環(huán)境中有害物質(zhì)對(duì)人類遺傳的影響10

環(huán)境中有害物質(zhì)對(duì)人類遺傳的影響

蔣靈芝主講人：蔣靈芝人類醫(yī)學(xué)模式也由單一的"生物醫(yī)學(xué)"轉(zhuǎn)化為"生物－心理－社會(huì)醫(yī)學(xué)"模式?？萍冀?jīng)濟(jì)高速發(fā)展不斷對(duì)人類生存環(huán)境產(chǎn)生影響，人類也時(shí)刻面臨環(huán)境危害的挑戰(zhàn)。過(guò)度利用自然資源，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活廢棄物的排放，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞，大氣、土壤、水體均存在不同程度的污染。江河湖泊、近海等水體有機(jī)物污染導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化及隨后的海洋赤潮、海洋生物的減少，生物多樣性的改變，人類面臨前所未有的挑戰(zhàn)。食品添加劑、藥品、化學(xué)品合成同樣污染自然環(huán)境，令人震驚的二惡英事件，"瘋牛病"，不同原因的食物中毒。農(nóng)藥殘留，微生物污染，化肥、農(nóng)藥、獸藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑超標(biāo)。飼料中非法添加激素和生長(zhǎng)促進(jìn)劑及抗微生物制劑引起的細(xì)菌耐藥等。轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)入人體后，是否影響其他主要基因，能否激活原癌基因，甚至影響人類及其后代的健康？人類到了深刻反省的時(shí)刻了。城市化進(jìn)程加快，人類行為生活方式的改變，城市化導(dǎo)致的人口密集，人口老齡化，流動(dòng)人口增加。機(jī)動(dòng)車數(shù)量的提高，交通傷害增加，生活壓力增加導(dǎo)致心理問(wèn)題及障礙增多，活動(dòng)量減少。室內(nèi)裝潢及建筑物綜合癥，烹調(diào)油煙，吸煙、飲酒、不良飲食，這些人文、社會(huì)及生活行為習(xí)慣同樣改變著人類的疾病譜。經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易的全球化使各種環(huán)境有害因素和疾病的流行突破傳統(tǒng)地域和空間的限制，新、老傳染病的控制更加困難。人類不僅面臨各種公共衛(wèi)生突發(fā)事件的挑戰(zhàn)，而且受到生物、化學(xué)、核放射等恐怖事件的威脅，如艾滋病、埃博拉出血熱、O157和甲肝等20多種傳染病。先天畸形的發(fā)生原因不外遺傳因素、環(huán)境因素和兩者的相互作用。Wilson（1972）綜合分析了5次國(guó)際出生缺陷討論會(huì)的資料，發(fā)現(xiàn)遺傳因素引起的出生缺陷占25％，環(huán)境因素占10％，遺傳因素與環(huán)境因素相互作用和原因不明者占65％。

（一）遺傳因素與先天畸形

遺傳因素引起的先天畸形包括親代畸形的血緣傳和配子或胚體細(xì)胞的染色體畸變及基因突變。

染色體畸變包括1.染色體數(shù)目的異?！旧w數(shù)目減少可引起先天畸形，常見于單體型。常染色體的單體型胚胎幾乎不能存活，性染色體的單體型胚胎約有97％死亡，3％成活，但有畸形，如先天性卵巢發(fā)育不全即Turner綜合征（45，xo）。染色體數(shù)目的增多也可引起畸形，多見于三體型,如21號(hào)染色體的三體可引起先天愚型即Down綜合征,18號(hào)染色體的三體可引起Edward綜合征,13號(hào)染色體三體可引起Patau綜合征,性染色體三體（47，xxy）可引起先天性睪丸發(fā)育不全。2.染色體結(jié)構(gòu)異?！旧w的結(jié)構(gòu)畸變也可引起畸形，如5號(hào)染色體短臂末端斷裂缺失可引起貓叫綜合征。基因突變的發(fā)生次數(shù)盡管比染色體畸變多，但多不引起畸形，故因基因突變引起的畸形遠(yuǎn)比染色體畸變引起的畸形少，主要有軟骨發(fā)育不全、腎上腺大、小頭畸形、無(wú)虹膜、多囊腎、皮膚松垂癥，睪丸女性化綜合征。

（二）環(huán)境因素與先天畸形

環(huán)境因素的致畸作用早在本世紀(jì)40年代就已被確認(rèn)，能引起先天畸形的環(huán)境因素統(tǒng)為致畸因子。影響胚胎發(fā)育的環(huán)境有三個(gè)方面，即母體周圍的外環(huán)境、母體的內(nèi)環(huán)境和胚體周圍的微環(huán)境。這三個(gè)層次的環(huán)境中引起胚胎畸形的因素均稱為環(huán)境致畸因子。外環(huán)境中的致畸因子有的可穿過(guò)內(nèi)環(huán)境和微環(huán)境直接作用于胚體，有的則通過(guò)改變內(nèi)環(huán)境和微環(huán)境而間接作用于胚體。環(huán)境致畸因子主要有五類，即生物性致畸因子、物理性致畸因子、致畸性藥物、致畸性化學(xué)物質(zhì)和其它致畸因子。

1．生物性致畸因子有些致畸微生物可穿過(guò)胎盤屏障直接作用于胚體，有些則作用于母體和胎盤，引起母體發(fā)熱、缺氧、脫水、酸中毒等，或干擾胎盤的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，破壞胎盤屏障，從而間接地影響胚胎發(fā)育。目前已經(jīng)確定對(duì)人類胚胎有致畸作用的生物因子有：風(fēng)疹病毒、巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒、弓形體、梅毒螺旋體等。還有一些病毒，如流行性腮腺炎病毒、流感病毒等，對(duì)動(dòng)物有明顯的致畸作用，但對(duì)人類有無(wú)致畸作用尚未確定。

2．物理性致畸因子目前已確認(rèn)的對(duì)人類有致畸作用的物理因子有射線、機(jī)械性壓迫和損傷等。另外，高溫、嚴(yán)寒、微波等在動(dòng)物確有致畸作用，但對(duì)人類的致畸作用尚證據(jù)不足。

3．致畸性藥物本世紀(jì)60年代“反應(yīng)停事件”后，藥物致畸作用引起人們的普遍重視，并對(duì)藥物進(jìn)行嚴(yán)格的致畸檢測(cè)。反應(yīng)停又名酞胺哌喧酮，60年代在歐洲曾廣泛用于治療妊娠嘔吐，結(jié)果引起大量殘肢畸形兒的出生，釀成了所謂所謂反應(yīng)停事件。

多數(shù)抗腫瘤藥物有明顯的致畸作用，如氨基喋呤可引起無(wú)腦、小頭及四肢畸形；白血福恩、苯丁酸氮芥、環(huán)磷酰胺、6－巰基嘌呤等均能引起多種畸形。某些抗生素也有致畸作用。如孕期大劑量服用四環(huán)素可引起胎兒牙釉質(zhì)發(fā)育不全，大劑量應(yīng)用鏈霉素可引起先天性耳聾，大劑量應(yīng)用新生霉素可引起先天性白內(nèi)障和短指畸形等。某些抗驚厥藥物，如唑烷、乙內(nèi)酰脲、三甲雙酮；某些治療精神病的藥物，如酚噻嗪、嗅化鋰、安非他明；某些抗凝血藥，如芐丙酮香豆素、肝素；某些激素，如性激素，均有不同程度的致畸作用，可引起多種畸形，有些藥物在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中有明顯的致畸作用，但對(duì)人類有無(wú)致畸作用尚需進(jìn)一步證實(shí)，如苯妥英鈉，可的松等。

4．致畸性化學(xué)物質(zhì)在工業(yè)：“三廢”、農(nóng)藥、食品添加劑和防腐劑中，含有一些有致畸作用的化學(xué)物質(zhì)。目前已經(jīng)確認(rèn)對(duì)人類有致畸作用的化學(xué)物質(zhì)有：某些多環(huán)芳香碳?xì)浠衔?，某些亞硝基化合物，某些烷基和苯類化合物，某些農(nóng)藥如敵枯雙，某些重金屬如鉛、砷、鎘、汞等。有些化學(xué)物質(zhì)對(duì)動(dòng)物有明顯的致畸作用，但對(duì)人類胚胎的致畸作用尚待進(jìn)一步證實(shí)。

5．其它致畸因子洶酒、大量吸煙、缺氧、嚴(yán)重營(yíng)養(yǎng)不良等均有致畸作用。孕期過(guò)量飲酒可引起多種畸形，稱胎兒酒精綜合征（fetalalcoholsyndrome），其主要表現(xiàn)是發(fā)育遲緩、小頭、小眼、短眼裂、眼距小等。吸煙的致畸作用越來(lái)越受到人們的重視。流行病學(xué)調(diào)查顯示，吸煙者所生的新生兒平均體重明顯低于不吸煙者，且吸煙越多其新生兒的體重越輕。第天吸煙不足10支的孕婦，其胎兒出現(xiàn)畸形的危險(xiǎn)性增加90％。吸煙引起胎兒畸形主要是由于尼古丁使胎盤血管收縮,胎兒缺血,CO進(jìn)入胎兒血液并使胎兒缺氧。另外，吸煙所產(chǎn)生的其它有害物質(zhì)，如氰酸鹽，也可影響胎兒的正常發(fā)育、吸煙不僅引起胎兒先天畸形，嚴(yán)重者可導(dǎo)致胎兒死亡和流產(chǎn)。

（三）環(huán)境因素與遺傳因素在畸形中的相互作用

在畸形的發(fā)生中，環(huán)境因素與遺傳因素的相互作用是非常明顯的，這不僅表現(xiàn)在環(huán)境致畸因子通過(guò)引起染色體畸變和基因突變而導(dǎo)致先天畸形，而且更表現(xiàn)在胚腫的遺傳特性，即基因型決定和影響胚胎對(duì)致畸因子的易感程度。

流行病學(xué)調(diào)查顯示，在同一地區(qū)同一自然條件下，同時(shí)懷孕的孕婦在一次風(fēng)疹流行中都受到了感染，但其新生兒有的出現(xiàn)畸形，有的卻完全正常。出現(xiàn)這種情況的原因在于，每個(gè)胚胎對(duì)風(fēng)疹病毒的易感性不同。決定這種易感性的主要因素是胚體結(jié)構(gòu)和生化特性，而這種結(jié)構(gòu)和生化特性取決于胚體的遺傳特性。對(duì)致畸因子的種間差異更是如此，如可的松對(duì)小白鼠有明顯的致畸作用（主要引起腭裂），但對(duì)豬、猴等則幾乎無(wú)致畸作用。人類和其它靈長(zhǎng)類動(dòng)物對(duì)反應(yīng)停非常敏感，可引起殘肢畸形，但對(duì)靈長(zhǎng)目之外的其它哺乳動(dòng)物幾乎無(wú)致畸作用。

一、環(huán)境中有害物質(zhì)的致突變作用1.概念：突變——機(jī)體在有害因素的影響下，細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異。染色體畸變——突變發(fā)生在染色體，導(dǎo)致染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目的異常?；蛲蛔儭蛔兙窒拊贒NA的某一個(gè)片斷。

2.環(huán)境中的有害因素有哪些？1)

物理因素：最常見的紫外線的照射、電離輻射、異物、機(jī)械損傷等。前已證實(shí)日光與紫外線：易致皮膚癌。部分纖維(石棉,玻璃絲等)：肺或惡性胸膜腫瘤。電離輻射（Ｘ等射線）：皮膚癌，骨肉瘤，肺癌，白血病，甲狀腺癌，惡性淋巴瘤。2)

化學(xué)因素：有機(jī)化合物如：苯系物、醇類、醛類、烷化類物質(zhì)、甲基汞、五氯酚鈉、有機(jī)農(nóng)藥等；無(wú)機(jī)物如：石棉、砷、鎳、鉻、氧化汞等無(wú)機(jī)物可通過(guò)妊娠中的母體干擾正常胚胎發(fā)育過(guò)程，使胚胎發(fā)育異常而出現(xiàn)先天性畸形，也可直接作用于生殖細(xì)胞，影響生殖機(jī)能和出生缺陷。3)

生物因素：各種微生物與寄生蟲。病毒如：EB病毒，黃曲霉菌、人類乳頭狀瘤16型與宮頸癌密切相關(guān)，乙型肝炎病毒與肝癌發(fā)生相關(guān)。

二、環(huán)境中有害物質(zhì)的致癌作用

1.致癌作用——是指環(huán)境有害因素引起或增進(jìn)正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化并發(fā)展成為腫瘤的過(guò)程。2.

癌基因——攜帶致癌遺傳信息的基因。3.原癌基因——正常細(xì)胞中也存在著在核酸水平及蛋白質(zhì)產(chǎn)物水平與病毒癌基因高度相似的DNA序列，稱為原癌基因。4.腫瘤抑制基因——又稱抗癌基因，是指抑制腫瘤細(xì)胞的腫瘤性狀的表達(dá)的基因，只有當(dāng)它自己不能表達(dá)或其基因產(chǎn)物去活化才容許腫瘤性狀的表達(dá)導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。

三、環(huán)境中有害物質(zhì)的致畸作用

1.

致畸作用——是指環(huán)境中有害物質(zhì)作用于妊娠母體，干擾胚胎的正常發(fā)育，引起胚胎結(jié)構(gòu)發(fā)育異常，導(dǎo)致新生兒先天性畸形的作用。2.

致畸作用的機(jī)制：1）基因突變和染色體畸變2）核酸復(fù)制轉(zhuǎn)錄及有絲分裂過(guò)程受到干擾3）細(xì)胞代謝所需的能量、維生素、微量元素、酶等缺乏。4）細(xì)胞膜的正常結(jié)構(gòu)和生理環(huán)境發(fā)生改變等。環(huán)境中的典型污染物

第一節(jié)環(huán)境毒物

能對(duì)人類、畜禽、魚類或其他生物體顯示體內(nèi)毒性的那些環(huán)境污染物叫做環(huán)境毒物。

一、簡(jiǎn)介

部分毒物是天然生成的，更多的是由人工制造產(chǎn)生的化學(xué)污染物，在其生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中散入環(huán)境又轉(zhuǎn)入人體或其他生物體內(nèi)，發(fā)作其毒害效應(yīng)。

從毒理學(xué)角度來(lái)看，“毒物”的概念不十分確定，因此認(rèn)定一種物質(zhì)是否為毒物是有條件的。如存在形態(tài):As2O3劇毒；As2O5、As低毒；Cr(III)人體營(yíng)養(yǎng)物，Cr(VI)毒物；Hg蒸汽態(tài)進(jìn)入人體，劇毒，進(jìn)入消化道液態(tài)汞可排出，Hg(CH3)2有機(jī)態(tài)劇毒。如：轉(zhuǎn)移途徑蛋白質(zhì)(分解)→氨基酸（小分子）→（部分分解)NH4+(NH3)→尿素,銨鹽→排出（正常人體）NH3→（轉(zhuǎn)入血液）進(jìn)入人腦（中毒）如：劑量氧氣是維持生命的氣體，但早產(chǎn)新生兒連續(xù)吸氧六小時(shí)以上，會(huì)造成視網(wǎng)膜損傷導(dǎo)致失明。毒物劑量（濃度）根據(jù)劑量大小引起毒作用快慢的不同，將毒作用分成急性、慢性和亞急（慢）性三種。急性毒作用一般以半數(shù)有效劑量(ED50）或半數(shù)有效濃度（EC50）表示，即毒物引起一群受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需要的毒物的劑量或濃度。確定一化合物是否是毒性的定量標(biāo)準(zhǔn)顯然，ED50越小，受試物質(zhì)的毒性越高。若以死亡率作為毒作用的觀察指標(biāo)，則稱為半致死量(LD50)或半致死濃度（LC50）。

半致死量（濃度）指經(jīng)口喂食受試動(dòng)物,當(dāng)喂量不大于50mg/kg(體重),而食后48小時(shí)內(nèi)有半數(shù)死亡時(shí),則該試物為毒物。如：LD