1、12第一节第一节 人类的环境人类的环境一、人类环境的分类：一、人类环境的分类：二、人类环境的构成：二、人类环境的构成：气圈、水圈、岩石圈、生物圈Atmosphere3Hydrosphere4Hydrologic Cycle 5Litherspere6Biosphere7三、生态环境三、生态环境（一）生态环境：（一）生态环境：生态系统组成生态系统组成（二）生态系统（二）生态系统(ecosystem)：1.1.定义：是在一定空间范围内，由生物群落及其环定义：是在一定空间范围内，由生物群落及其环境组成，借助于各种功能流（物质流、能量流、物种流境组成，借助于各种功能流（物质流、能量流、物种流和信息流）
2、所联结的稳态系统。和信息流）所联结的稳态系统。2.2.生态系统是生物圈内能量和物质循环的功能单位，生态系统是生物圈内能量和物质循环的功能单位，任何一个生物群落与其环境都可以组成一个生态系统；任何一个生物群落与其环境都可以组成一个生态系统；地球上最大的生态系统是生物圈。地球上最大的生态系统是生物圈。3.3.组成：生产者、消费者、分解者组成：生产者、消费者、分解者 8 4.4.食物链与食物网：食物链与食物网：食物链（食物链（food chain)food chain)：食物网（食物网（food web):food web):：“园中有园中有树树，其上有其上有蝉蝉，蝉高居悲鸣饮露，蝉高居悲鸣饮露，不
3、知不知螳螂螳螂在其后也；在其后也；螳螂委身曲附，螳螂委身曲附，欲取蝉，欲取蝉，而不知而不知黄雀黄雀在其旁也；在其旁也；黄雀延颈欲啄螳螂，黄雀延颈欲啄螳螂，而不知而不知弹丸弹丸在其下也。在其下也。”人人黄雀黄雀螳螂螳螂蝉蝉树树9Food chain/web105.5.生态系统健康生态系统健康(ecosystem health)（1 1）定义：是指具有活力和自调节能力、结构稳定的生）定义：是指具有活力和自调节能力、结构稳定的生态系统，是生态系统的综合特性。态系统，是生态系统的综合特性。（2 2）含义：）含义：活力活力生态系统的功能：包括维持生态系统本身复杂生态系统的功能：包括维持生态系统本身复杂特
4、性的功能和为人类服务的功能；特性的功能和为人类服务的功能；调节能力调节能力通过正、负反馈相互作用和转化，在受胁通过正、负反馈相互作用和转化，在受胁迫时维持生态系统的正常结构和功能，保证系统达到一定的迫时维持生态系统的正常结构和功能，保证系统达到一定的稳态；稳态；结构稳定结构稳定指生态系统具有平衡、完整的生物群落和指生态系统具有平衡、完整的生物群落和多样的生物种群。多样的生物种群。11（三）生态平衡人类活动在生态系统中扮演的角色（三）生态平衡人类活动在生态系统中扮演的角色 1.1.生态系统构成相互间的动态平衡生态系统构成相互间的动态平衡 影响因素：影响因素：自然因素：火山、山洪、火灾、地震等自然
5、因素：火山、山洪、火灾、地震等 人为因素：人为因素：人口增长人口增长 资源的过度开发资源的过度开发 废弃物排放废弃物排放 使用不易降解的化学物等导致生态系统构成的失调使用不易降解的化学物等导致生态系统构成的失调122.2.生态系统的能量流动和物质循环生态系统的能量流动和物质循环 （1 1）能量流动：）能量流动：（2 2）物质循环：）物质循环：水循环水循环 碳循环碳循环 氮循环氮循环 13143.3.生态研究在环境医学中的应用生态研究在环境医学中的应用 （1 1）食物链在环境医学的意义）食物链在环境医学的意义 （2 2）生物监测）生物监测 种群、个体数量种群、个体数量 （3 3）环境规划）环境规
6、划 生态平衡与规划生态平衡与规划 （4 4）污染防治）污染防治 可持续发展的基本准则可持续发展的基本准则15烟烟 尘尘废废 气气农药农药废水废水土壤土壤水体水体农作物农作物水生植物水生植物水生动物水生动物 人人 畜畜有毒物质的生物作用途径有毒物质的生物作用途径16第二节第二节 人与环境的辩证关系人与环境的辩证关系一一、环境与人体的相互关系、环境与人体的相互关系（物质上的统一）（物质上的统一）人体通过新陈代谢与生态环境的物质交换，维持人体通过新陈代谢与生态环境的物质交换，维持着物质、能量、信息的动态平衡着物质、能量、信息的动态平衡二、环境有害因素对机体作用的一般特征二、环境有害因素对机体作用的一
7、般特征（一）剂量（一）剂量-效应效应(反应反应)关系关系（二）暴露时间与蓄积（二）暴露时间与蓄积 有害因素的强度；内暴露量；有害因素的作用有害因素的强度；内暴露量；有害因素的作用时间；生物半减期；物质蓄积；功能蓄积。时间；生物半减期；物质蓄积；功能蓄积。17（三）人群健康效应谱（三）人群健康效应谱(spectrum of health effect)生理反应异常生理反应异常生理代偿性变化生理代偿性变化生理代生理代偿偿性性变变化化生理反应异常生理反应异常18（四）人群易感性（四）人群易感性(suseceptibility)1 1、定义：机体对环境变化的反应存在差异，由于个体或遗、定义：机体对环境
8、变化的反应存在差异，由于个体或遗传因素导致机体对环境异常改变产生的不良反应敏感或传因素导致机体对环境异常改变产生的不良反应敏感或增强的特性；这类人群称为易感人群。增强的特性；这类人群称为易感人群。2 2、影响因素：、影响因素：个体因素：年龄、健康状况、营养状况和行为；个体因素：年龄、健康状况、营养状况和行为；遗传因素：性别、种族、遗传缺陷和基因多态性遗传因素：性别、种族、遗传缺陷和基因多态性(gene polymorphism)。环境应答基因环境应答基因(environmental response gene)：对环境因素的：对环境因素的作用产生应答反应有关的基因。作用产生应答反应有关的基因。
9、环境基因组计划环境基因组计划(environmental genome project,EGP)19Post-genomic Era of BiologyGenomeGenotypeGenomics GeneexpressionEnvironmentalstressors Metabolism ProteinsTranscriptomicsProteomicsMolecularPhenotypeMetabonomics20“Genes load the gun,the environment pulls the trigger”21环境基因组计划（EGP）1997.101997.10提出，提出
10、，1998.4.41998.4.4立项资助立项资助 预计预计20042004年完成年完成参加单位：参加单位：美国国立环境卫生科学研究所（美国国立环境卫生科学研究所（NIEHS)NIEHS)美国国立卫生院（美国国立卫生院（NIHNIH）的几个研究所）的几个研究所 美国能源部（美国能源部（DOE,Department Of EnergyDOE,Department Of Energy）联邦研究机构联邦研究机构22Environmental GenomicsKnowledgeOfToxicologyCandidateGenesExposureModelStudiesFindGeneticsVaria
11、tionFuntionalAnalysis?PopulationStudiesRiskAssesment23研究目标：研究目标：专门研究与环境相关疾病的遗传易感性，专门研究与环境相关疾病的遗传易感性，寻找对化学损伤易感的基因。寻找对化学损伤易感的基因。研究人群：不同年龄、性别和种族背景的研究人群：不同年龄、性别和种族背景的1010个群体中个群体中 10001000个个体。个个体。研究目标：研究目标：1.1.鉴定与鉴定与环境相关疾病易感基因的等位片段多态性环境相关疾病易感基因的等位片段多态性 （allelic polymorphism）；）；2.2.建立这些基因多态性的中心建立这些基因多态性的中
12、心数据库；数据库；3 3.服务于疾病流行病学中基因与环境相互作用的人服务于疾病流行病学中基因与环境相互作用的人 群研究。群研究。4.4.准确准确地预测出影响人类健康的危险度和帮助政府地预测出影响人类健康的危险度和帮助政府 制定出环境保护策略。制定出环境保护策略。24努力方向：努力方向：1.1.环境基因组图谱的建立，包含足够的血样数和环境基因组图谱的建立，包含足够的血样数和2020 个基因多态性；个基因多态性；2.2.大规模从具有代表性的美国人群中检测主要的化学大规模从具有代表性的美国人群中检测主要的化学 物质；物质；3.3.恢复这些因素的真实相互作用；恢复这些因素的真实相互作用；4.4.用转基
13、因鼠和其他改进模式建立快速和更好的检测用转基因鼠和其他改进模式建立快速和更好的检测 系统。系统。25具体研究项目：具体研究项目：1 1、生命统计学，、生命统计学，研究分析环境和基因之间的关系，建立用于分析大研究分析环境和基因之间的关系，建立用于分析大 分子物质（分子物质（DNADNA、RNARNA、蛋白质）的计算机分析数据库以及基于、蛋白质）的计算机分析数据库以及基于WebWeb的的 资源的开发和利用。资源的开发和利用。2 2、DNADNA测序，测序，DNADNA测序或序列分析，人群中遗传学变异的测定，测序或序列分析，人群中遗传学变异的测定，同源同源 性测定，侧翼序列和内含子性测定，侧翼序列和
14、内含子/外显子分析增强子和其他一些调节域外显子分析增强子和其他一些调节域 的分析等。的分析等。3 3、社会、法律和伦理学的应用：、社会、法律和伦理学的应用：提高人们对于环境相关疾病的认识；提高人们对于环境相关疾病的认识；帮助卫生人员制定相应的疾病预防政策；帮助卫生人员制定相应的疾病预防政策；保护那些参与研究的个体；保护那些参与研究的个体；研究结果的利用以及如何为社会上的大多数人服务。研究结果的利用以及如何为社会上的大多数人服务。264 4、功能分析，包括结构功能研究、酶学研究、细胞定位、蛋、功能分析，包括结构功能研究、酶学研究、细胞定位、蛋 白质折叠、组织白质折叠、组织-器官特异基因表达模式、
15、功能基因分析、器官特异基因表达模式、功能基因分析、转基因或其他实验动物模型、体外或细胞系培养方法等。转基因或其他实验动物模型、体外或细胞系培养方法等。5 5、人群方面的研究，包括环境和分子流行病学研究、生物标、人群方面的研究，包括环境和分子流行病学研究、生物标 记、基因易感性、环境和基因之间的相互作用等。记、基因易感性、环境和基因之间的相互作用等。6 6、技术的发展，该研究项目主要发展一些用于基因或蛋白质、技术的发展，该研究项目主要发展一些用于基因或蛋白质 功能研究的技术，包括功能研究的技术，包括DNADNA微点阵技术、质谱、毛细管电微点阵技术、质谱、毛细管电 泳、高效液相色谱、全细胞蛋白质内
16、容分析等。泳、高效液相色谱、全细胞蛋白质内容分析等。27表表1 1 疾病相关易感性基因的一些例子疾病相关易感性基因的一些例子多态性分类环境暴露相关联疾病CYP1A1激活吸烟肺癌NAT2解毒吸烟膀胱、乳腺癌GSTT1解毒氯化消毒溶剂癌症、毒性对氧磷酶解毒神经性杀虫剂神经系统损伤HLA-H营养因子饮食中的铁血色沉着病TCG-生长因子母亲吸烟唇裂、腭裂小鼠17号染色体位点 免疫/炎症反应新鲜空气 肺部感染HLA-DP标记 免疫反应铍慢性铍的肺病ALAD 生物合成铅铅中毒28第三节第三节 自然环境与健康自然环境与健康一、不良气象因素与健康一、不良气象因素与健康直接影响：高温、严寒、低气压对敏感者直接影
17、响：高温、严寒、低气压对敏感者间接影响：气候异常的，病媒的滋生蔓延间接影响：气候异常的，病媒的滋生蔓延作用方式：物理刺激作用方式：物理刺激 影响生理和代谢影响生理和代谢 致病传媒增加致病传媒增加 不利污染物扩散、促进二次污染物的形成不利污染物扩散、促进二次污染物的形成29二、生物性有毒有害物质与健康二、生物性有毒有害物质与健康（一）动物毒素（一）动物毒素-人在野外环境时接触人在野外环境时接触（二）植物毒素（二）植物毒素-藻毒素释放到水中藻毒素释放到水中（三）细菌毒素（三）细菌毒素（四）其他（四）其他 飞絮、花粉、枯草、动物皮毛飞絮、花粉、枯草、动物皮毛 请说出一种环境中的生物性有害因素(空气、
18、水、土壤）30三、地球化学因素与健康三、地球化学因素与健康 生物地球化学性疾病生物地球化学性疾病(biogeochemical disease)定义：由于地质原因使得地壳表面元素分布不均一，定义：由于地质原因使得地壳表面元素分布不均一，某些元素过多或缺乏导致生活在该区域的人群对某些某些元素过多或缺乏导致生活在该区域的人群对某些化学元素摄入量过高或过低引发的疾病化学元素摄入量过高或过低引发的疾病。特征：地区分布、与微量元素含量异常有关特征：地区分布、与微量元素含量异常有关 我国常见的地化病有地氟病（我国常见的地化病有地氟病（2828个省流行）、地甲病个省流行）、地甲病（内陆山区）、慢性砷中毒（又
19、称黑脚病，台湾新疆（内陆山区）、慢性砷中毒（又称黑脚病，台湾新疆地区）。地区）。31第四节第四节 环境污染与健康环境污染与健康一、环境污染（一、环境污染（air pollution)由于人们的生产或生活活动而排放进入环境中废弃物由于人们的生产或生活活动而排放进入环境中废弃物的数量或浓度超过了环境的自净能力，造成环境质量下降的数量或浓度超过了环境的自净能力，造成环境质量下降和恶化，对人体的健康造成直接的、间接的或潜在性的有和恶化，对人体的健康造成直接的、间接的或潜在性的有害影响，称之为环境污染。害影响，称之为环境污染。环境污染物（环境污染物（air pollutant）物理性、化学性、生物性物理
20、性、化学性、生物性32环境污染物暴露的特点：环境污染物暴露的特点：多样性多样性 低剂量、弱效应低剂量、弱效应广泛性广泛性 复杂性：多途径、联合作用复杂性：多途径、联合作用长期性长期性3334二、环境污染对健康的危害二、环境污染对健康的危害（一）急性中毒（一）急性中毒 环境污染物的短期高浓度暴露（气、水）环境污染物的短期高浓度暴露（气、水）环境高度危险的重点，如核电、化工等。环境高度危险的重点，如核电、化工等。切尔诺贝利事件、博帕尔事件均对人生安全造成重大危害。切尔诺贝利事件、博帕尔事件均对人生安全造成重大危害。（二）慢性中毒（二）慢性中毒 非特异性：污染物暴露加重原有疾病、生理功能下降，影非特
21、异性：污染物暴露加重原有疾病、生理功能下降，影 响生长发育；响生长发育；特异性：毒物特有的损害，表现为慢性病或慢性中毒特异性：毒物特有的损害，表现为慢性病或慢性中毒 铅、甲基汞铅、甲基汞 35(三三)远期效应远期效应 1、环境污染与肿瘤、环境污染与肿瘤空气污染与肺癌空气污染与肺癌 发病率的城乡差别发病率的城乡差别 室内空气污染的高发与燃料结构的相关性室内空气污染的高发与燃料结构的相关性 吸烟、空气污染的主次问题吸烟、空气污染的主次问题水污染与肿瘤水污染与肿瘤 江河水的证据江河水的证据 上中下游人群饮用自来水的比例上中下游人群饮用自来水的比例 宅沟或泯沟水的证据宅沟或泯沟水的证据 塘水作为饮水源
22、的居民，有机物污染严重塘水作为饮水源的居民，有机物污染严重362 2、环境污染与致畸、环境污染与致畸先天性水俣病是典型例子，是由于甲基汞进入胎儿干先天性水俣病是典型例子，是由于甲基汞进入胎儿干扰大脑发育所致。扰大脑发育所致。二噁英污染与畸胎的关系二噁英污染与畸胎的关系大气污染出生缺陷大气污染出生缺陷孕期的农药暴露与不良妊娠结局的关系孕期的农药暴露与不良妊娠结局的关系环境内分泌干扰物的作用环境内分泌干扰物的作用37环境内分泌干扰物环境内分泌干扰物Environmental endocrine disrupting chemicals发展历史：发展历史：70年代初：加拿大，海鸥年代初：加拿大，海鸥
23、 80年代初：美国，鳄鱼；日本，鲤鱼年代初：美国，鳄鱼；日本，鲤鱼 90年代：丹麦，男子年代：丹麦，男子 最近几年：日本，男子；美国，女子最近几年：日本，男子；美国，女子概念：日本早在概念：日本早在1977年就提出过年就提出过“环境激素环境激素”这一概念。这一概念。美国环境记者戴安美国环境记者戴安达码诺斯定义：达码诺斯定义：这是一种并不直接毒害生命的化学物质，但这是一种并不直接毒害生命的化学物质，但 它以它以“激素激素”的面貌对生物体起作用，即使数量极的面貌对生物体起作用，即使数量极 少，也会使生物体内的内分泌失调，出现生殖器少，也会使生物体内的内分泌失调，出现生殖器 畸形等诸多病变。畸形等诸
24、多病变。38环境类激素的来源：环境类激素的来源：洗涤剂、农药、塑料工业向环境排放的物质及其分解洗涤剂、农药、塑料工业向环境排放的物质及其分解产物，可在自然界中产生一系列类激素污染物。多达七十产物，可在自然界中产生一系列类激素污染物。多达七十余种，如：余种，如：洗涤剂中的烷基化苯酚类；制造塑料使用的添加剂、洗涤剂中的烷基化苯酚类；制造塑料使用的添加剂、增塑剂邻苯二甲酸酯类及双酚增塑剂邻苯二甲酸酯类及双酚A A；二恶英、苯乙烯、多氯；二恶英、苯乙烯、多氯联苯、三丁锡和三苯锡涂料、联苯、三丁锡和三苯锡涂料、DDTDDT等等。定义：定义：环境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并环境中存在的能干扰
25、人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质。导致异常效应的物质。39环境类激素对的危害：环境类激素对的危害：1.1.环境类激素的生物学特点：环境类激素的生物学特点：多为脂溶性，化学性质稳定，可通过食物链富集，多为脂溶性，化学性质稳定，可通过食物链富集，进入机体后生物半衰期长，可在机体内长期蓄积，难以进入机体后生物半衰期长，可在机体内长期蓄积，难以生物降解，不易排出甚至不排出；生物降解，不易排出甚至不排出；进入靶器官后，与体内激素竞争性结合甾类受体，进入靶器官后，与体内激素竞争性结合甾类受体，形成激素受体复合物，然后进入细胞核与形成激素受体复合物，然后进入细胞核与DNADNA结合，发结合，发
26、挥生物学效应，改变细胞功能。挥生物学效应，改变细胞功能。402.2.环境类激素的生物学效应：环境类激素的生物学效应：环境环境“激素激素”的分子结构与人体内激素的分子结构非的分子结构与人体内激素的分子结构非 常相似，当它们进入人体后，就会轻而易举地与它们的常相似，当它们进入人体后，就会轻而易举地与它们的 “受体受体”相结合，这些冒名顶替者混杂其中，诱使机体相结合，这些冒名顶替者混杂其中，诱使机体渐渐 渐改变某些生物化学反应。久而久之，它们就会使人和渐改变某些生物化学反应。久而久之，它们就会使人和 其它生物的机体与生殖系统发生严重的差错和病变。其它生物的机体与生殖系统发生严重的差错和病变。科学家认为，科学家认为，“环境激素环境激素”问题同地球变暖、臭氧问题同地球变暖、臭氧层层 破坏一样，已成为全球性环境大问题。人类在创造文明破坏一样，已成为全球性环境大问题。人类在创造文明 的历史中，又一次面临着自己创造的的历史中，又一次面临着自己创造的“恶魔恶魔”的挑战。的挑战。41（四）其他危害（四）其他危害1.生物性危害生物性危害2.精神状态精神状态3.过敏反应过敏反应4.间接危害间接危害
