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環境激素
——全球性環境問題

2016-08-21 00:47牛術敏
生物學教學 2016年2期
關鍵詞:激素環境研究

牛術敏

(河北省保定市第一中學 071000)

環境激素,又叫做環境荷爾蒙或內分泌干擾物,是指干擾生物和人體正常內分泌機能的外源化學物質。其主要從人類的生活和生產活動中產生并釋放到周圍環境,能導致各種生物生殖功能下降、生殖器腫瘤、免疫力降低,并引起各種生理異常。

目前,環境激素污染已成為繼臭氧層破壞、溫室效應之后的又一全球性重大環境問題,成為國際環境研究的新熱點。

1 環境激素的種類和特點

目前已經被列入環境激素的化學物質有70多種,按這些環境激素類物質的一般用途,可分為14類(表1)。

表1 環境激素的種類

除此之外,目前還有許多需要進一步證實是否具有激素作用的化學物質,例如,二苯甲酮 、正丁基苯等。隨著研究的深入,還會不斷發現一些新的環境激素類物質 。

環境激素的特點:分布廣且很難降解,最長的能在環境中存留幾十年至上百年,具有很高的環境滯留性;多數有親脂性和強蓄積性,即使環境中的濃度很低,也可以在生物細胞中積累,并可沿食物鏈逐級傳遞進行富集,最后以極高的濃度進入人和高等動物體內,積蓄在腦和性腺等組織中[1];危害范圍寬,不管其原生地哪里,都會形成區域性或全球性的威脅;具有毒性的協同效應等。

2 環境激素進入人體的途徑和作用機理

環境激素可經食物、呼吸和體表進入人和其他動物體內。食物和職業接觸是人類接受環境激素的主要途徑。一般來說,人體接觸農藥、樹脂添加劑等環境激素物質的主要途徑是食品的直接攝??;另外,由于傳統的給水處理工藝難以去除某些高穩定性的環境激素類物質,因此自來水也成為環境激素類物質進入人體的另一個重要的途徑。

環境激素本身或其代謝產物可以積累于脂肪組織;也可以結合在轉運蛋白或受體上;還有一些環境激素是親水物質。目前一般認為,環境激素干擾內分泌主要有以下幾個方式:①模擬內源性激素作用,即與生物體內激素受體結合,表現出激素效果;②拮抗正常分泌的內源性激素;③干擾內源性激素的合成和代謝;④影響激素水平;⑤介入神經和免疫系統,干擾細胞間信號傳導。環境激素對生物體內分泌的干擾大多是可逆的,當外源性暴露停止后,內分泌會恢復正常。但對于正處在器官形成階段的胎兒或幼體,通常會導致不可逆的危害,出現體重減輕、注意力不集中、多動等癥狀[2]。

3 環境激素的危害

3.1 對野生生物的危害 主要是造成生育力下降、性別變化及卵的孵化率降低,甚至導致生物滅絕。大量實驗表明,在環境激素的影響下,鳥類和魚類出現甲狀腺功能障礙;鳥類、魚類、水生甲殼類和哺乳類動物的生殖能力銳減;鳥類、魚類和龜鱉類卵的孵化率下降或孵化后出現嚴重的畸形和殘疾;鳥類、魚類和哺乳類里有雄性雌性化或雌性雄性化傾向;鳥類和哺乳類的自身免疫系統遭到損害等。

3.2 對人體健康的影響 ①對生殖系統的影響:主要表現為男性精液質量下降、不育率增高;女性性腺發育不良、生殖器腫瘤發病增加、月經紊亂等。據調查,由于環境激素的影響,全球男性精子數目在過去的50年內至少下降了1/3。②對免疫系統的影響:表現在降低或抑制免疫能力,引起胸腺萎縮和加速自身免疫性病變的發生。例如,多氯聯苯、有機氯農藥、二噁英可影響人體的免疫功能;受到己烯雌酚污染的女性可能發生自身免疫性疾病。③對神經系統的影響:對神經系統產生毒害,進而影響下丘腦、腦垂體等對激素分泌的調節作用,導致激素合成、釋放異常。例如,有機磷農藥進入人體后,即與體內的膽堿酯酶結合,使后者喪失對乙酰膽堿的分解能力,造成體內乙酰膽堿的積蓄,引起神經傳導功能的紊亂,出現一系列中毒癥狀。④作用于機體的肝臟、腎臟:環境激素通過影響肝腎代謝功能,改變體內的激素水平。例如,有機磷、有機氯農藥可以誘導肝臟甾醇羥化酶、微粒體酶,從而加速內源性激素的代謝和排泄;殺蟲劑艾氏劑和狄氏劑可使機體的谷丙轉氨酶和醛縮酶的活性增高;DDT對ATP酶有抑制作用;動物實驗和日本的“米糠油事件”證實多氯聯苯(PCB)能通過胎盤屏障進入胎兒體內,而且胎兒肝和腎中的PCB含量常常高于母體相同組織中的含量。⑤致畸、致癌作用:一些環境激素作用于細胞的染色體,使染色體發生畸變,從而改變攜帶遺傳信息的某些基因,使一些組織、細胞的生長失控,產生腫瘤。如果突變發生在生殖細胞,則可能造成流產、畸胎或遺傳性疾病。流行病學調查發現,許多農藥接觸者的染色體畸變率高于對照組。多環芳烴、芳族胺、芳族偶氮化合物、酞酸酯、氯乙烯、有親電子基的烷化劑等都是強致癌物,它們及其代謝產物可與DNA共價鍵結合,造成DNA的不可修復性損傷,導致細胞的癌變[3]。

4 環境激素的研究現狀、面臨問題和今后研究的重點

4.1 研究現狀 自20世紀90年代以來,環境激素問題已引起學術界和各國政府的高度重視,相關研究涉及環境動物生態學效應、環境暴露測試、人類有害效應等各個方面。目前環境激素研究項目幾乎全部集中在發達國家或地區,如美國、歐共體和日本等。研究內容主要為其內分泌干擾活性的甄別方法、作用機制和對人類健康影響的流行病學研究3個關鍵領域。

4.2 面臨問題 ①雖然目前國內外已對環境激素有所研究,但由于環境激素作用機理的復雜性,用現有的檢測方法還不可能較好地反映環境激素對人體的潛在危害,尤其是在其如何進入食物鏈這個重要環節方面缺少必要的信息;②由于環境激素的研究屬于多學科交叉的領域,內容涉及環境科學、毒理學、衛生學、化學、生理學、生殖學、人口學及醫學等諸多學科,所以需要多學科的共同努力[4];③目前研究資料大多數來自動物實驗,人類的流行病學調查資料還比較少,例如,關于人的乳腺癌、睪丸癌、卵巢癌等的發生可能與環境激素有關,但至今尚無確切的因果關系的報道;④對于多種環境激素混合暴露的研究尚未起步;⑤隨著研究的深入,傳統的毒理學研究方法受到挑戰。

4.3 今后研究的重點 ①盡快建立短期體外和體內實驗方法以確定環境激素的作用機制;②建立并完善環境激素的監測方法,尤其是對未知的和新的化學物質的監測;③確立監測環境激素受累程度的生物指標,研究毒物的藥代動力學;④發展和應用反映環境激素低劑量效應的敏感分子和生物標志物;⑤開展前瞻性流行病學調查研究,以期揭示環境激素與人類生殖健康效應之間的因果關系;⑥進一步從分子生物學角度研究環境激素對機體的毒性作用機制,科學地評價對機體毒性的影響[5]。

5 環境激素的防治

5.1 政府職責 政府應積極控制高?;瘜W物質,采取謹慎措施。限制,甚至禁止導致長期或不可逆轉性損害的物質的生產。

5.2 減少環境激素物質在各個領域的使用 用無毒害的物質來替代合成化學污染物,例如,在農業方面采取綠色農藥和可降解塑料來替代傳統農藥和非降解塑料,開發新型環保染料,使用綠色的溶劑和助劑等。

5.3 研究環境激素降解技術 加拿大研究人員開發出一種生物方法可有效降解DDT,這種技術主要利用土壤中天然存在的能分解DDT的細菌,通過土地翻掘并施加特定比例的牛糞、雞糞、廢紙或廢草等有機肥料,為這些細菌營造有利的繁殖環境,加速分解過程。利用這種技術對美國佛羅里達1.6萬m3的污染土壤進行處理,結果發現該技術能將其中90%以上的DDT分解為水、二氧化碳和鹽分等無害物。

5.4 提高自我保護意識 防止環境激素的危害,在個人行為方面也是至關重要的。除了不向周圍環境亂丟化學物質外,還需在日常生活中提高防范意識,養成綠色的健康生活習慣。例如,少用一次性用品;少用室內殺蟲劑;避免食用近海魚蝦貝類;不要購買塑料制的嬰幼兒用品;不用聚氯乙烯包裝材料在微波爐中加熱食品;不用泡沫塑料容器泡方便面等。專家還建議盡可能多吃谷物和蔬果,這有助于將環境激素排出體外。中日兩國學者的一項聯合研究成果表明,飲茶有助于將體內的環境激素排出體外。例如,讓實驗鼠連續飲用2個月的茶水,實驗鼠肝臟、胰臟、睪丸等器官中的環境激素完全排出體外[6]。

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