能形成正常棱晶結(jié)構(gòu)→產(chǎn)生不規(guī)則球形結(jié)構(gòu)→粗糙、白堊狀斑點、條紋、斑塊，松脆，缺損，色素沉著對神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉、腎臟、血管和內(nèi)分泌等有一定毒性作用2、對牙齒的影響3、對其他組織的影響4、抑制酶的活性六、地方性氟中毒的臨床表現(xiàn)氟斑牙Dean法是目前廣泛使用的分類方法1、釉面光澤度改變2、釉面著色3、釉面缺損（一）氟斑牙正常牙齒輕度中度重度（二）氟骨癥1、癥狀（1）疼痛呈持續(xù)性，多為酸痛，活動后可緩解。（2）神經(jīng)癥狀肢體麻木、蟻走感；

肌肉松弛，握物無力。（3）肢體變形，，，（4）其他神經(jīng)衰弱癥候群。關(guān)節(jié)功能障礙肢體彎曲變形活動受限癱瘓2、體征（1）硬化型廣泛性骨質(zhì)增生，硬化及骨周軟組織骨化所致的關(guān)節(jié)僵硬及運動障礙。（2）混合型在骨質(zhì)硬化即骨旁軟組織骨化的同時，因骨質(zhì)疏松、軟化而引起脊柱及四肢變形。

3、X線表現(xiàn)（1）骨結(jié)構(gòu)改變：

（2）骨周改變

（3）關(guān)節(jié)改變

關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生退變壞死，關(guān)節(jié)面增生凸凹不平，關(guān)節(jié)邊緣呈唇樣增生。氟骨癥骨密度降低密度增高或減低軟組織的鈣化（三）非骨相氟中毒1、神經(jīng)系統(tǒng)損害：沿受損神經(jīng)根走向的放射性疼痛2、骨骼肌損害：常見手部肌肉或下肢肌肉萎縮3、腎臟及其他損害主要表現(xiàn)為腎功能不全，繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進。七、地方性氟中毒的診斷和鑒別診斷1、診斷出生或幼年在氟中毒病區(qū)生活，或幼年時長期攝氟過量者，牙齒釉質(zhì)出現(xiàn)不同程度的白堊樣變，伴不同程度缺損和棕黃、棕黑色色素沉著，排除其他非氟性改變者即可診斷為氟斑牙。2、鑒別診斷①非氟斑②釉質(zhì)發(fā)育不全③四環(huán)素牙④外源染色⑤齲齒（一）氟斑牙1、診斷（1）生活在高氟地區(qū)，飲高氟水，食用被氟污染糧食或吸入污染空氣。（2）氟斑牙，伴骨關(guān)節(jié)痛，肢體或軀干運動障礙及變形。（3）骨及骨周軟組織具有氟骨癥X線表現(xiàn)。（4）尿氟超過正常值。（二）氟骨癥2、氟骨癥的X線診斷標準①長期生活在氟病區(qū)。②凡X線發(fā)現(xiàn)骨增多、骨減少或混合（骨轉(zhuǎn)換）以及肌腱、韌帶、骨間膜骨化和關(guān)節(jié)退變繼發(fā)骨增生變形等X線征象者，均可診斷為地方性氟骨癥。3、鑒別診斷類風濕風濕性關(guān)節(jié)炎骨與關(guān)系結(jié)核強直性脊椎炎退行性骨關(guān)節(jié)病神經(jīng)根痛八、地方性氟中毒的預(yù)防措施和治療原則1、飲水型氟中毒2、燃煤污染型氟中毒

3、飲磚茶型氟中毒改換水源飲水除氟（一）預(yù)防措施改良爐灶減少食物氟污染不用或少用高氟劣質(zhì)煤（二）治療原則1、合理調(diào)整飲食和推廣平衡膳食2、藥物治療3、氟斑牙治療4、其他對癥治療第四節(jié)地方性砷中毒地方性砷中毒（endemicarseniasis)是由于長期自飲用水、室內(nèi)煤煙、食物等環(huán)境介質(zhì)中攝入過量的砷而引起的以末梢神經(jīng)炎、皮膚色素代謝異常、掌跖部皮膚角化、肢端缺血壞疽、皮膚癌變?yōu)橹饕憩F(xiàn)的一種慢性全身性疾病。飲水室內(nèi)燃煤食物一、砷的毒作用機制三價砷+酶蛋白的雙巰基或羧基→絡(luò)合物或環(huán)狀化合物→酶活性受到抑制。（轉(zhuǎn)氨酶、丙酮酸氧化酶、丙酮酸脫氫酶、磷酸酯酶、細胞色素氧化酶、脫氧核糖核酸聚合酶）五價砷抑制α-甘油磷酸脫氫酶、細胞色素氧化酶→阻斷肝細胞線粒體中的氧化磷酸化過程→抑制ATP的合成。酶活性↓→影響細胞的代謝，改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)和核分裂過程。砷→皮膚的酪氨酸酶↑或↓→皮膚色素異常（一）抑制酶活性細胞凋亡：是由基因控制的細胞自我消亡過程，其發(fā)生為機體維持衡態(tài)所需，因而有積極的生物學意義。典型的細胞凋亡形態(tài)學變化：細胞皺縮，染色質(zhì)致密固縮，細胞漿濃縮，核碎裂，最終形成嗜酸性、圓形或橢圓行的凋亡小體。凋亡小體被鄰近的細胞吞噬。電鏡顯示凋亡小體包被有胞膜，內(nèi)含許多細胞器。凋亡細胞周圍無炎癥反應(yīng)。砷可誘導多種細胞的凋亡：包括正常細胞和腫瘤細胞。（二）導致細胞凋亡細胞凋亡與腫瘤發(fā)生細胞凋亡(磷脂酰絲氨酸外翻）

砷導致細胞凋亡的機制：對p53、c-myc、bcl-2、bcl-x、bax等基因產(chǎn)生作用。對bcl-2基因表達的影響尤顯重要。砷可使bcl-2基因表達下降，誘導NB4細胞凋亡。端粒酶的活性改變與p53、c-myc、bcl-2基因表達異常有關(guān)。砷→bcl-2基因表達異?！肆Ｃ富钚宰兓肆Ｋ阶兓毎€(wěn)定性↓→凋亡。1、影響細胞凋亡控制基因的表達2、改變端粒酶的活性藍色為染色體,黃色為端粒端粒砷→激活胱天蛋白酶（caspase)家族成員→caspase活性↑→改變細胞信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)→凋亡。砷+谷胱甘肽酶結(jié)合→細胞清除自由基能力及抗氧化能力↓→誘發(fā)細胞凋亡3、細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導異常1、DNA損傷砷可引起DNA損傷及DNA損傷后的修復(fù)→改變?nèi)旧w的完整性2、基因表達異常砷可影響癌基因及抑癌基因的表達3、DNA甲基化反應(yīng)砷可影響DNA的堿基修飾→DNA甲基化反應(yīng)→基因表達水平改變4、氧化應(yīng)激與活性氧的產(chǎn)生砷→MMA、DMA→活性氧（ROS）→DNA損傷（三）砷的致癌機制二、地方性砷中毒的流行病學特征1.飲水型病區(qū)：該類病區(qū)是居民長期飲用含砷量較高的水而引起的慢性砷中毒，臺灣、新疆、內(nèi)蒙、山西病區(qū)均屬此類型。淡水中砷含量在0.01～0.6mg/L，山西省某些病區(qū)水砷含量高達4.4mg/L。當?shù)叵滤鹘?jīng)含砷巖層時，大量的砷溶解于水中，致使含砷量高達10mg/L以上。有些溫泉含砷可高達25mg/L以上（一）病區(qū)類型和分布2.燃煤污染型病區(qū)煤一般含砷量為5～40mg/kg，而貴州省病區(qū)縣的煤含砷量高達100～9600mg/kg。室內(nèi)空氣中的砷含量高達0.16～0.76mg/m3，使室內(nèi)干燥和儲存的糧食也受到污染。貴州省黔西南州的興仁縣、興義市和安龍縣是世界、國內(nèi)最嚴重的燃煤污染型地方性砷中毒病區(qū)，暴露人口近4萬人，現(xiàn)癥病人2800余人。

貴州省氟中毒重災(zāi)區(qū)3.混合型病區(qū)一個地方性砷中毒病區(qū)內(nèi)同時還有一種或幾種地方病存在。如新疆奎屯某居民村飲水含砷量為0.85mg/L，含氟量9.9mg/L，兩種地方病同時存在。燃煤污染型病區(qū)也發(fā)現(xiàn)有砷氟中毒同時存在。年齡分布：在飲用高砷水的人群中，任何年齡均可受害。年齡最小的為3歲，最大的為80歲，且隨年齡的增長患病率上升，20歲以上居民患病率明顯高于20歲以下，40～50歲年齡段是患病的高峰期。明顯的家庭集聚性：新疆調(diào)查85戶中，81戶有病人，且大部分有2例或更多的病人，有一戶6口人均患病。內(nèi)蒙調(diào)查111戶居民，有2個以上病人的家庭為53戶，最多的一家有7人患病?；疾∨c職業(yè)、民族、性別無關(guān)。（二）人群的分布特點三、地方性砷中毒的臨床表現(xiàn)1、末梢神經(jīng)炎2、四肢肌肉疼痛3、毛發(fā)干枯，易斷、脫落（一）地方性砷中毒的特異表現(xiàn)4、皮膚損害：皮膚色素異常、皮膚角化、皸裂、皮膚癌5、毛細血管毒物：烏手/腳病花肚皮1.肝臟損害：肝腫大、肝區(qū)痛、肝功能異常等。2.神經(jīng)系統(tǒng)損害：末梢神經(jīng)炎（特異）；植物神經(jīng)功能紊亂（非特異）。3.腎臟損害：腎功能損害、腎實質(zhì)損害。4.血液系統(tǒng)損害：貧血（RBC破壞、Hb合成減少）等。5、雄性生殖系統(tǒng)損害：引起人類少精、不育6、心血管系統(tǒng)損害：心臟擴大、心電圖異常（二）地方性砷中毒的多系統(tǒng)多臟器損害1.致癌作用：砷是確認致癌物，主要引起皮膚癌和肺癌，也可使當?shù)鼐用衲I癌、膀胱癌、乳腺癌等發(fā)生率升高。2.致突變作用：基因突變、染色體畸變，DNA修復(fù)酶活性抑制。對黑腳病流行區(qū)砷相關(guān)皮膚癌P53基因的突變譜進行了研究，發(fā)現(xiàn)許多突變位點位于第5和第8外顯子，直接測序分析發(fā)現(xiàn)有7個密碼子發(fā)生錯義突變，如密碼子149（C→T），密碼子175(G→A)等。（三）砷的致癌、致突變、致畸胎作用3.致畸胎作用：各種砷化合物對實驗動物具有明顯的致畸胎作用，并具有發(fā)育毒性及對后代的影響。流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)砷與出生缺陷及先天畸形密切相關(guān)。六、地方性砷中毒的預(yù)防措施與治療原則1、改換水源2、飲水除砷3、限制高砷煤炭的開采使用4、改良爐灶以減少室內(nèi)空氣砷污染（一）預(yù)防措施1、治療末梢神經(jīng)炎2、營養(yǎng)支持物3、皮膚用藥4、二硫基丙磺酸鈉5、10%硫代硫酸鈉6、早期發(fā)現(xiàn)、處理皮膚癌（二）治療原則第五節(jié)與環(huán)境硒水平有關(guān)的地方?。ㄒ唬┑貧ぶ械奈ǘ┩寥乐械奈ㄈ┺r(nóng)作物中的硒（四）地表水和地下水中的硒（五）硒的環(huán)境污染源硒在自然界中的分布地方性硒中毒的臨床表現(xiàn)1、消化道癥狀2、毛發(fā)脫落：特異表現(xiàn)3、指甲脫落：特異表現(xiàn)4、皮膚損害5、神經(jīng)系統(tǒng)損害蹣跚?。ㄒ唬┞缘胤叫晕卸荆ǘ﹦游镂卸救⒖松讲】松讲?Keshandisease)一種以心肌變性壞死為主要病理改變的地方病，亦稱為地方性心肌病。1、環(huán)境硒水平過低2、生物感染因素3、膳食中營養(yǎng)素失衡克山病的病因克山病心臟外觀1、心臟外觀改變2、心肌病理形態(tài)學改變3、心肌微細結(jié)構(gòu)改變克山病心肌細胞病理學改變心肌壞死克山病的病理學克山病的臨床表現(xiàn)特點：起病急驟、病情危重、變化較快，主要表現(xiàn)為心源性休克、急性左心衰竭和嚴重心律失常。1）心源性休克型2）急性左心衰竭型3）實驗室檢查1、急型克山病是小兒（2-6歲）克山病的一種常見臨床類型。臨床主要表現(xiàn)為心臟擴大，水腫，通常數(shù)日內(nèi)發(fā)生心力衰竭，并可合并