内分泌干扰物概述

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1、内分泌干扰物概述1. 内分泌干扰物的定义内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals，即EDCs),也称为环境激 素(Environmental Hormone),是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质，指环 境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质，它们通 过摄入、积累等各种途径，并不直接作为有毒物质给生物体带来异常影响，而是 类似雌激素对生物体起作用，即使数量极少，也能让生物体的内分泌失衡，出现 种种异常现象。这类物质会导致动物体和人体生殖器障碍、行为异常、生殖能力下降、幼体 死亡、甚至灭绝。2. 内分泌干扰物的种类及分类内分泌干扰物多为有

2、机污染物及重金属物质。我们使用的农药大约 70%80%属于内分泌干扰物；我们所使用的塑料，其中大部分的稳定剂和增塑 剂也属于内分泌干扰物；日常人们所食用的肉类、饮料、罐头等食品中也都含有 内分泌干扰物。常见的内分泌干扰物包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴联 苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecane, HBCD)、二噁英 (dioxin)、双酚 A(Bisphenol A)与其衍生物、多氯联苯(Polychlorinated biphenyls， PCB)、Methomyl、烷基酚聚氧乙烯醚(APE)、壬基酚(Nonyl phenol，NP)等， 另外有研

3、究指出环境污染物中的镉(Cd)、铅(Pb)和汞(Hg)等重金属产物亦 为可疑的内分泌干扰物。内分泌干扰物的分类通常根据其干扰内分泌功能来划分，如雌激素干扰物、 雄激素干扰物、甲状腺素干扰物、糖皮质激素干扰物、胰岛素干扰物、肾上腺皮 质激素干扰物、生长激素干扰物、植物雌激素等。这样的分类，对同一化学物可 能会重复出现，如PCBs既可能具有雌激素效应又具有干扰甲状腺素的效应。如 果以化学结构体系和对机体损伤效应终点来划分，不仅会遇到“重复”，更会失 去干扰内分泌效应的特征。 1997 年美国环保局根据动植物生态、人群流行病学 调查和体内、外实验研究结果，将人和动物内分泌干扰相关化学物划分为已确认

4、的EDCs、可能的EDCs和可疑的EDCs3类。但这样做明显地受到时间限制， 不可能包括新确定的(如糖皮质激素干扰物砷)和由于资料的完善而出现的类别 更动。3. 内分泌干扰物的特性(1) 种类繁多，分布广，易富集内分泌干扰物产量巨大，化学结构稳定，不易生物降解，易挥发，残留期长， 可以通过水、大气循环遍布包括南北极在内的全球各地，对生态环境造成危害。 内分泌干扰物具有高亲脂性或脂溶性，通过食物链富集于动物和人类的脂肪和乳 汁中，并可通过胎盘传递到胎儿或通过母乳传递到婴儿。日本厚生省在 1998 年 8 月的一份报告中指出，在日本妇女乳汁中发现环境激素含量甚高，是婴儿可容 许最高吸收量的26 倍

5、。（2）表现形式多样性 有些内分泌干扰物质随剂量的变化表现出截然相反的作用；在不同组织中的 作用也可能不同；对神经、免疫系统和内分泌系统中任一系统的作用都会影响到 另两个系统，从而造成了表现形式的多样性。（3）对幼体特别敏感 幼体在发育期受到的污染量约为成人平均水平的 1020 倍，而且由于机体发 育过程中内分泌系统缺乏反馈保护机制，同时幼体的激素受体分辨能力不如成体 高，所以，孕期、幼年动物及幼儿对激素的反应比成体敏感。4. 内分泌干扰物的来源及分布（1）主要来源 在我们的日常生活中，内分泌干扰物的身影几乎无处不在。它广泛存在于大 气、土壤、水体等介质中，可以通过垃圾焚烧，排放汽车尾气及烹饪

6、油烟等进入 大气环境；也可通过施用农药，垃圾填埋渗滤液借助水的淋溶作用进入水体，再 就是以地表水作为自来水时加氯消毒产生的副产物邻苯二甲酸酯类物质也有内 分泌干扰活性；还有一类是自然环境中原有的激素类物质，如天然的植物激素、 动物（尸体腐烂后）激素及其微生物代谢物进入土壤环境。总之，内分泌干扰物 广泛的存在于自然环境中，因其浓度低，检出浓度大多在ng/L级到ug/L级，易 被忽略或不易引起重视。（2）分布 内分泌干扰物广泛存在于大气、水体和土壤等环境介质中，分布在地球圈， 世界各地都能觅到其踪迹。上世纪 90年代初，在喜马拉雅山的雪域里检测到 DDT,在海洋、湖泊的汇集地区及热带雨林都发现环境

7、激素对生物的危害。越是 人类社会发达的地区，化工产品、工业产品的利用率越高，危害程度越严重。日 本环境厅1997 年对境内 107条河流进行了调查,其中 74 条河流含环境激素,占 68%。在大部分河流中能检测到已经禁止使用 25 年的 DDT。5. 内分泌干扰物的作用机制及危害5.1 内分泌干扰物的作用机制 内分泌系统与神经系统和免疫系统是机体的三大信号传递系统,在调节机体 各种功能、维持内环境相对稳定中起着重要作用。激素是内分泌腺的天然产物, 在血中以很低浓度传递,与靶细胞受体结合,发挥对机体功能的调节作用。因此 具有干扰内分泌功能的环境污染物,在比引起中毒或其它器官损害低得多的水 平,即

8、可产生危害。环境内分泌干扰物的作用机制还不很清楚。就目前所知而言,环境内分泌干 扰物类似于激素，它们对体内激素的合成、转运和降解有影响。可以直接进入细 胞内，作用于细胞核的酶系统或核酸，从而引起遗传变异。但主要是在细胞外， 作用于细胞膜，与相应的膜受体结合，从而引起机体的代谢紊乱，使人的机体和 生殖系统发生严重的差错和病变。内分泌干扰物通过改变激素依赖细胞的 DNA 一级结构和功能，表现出遗传不稳定性，如出现染色体断裂、DNA加合物、原 癌基因突变、抑癌基因表达受阻等效应；或通过影响受内分泌激素调节的生长因 子及其受体的平衡，使靶细胞异常增殖和分化。（1）与受体结合 某些内分泌干扰物或其基团与

9、激素有着类似的化学构象，可与激素受体直接结合，形成配体-受体复合物，再结合在DNA结合区的DNA反应元件上，诱导 或抑制靶基因的转录，启动一系列雌激素依赖性生理生化过程。诸如己烯雌酚、 O， P-DDT 等与雌激素受体可以发挥拟激素作用，增大原有激素的生物学效应。 有机氯化合物、羟化有机氯对甲状腺受体有一定的亲和力， PCBs 能与人类 糖皮质激素受体结合。某些内分泌干扰物或其他基团由于占据了正常激素的结合 位点，使之无法与受体结合而减低了正常激素的效应。（2）与激素以外的生物大分子结合发挥间接作用 某些内分泌干扰化学物质，如三丁基锡可通过抑制芳烃化酶而减少雌激素的合成；二噁英、多氯联苯等进人

10、体内后可与芳烃受体结合，诱导细胞色素 P450 酶系，加快体内雌激素的降解；多氯联苯及二恶英类物质可结合甲状腺结合蛋白， 降低体内甲状腺素的水平。（3）影响神经、免疫等系统而发挥内分泌干扰作用 神经、免疫、内分泌系统之间存在着复杂的相互作用关系。某些具有较强神经或免疫毒性的化学物质，可通过影响胚胎或生长发育期的神经或免疫系统而间 接影响内分泌系统的发育；同样，内分泌功能的异常也必然会影响神经系统的发 育及免疫系统的正常功能。实验室研究表明，内分泌干扰物对动物有显著的免疫 毒性。对人类免疫毒性的证据不多。内分泌干扰物能影响神经系统发育和干扰神 经内分泌功能。但尚未明确内分泌干扰物暴露效应与人类危

11、险的关系。然而，这 方面的研究对评价干扰物是否通过内分泌干扰机制呈现特殊的神经毒性作用是 有意义的。（4）引起细胞凋亡Dong 等的研究发现，二噁英能引起斑鱼胚胎的背侧中脑的细胞凋亡，表现 为染色质的固缩和断裂，认为芳香烃受体的激活能诱导发育阶段的中枢神经系统 的细胞凋亡。还有人研究显示二恶英能引起细胞出现既不同于凋亡又不同于坏死 的死亡方式。DDT能明显影响早期胚胎的发育过程，减少发育至胚胎的胚胎数 和平均细胞数，增加凋亡细胞的百分比。内分泌干扰物的作用机制不同的生物种类或不同的内分泌干扰物所产生的影响不一样，但可以归纳为 以下4点：内分泌干扰物对胚胎、胎儿和新生幼体的影响与其对成体的影响可

12、以 完全不同；内分泌干扰物产生的效应，常常出现在下一代身上，而不是表现在直 接受污染的这一代身上；对处于发育中的生物体来说，内分泌干扰物的作用时机 是决定性的；虽然受到内分泌干扰物的关键性污染发生在胚胎发育期，但明显的 效应可能要到成年后才会表现出来。内分泌干扰物影响体内激素的合成、分泌、传递、结合、启动以及消除等环 节，从而对个体的生殖、发育以及行为产生多方面的影响。5.2内分泌干扰物的危害 521对野生动物的影响内分泌干扰物是大多野生动物濒危的主要原因。野生动物最早出现“阴盛阳 衰”现象，动物世界已处于雄性退化、乃至灭绝的危机之中。上世纪60年代中期， 发现美国80%的白头雕类失去生育能力

13、。70年代在加拿大出现大量畸形的海鸥， 在非洲发现睾丸滞留在腹腔的雄豹。80年代美国佛罗里达洲发现鳄鱼孵化率大 大下降，幸存的鳄鱼阴茎短小，生殖能力低下，一些鱼类的生殖器始终不能发育， 还有一些鱼类完全不能繁殖，雌雄同体率增高。许多证据表明：鸟类和鱼类出现 甲状腺功能障碍；鸟类、鱼类、水生甲壳类动物和哺乳类的生殖能力锐减；鸟类、 鱼类和龟鳖类卵的孵化率下降或孵化后出现严重的畸形和残疾；鸟类行为异常； 鸟类、鱼类和哺乳类里有雄性雌性化或雌性雄性化倾向；鸟类和哺乳类的自身免 疫系统遭到损害等。5.2.2对人类生殖系统的影响（1）引起男性生殖能力下降近 50 年来，全球范围内人类精子数量正在不断下降

14、，精液量不断减少。有 报告表明出生时间和精子数目存在明显的负相关：出生年度越迟，平均精子数目 越少，畸形精子的比例明显上升。除精子数下降、精液量减少外，精子正常形态 率、活动率都呈明显下降趋势。这种急剧的变化不可能是由于遗传因素引起的， 毫无疑问与环境因素有关。（2）男子女性化程度加剧 男性体内雌激素的增加，意味着一定程度的女性化，雌激素对男性而言是“灭 顶之灾”。日本厚生省在对中小学生体检时，发现男孩的肌肉张力、握力、爆发 力、耐久力均呈下降趋势，体能、体质今非昔比，呈女性化趋势。更令人担忧的 是，科学家还没有找到有效的办法来解决男子女性化和人体内雌激素过量问题。 从对不同动物，包括两栖类、

15、鸟类、啮齿类、犬、牛、羊、恒河猴等的观察发现， 雄激素或高浓度的雌激素都可以导致这些动物的雌性在行为上的雄性化，并减少 其雌性行为。（3）其它生殖系统问题 内分泌干扰物和妇女的许多生殖问题有联系，包括流产、子宫外孕、月经失 调、子宫内膜增生、子宫内膜异位等生殖系统病变。由于内分泌干扰物的过量摄 取，引起女性的性早熟：美国 48.3%的黑人女孩、14.7%的白人女孩在 8 岁以前 就有月经初潮。许多资料表明：内分泌干扰物可引起睾丸发育中断、永久性性功 能障碍、隐睾、睾丸癌、阴茎发育不全、尿道下裂等。5.2.3 对发育的影响在生物体发育的过程中，激素具有极其重要的作用，而在子宫内发育的哺乳 动物对

16、出生前母体内激素水平的微小变化具有极其敏感的反应能力。出生前对细 胞、器官、脑乃至行为进行永久性编辑的是激素，激素在许多方面为个体的未来 制定了方向。发育过程中出现的任何内分泌系统的紊乱，都可能改变正常发育， 而且发生的变化是典型的不可逆过程。环境中通常的激素干扰物的水平不会导致 细胞死亡或伤害DNA，这些化合物攻击的目标是体内通讯系统中奔走不停的化 学信息激素。由于激素信息控制着包括从性分化到脑组织形成等许多重要的发 育过程，在出生前和出生后的早期阶段激素干扰化合物具有特别的危险性。对成 人不产生危害的低浓度污染物，对胚胎却可产生致命的影响。激素产生化学反应 的浓度极其微量，例如雌二醇激素效果最显著的雌激素，用106或109已经 没有太大的意义，通常用的1012。因此，激素水平的微小波动对生物有机体也 可能带来灾难性后果。正常水平的雌激素会促进发育，但当其过量时，就会引起 体内大混乱。5.2.4 对神经行