《環(huán)境生物學(xué)》課程講座：環(huán)境與健康課件

《環(huán)境生物學(xué)》課程講座：環(huán)境變化與人體健康影響健康的主要因素世界衛(wèi)生組織將健康定義為：身體、精神和社會(huì)全都安康的一種狀態(tài)，而非僅僅是沒(méi)有疾病或體弱。疾?。菏菍?duì)營(yíng)養(yǎng)、化學(xué)、生物或心理學(xué)等環(huán)境因素的反應(yīng)時(shí)，我們的肌體出現(xiàn)的有害改變情況。在發(fā)病和死亡過(guò)程中，食物和營(yíng)養(yǎng)、傳染性物質(zhì)、有毒化合物、生理因素和心理壓力都起到作用。

影響健康的主要因素

最大的疾病威脅是病原體和致病生物。盡管幾乎在全世界每個(gè)地區(qū)，心血管疾?。ㄐ呐K病和中風(fēng)）、癌癥、傷害（有意或無(wú)意的）和其他現(xiàn)代生活疾病稱為最主要的殺手，但傳染病每年仍然要?dú)⑺乐辽?200萬(wàn)人，相當(dāng)于43%由各種疾病導(dǎo)致的死亡。傳染病在全球死亡率最高的11種疾病中占到7種（表1）。

影響健康的主要因素后天免疫缺乏癥（艾滋?。┠壳耙呀?jīng)成為第五位最大的傳染病因。世界環(huán)境組織（WHO）估計(jì)大約有3000萬(wàn)人感染了這種病毒，每年有230萬(wàn)人死于艾滋病。2/3的艾滋病患者都在非洲撒哈拉沙漠以南地區(qū)。在津巴布韋和贊比亞這樣的國(guó)家，25%的成年人感染艾滋病。盡管出生率很高，許多非洲國(guó)家的人口仍因這種疾病而縮減。影響健康的主要因素瘧疾可能是最致命的個(gè)體傳播疾病，每年大約有5億人受到感染，200萬(wàn)人死于瘧疾。瘧疾曾經(jīng)被認(rèn)為已經(jīng)被根除，現(xiàn)在卻又重新盛行。一些疫苗可以預(yù)防的疾病，包括麻疹、小兒麻痹、乙型肝炎和破傷風(fēng)每年要奪去170萬(wàn)條生命，大多是發(fā)展中國(guó)家的兒童?？的螤柎髮W(xué)的CharlesArntzen博士及其同事通過(guò)將抗性基因轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物中，從而創(chuàng)造了可食用的疫苗。這些轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物可以廉價(jià)地生長(zhǎng)，可以避免對(duì)冷凍、針劑和接種的需要。

死亡率和生命質(zhì)量死亡率不能代表全部的疾病責(zé)任。許多生過(guò)病的人都不會(huì)死亡，但是生活質(zhì)量卻嚴(yán)重降低。多年來(lái)健康部門努力建立新方法來(lái)衡量疾病和生命質(zhì)量的降低，包括死亡率。最新的仍存在爭(zhēng)議的衡量方法是失能調(diào)整（損失）壽命（年）即戴利值（DALY，disability-adjustedlifeyears）。戴利值綜合了夭亡和由于疾病和殘疾導(dǎo)致失去健康生活的情況。它試圖評(píng)價(jià)所有疾病的分擔(dān)，而不僅是死亡人數(shù)。

死亡率和生命質(zhì)量全世界約有20億的人口在受蛔蟲、吸蟲、原生動(dòng)物和其他外來(lái)寄生蟲的影響。雖然受害者很少死于此類感染，但他們的生活質(zhì)量顯然受到影響。營(yíng)養(yǎng)水平處于邊緣的人往往供血不足。營(yíng)養(yǎng)不良和貧血加起來(lái)可以制約兒童正常的生長(zhǎng)發(fā)育。也會(huì)損傷免疫系統(tǒng)，使得這些兒童和成人不能對(duì)于麻疹、痢疾、呼吸道感染、肺結(jié)核、和瘧疾等常見(jiàn)疾病保持一定的抵抗力。突發(fā)性疾病和環(huán)境變化突發(fā)性疾病是指一種以前從未知道的，或是消失了20年以上的疾病。盡管許多疾病，如麻疹、肺炎和百日咳已經(jīng)折磨了人類幾千年，在過(guò)去的二十年內(nèi)至少又出現(xiàn)了30種新型傳染病，而許多熟悉的疾病又以更加致命的抗藥性形式重新出現(xiàn)。如埃波拉和馬爾堡熱病這樣可怕的疾病在世界上的許多國(guó)家是突然出現(xiàn)的、高度致死的爆發(fā)。一年內(nèi)由于一種疾病導(dǎo)致死亡數(shù)量最大的一次，可能是1918年的嚴(yán)重流感事件。不到12月的時(shí)間內(nèi)，大約3千萬(wàn)到4千萬(wàn)人死于這種病毒。超過(guò)同一時(shí)期發(fā)生的第一次世界大戰(zhàn)中死亡總?cè)藬?shù)的2倍。

例子1：1993年，美國(guó)西南部Hanta病毒的爆發(fā)表明環(huán)境改變是如何幫助疾病擴(kuò)散的。它是根據(jù)第一次確診的地點(diǎn)的名字命名的，有時(shí)候也被稱為四角病的Hanta是一種出血熱，可以導(dǎo)致大量液體在肺部積累。看起來(lái)健康的年輕人可以在幾小時(shí)內(nèi)被擊倒而死亡，主要是由于肺部水腫而溺死。最初的宿主是鼷鼠。90年代初期的降雨量比較大（可能與厄爾尼諾現(xiàn)象有關(guān)），再加上西南沙漠的農(nóng)業(yè)擴(kuò)展，為老鼠種群的爆增提供了食物供給。病毒在老鼠的糞便和尿液中傳播。迅速發(fā)展的城市以及越來(lái)越多的人在戶外露營(yíng)、打獵、遠(yuǎn)足和工作，增加了接觸到老鼠的人的數(shù)量。例子3：1992年，消失了近一個(gè)世紀(jì)以后，一種霍亂流行病突襲了南美洲的西海岸。超過(guò)1百萬(wàn)人口被感染，至少有12，000人死于這種嚴(yán)重的痢疾。幾年后，霍亂流行病襲擊了俄羅斯，發(fā)病數(shù)從前一年的23例猛增到超過(guò)1000例?；魜y通常是通過(guò)接觸受含有霍亂弧菌的人類垃圾污染了的食物和水而傳染的。抵達(dá)城市港口的海船的艙底帶來(lái)的被污染的水（壓艙水），以及缺乏足夠的污水凈化設(shè)備是國(guó)際傳播的途徑。最近我們發(fā)現(xiàn)霍亂弧菌的休眠形式棲息在橈足類（小型甲殼動(dòng)物）體內(nèi)。溫暖的水體（如南美洲太平洋發(fā)生的厄爾尼諾現(xiàn)象）刺激了橈足類動(dòng)物種群及細(xì)菌進(jìn)入他們的傳染性形態(tài)。例子4：近期發(fā)生的突發(fā)病2003年，SRAS，果子貍？8000人患病，800人死亡，后遺癥。2004年，禽流感，鳥類，20人死亡，數(shù)百萬(wàn)家禽被處理。2005年，禽流感（越南、泰國(guó)，50人死亡）；馬爾堡出血熱（安哥拉，300人死亡，死亡率90％）2006~2009年1月，禽流感（H5N1型病毒）已造成248人死亡，大部分是亞洲人，印尼最多（111人）中國(guó)21人。2008年，手足口病（EV-71型腸病毒），目前感染超過(guò)16000人，已有28名兒童死亡。實(shí)際屬于兒童常見(jiàn)病，每年都會(huì)發(fā)生，只是這次比較集中。例子4：近期發(fā)生的突發(fā)病2009年，豬流感（甲型H1N1病毒），截至5月12日，全球發(fā)病人數(shù)約5800，死亡63人（其中墨西哥58人）。中國(guó)大陸確診2例、香港2例，都屬輸入性病例。人類無(wú)天然抗體，老年人患病少，部分老年人有抗體？環(huán)境因素的作用？對(duì)抗生素和殺蟲劑的抗性瘧疾，最可怕的昆蟲攜帶疾病，是曾經(jīng)被視為消失了的疾病又返回的例子。現(xiàn)在瘧疾每年要奪走3百萬(wàn)條生命，90%是非洲人，而且多數(shù)是兒童?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)和農(nóng)藥出現(xiàn)后，很多地方的瘧疾幾乎已經(jīng)被消滅了，但最近又回來(lái)了?，F(xiàn)在，引發(fā)這種疾病的原生動(dòng)物（瘧原蟲）已經(jīng)可以抵抗大多數(shù)抗生素，而傳播原生動(dòng)物的蚊子也已經(jīng)對(duì)很多殺蟲劑產(chǎn)生了抗性。為什么蚊子這樣的帶菌者以及瘧原蟲這樣的病原體變得對(duì)殺蟲劑和抗生素有抗性？部分答案是自然選擇及許多生物體可以迅速進(jìn)化這一能力。另一個(gè)因素就是人類總是隨意地使用控制手段。許多生物只暴露于最低劑量的藥物。這就使得具有自然抗性的個(gè)體戰(zhàn)勝其他個(gè)體，從而在種群內(nèi)擴(kuò)展它們的基因。

對(duì)抗生素和殺蟲劑的抗性美國(guó)每年至少開(kāi)出5千萬(wàn)劑非必須的、或是錯(cuò)誤的抗生素處方。而且許多開(kāi)始一個(gè)抗生素療程的人都不能完成處方時(shí)間。另外，通常給家畜喂食低劑量的抗生素以促進(jìn)其體重的增長(zhǎng)。所有這些措施都被抗性生物利用了。另外，質(zhì)粒（微小的、圓形的、赤裸的核酸分子）攜帶著基因從一個(gè)細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。通常一個(gè)質(zhì)?？梢杂靡粋€(gè)包裹來(lái)移動(dòng)一組抗性基因，這樣使從沒(méi)有遇到過(guò)這種藥物的細(xì)胞就失去了敏感性。你能做什么？

如果你在服用抗生素，請(qǐng)堅(jiān)持整個(gè)療程。感覺(jué)良好使就馬上停止服用是培養(yǎng)抗性細(xì)菌的“最佳選擇”。實(shí)行安全的性行為。不吸煙并且避開(kāi)有煙區(qū)域。有規(guī)律的鍛煉：散步、游泳、漫步、跳舞和園藝。做一些你喜歡的事情來(lái)燃燒熱量和保持柔韌性。保證充足的睡眠。采用冥想或其他形式來(lái)減輕壓力。列出一些使你感到更加有活力和愉快的朋友和家人的名單。每周至少一次和他們中的一個(gè)相處。

有毒化合物有危險(xiǎn)的化學(xué)品被分為兩大類：危險(xiǎn)化學(xué)品和有毒化學(xué)品。危險(xiǎn)化學(xué)品就意味著有危險(xiǎn)。這一類包括易燃品、易爆品、刺激物、感光物、酸和堿。許多在高濃度時(shí)有危險(xiǎn)的化學(xué)品在稀釋后相對(duì)無(wú)害。有毒物質(zhì)能與特定細(xì)胞成分作用，以殺死細(xì)胞。因?yàn)檫@種特性，即使是被稀釋后，他們通常還是有害的。有毒化合物過(guò)敏原是可以激活免疫系統(tǒng)的物質(zhì)。很多過(guò)敏原直接表現(xiàn)為抗原；它們被白血球識(shí)別為外來(lái)物，并刺激特定抗體的產(chǎn)生。其他過(guò)敏原不直接作用，而是通過(guò)與其他物質(zhì)結(jié)合，改變其結(jié)構(gòu)或化學(xué)性從而變成抗原，再來(lái)引發(fā)免疫反應(yīng)。免疫系統(tǒng)抑制劑是可以抑制免疫系統(tǒng)而非激活免疫系統(tǒng)的污染物。我們對(duì)其為什么會(huì)發(fā)生，以及哪些化合物真正起作用所知甚少。然而，我們認(rèn)為免疫系統(tǒng)障礙在北大西洋海豹以及地中海海豚的大量死亡中起到了作用。這些死亡的動(dòng)物普遍含有高水平的農(nóng)藥殘留物、多氯聯(lián)苯、以及其他可以干擾正常內(nèi)分泌激素功能的污染物。這些物質(zhì)的存在使得動(dòng)物抗病能力下降。

有毒化合物神經(jīng)毒物是一類特殊的代謝毒物，特異性地攻擊神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)元）。神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于調(diào)節(jié)人體活動(dòng)非常重要，以至于對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)的干擾尤其快速，極具破壞性。不同類型的神經(jīng)毒物以不同的方式作用。大部分神經(jīng)毒物毒性極強(qiáng)，且作用很快。重金屬，如鉛和汞殺死神經(jīng)細(xì)胞，引發(fā)永久性的神經(jīng)損傷。麻醉劑（乙醚、氯仿、氟烷等等）和氯代烴（DDT、狄氏劑和艾氏劑）則破壞神經(jīng)活動(dòng)必需的神經(jīng)細(xì)胞膜。有機(jī)磷酸酯（馬拉硫磷、對(duì)硫磷）及氨基甲酸鹽（胺甲萘、zeneb和代森錳（mameb））抑制乙酰膽堿脂酶，乙酰膽堿脂酶可以調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞和受神經(jīng)支配的組織或器官（例如肌肉）間的信息傳輸。有毒化合物致突變劑是一種破壞或改變細(xì)胞內(nèi)基因物質(zhì)（DNA）的化合物和放射性試劑。如果損傷發(fā)生在胚胎期，它可以導(dǎo)致出生缺陷和胎兒發(fā)育畸形。出生以后，基因損傷可以誘導(dǎo)腫瘤的形成。如果繁殖細(xì)胞發(fā)生損傷，結(jié)果可能遺傳到后代。細(xì)胞具有修復(fù)機(jī)制來(lái)監(jiān)測(cè)和重建損傷了的基因物質(zhì)，但是某些改變可以隱藏，而修復(fù)過(guò)程本身也可能產(chǎn)生缺陷。通常人們認(rèn)為致突變劑暴露沒(méi)有安全閾值。任何暴露都有可能造成損傷。有毒化合物

致癌物質(zhì)是一些可以引發(fā)癌癥的物質(zhì)，入侵性的、不受控制的細(xì)胞的生長(zhǎng)，導(dǎo)致出現(xiàn)惡性腫瘤。20世紀(jì)大多數(shù)工業(yè)國(guó)家的癌癥率都在增長(zhǎng)，現(xiàn)在美國(guó)癌癥是第二大死亡原因，1999年奪走了539,533條生命。根據(jù)美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)估算，美國(guó)1/2的男性和1/3的女性一生中都有可能患某一種癌癥。有人指責(zé)癌癥的增加是由于我們的環(huán)境和食物中的有毒的合成化合物。另一些人則認(rèn)為更應(yīng)該歸因?yàn)樯盍?xí)慣（吸煙、日光浴、酒精），或壽命的延長(zhǎng)。有毒化合物如果按年代來(lái)統(tǒng)計(jì)死于癌癥的人數(shù)的話，近年來(lái)持上升趨勢(shì)的主要類型的癌癥是男性的前列腺癌和女性肺癌。天然毒素和人工毒物過(guò)去有太多關(guān)于工業(yè)化合物的負(fù)面消息，以至于人們認(rèn)為所有人工化合物都是有毒的，而天然物質(zhì)一定是有益的、無(wú)毒的。實(shí)際上，許多天然化學(xué)物質(zhì)十分危險(xiǎn)，而許多人工合成化合物相對(duì)無(wú)害。表面上我們和天然毒物一同進(jìn)化，而合成化合物太過(guò)年輕，我們沒(méi)有時(shí)間來(lái)適應(yīng)它們。但是，實(shí)際上如砷和氰化物都比人類存在得更早，但對(duì)我們?nèi)允怯卸镜?。有機(jī)物，如茄堿和酢漿草酸在我們食用的某些食物中很常見(jiàn)，但是我們對(duì)他們沒(méi)有免疫力。

天然毒素和人工毒物

毒理學(xué)家BruceAmes指出：我們的食譜中天然殺蟲劑是合成殺蟲劑的一萬(wàn)倍。他認(rèn)為我們對(duì)合成化合物的恐懼可能使我們的注意力偏離更重要的物質(zhì)。他發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物，如馬鈴薯、西紅柿、咖啡豆、芹菜和蘑菇中的天然化合物比某些商業(yè)產(chǎn)品更具致癌性。有諷刺性的是，受到害蟲襲擊的植物可自己合成的天然毒物，這些毒物比用作為保護(hù)措施的人工殺蟲劑的殘留物更加危險(xiǎn)。同樣，用殺真菌劑（許多殺真菌劑都是致癌的）處理過(guò)的農(nóng)作物可以阻止致癌性更強(qiáng)的霉菌的生長(zhǎng)。僅僅因?yàn)槭称肥怯糜袡C(jī)肥種植的，并不能使其比使用目前的商業(yè)措施種植的食物更安全。天然毒素和人工毒物

然而，其他環(huán)境健康專家認(rèn)為我們不能低估合成有毒化學(xué)物質(zhì)的危險(xiǎn)。當(dāng)與纖維及其它一些物質(zhì)混合時(shí)，我們的食物中的天然化合物與其在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中所呈現(xiàn)的純態(tài)明顯不同。例如，花椰菜雖然含有致癌物，但是把它加入到實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的食物中后癌癥的風(fēng)險(xiǎn)卻降低了，這是因?yàn)樗衅渌拱┮蜃印?/p>

物理因素、損傷和壓力物理因素：如輻射也是嚴(yán)重的環(huán)境健康危險(xiǎn)。盡管數(shù)據(jù)通常是有爭(zhēng)議的，一些研究人員相信普遍存在的高壓線低頻電磁帶和常規(guī)的家用電器都可能引起環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。噪聲是另一個(gè)重要的身體健康威脅因子。損傷：由事故或暴力導(dǎo)致的傷害。發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家每1000個(gè)人中與損傷相關(guān)的死亡發(fā)生率十分相近。在美國(guó)由暴力和事故引起的死亡遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳染病，盡管媒體的新聞報(bào)道使其看起來(lái)并非如此。損傷仍然是美國(guó)1～38歲人口的基本死亡原因之一，也是工業(yè)化國(guó)家65歲以下人口名列前茅的死因。在美國(guó)，每年大約有十萬(wàn)例未成年人死于暴力和事故，而因此導(dǎo)致未成年人殘疾的是這個(gè)數(shù)的兩倍。這些死亡和傷害中有超過(guò)一半是由于撞車導(dǎo)致的。物理因素、損傷和壓力壓力和生活方式曾經(jīng)被人們認(rèn)為是可以引起苦惱，但不屬于生命威脅的因素。然而，現(xiàn)在我們很清楚知道壓力也和身體疾病有關(guān)，例如突發(fā)性心臟病、中風(fēng)及動(dòng)脈硬化。在美國(guó)和大多數(shù)工業(yè)化國(guó)家，這些疾病是主要的非損傷引起死亡的原因。壓力指的是對(duì)生物體施加緊張，而生物體又不能完全適應(yīng)的物理、化學(xué)或情緒因子。它可以造成與疾病相關(guān)的物理反應(yīng)。人類對(duì)不利壓力的反應(yīng)并非獨(dú)有。植物也表現(xiàn)出環(huán)境壓力癥狀，大部分動(dòng)物也是。受到壓力的動(dòng)物仍然會(huì)過(guò)早地死于心血管疾病。腸胃不適，如潰瘍，這些也是人類對(duì)壓力的常見(jiàn)反應(yīng)。壓力也與對(duì)傳染病的敏感度有關(guān)，就象在考試期間的許多學(xué)生所表現(xiàn)的那樣。

飲食習(xí)慣飲食也對(duì)健康影響很大。例如，心血管疾病和一個(gè)人在飲食中所攝入的鹽及動(dòng)物脂肪量就有顯著的聯(lián)系。脂肪的攝入曾經(jīng)被認(rèn)為與乳腺癌有關(guān)，但是對(duì)幾個(gè)國(guó)家的長(zhǎng)期研究表明，這一關(guān)聯(lián)可能是錯(cuò)誤的。脂肪的攝入仍然會(huì)被和其他癌癥聯(lián)系在一起