第七章-生物地球化学性疾病.ppt

第七章 生物地球化学性疾病,biogeochemical disease,吴冬梅,南京医科大学公共卫生学院,2,地质环境,疾 病,元 素,第一节 概述,宏量元素,（,macroelement,）,99.95%,C,、,H,、,O,、,N,、,S,、,P,、,Na,、,K,、,Ca,、,Mg,、,Cl,微量元素,（trace element）,小于0.01%,1.,生物体内的元素分类,微量元素,小于0.01%,必需微量元素,Cu、Co、Cr、Fe、,F,、,I、,Mn,、Mo、Se、Zn,具潜在毒性，但低剂量可能具有功能作用的微量元素,Pb、Cd、Hg、As、,Al、Sn、Li,1995年FAO/WHO,把人体所需微量元素分为：,可能必需微量元素,Si、Ni、B、V,图2-3 必需元素和非必需元素的剂量-反应关系,摄入剂量,非必需元素,必需元素,死亡,正常,有害作用,2.生物地球化学性疾病,由于地球表面元素分布存在区域性差异。如果这种差异超出了人类所能适应的范围，使当地居民体内某些化学元素含量过多或过少，导致发生特有的疾病，称为,生物地球化学性疾病,，又称,化学元素性地方病（endemic disease）。,地方病：呈地方性发病特点的一类疾病，包括生物源性和化学元素源性。,(,地方病学,人民卫生出版社,2011),生物源性地方病：血吸虫病、布氏杆菌病、炭疽,疾病的发生有明显的地区性,海拔较高的山区、丘陵地带-碘缺乏病,东北至西南有一条宽阔的地带-克山病、大骨节病,北方十多个省区的干旱、半干旱地带-氟中毒,疾病的发生与地质中某种化学元素水平之间明显相关,水氟浓度在0.5,mg/L,以下，儿童龋齿发病率高,超过1.0,mg/L，,氟斑牙发病率高,超过4.0,mg/L，,人群氟骨症病人出现,疾病的发生与当地人群某种化学元素的总摄入量之间存在摄入量,-,反应关系。,生物地球化学性疾病的特点,常见地方病,地方性甲状腺肿,(endemic goiter),地方性克汀病,(endemic cretinism),地方性氟中毒,(endemic fluorosis),地方性砷中毒,(endemic arseniasis),克山病,(Keshan disease),克汀病,氟斑牙,氟骨症,克山病,大骨节病,地方性砷中毒,碘,-,合成甲状腺激素的重要原料（,T3,、,T4,）,T3,、,T4-,维持机体能量代谢和产热；,促进体格发育，促进脑发育,紫色的碘,第二节 碘缺乏病,（,iodine deficiency disorders,，,IDD,）,碘对人体的重要作用,1.,碘在自然界的分布,沿 海,平 原,山,区,广泛,Air,Volcano,Burning,Fall,water,Sea,water,Soil,Fresh water,human,Sea animal,Sea plant,Sea bed,Land plant,Land animal,Natural distribution and cycle of iodine,Gradual leaching of iodine from soil,2.,碘在人体内的分布,食 物,血碘,20%,储存于甲状腺,组织、血液、腺体等,水,尿,排 出,What is IDD,？,是由于一定地区外环境中碘元素过少，导致生活在该环境中的居民摄碘量不足而引起的一种地方病，包括多种疾病形式，甲状腺肿和克汀病是碘缺乏的最明显的表现形式。,4,.,碘缺乏病的流行病学特征,地区分布：,世界性疾病（冰岛除外），,受碘缺乏威胁人口占世界人口的28.9%。,/主要分布于发展中国家/我国除上海外其他地区均有/我国病区人口占世界病区人口的40%。,地理分布：,山区平原 内陆沿海 农村城市,年龄分布：,endemic goiter青春期发病率最高,性别分布：,endemic goiter女患病率高于男性,In 2011,iodine intake is inadequate in 32 countries,adequate in 71,more than adequate in 36,and excessive in 11.,The smallest proportions,with low intakes are in theAmericas,(13.7%)and the,Western Pacific,(19.8%),whereas,the greatest proportions,of children with inadequate iodine intake are in,European,(43.9%)and the,African,(39.5%)regions.,Inferring from the proportion of SAC to the general population,1.92 billion people globally have inadequate iodine intakes.,The latest news,1994,年李鹏总理签署中华人民共和国国务院第,163,号令、发布,食盐加碘消除碘缺乏病危害的管理条例,我国从,1994,年开始，每年,5,月,5,日为,“,碘缺乏病日,”,2000,年中国环境状况公报,碘缺乏病流行县（市、区）,2452,个，消除县（市、区）,1661,个，占总数的,67.7%,制定目标,:2000,年消除碘缺乏病,目前只能说,:2000,年基本实现消除,IDD,的阶段性目标,2011,年国家对,28,个省（市、区）进行抽查复核，全国共有,2755,个县（市、区）达到消除标准，达标率占全国总县数的,97.94%,。,5,.,地方性甲状腺肿endemic goiter,）,1）发病原因,缺碘,水、土碘缺乏,(一般当水碘含量10,g/L 或摄碘量40,g/d 发病),机体缺碘,血中甲状腺,素浓度,反馈性使垂体前叶,促甲状腺素分泌,甲状腺合成甲,状腺素功能,甲状腺增,生肿大,水、土中的碘含量与地方性甲状腺肿的发病率,水中碘含量,土中碘含量,地方性甲状腺肿发病率,（,g/L,）,(g/kg),(%),3,4,1957,10,2,3,267,10,50,1,2,120,50,地方性甲状腺肿病区与非病区食品中的碘含量（,g/100g,）,食品,名称,地方,病区,非地方病区,食品,名称,地方,病区,非地方病区,小麦,2.4,6.5,小米,3.4,12.9,大麦,3.8,10.1,玉米,7.9,26.7,燕麦,4.2,11.6,高粱,3.9,5.6,土豆,4.6,18.2,大葱,9.8,15.2,致甲状腺肿物质:,能干扰甲状腺素合成、释放、代谢等的物质,有机硫化物,：,硫氰化物、硫葡萄糖甙和硫脲类等-木薯、杏仁、黄豆、芥菜、卷心菜等中。,某些有机物：,生物类黄酮、酚类、邻苯二甲酸酯和有机氯化合物等。,某些无机物：,如水中的钙、氟、镁、锂等以及硝酸盐等。,其他原因,营养缺乏：,膳食中维生素,A,、,C,、,B,12,、低蛋白、低热量。,高碘：,水碘过高。,高碘性甲状腺肿的发病机制，可能是摄入过多的碘可占据过氧化物酶的活性基，使酪氨酸被氧化的机会减少，甲状腺激素的合成受到抑制，从而促使甲状腺滤泡代偿性增生。,1980年,我国在,河北,省渤海湾海滨发现了高碘地方性甲状腺肿,，山东,1997年,江苏徐州,丰县和沛县,32,早 期：,轻度肿大（无自觉症状）,中晚期：,重,度肿大（压迫气管、食管、喉返神经、颈交感神经、上腔静脉）,异位甲状腺肿（如胸骨后甲状腺肿），压迫颈内静脉或上腔静脉，造成胸壁静脉怒张或皮肤瘀点及肺不张。,（3）甲状腺肿临床表现,（,4,）诊断,我国地方性甲状腺肿诊断标准：,居住在地方性甲状腺肿病区；,甲状腺肿大超过本人拇指末节，或小于拇指末节而有结节；,排除甲亢、甲状腺炎、甲状腺癌等其他甲状腺疾病。,尿碘低于,50,mg/g,肌酐，甲状腺吸,131,I,率呈,“,饥饿曲线,”,可作,为参考指标。,分型标准（,GB16004 1995,）,弥漫型,-,甲状腺均匀增大，触诊摸不到结节,结节型,-,在甲状腺上可摸到一个或几个结节,混合型,-,在弥漫肿大的甲状腺上可摸到一个或几个结节,分度标准（,GB16004 1995,）,正常，甲状腺,看不见，摸不着,。,度，头部保持正常位置时，甲状腺容易看到。由超过本人拇指末节大小到相当于,1/3,拳头大小，特点是,“看得见”,。甲状腺不超过本人拇指末节大小，但摸到结节时也算,I,度。,度，由于甲状腺肿大，脖根明显变粗，大于本人,1/3,个拳头到相当于,2/3,个拳头，特点是,“脖根粗”,。,度，颈部失去正常形状，甲状腺大于本人,2/3,个拳头，特点是,“颈变形”,。,度，甲状腺大于本人一个拳头，多带有结节。,6.地方性克汀病（,endemic critinism,）,严重地甲病区因胎儿、婴儿严重缺碘可出现呆、小、聋、哑、瘫患者。,1,、发病机理,胚胎期,缺碘,胎儿甲状腺,素供应不足,中枢神经系,统发育障碍,呆、聋,哑、瘫,幼儿期缺碘,影响骨,骼生长,小,幼儿甲状腺,素合成不足,2,、临床表现,智力低下：主要症状,聋哑：常见症状,生长发育落后,神经系统症状：,下肢痉挛性瘫痪（神经型地方性克汀病）,现状甲状腺功能低下症状：皮肤干燥，弹性差，皮脂分泌减少粘液型地方性克汀病）,甲状腺肿：多见于,神经型地方性克汀病,生长发育落后,身材矮小：下肢短,婴幼儿囟门闭合延迟，骨龄落后，出牙、坐、站、走延迟,克汀病面容；头大、额宽、眼距宽、鼻梁塌、唇厚、舌厚大,性发育落后：神经型大多可结婚生育，粘液型多数不能结婚生育,克汀病面容,3,、诊断,(1),必备条件：流行病学：出生和居住在碘缺乏病病区。临床表现：有不同程度的精神发育迟滞，主要表现为不同程度的智力障碍。,(2),辅助条件,:,神经系统症状 甲状腺功能低下症状,4,、临床分型,神经型,-,智力低下，听力、语言和运动障碍,粘液水肿型,-,甲状腺功能低下表现（矮小或,侏儒、性发育障碍）,混合型,5,、临床分度,根据测定的智力商数（,IQ,）分为：,轻度：,40-54,中度,:25-39,重度：,25,7.碘缺乏病的预防措施,2011,年,9,月最新规定：食盐中碘含量为,20-30mg/kg,（以碘元素计），比老标准,60 mg/kg,，有大幅下降。,补碘,碘盐(,Iodised salt):,最经济、方便、安全、有效,碘油、碘化钾,富碘食品：海带、紫菜、海鱼；菠菜、芹菜,Iodine intake(,g per day),US Institute of Medicine recommendations,Infants 0,12 months*,110,130,Children 1,8 years,90,Children 9,13 years,120,Children 14 years+adults,150,Pregnancy,220,Lactation,290,WHO recommendations,Children 0,5 years,90,Children 6,12 years,120,Children 12 years+adults,150,Pregnancy,250,Lactation,250,*,Adequate intake.Source:Adapted from Zimmermann MB(2008),第三节 地方性氟中毒,（,endemic fluorosis,）1.,氟在自然界的分布,氟化物,土 壤,水 体,广泛,2.,氟在人体内的分布代谢,血液,骨骼牙齿,其他组织器官,排 出,尿,含氟饮水、食物,含氟气体、蒸气、粉尘,3.,氟的生理作用,构成骨骼和牙齿的重要成分 促进生长发育和生殖功能 促进神经兴奋传导,水含氟量,(ppm),作用,1,预防龋齿,2,氟斑牙,5,引起骨硬化症,8,10%,骨硬化症,20,80,氟骨症,(,伴有残疾,),50,甲状腺病变,100,生长发育迟缓,125,肾脏病变或异常,2500,5000,死亡,What is,endemic fluorosis,？,地方性氟病是由于一定地区的外环境中氟元素过多，而致生活在该环境中的居民长期摄入过量氟所引起的以氟斑牙,（,dental fluorosis,）和氟骨症（,skeletal fluorosis,）为特征的一种慢性全身性疾病，又称地方性氟中毒,。,“,齿居晋而黄,”,嵇康（晋）,养生论,4.,地方性氟病的流行病学特征,世界分布,：世界五大洲,50,多个国家均存在。,我国分布,：广泛（除上海）,截止到,2000,年底止，地方性氟中毒流行县（市、区）,1306,个，基本控制县（市、区）,184,个，占总数的,14.1%,；,2000,年中国环境状况公报,中国地方性氟病分布图,（1）病区类型和分布,1）饮水型,以水为携氟介质,分布最广，,分布于30个省市自治区，,约占病区人口总数的,80%,。,常见于中国北方地区农村。,东起山东半岛，西至新疆天山山脉,江苏沿海地区水氟调查结果,县名,水样数,水氟（,mg/L,）,范围,均值,超标数,灌云,74,0.31-1.26,0.54,1,响水,72,0.23-0.91,0.30,0,滨海,80,0.25-0.98,0.53,0,大丰,94,0.13-1.26,0.71,4,射阳,103,0.28-1.70,0.92,31,海门,36,0.16-0.55,0.30,0,如东,59,0.04-0.42,0.20,0,海安,43,0.08-0.60,0.28,0,水氟超标村儿童氟斑牙患病率,地名,水氟,（,mg/L,）,氟斑牙患病率（,%,）,同胜,1.55,73.7,金华,1.34,52.8,双洋,1.42,65.0,新东,1.44,68.4,受饮水型氟中毒影响的人口占各地区农村人口的比例，,2011,年,资料来源：卫生部，,中国卫生统计年鉴,，,2012,年；国家统计局，,中国人口和就业统计年鉴,，,2011,年（,2010,年农村人口）,2）生活燃煤污染型,室内空气、食物为携氟介质,分布于14个省市自治区。湖北、贵州、云南、湖南、江西、陕西、四川等地,病区特点：,高寒山区；,煤储量丰富，煤质,低劣（高氟）,燃煤方式落后,57,2003,年,1,月，贵州省疾病控制中心报告：,贵州已成为中国地方性氟病的重灾区,。目前，氟骨症患者约,65,万，氟斑牙患者达到,1000,万人。全省,37,个地方性氟病流行县，其中,15,个县为重灾区。,贵州,省,80%,的县,出产煤炭,，广大农村居民多年来一直使用,敞灶,做饭、取暖、烘烤粮食。燃煤过程中排放的大量氟化物造成空气和食物污染，导致地方性氟中毒。,58,屋内烤火、屋上炕玉米，贵州农村常见的生活场景,来源于联合国儿童基金会网站,3）,饮茶型,茶叶为携氟介质,我国红茶、绿茶和花茶的平均含氟量为125mg/kg；,砖茶可高达493mg/kg，最高可至1175mg/kg。,61,砖茶高氟的原因,茶树是一种,富氟植物,，它能选择性地从土壤、大气中吸收氟，在体内贮存，贮存时间越长，氟含量越高。,生长期长的茶树叶片十分粗老，自中国北宋以来，,砖茶,便是用这种粗老叶片和枝条加工而成。,62,(,2,)人群分布,年龄分布,氟斑牙：,恒牙形成期居住在高氟区的儿童均可患氟斑牙,氟骨症：,多见于成人，,20,岁以后增加明显，并随年龄增,加而病人数增加,性别分布,：无明显差异,居住年限,氟斑牙：,与居住年限无关,氟骨症：,与居住年限有关，居住时间越长患病率越高，,病情越重。,“,欺负外来人,”,现象。,（,1,）病区确定与划分,1,）病区确定,当地出生成长,的,8-12,周岁,儿童,氟斑牙患病率大于,30,饮水型,地方性氟中毒病区，,饮水含氟量大于,1.0mg/L,；,燃煤污染型,地方性氟中毒病区，由于,燃煤污染总摄氟量大于,3.5mg,/d,。,2）病区划分,（了解）,a.轻病区,当地出生成长的,8,12,周岁儿童氟斑牙患病率,大于,30,经,X,线检查证实,无氟骨症,或出现,轻度氟骨症,患者,饮水含氟量大于,1.0 mg/L,或总摄氟量大于,3.5mg,/d,2,）中等病区,缺损型氟斑牙,患病率,大于,20,经,X,线检查证实出现,中度氟骨症患者,，,重度氟骨症患者小于,2,饮水含氟量大于,2.0mg/L,或总摄氟量大于,5.0mg,/d,3,）重病区,缺损型氟斑牙,患病率,大于,40,经,X,线检查证实,重度氟骨症患者大于等于,2,饮水含氟量大于,4.0mg/L,或总摄氟量大于,7.0mg,/d,5.发病原因和机制,(1）发病原因：长期摄入过量的氟,据报道，摄入总氟量超过每人,4mg/d,时即可引起慢性中毒。,妊娠和哺乳妇女更易发病或病情加重。,营养不良、特别是蛋白质、钙、维生素供给缺乏时，机体对氟的敏感性增高。,70,(2)发病机制,对骨骼的影响：破坏钙磷代谢,氟,钙,氟,化,钙,沉积,骨,骼,骨质硬化,甲状旁腺激素,溶骨作用,骨质疏松或软化,骨周软组织,沉积,骨周软组织硬化,对牙齿的影响,适量的氟,氟磷灰石,羟磷灰石,抗酸作用,降低口腔酸度,预防龋齿,过量的氟,牙胚,牙釉质结构受损,氟斑牙,抑制酶的活性,氟,钙,镁,氟化钙,氟化镁,例如：三羧酸循环障碍,6,、临床表现,氟斑牙,（,dental fluorosis,）,白垩型,-,牙齿无光泽、粗糙,着色型,-,牙面呈黄、黄褐或黑褐色,缺损型,-,牙釉质损害脱落、呈点、片状凹陷,氟骨症,（,skeletal fluorosis,）,(1)症状,疼痛,腰背、四肢大关节持续性酸痛，活动后缓解，,受天气变化,影响不明显。,神经症状,感觉异常：麻木、蚁走感、知觉减退,运动异常：肌肉松弛、握物无力、下肢无力,肢体变形,四肢变形、脊柱生理弯曲消失,活动范围受限,（,2,）体征,1,）硬化型：,以骨质硬化为主，广泛性骨质增生、,硬化及骨周软组织骨化所致的关节僵硬、运动障,碍、脊柱固定、胸廓固定、四肢关节强直。,2,）混合型：,骨质硬化即骨旁软组织骨化的同时，,因骨质疏松、软化而引起脊柱及四肢变形。,氟骨症患者,地方性氟病患者,X,形腿,O,形腿,氟骨症,（印度）,氟骨症（印度）,7.诊断和鉴别诊断,氟斑牙诊断标准（WS/T208-2011）,氟骨症诊断标准,（WS192-2008）,8,、预防措施,改用低氟水源（低氟地面水及深井水）,饮水除氟（无低氟水源病区）,吸附过滤法,(,水厂用活性氧化铝滤池过滤,),混凝沉淀法,(,分散式给水用硫酸铝混凝沉淀,),煤烟型氟中毒,改良炉灶,更换燃料,不用煤烘烤粮食,水氟含量：地面水深井水浅井水,砖茶型氟中毒（研制低氟茶砖）,打深井寻找低氟水,第四节 地方性砷中毒,(endemic arseniasis),1,、定义,-,某些地区长期从饮用水、室内煤烟、食,物环境介质中摄入过量砷而过引起的一,种地方病。,主要临床表现为：,末梢神经炎、皮肤色素,沉着、掌跖部皮肤角化、肢端缺血坏疽、,皮肤癌,2,、病因,饮水型,-,饮水砷含量大于,0.05mg/L,燃煤污染型,-,煤砷含量大于,100mg/kg,3,、特异性临床表现,末梢神经炎,皮肤色素沉着，色素脱失，掌趾皮肤高度角化，赘状物增生,多发性皮肤癌,黑脚病,(black-foot disease),：脚趾皮肤发黑、,坏死、脱落,-,下肢动脉狭窄、阻塞、坏疽,砷致皮肤角化,手掌皮肤角化,脚掌皮肤角化,砷致皮肤病变,砷致皮肤溃疡,孟加拉国地,方性砷中毒,砷致皮肤癌,4,、预防措施,选择适宜水源,:,饮水中砷超过,0.05mg/L,应另选水源,饮水除砷,-,混凝沉淀和过滤法除砷（石灰法）,3Cao +As,2,O,3,Ca,3,(Aso,3,),2,控制煤烟污染,限制高砷煤的开采和使用,改良炉灶减少室内空气砷污染,-,加混凝剂硫酸铝、明矾等混凝沉淀,5,、治疗原则,营养支持,:,蛋白质、维生素,末梢神经炎：,维生素,B1,、,B2,、肌苷、三磷腺苷、辅酶,A,等。,解毒剂,二巯基丙磺酸钠，肌注,硫代硫酸钠，静注,皮肤损害,5%,二巯丙醇油膏,防止皮肤恶变,Thank you,！,