《環(huán)境生物學》課程講座：環(huán)境與健康課件

《環(huán)境生物學》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、精神和社會全都安康的一種狀態(tài)，而非僅僅是沒有疾病或體弱。疾?。菏菍I養(yǎng)、化學、生物或心理學等環(huán)境因素的反應時，我們的肌體出現(xiàn)的有害改變情況。在發(fā)病和死亡過程中，食物和營養(yǎng)、傳染性物質、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地區(qū)，心血管疾?。ㄐ呐K病和中風）、癌癥、傷害（有意或無意的）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殺死至少2200萬人，相當于43%由各種疾病導致的死亡。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（艾滋病）目前已經成為第五位最大的傳染病因。世界環(huán)境組織（WHO）估計大約有3000萬人感染了這種病毒，每年有230萬人死于艾滋病。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家，25%的成年人感染艾滋病。盡管出生率很高，許多非洲國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體傳播疾病，每年大約有5億人受到感染，200萬人死于瘧疾。瘧疾曾經被認為已經被根除，現(xiàn)在卻又重新盛行。一些疫苗可以預防的疾病，包括麻疹、小兒麻痹、乙型肝炎和破傷風每年要奪去170萬條生命，大多是發(fā)展中國家的兒童?？的螤柎髮W的CharlesArntzen博士及其同事通過將抗性基因轉移到農作物中，從而創(chuàng)造了可食用的疫苗。這些轉基因農作物可以廉價地生長，可以避免對冷凍、針劑和接種的需要。

死亡率和生命質量死亡率不能代表全部的疾病責任。許多生過病的人都不會死亡，但是生活質量卻嚴重降低。多年來健康部門努力建立新方法來衡量疾病和生命質量的降低，包括死亡率。最新的仍存在爭議的衡量方法是失能調整（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致失去健康生活的情況。它試圖評價所有疾病的分擔，而不僅是死亡人數(shù)。

死亡率和生命質量全世界約有20億的人口在受蛔蟲、吸蟲、原生動物和其他外來寄生蟲的影響。雖然受害者很少死于此類感染，但他們的生活質量顯然受到影響。營養(yǎng)水平處于邊緣的人往往供血不足。營養(yǎng)不良和貧血加起來可以制約兒童正常的生長發(fā)育。也會損傷免疫系統(tǒng)，使得這些兒童和成人不能對于麻疹、痢疾、呼吸道感染、肺結核、和瘧疾等常見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、肺炎和百日咳已經折磨了人類幾千年，在過去的二十年內至少又出現(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家是突然出現(xiàn)的、高度致死的爆發(fā)。一年內由于一種疾病導致死亡數(shù)量最大的一次，可能是1918年的嚴重流感事件。不到12月的時間內，大約3千萬到4千萬人死于這種病毒。超過同一時期發(fā)生的第一次世界大戰(zhàn)中死亡總人數(shù)的2倍。

例子1：1993年，美國西南部Hanta病毒的爆發(fā)表明環(huán)境改變是如何幫助疾病擴散的。它是根據(jù)第一次確診的地點的名字命名的，有時候也被稱為四角病的Hanta是一種出血熱，可以導致大量液體在肺部積累?？雌饋斫】档哪贻p人可以在幾小時內被擊倒而死亡，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），再加上西南沙漠的農業(yè)擴展，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)展的城市以及越來越多的人在戶外露營、打獵、遠足和工作，增加了接觸到老鼠的人的數(shù)量。例子3：1992年，消失了近一個世紀以后，一種霍亂流行病突襲了南美洲的西海岸。超過1百萬人口被感染，至少有12，000人死于這種嚴重的痢疾。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1000例?；魜y通常是通過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。抵達城市港口的海船的艙底帶來的被污染的水（壓艙水），以及缺乏足夠的污水凈化設備是國際傳播的途徑。最近我們發(fā)現(xiàn)霍亂弧菌的休眠形式棲息在橈足類（小型甲殼動物）體內。溫暖的水體（如南美洲太平洋發(fā)生的厄爾尼諾現(xiàn)象）刺激了橈足類動物種群及細菌進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)百萬家禽被處理。2005年，禽流感（越南、泰國，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21人。2008年，手足口?。‥V-71型腸病毒），目前感染超過16000人，已有28名兒童死亡。實際屬于兒童常見病，每年都會發(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）。中國大陸確診2例、香港2例，都屬輸入性病例。人類無天然抗體，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，是曾經被視為消失了的疾病又返回的例子?，F(xiàn)在瘧疾每年要奪走3百萬條生命，90%是非洲人，而且多數(shù)是兒童?，F(xiàn)代醫(yī)學和農藥出現(xiàn)后，很多地方的瘧疾幾乎已經被消滅了，但最近又回來了。現(xiàn)在，引發(fā)這種疾病的原生動物（瘧原蟲）已經可以抵抗大多數(shù)抗生素，而傳播原生動物的蚊子也已經對很多殺蟲劑產生了抗性。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化這一能力。另一個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體戰(zhàn)勝其他個體，從而在種群內擴展它們的基因。

對抗生素和殺蟲劑的抗性美國每年至少開出5千萬劑非必須的、或是錯誤的抗生素處方。而且許多開始一個抗生素療程的人都不能完成處方時間。另外，通常給家畜喂食低劑量的抗生素以促進其體重的增長。所有這些措施都被抗性生物利用了。另外，質粒（微小的、圓形的、赤裸的核酸分子）攜帶著基因從一個細菌轉移到另一個。通常一個質?？梢杂靡粋€包裹來移動一組抗性基因，這樣使從沒有遇到過這種藥物的細胞就失去了敏感性。你能做什么？

如果你在服用抗生素，請堅持整個療程。感覺良好使就馬上停止服用是培養(yǎng)抗性細菌的“最佳選擇”。實行安全的性行為。不吸煙并且避開有煙區(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相處。

有毒化合物有危險的化學品被分為兩大類：危險化學品和有毒化學品。危險化學品就意味著有危險。這一類包括易燃品、易爆品、刺激物、感光物、酸和堿。許多在高濃度時有危險的化學品在稀釋后相對無害。有毒物質能與特定細胞成分作用，以殺死細胞。因為這種特性，即使是被稀釋后，他們通常還是有害的。有毒化合物過敏原是可以激活免疫系統(tǒng)的物質。很多過敏原直接表現(xiàn)為抗原；它們被白血球識別為外來物，并刺激特定抗體的產生。其他過敏原不直接作用，而是通過與其他物質結合，改變其結構或化學性從而變成抗原，再來引發(fā)免疫反應。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。我們對其為什么會發(fā)生，以及哪些化合物真正起作用所知甚少。然而，我們認為免疫系統(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。這些死亡的動物普遍含有高水平的農藥殘留物、多氯聯(lián)苯、以及其他可以干擾正常內分泌激素功能的污染物。這些物質的存在使得動物抗病能力下降。

有毒化合物神經毒物是一類特殊的代謝毒物，特異性地攻擊神經細胞（神經元）。神經系統(tǒng)對于調節(jié)人體活動非常重要，以至于對神經系統(tǒng)活動的干擾尤其快速，極具破壞性。不同類型的神經毒物以不同的方式作用。大部分神經毒物毒性極強，且作用很快。重金屬，如鉛和汞殺死神經細胞，引發(fā)永久性的神經損傷。麻醉劑（乙醚、氯仿、氟烷等等）和氯代烴（DDT、狄氏劑和艾氏劑）則破壞神經活動必需的神經細胞膜。有機磷酸酯（馬拉硫磷、對硫磷）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節(jié)神經細胞和受神經支配的組織或器官（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胞內基因物質（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，基因損傷可以誘導腫瘤的形成。如果繁殖細胞發(fā)生損傷，結果可能遺傳到后代。細胞具有修復機制來監(jiān)測和重建損傷了的基因物質，但是某些改變可以隱藏，而修復過程本身也可能產生缺陷。通常人們認為致突變劑暴露沒有安全閾值。任何暴露都有可能造成損傷。有毒化合物

致癌物質是一些可以引發(fā)癌癥的物質，入侵性的、不受控制的細胞的生長，導致出現(xiàn)惡性腫瘤。20世紀大多數(shù)工業(yè)國家的癌癥率都在增長，現(xiàn)在美國癌癥是第二大死亡原因，1999年奪走了539,533條生命。根據(jù)美國癌癥協(xié)會估算，美國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。另一些人則認為更應該歸因為生活習慣（吸煙、日光浴、酒精），或壽命的延長。有毒化合物如果按年代來統(tǒng)計死于癌癥的人數(shù)的話，近年來持上升趨勢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去有太多關于工業(yè)化合物的負面消息，以至于人們認為所有人工化合物都是有毒的，而天然物質一定是有益的、無毒的。實際上，許多天然化學物質十分危險，而許多人工合成化合物相對無害。表面上我們和天然毒物一同進化，而合成化合物太過年輕，我們沒有時間來適應它們。但是，實際上如砷和氰化物都比人類存在得更早，但對我們仍是有毒的。有機物，如茄堿和酢漿草酸在我們食用的某些食物中很常見，但是我們對他們沒有免疫力。

天然毒素和人工毒物

毒理學家BruceAmes指出：我們的食譜中天然殺蟲劑是合成殺蟲劑的一萬倍。他認為我們對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。他發(fā)現(xiàn)農作物，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措施的人工殺蟲劑的殘留物更加危險。同樣，用殺真菌劑（許多殺真菌劑都是致癌的）處理過的農作物可以阻止致癌性更強的霉菌的生長。僅僅因為食品是用有機肥種植的，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)境健康專家認為我們不能低估合成有毒化學物質的危險。當與纖維及其它一些物質混合時，我們的食物中的天然化合物與其在實驗室試驗中所呈現(xiàn)的純態(tài)明顯不同。例如，花椰菜雖然含有致癌物，但是把它加入到實驗室動物的食物中后癌癥的風險卻降低了，這是因為它含有其他抗癌因子。

物理因素、損傷和壓力物理因素：如輻射也是嚴重的環(huán)境健康危險。盡管數(shù)據(jù)通常是有爭議的，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)境風險。噪聲是另一個重要的身體健康威脅因子。損傷：由事故或暴力導致的傷害。發(fā)達國家和發(fā)展中國家每1000個人中與損傷相關的死亡發(fā)生率十分相近。在美國由暴力和事故引起的死亡遠遠低于傳染病，盡管媒體的新聞報道使其看起來并非如此。損傷仍然是美國1～38歲人口的基本死亡原因之一，也是工業(yè)化國家65歲以下人口名列前茅的死因。在美國，每年大約有十萬例未成年人死于暴力和事故，而因此導致未成年人殘疾的是這個數(shù)的兩倍。這些死亡和傷害中有超過一半是由于撞車導致的。物理因素、損傷和壓力壓力和生活方式曾經被人們認為是可以引起苦惱，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，例如突發(fā)性心臟病、中風及動脈硬化。在美國和大多數(shù)工業(yè)化國家，這些疾病是主要的非損傷引起死亡的原因。壓力指的是對生物體施加緊張，而生物體又不能完全適應的物理、化學或情緒因子。它可以造成與疾病相關的物理反應。人類對不利壓力的反應并非獨有。植物也表現(xiàn)出環(huán)境壓力癥狀，大部分動物也是。受到壓力的動物仍然會過早地死于心血管疾病。腸胃不適，如潰瘍，這些也是人類對壓力的常見反應。壓力也與對傳染病的敏感度有關，就象在考試期間的許多學生所表現(xiàn)的那樣。

飲食習慣飲食也對健康影響很大。例如，心血管疾病和一個人在飲食中所攝入的鹽及動物脂肪量就有顯著的聯(lián)系。脂肪的攝入曾經被認為與乳腺癌有關，但是對幾個國家的長期研究表明，這一關聯(lián)可能是錯誤的。脂肪的攝入仍然會被和其他癌癥聯(lián)系在一起