環(huán)境中有害物質對人類遺傳的影響10

環(huán)境中有害物質對人類遺傳的影響

蔣靈芝主講人：蔣靈芝人類醫(yī)學模式也由單一的"生物醫(yī)學"轉化為"生物－心理－社會醫(yī)學"模式?？萍冀?jīng)濟高速發(fā)展不斷對人類生存環(huán)境產(chǎn)生影響，人類也時刻面臨環(huán)境危害的挑戰(zhàn)。過度利用自然資源，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活廢棄物的排放，導致生態(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、近海等水體有機物污染導致富營養(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、生長調(diào)節(jié)劑超標。飼料中非法添加激素和生長促進劑及抗微生物制劑引起的細菌耐藥等。轉基因食品進入人體后，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刻了。城市化進程加快，人類行為生活方式的改變，城市化導致的人口密集，人口老齡化，流動人口增加。機動車數(shù)量的提高，交通傷害增加，生活壓力增加導致心理問題及障礙增多，活動量減少。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、社會及生活行為習慣同樣改變著人類的疾病譜。經(jīng)濟和貿(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、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次國際出生缺陷討論會的資料，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號染色體的三體可引起先天愚型即Down綜合征,18號染色體的三體可引起Edward綜合征,13號染色體三體可引起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.染色體結構異?！旧w的結構畸變也可引起畸形，如5號染色體短臂末端斷裂缺失可引起貓叫綜合征?；蛲蛔兊陌l(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40年代就已被確認，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內(nèi)環(huán)境和微環(huán)境直接作用于胚體，有的則通過改變內(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、致畸性化學物質和其它致畸因子。

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，或干擾胎盤的轉運功能，破壞胎盤屏障，從而間接地影響胚胎發(fā)育。目前已經(jīng)確定對人類胚胎有致畸作用的生物因子有：風疹病毒、巨細胞病毒、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，對動物有明顯的致畸作用，但對人類有無致畸作用尚未確定。

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

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

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發(fā)育不全，大劑量應用鏈霉素可引起先天性耳聾，大劑量應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，有些藥物在動物實驗中有明顯的致畸作用，但對人類有無致畸作用尚需進一步證實，如苯妥英鈉，可的松等。

4．致畸性化學物質在工業(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物質。目前已經(jīng)確認對人類有致畸作用的化學物質有：某些多環(huán)芳香碳氫化合物，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。有些化學物質對動物有明顯的致畸作用，但對人類胚胎的致畸作用尚待進一步證實。

5．其它致畸因子洶酒、大量吸煙、缺氧、嚴重營養(yǎng)不良等均有致畸作用。孕期過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越受到人們的重視。流行病學調(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，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，嚴重者可導致胎兒死亡和流產(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)境致畸因子通過引起染色體畸變和基因突變而導致先天畸形，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致畸因子的易感程度。

流行病學調(diào)查顯示，在同一地區(qū)同一自然條件下，同時懷孕的孕婦在一次風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，每個胚胎對風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構和生化特性，而這種結構和生化特性取決于胚體的遺傳特性。對致畸因子的種間差異更是如此，如可的松對小白鼠有明顯的致畸作用（主要引起腭裂），但對豬、猴等則幾乎無致畸作用。人類和其它靈長類動物對反應停非常敏感，可引起殘肢畸形，但對靈長目之外的其它哺乳動物幾乎無致畸作用。

一、環(huán)境中有害物質的致突變作用1.概念：突變——機體在有害因素的影響下，細胞核的遺傳物質發(fā)生變異。染色體畸變——突變發(fā)生在染色體，導致染色體的結構和數(shù)目的異常。基因突變——突變局限在DNA的某一個片斷。

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、機械損傷等。前已證實日光與紫外線：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)

化學因素：有機化合物如：苯系物、醇類、醛類、烷化類物質、甲基汞、五氯酚鈉、有機農(nóng)藥等；無機物如：石棉、砷、鎳、鉻、氧化汞等無機物可通過妊娠中的母體干擾正常胚胎發(fā)育過程，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胞，影響生殖機能和出生缺陷。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，乙型肝炎病毒與肝癌發(fā)生相關。

二、環(huán)境中有害物質的致癌作用

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

癌基因——攜帶致癌遺傳信息的基因。3.原癌基因——正常細胞中也存在著在核酸水平及蛋白質產(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，是指抑制腫瘤細胞的腫瘤性狀的表達的基因，只有當它自己不能表達或其基因產(chǎn)物去活化才容許腫瘤性狀的表達導致腫瘤發(fā)生。

三、環(huán)境中有害物質的致畸作用

1.

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

致畸作用的機制：1）基因突變和染色體畸變2）核酸復制轉錄及有絲分裂過程受到干擾3）細胞代謝所需的能量、維生素、微量元素、酶等缺乏。4）細胞膜的正常結構和生理環(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)生的化學污染物，在其生產(chǎn)、運輸?shù)冗^程中散入環(huán)境又轉入人體或其他生物體內(nèi)，發(fā)作其毒害效應。

從毒理學角度來看，“毒物”的概念不十分確定，因此認定一種物質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)人體營養(yǎng)物，Cr(VI)毒物；Hg蒸汽態(tài)進入人體，劇毒，進入消化道液態(tài)汞可排出，Hg(CH3)2有機態(tài)劇毒。如：轉移途徑蛋白質(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→（轉入血液）進入人腦（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)吸氧六小時以上，會造成視網(wǎng)膜損傷導致失明。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準顯然，ED50越小，受試物質的毒性越高。若以死亡率作為毒作用的觀察指標，則稱為半致死量(LD50)或半致死濃度（LC50）。

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