环境激素是具有生物体内分泌激素干扰作用的一大类化学物质。环境激素在环境中普遍存在,不仅对生物的繁殖具有一定影响,而且还对生物的许多行为和感知能力产生影响。论文综述了近年来国内外有关环境激素的研究进展,综合分析了环境激素对人类健康的影响,阐述了其作用机理,并探讨了环境激素类物质控制和管理途径。
Environmental hormones (ERs) include a wide variety of chemicals to act as endocrine disruptors in a diverse range of organisms.ERs have become ubiquitous in the environment,and these endocrine disrupting chemicals (EDCs) not only have harmful effects on the reproduce ability,but also affect a wide range of behaviors and cognitive abilities.This review summarizes the recent reports in ERs,and analyzes the harmful effects of ERs on human health.The possible action mechanisms of ERs are also described.Furthermore,control and management of ERs pollution are discussed in this paper.
全 文 :第26卷第6期
2007年12月
生态
Ecological
科学
S ience
26(6):564-569
Dec.2007
环境激素类物质对人类健康的影响
王奕娟1,王朝晖2。
1.湖南省长沙市一医院,长沙410005
2.暨南大学水生生物研究所,广州510632
【摘要】 环境激素是具有生物体内分泌激素干扰作用的一大类化学物质。环境激素在环境中普遍存在,不仅对生物的
繁殖具有一定影响,而且还对生物的许多行为和感知能力产生影响。论文综述了近年来国内外有关环境激素的研究进展,
综合分析了环境激素对人类健康的影响,阐述了其作用机理,并探讨了环境激素类物质控制和管理途径。
关键词:环境激素:人类健康;生殖毒性;致癌物质
中图分类号:R12 文献标识码:A 文章编号:1008—8873(2007)06—564-06
Influencesofenvironmentalhormoneshumanhealth
WANGYi-juanl.WANGZhao.hui2·
1.TheFirstHospitalofChangshaCi锣.Changsha410005,China
2.InstituteofHydrobiology,JinanUniversity,Guangzhou510632,China
Abstract:Environmentalhormones(ERs)includeawidevarietyofchemicalsto ctasendocrined sruptorsinadiverseangeof
organisms.ERshavebecomeubiquitousinthenvironment,andtheseendocrined sruptingchemicals(EDCs)notonlyhave
harmfuleffectsonthereproduceability,butalsoaffectawiderangeofbehaviorsandcognitiveabilities.Thisrev ewsummarizes
therecentreportsinERs,andanalyzestheharmfuleffectsofERsonhumanhealth.ThepossibleactionmechanismsofElLare
alsodescribed.Furthermore,controlandmanagementofERspollutionarediscussedinthispaper.
Keywords:environmentalhormone;humanhealthy;reproductiont xi ity;carcinogen
收稿日期:2007·11—20收稿,2007.12.20接受
基金项目:国家自然科学基金项目(40773063)
作者简介:王奕娟(1963--),女。主管护师。Email:wangyijuanl963@163.com.
+通讯作者,王朝晖,Entail:twzh@inu.edu.cn
万方数据
6期 王奕娟,等:环境激素类物质对人类健康的影 565
1引言(Introduction)
环境激素(EnvironmentalHormones,EHs)或环
境内分泌干扰素(Environmentalendocrinedisruptors,
EEDs),是具有干扰生物体内激素分泌和功能,并导
致生殖机能、神经系统和免疫系统功能障碍的一些环
境化学物质。大部分环境激素类物质是人工合成并随
着人类生产和生活排放到环境中的污染物,一些植物
产生的天然化合物也具有环境激素作用。早在20世纪
30年代,曾报道过雌激素效应;20世纪80年代,在英
国的沙布塔河有5%的雄性鲤鱼发生了雌雄同体的现
象;20世纪90年代在佛罗里达洲和五大湖,发现爬行
类和鱼类动物的雌性化、生殖器怪异的鳄鱼等动物繁
殖力异常的现象【IJ。
由于环境激素类物质种类繁多,并且广泛存在于
生活和工作环境中,可以通过饮食或者食物链进入动
物和人体内,对人类、家畜、野生动物的健康和繁衍
产生极大影响。因此,环境激素类物质的研究也日益
受到重视。本文综述了近年来国内外最新研究成果,
综合分析了环境激素对人类健康的影响及其作用机
理,并探讨了环境激素类物质控制和管理途径。
2环境激素对人类健康的影响(EffectsofEHson
humanhealth)
目前,随着化学品的广泛使用,越来越多的天然
和人工合成的化学物被发现具有环境激素功能。这些
激素类物质不仅干扰生物的繁殖机能,而且还影响生
物行为、思想、交流、情绪、学习等感知行为和能力。
环境激素类物质危害主要表现为生殖毒性和生
殖器官癌症,主要包括乳腺癌、睾丸和子宫瘤、延缓
雄性发育、降低精子质量和数量、雄性生殖器官异常、
精原细胞瘤易感性增加等等【2】。
1.1对生殖的影响
人们最为关注的环境激素类物质的毒性主要为
生殖毒性,而引起生殖障碍的环境激素主要为环境雌
激素类。大部分环境雌激素的化学结构与内源性雌激
素具有一定的相似性,进入人体后,与相应的激素受
体结合,产生与激素相同的作用,干扰血液中激素正
常水平的维持,从而影响生殖发育和行为;此外,有
的环境化合物可破环激素与受体的结合而产生抗激
素作用。
目前已经在鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳
动物体内检测到环境激素类物质【3】。动物血浆、精子
和卵泡中也发现了有机氯农药的存在【4】,这些污染物
能影响精子活力、危及卵母细胞成熟、影响胚胎发育、
造成乳腺管形态变化,严重的可导致流产【5J。
长期接触环境雌激素可对人体造成慢性危害,其
中主要表现为:精子数量减少、生殖器官异常、生殖
能力降低,并导致后代的健康与成活率下降,免疫机
能下降【6】。全球男性精子数目在过去的50年内下降
超过I/3,而具有正常生育能力的男性精液质量也正
在逐年下降。在发达国家,平均每5对夫妻就有l
对不育;我国每8对夫妻有l对不育【7】o20世纪
40年代,我国男性的平均精予密度是每毫升6000
万个左右;90年代,只有每毫升2000万个左右,
精子活度也大幅度下斛71。
1.2对儿童发育的影响
胎儿受母体体内激素影响极大,过量雌激素暴露
能造成胎儿和婴儿先天性畸形、发育不全和痴呆症。
胚胎和婴幼儿期雌激素暴露,可造成男婴尿道下裂、
睾丸停止发育、小阴茎、精子数量减少、睾丸癌、前
列腺癌等病变;女婴容易出现子宫内膜症、阴道癌、
子宫癌、卵巢癌、乳房癌等病变【8】。二乙基己烯雌酚
(diethylstilbestrol,DES)是1940---1970年代用于治
疗流产和孕期综合征的合成激素类药物,研究发现
DES可导致流产、早产、新生儿死亡,导致乳腺癌发
病增加,并使男孩生殖器官畸形的几率增]JH4倍阴。
环境激素引起的甲状腺素分泌失调也对儿童的
心身健康造成很大危害。除草剂、多氯联苯类
(PCBs)、高氯酸盐、汞以及燃煤衍生物等均可干扰
甲状腺素的代谢fm】,鉴于甲状腺素在大脑发育过程
中的重要作用,母亲怀孕时接触环境中甲状腺素干扰
物质能影响婴幼儿神经系统的发育和免疫机能。研究
结果显示,PCBs能通过降低甲状腺素的浓度,使婴
幼儿免疫力下降lll】;胎儿期暴露PCBs能导致婴儿体
重过低和发育迟缓,而乳汁中PCBs污染可造成婴儿
神经系统的生理学损伤和发育不全fl21。研究发现,
在日本发生的PCBs引起的米糠油事件中,中毒的新
生儿生长发育持续性迟缓,行动笨拙,智商(IQ值)
偏低(平均70分)【l副;而近年来美国幼儿自闭症发
生率的急剧上升,也与甲状腺素干扰物污染加剧、母亲
体内甲状腺素不足使胎儿大脑发育不全目密切相关,
1987年后出生的儿童自闭症发生率增加了8倍【l⋯。
万方数据
1.3致癌作用
激素类物质引起的癌症主要为生殖器官癌,包括
乳腺癌、睾丸癌、前列腺癌等。在世界范围内,男性
睾丸癌患者显著增加,女性乳腺癌、子宫内膜症的发
病率急剧上升。现在全球每年有120万名妇女被确
诊为乳腺癌,50万名妇女死于乳腺癌,发病率更以
每年5%--一20%的速度上升【7J。
Jgrgensen[14】通过对格陵兰岛因纽特人中乳腺癌
发病率调查和分析发现,1990年代以前,因纽特人
乳腺癌的发生率远低于西方国家,1990年代后期以
来发生率明显增加,而且乳腺癌发病率与环境中雌激
素类化合物增加具有一定的相关性。环境激素类致癌
物中,最典型应该为二恶英,国际癌症研究中心将它
列为人类一级致癌物质,其不仅具有致癌性,而且具
有生殖毒性、免疫毒性和内分泌毒性。
1.4其他作用
1970年代末至1980年代初,人们开始关注PCBs
的神经毒性,PCBs可引起胃肠道紊乱、皮疹等症状,
同时也能引起一些精神症状如易激动、神经过敏、抑
郁、疲惫、虚弱等【15】。而胚胎期间和婴儿期间接触
PCBs,可导致婴幼儿神经系统发育不全,而引起智
力障碍和精神疾病【121。
最近的研究结果显示,环境激素能通过与中心激
素受体(nuclearhormonereceptors)结合,影响免疫
机能,导致自身免疫性疾病【l61。研究结果显示,近
年来过敏、狼疮红斑以及一些女性免疫疾病的流行,
与环境激素日益严峻的污染密切相关。而且胚胎期间
暴露二乙基已烯雌酚能导致呼吸道感染、哮喘、关节
炎、狼疮红斑等免疫机能疾病发病率上升【l71。
2环境激素类物质作用机理(MechanismofEH )
环境激素类物质主要通过对内分泌系统的影响
来干扰体内代谢和生殖机能,其作用机理包括【18】:1)
与激素结构相似,竞争性与激素受体结合:2)通过
破坏激素与受体的结合而起到抗激素作用;3)直接
或间接改变激素结构:4)干扰激素合成和代谢;5)
改变激素受体水平以及干扰激素分泌和转运。
2.1干扰性激素代谢和机能
2.1.1雌激素
雌激素是一类类固醇物质,在女性激素调节和第二
性特征中具有重要作用。雌激素主要由卵巢细胞产生,
也有部分由胎盘、肾上腺皮层以及表层脂肪组织产生。
虽然雌激素是女性专有激素,但雌激素受体(estrogen
receptors,ERs)在雌性和雄性中均存在,男性暴露环
境雌激素类物质后,也能产生广泛的不良影响。
可干扰雌激素的化学物主要包括有机氯农药、二
恶英、呋喃、烷基苯酚、乙氧基化物、邻苯二甲酸酯
/盐(酞酸酯/盐)、多氯联苯及其羟化多物、甲氧滴滴
涕、多环芳烃等【19】。除此之外,人工合成的激素类药
物如乙烯雌二醇,以及植物雌激素类如染料木黄酮均
具有雌激素功能。
环境雌激素与体内雌激素结构相似,能模仿体内
雌激素1713一雌二醇(E2)的作用,与雌激素受体结合,
从而影响雌激素机制201。尽管有些环境雌激素在体
外与雌激素受体的结合能力较低,但是它们在体内对
内分泌系统具有强烈的干扰作用,如双酚A
(bisphenolA,BPA)在体外的活性比雌二醇低
1000--一5000倍,但在体内能强烈刺激脑垂体分泌泌乳
素【z¨。此外,环境中常存在多种环境雌激素,它们
在低剂量下的混合作用就可产生雌激素活性,影响内
分泌系统,此现象称为低剂量作用效应f221。
烷基酚可以抑制性激素代谢过程中酶的活性,从
而影响激素代谢。胎儿和婴儿期间暴露壬酚,可使老
鼠体内P45017a羟化酶/C17.20裂解酶表达下降,而这
种酶类主要作用是将C2l类固醇转化为C19类固
醇【23】。而且烷基酚还能抑制雌激素硫酸转移酶的活
性,而影响雌激素的排泄[24】。这样,就造成了体内
自由雌激素的积累,从而增强雌激素效果。
有的环境激素物质能破坏激素与激素受体的结
合或者竞争性抑制激素与受体的结合,从而达到抗激
素的效果。如羟化PCBs可以竞争性抑制雌激素与中
心受体的活性中心结合,从而抑制雌激素的活性【251。
2.1.2雄激素
雄性激素在男性生长发育中的作用与雌性激素
在女性中的作用同样重要,能影响蛋白质合成、骨骼
生长、肌肉形成,同时还影响细胞分化、精子发生和
雄性行为,但过量雄性激素能产生负面影响,可促进
前列腺肿瘤和癌症发生【261。DDT及其衍生物以及一
些除草剂能竞争性抑制睾丸激素与其受体结合,具有
抑制雄性激素活性作用【27】;其他环境雄性激素抑制
剂包括双酚A、3.羟基苯基苯酚、4.羟基苯基苯酚、
PCBs和多环芳烃(PAHs),但这些化学物的作用机
理仍属未知12引。
万方数据
6期 王奕娟,等:环境激素类物质对人类健康的影 567
2.2干扰甲状腺素代谢
甲状腺素包括甲状腺氨酸(T4)和三碘甲状腺氨
酸(T3),是生物体最重要代谢调节剂。它们不仅通
过调节耗氧量来直接参与代谢调节,而且也影响胰岛
素、胰高血糖素、生长激素以及肾上腺素等激素分泌
和活性,影响细胞分化和许多组织的生长发育,并对
骨骼生长和性腺发育具有重要作用【291。出生前的甲
状腺机能减退能严重影响中枢神经系统发育,导致婴
幼儿行为失常和智力障碍;而幼年甲状腺水平低下会
导致巨睾症IjUJ。
许多环境激素可从多方面对甲状腺素机能产生
不良影响。研究显示持久性有机物能造成哺乳类、鸟
类、鱼类以及人体血液中甲状腺素浓度下降【3”;四
溴、四氯双酚A、羟化PCBs能刺激脑垂体GH3细
胞中甲状腺依赖性生长【321;PCBs及其羟化产物以及
溴化和多溴化联苯类物质还能强烈破坏T3和T4与
其转移蛋白的结合,并造成葡萄糖醛酸转移酶活性的
增加,从而导致体内激素退化和加速损耗【33】。而许
多农药如DDT及其代谢物【32l、狄氏剂【34】、五氯苯
酚【35]都能干扰甲状腺素代谢。
3环境激素物质的控制和管理(Controland
managementofEHs)
环境激素问题一经提出,立即在全世界引起强烈
的反响,许多国家的政府部门和研究机构都积极采取
行动,对环境激素进行控制和管理。
3.1加强法规管理,严格控制环境激素污染
大多数环境激素物质为化学性质稳定的脂溶性
化合物,在环境中不易降解,一旦污染环境就很难治
理和消除。因此,制定控制标准,加强环境法规管理,
控制激素类物质进入环境是环境激素污染控制的最
根本途径。
发达国家均十分重视环境激素污染的控制,美国
要求筛选具有雌激素活性或能阻碍雌激素活性的化
学物质,并将许多环境激素物质列为优先控制物
质【刁;欧盟于1996年12月在英国成立了“内分泌干扰
物对人类和野生动物影响”研究小组,从法律上确定
了环境优控物应包含内分泌干扰物,并在新公布的优
控物中增加了壬酚、酞酸酯以及多溴联苯等环境激素
物质【361。
为了对环境污染状况进行管理和控制,我国针对大
气、水体、土壤环境质量制订了各种标准和法规,其中
有一部分涉及到环境激素物质。国家(-I-壤环境质量标
准》(GBl561821995)规定了包括镉、铅、汞、六六六、
DDT等环境激素类物质在土壤中的最高允许浓度指
标值和相应的监测方法;一些水环境质量标准如城市供
水水质标准(CJ/T206.2005)、地表水环境质量标准
(GB3838.2002)、海水水质标准(GB3097.1997)、
渔业水质标准(GBll1607.89)和农田灌溉水质标准
(GB5084.92)中涉及了多环芳烃、氯酚、多氯联苯、
硝基苯、氯苯等环境激素物质的检测;《污水综合排放
标准》(GB89781996)对不同行业污染物最高允许排
放浓度进行了规定,其中包括了邻苯二甲酯等环境激素
物质;而其他各种行业控制标准则根据污染物类型进行
控制和管理,如《含多氯联苯废物控制标准》
(GBl301521991)制定了含多氯联苯废物的专项控制
标准。这些标准的制定和实施,在很大程度上减少了激
素类物质的排放,降低环境激素对环境的污染、对生态
的破坏以及对人体健康的危害。
但是目前我国尚无专门针对环境激素类物质进
行控制的标准和法规,许多标准制订实施的时间较
长,如大气环境质量的控制为1982年颁布《大气环
境质量标准》(GB3095.82),这些标准显然不能适应
我国现阶段经济迅速发展和污染控制的需要。而环境
激素类物质用途普遍,污染来源十分广泛,筛选优先
控制的环境激素类物质成为环境激素污染控制和管
理的当务之急。
3.2淘汰污染严重的环境激素产品,提倡绿色生产和
生活
环境有机激素污染来源广泛,并通过废水、废气
和固体废弃物直接排放进入环境,人类则通过呼吸、
饮水及食物链吸收积累,从而危害人体健康。许多环
境激素物质可以通过污水处理降解,对这些环境激素
应严格要求达标排放;而不易降解的一些持久性有机
物应禁止或控制使用,如禁止使用DDT、PCBs产品,
减少使用产生二恶英的产品等。
化学农药类占所有环境激素物质种类的63%。我
国是农业大国,化学农药的使用量居世界之最,环境
激素类农药对人类健康的损害也相当严重。因此,应
尽快淘汰或者完全淘汰已被国际公约中列为禁用或
限用的农药品种,推广降解速度快、污染小的农药品
种,积极发展生物农药,并倡导生态农业,实现农药
绿色生产。
万方数据
3.3增强公民自我保护和环保意识,降低环境激素污
染风险
家居环境以及饮用水和食品中也在相当大范围
内存在环境激素污染,应加强宣传,增强公民的自我
保护和环保意识,降低环境激素污染风险。
(1)少用或不用塑料制品。塑料制品生活垃圾很
难降解,一般采用填埋和焚烧等方法进行处理。塑料
制品的不完全燃烧是环境激素和致癌物质二恶英产生
的主要途径。此外,聚苯乙烯、聚氯乙稀制品中含有
苯乙烯、双酚A等环境激素,在高温下容易渗出。因
此,不能用聚苯乙烯、聚氯乙稀容器进行加热处理。
(2)少用塑料婴幼儿用品和玩具。不少塑料添
加剂为环境激素物质,如聚碳酸酯制奶瓶中倒入开水
后,检测出双酚A;而聚氯乙烯塑料玩具中使用了环
境激素类物质酞酸酯作为柔软剂。婴幼儿期过量环境
激素暴露对儿童神经系统、性器官发育具有重要影
响,对塑料婴幼儿用品应尽量少使用。
(3)谨慎服用类固醇药物和口服避孕药。激素类
药物虽然对一些女性疾病具有一定的治疗作用,但类
固醇药物具有很强的雌激素作用。类固醇药物随服用
者的尿中排出后进入水环境,由于这些化合物具有很
强的耐持久能力,可在水底沉积物中长期积累而具有
生物活性,并可通过食物链对人类健康产生潜在危害。
(4)尽量不使用或少使用杀虫剂、杀菌剂、除
草剂以及合成洗涤剂。杀虫剂和除草剂是最重要的环
境激素来源,而环境激素烷基酚是重要的非离子洗涤
剂成分,少用这些化学物质就可在一定程度上减少环
境污染。
3.4加大研究尺度,了解环境激素污染状况和危害
环境激素问题已经成为国际上环境科学领域中
的热门研究课题,对于环境激素的种类、污染源、污
染途径、作用机理、生态危害、污染控制和防治对策
等已经进行了大量的研究。但目前我国有关环境激素
方面的研究还刚刚起步,尚缺少对环境激素问题的全
面调查,环境激素的污染现状、环境归趋、危害程度
以及作用机理尚未了解清楚。需要加大研究力度,尽
可能对我国环境激素重要污染源和污染状况进行全
面调查,杜绝环境优控物的使用,有效地控制环境激
素的产生,并且充分调查环境激素对人类健康特别是
儿童健康和生殖健康的影响,深入研究环境激素的作
用方式和致毒机理,有效防止环境激素对人类以及整
个生态环境的危害。
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万方数据
环境激素类物质对人类健康的影响
作者: 王奕娟, 王朝晖, WANG Yi-juan, WANG Zhao-hui
作者单位: 王奕娟,WANG Yi-juan(湖南省长沙市一医院,长沙,410005), 王朝晖,WANG Zhao-hui(暨南
大学水生生物研究所,广州,510632)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
年,卷(期): 2007,26(6)
被引用次数: 3次
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