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第二章 环境与健康
的关系
主要学习内容
（4学时）
第一节 人类的环境
第二节 人与环境的辩证统一关系
第三节 环境改变与机体反应的基本特征
第四节 自然环境与健康
第五节 环境污染与健康
第六节 环境与健康标准体系
第七节 环境与健康关系的研究方法
第八节 健康危险度评价
本章学习目的
在了解人类自然环境构成的基础上，深入认识人与环境的辨证统一关系，掌握自然环境和环境污染的有害因素对健康影响的一般规律和特征以及所产生的健康危害，熟悉环境与健康关系的研究方法以及健康危险度评价的基本内容和方法。
环境与健康关系研究是环境卫生学的核心，是人类生存和发展中永恒的主题！第三节 环境改变与机体反应的基本特征
一、环境介质与环境因素暴露
二、暴露特征与反应
三、环境多因素暴露与联合作用
四、人群健康效应谱与易感人群
一、环境介质与环境因素暴露
(一)环境物质在环境介质中的迁移
1. 单一介质内的迁移
2. 不同介质间的迁移
3. 生物性迁移:生物放大作用
环境污染物通过在环境介质中的迁移和转化，会改变人群暴露的范围、途径、性质、剂量。
1. 单一介质内的迁移
空气 扩散和对流
水体 扩散、弥散和水流
土壤 在其液体内的扩散或水通过
土壤颗粒间空隙的运动
2. 不同介质间的迁移
蒸发进入空气
吸附进入土壤
溶解进入水体
吸收、吸入、摄食进入生物体
3. 生物性迁移
生物放大作用：(biomagnification)在通过食物链和食物网迁移的过程中，生物体内化学物质的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。
一、环境介质与环境因素暴露
（二）环境化学物在环境介质中的转化
1.化学转化 :指污染物通过各种化学反应过程发生的转化。光化学烟雾
2.生物转化:指环境化学物通过生物相应酶系统的催化作用所发生的变化过程。甲基汞
一、环境介质与环境因素暴露
（三）环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响
1. 扩大暴露范围 :切尔诺贝利核污染事故
2. 增加暴露途径:金属汞
3. 改变污染物性质和毒性:酸雨、有机砷
4. 影响暴露剂量：生物放大作用
生物富集作用（bioenrichment）
生物从环境中摄入浓度极低的重金属元素或难降解的化合物，在体内逐渐累积起来，使生物体内该元素或化合物的浓度大大超过环境中的浓度，这种现象称为生物富集作用。
例：甲基汞
二、暴露特征与反应
（一）暴露途径：呼吸道、经口、皮肤
影响总暴露量:铅
影响吸收率：汞
改变作用靶：作用的途径多，因素复杂。
（二）剂量-反应关系
1.剂量与反应
2. 剂量-反应曲线的类型
（三）暴露时间
（二）剂量-反应关系
1.剂量与反应
随着暴露剂量的改变，产生某种反应（定量反应或定性反应）的数量而随之改变的相关关系称为剂量-反应关系(dose-response relationship)。
曾普遍将定量反应的剂量-反应关系称为剂量-效应关系。氟化物 血清碱性磷酸酶
仅将定性反应的剂量-反应关系才称为剂量-反应关系。氟斑牙
产生某一反应的临界剂量值称该反应的阈值。
根据阈值的存在，剂量-反应曲线包括：
无阈值化合物 ：遗传毒性致癌物
有阈值化合物 ：单阈值化合物 ： S形或抛物线形
两个阈值：必需微量元素（营养素）U形
（二）剂量-反应关系
2.剂量-反应曲线的类型
图2-2 有阈值化合物的剂量-反应关系曲线曲线A-C: 单阈值化合物; 曲线B-C: 两个阈值的化合物
（三）暴露时间
环境污染物的暴露，往往是在较低的剂量下数月或数年内的重复暴露。
重复暴露的时间包括暴露频度和暴露持续期两个要素。
生物半减期（biological half-life,T1/2），化合物在体内含量减少一半所需的时间 。
第二章 环境与健康的关系①暴露频度和暴露期与靶组织中的剂量（浓度）有关：
暴露频度高（即暴露间隔时间短）靶部位的浓度蓄积到有害作用水平的时间越短。暴露时间间隔长，靶部位的浓度蓄积到有害作用的时间越长，甚至永远蓄积不到有害作用的水平。
②化学物的生物半减期和摄入量
生物半减期长的化学物在短时间内靶部位蓄积量达到有害水平，生物半减期短的化合物长期暴露也不会造成危害。
摄入量愈大，达到平衡后其最大蓄积量也愈大；摄入量少，则体内最大蓄积量也少。
阈下剂量（浓度）No-observed-adverse –effect level, NOAEL是制定环境中有害物质最高容许浓度的依据。
第二章 环境与健康的关系三、环境多因素暴露与联合作用
（一）环境作用因素的多样性
环境有害因素包括物理性、化学性和生物性因素。
（二）联合作用的类型
1.相加作用：两个有机磷农药（胆碱酯酶 ）刺激性气体
2.独立作用：酒精和氯乙烯 线粒体 微粒体 脂质过氧化
3.协同作用：四氯化碳和乙醇（肝脏）石棉吸烟
4.增强作用：异丙醇对肝脏无毒，四氯化碳
5.拮抗作用：铁剂可减轻锰、二氯甲烷与乙醇
功能拮抗、化学拮抗、配置拮抗和受体拮抗
联合作用曾普遍称为交互作用，有些学者认为上述几种联合作用类型中，相加作用并不含有实质意义上的交互作用，因而把联合作用分为非交互作用的联合作用和交互作用的联合作用。
环境中共存的作用因素多、它们之间交互作用的类型和机制的复杂性可能都远远超过了今天人们的认识水平。克山病和大骨节病。
三、环境多因素暴露与联合作用
四、人群健康效应谱与易感人群
（一）健康效应谱
（二）易感人群
（三）影响人群易感性的因素
（一）健康效应谱（spectrum of health effect）：
健康效应：是在某一环境暴露水平条件下，人体（群）接受有害因素的影响而产生的健康状况的损害。
健康效应谱：指人群暴露于环境污染物时产生的不良反应在性质、程度和范围上所表现出的征象。它反映了环境污染引起的健康危害在人群中的分布情况。
不同级别的效应在人群中的分布不同。
四、人群健康效应谱与易感人群
（一）健康效应谱：
从预防医学的观点研究环境因素对人体健康的影响，可将生理、生化效应和病理效应看作连续的健康效应谱(health effect spectrum)，人群对环境因素反应的健康效应谱呈金字塔形或称冰山现象（图2-4）。
环境因素作用于机体后的健康效应谱，是一个连续的多个阶段的过程。可引起机体感觉不适，生化功能障碍，组织和器官发生生理功能和病理改变，进而出现临床症状，甚至个别出现死亡。多数环境有害因素引起的机体效应是非特异性的生理病理和生化功能受损。
人群对环境异常变化的健康效应谱
死亡
患 病
机能代偿疾病前状态
生理反应的异常变动
生理反应正常范围内的变动
作用强度
潜在健康效应
对健康有害影响
人体对环境致病因素的反应
污染物在体内负荷增加，但不引起生理功能和生化代谢的变化。
②体内负荷进一步增加，出现某些生理功能和生化代谢变化(非病理性的)。
引起某些生化代谢或生理功能的异常改变，这些改变已能说明对健康有不良影响，具有病理学意义。
机体功能失调，出现临床症状，成为临床性疾病。
⑤出现严重中毒，导致死亡。
冰 山 现 象
疾病、死亡
预防医学工作一个很重要的任务就是发现代偿状态（临床前期-preclinical phase）的早期敏感指标。
很多慢性疾病、传染病、地方病、职业病、公害病等在代偿状态时早期发现，对于预防这类疾病的发生非常重要。
效应谱中的“冰山之巅”和“冰山全貌”，预防医学更关注什么？ Why ？
思考题1：
易感人群（敏感人群）：对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的人群。易感人群会在更低的暴露剂量下出现有害效应；或者在相同环境因素变化条件下，出现某种不良效应的反应率明显增高。
高危人群：即出现某一效应的风险较大的人群，多为高暴露人群或/和易感的人群。
（二）易感人群
1.影响人群易感性的非遗传因素：人的健康状况、生理功能状态、年龄、营养状况、行为等有关。伦敦烟雾事件。
2.影响人群易感性的遗传因素：性别、种族、遗传缺陷和环境应答基因的基因多态性(gene polymorphisms)等。
环境应答基因概念：对环境因素的作用产生应答反应有关的基因称之。
（三）影响人群易感性的因素
婴幼儿和老人对环境有害因素的作用往往有更高的易感性。
如1952年伦敦烟雾事件期间，年龄在45岁以上的居民死亡人数为平时的3倍，1岁以下婴儿死亡数比平时也增加了1倍，在4000名死亡者中，80％以上患有心脏或呼吸系统疾患。
遗传缺陷
着色性干皮病、共济失调性毛细血管扩张和先天性全血细胞减少症，有DNA损伤修复缺陷：紫外线、烷化剂和某些致癌物。
先天性缺乏α1-抗胰蛋白酶的个体：刺激性气体。
红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺陷：对硝基苯类化合物及多种氧化物。
高铁血红蛋白还原酶缺乏：对亚硝酸盐、芳香胺和硝基化合物、臭氧和磺胺类药物等。
慢性乙酰化状态，在白种人和黑种人中约占60%,而在东方人中仅占10～20%，增加芳香胺化合物诱导的膀胱癌发生的危险度。
研究人群易感性的重要性！
人群易感性的研究对深入研究人暴露于环境健康危害的关系，开展高危人群的筛查，更经济有效地进行预防工作具有十分重要意义，是环境卫生学极其重要又非常前沿的课题。
练习题
1.环境污染对人群健康影响复杂性表现为
A.环境污染物可通过多种介质多途径进入人体
B.人群常处于低水平长时间暴露
C.受环境污染影响人群的反应个体差异大
D.往往是多因素的联合作用
E.以上都是
2.以下关于增强作用叙述正确的是
A.对机体产生的总效应等于各个化合物成分单独效应的总和
B.引发的生物效应不相互干扰
C.各化合物交互作用结果引起毒性增强
D.一种化学物无毒性，但与另一种化学物同时或先后暴露时使其毒性效应增强
E.总效应，低于各化合物单独效应的总和
研究人群易感性的重要性和前沿性？
思考题2：

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