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生物地球化学疾病

Biogeochemical disease

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内容： 碘缺乏病 (iodine deficiency disorders,IDD) 地方性氟中毒 (endemic fluorosis) 地方性砷中毒 (endemic arseniasis) 地方性硒中毒 (endemic selenosis) 克山病 (Keshan disease) 大骨节病 (Kaschin-Beck disease)

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教学目标与要求 掌握 :

1. 生物地球化学性疾病的概念、流行病学特征 2. 影响生物地球化学性疾病流行的因素 3. 碘缺乏病和地方性氟中毒的概念、流行病学

特征、发病机制，防治措施。 4. 地方性砷中毒的的临床表现和防治措施。

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了解 :

1. 碘缺乏病、地方性氟中毒、地方性砷中毒的临床表现及诊断。

2. 地方性砷中毒、地方性硒中毒的毒作用机制。 2. 克山病的病理学改变、临床表现和防治措施。 3. 大骨节病的病因、流行特征、临床表现和防

治措施。

地球化学家密尔顿二十世纪 60 年代测定英国人体血液中各种化学元素的平均含量，并于地壳中元素的丰度值比较，发现了两者

的密切关系

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概述 概念：

由于地壳表面化学元素分布的不均匀性，使某些地区的水和或土壤中某些元素过多或过少，当地居民通过饮水、食物等途径摄入这些元素过多或过少，而引起某些特异性疾病，称为生物地球化学性疾病，或地方病。

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判定方法： 人群中某种健康危害的发生率与某种化学

元素之间的关系。 判定条件：

疾病的发生有明显的地区性 疾病的发生与地质中某种化学元素之间有

明显的剂量反应关系 上述相关性可以用现代医学理论加以解释

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流行特征： 明显的地区性分布： 与环境中元素水平相关

影响因素： 营养条件： 生活习惯 多种元素的联合作用

控制措施： 组织措施 技术措施

思考： ?生物地球化学性疾病的流行特征，影响因素？

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我国是地方病流行严重的国家，全国 31个省、自治区、直辖市都不同程度地存在地方病的流行。

目前纳入地方病管理范畴的疾病包括：地方性氟中毒、碘缺乏病、大骨节病、克山病、地方性砷中毒、鼠疫、血吸虫病、布氏杆菌病等。 　

截止到 2000 年底： 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% ； 克山病流行县（市、区）为 319 个，控制县（区）为 2

48 个，占总数的 77.7% ； 大骨节病流行县（市、区） 351 个，控制县（市、区）

154 个，占总数的 43.9% ； 碘缺乏病流行县（市、区） 2452 个，消除县

（市、区） 1661 个，占总数的 67.7% ； 血吸虫病流行县（市、区） 413 个，达到消灭标准县

（市、区）数为 243 个，占总数的 58.8% 。

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地方性氟中毒（ Endemic fluorosis ）：

由于一定地区的环境中氟元素过多，而致生活在该环境中居民经饮水、食物和空气等途径长期摄入过量氟而发生的一种慢性全身性疾病，主要表现为氟斑牙 (dental fluorosis) 和氟骨症(skeletal fluorosis) 。

氟在自然界中的分布： 分布广泛、以化合物形式存在。 水、空气、食物

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体内代谢：

饮水食物空气中氟

消化道呼吸道

血液： 75% 血浆与血浆白蛋白结合

全身：

硬组织

尿液粪便汗液：

肾脏

影响因素 ?

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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 对神经肌肉的作用

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发病原因： 病区的地质地理和气候条件：环境介质含氟

量高，居民饮用水含氟量或室内空气氟浓度或食品含氟量超过相应国家卫生标准。

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发病机制： 对骨组织和钙磷代谢的影响

氟

骨组织Ca10(PO4)6(OH)2

Ca10(PO4)6

F2

CaF2

骨软骨关节面韧带和肌腱附着点

骨质硬化骨密度增加

消耗大量钙 血钙

甲状旁腺分泌激素增多，抑制肾小管对磷的重吸收，磷代谢紊乱

骨质脱钙或溶骨

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对牙齿的影响

影响其他组织：神经系统、肌肉、肾脏、血管和内分泌腺等。抑制酶的活性

氟 CaF2牙组织 牙釉质

产生不规则的球星结构

釉质钙化受损，出现弥漫性钙化不全和疏松多孔区

恒牙牙胚发育阶段（妊娠3.5 个月 ~出生后 4 年）

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流行病学特征： 病区类型与分布：

饮水型：即长期饮用高氟水而患病。 患病率与饮水氟含量呈正相关。分布广，流行史最长， 90％的患者属此型；

燃煤型：即在特定地区煤中含氟量过多，当地居民采用落后的燃煤方式（敞开燃煤、烘烤粮食），致使室内空气和烘干食物中氟含量增加而导致 。

饮茶型：长期饮用含氟过高的茶叶而引起。

儿童氟斑牙、青年拄拐

贵州省毕节地区织金县普翁乡化落村， 8 到 12 岁的儿童 ，氟斑牙发病率高达 99.55% ，而 16 岁以上氟骨病的发病率高达 76% ，更为严重的是，在 46 岁以上人群当中，氟骨病发病率竟高达 96.35% 。

据统计，到 2005 年，贵州有 1000万氟斑牙患者， 64万氟骨病人，以县为单位，氟中毒的人口 1900万，占贵州人口（ 3837万）的一半。

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人群分布： 摄入剂量：时间长短： 个体排氟能力、对氟敏感性、蓄积量、生长发育状况等 ：

发病时间、病情均与摄入量呈正相关

流行病学特征：

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流行病学特征： 年龄分布：

氟斑牙主要和饮用高氟水起始年龄有关，一般乳牙患病较少，恒齿多见，以 7~15岁发病率最高。

氟骨症多见于成年人，一般在 10 或 15岁以后发病，患病率和病情均随年龄增加而升高和加重。

性别分布： 一般无明显的性别差异，但有些病区，女性患者

的病情较重，可能与妇女生育、授乳有关。

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流行病学特征： 居住时间：

氟骨症欺侮外来人 一般与民族职业关系不大 :

前提：生活习惯、生活条件不影响摄氟量 其他影响因素：

营养条件、钙离子浓度、硬度、 pH 值、气候、个体差异

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病区确定与划分（地方性氟中毒病区划分标准GB17018-1997 ） 判定：

饮水含氟量大于 1.0mg/L ，燃煤污染型：总摄氟量大于 3.5mg/L

当地出生的 8～ 15岁儿童氟斑牙患病率大于 30％，并检出有氟骨症患者的地区。

划分：轻病区、中等病区、重病区

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氟斑牙： 釉面光泽度改变 釉面着色 釉面缺损

临床表现：

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分度（记分） 标 准

正常（ 0 ） 釉质半透明，表面光滑有光泽，通常呈浅乳白色

可疑（ 0.5 ）

釉质半透明度有轻度改变，可见少数白斑纹或白色斑点。临床不能诊断为很轻型，而又不完全正常的情况

很轻（ 1 ） 小的似纸一样白色的不透明区（白垩改变）不规则的分布在牙齿上，但不超过牙面的 25%

轻度（ 2 ） 釉质表面失去光泽，明显的白垩改变，但不超过牙面的 50%

中度（ 3 ） 除白垩改变外，多个牙齿釉面有明显磨损，并呈棕黄色

重度（ 4 ） 釉质严重损害，同一牙齿有几个缺损或缺损区，可影响牙齿整体外形 。着色广泛，呈棕黑或黑色

表 氟斑牙的 Dean 分度标准

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氟骨症： 症状：

疼痛 神经症状 肢体变形

体征：硬化型、混合型 X 线表现：

骨结构改变、骨周改变、关节改变

目前公认的唯一可靠的氟骨症客观诊断方法。

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预防措施与治疗原则 预防：

饮水型： 改换水源 饮水除氟

燃煤型： 改良炉灶： 减少食物氟污染 不用或少用高氟劣质煤

饮茶型： 治疗原则：

减少摄入和吸收，促进排泄、拮抗毒性、增强体质、平衡膳食等。

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碘缺乏病 Iodine deficient disease (IDD)

是指从胚胎发育到成人期由于摄入碘不足所引起的一系列病症，它对人的损害是连续性的。包括地方性甲状腺肿、地方性克汀病、地方性亚临床克汀病、流产、早产、死产等。

“ 一代粗（粗脖子）、二代傻（克汀病）、三代断根芽（呆傻、先天畸形等不能结婚生育）。”

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分布 : 碘化物； 山区水碘低于平原，平原低于沿海

代谢：

食物（ 90% ）

消化道（胃和小肠）

血液循环

全身组织器官甲状腺 20% ，甲状腺滤泡上皮细胞内生成甲状腺激素

肾脏

尿 40~80%

甲状腺激素合成不足导致的

内分泌疾病

尿碘估计碘摄入量

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复习：

合成甲状腺素的功能细胞

甲状腺上皮细胞

甲状腺素包括？

四碘甲腺原氨酸（ T4 ）和三碘甲腺原氨酸（ T3 ）

下丘脑 - 垂体 -甲状腺轴的反馈与负反馈作用，维持 T3 T4 正常水平

促甲状腺激素释放激素

TRH

促甲状腺激素TSH

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生理作用 ： 最低生理需要量： 75µｇ /天 /人 促进生长发育 维持正常新陈代谢 影响蛋白质糖和脂类的代谢 调节水和无机盐 维持神经系统正常功能

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主要由于地区性环境缺碘引起的地方病，是碘缺乏病的主要表现形式之一，主要症状是甲状腺肿大。

发病原因： 缺碘：饮水、食物及土壤 致甲状腺肿物质（ goitrogenic substance ） :

有机硫化物、某些有机物、某些无机物 其他原因：营养因素

单独作用少见

缺碘为主的多种营养素缺乏症！

地方性甲状腺肿（ Endemic goiter ）：

能影响或干扰甲状腺激素合成、释放、代谢，引起甲状腺肿大的物质。

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发病机制：

碘 甲状腺激素合成

促使垂体前叶分泌 TSH

甲状腺组织出现代偿性增生

异常甲状腺球蛋白堆积于滤泡中

胶质性甲状腺肿

退行性变

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临床表现：甲状腺肿大：伴随周围组织压迫症状除了颈部肿大之外，一般无明显症状，只有当甲状腺肿发展到一定程度时或压迫气管、食道和周围神经时才会出现呼吸困难，吞咽障碍或声音嘶哑等症状，

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诊断： 标准：居住在病区；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；尿碘低于 50µg/g 肌酐，甲状腺吸 131I 呈饥饿曲线。

分型： 弥漫型：甲状腺均匀增大，摸不到结节； 结节型：在甲状腺上摸到一个或几个结节； 混合型：在弥漫肿大的甲状腺上，摸到一个或几个结节。

分度： 按肿大程度可分：正常； Ⅰ度 ；Ⅱ度 ；Ⅲ度 ；Ⅳ度 。

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地方性克汀病（ Endemic cretinism ） ：由于胚胎期与出生后早期碘摄入量低而引起。主要表现智力低下、体格矮小、聋哑、生长发育落后、神经运动障碍、甲状腺功能低下、甲状腺肿。概括为呆、小、聋、哑、瘫 。多出现在严重的地方性甲状腺肿流行区，患病率可达1～ 5％，甚至 5％～ 10％。

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发病机制 胚胎期：

缺碘使胎儿甲状腺激素供应不足，胎儿的发育出现障碍，特别是中枢神经系统的发育分化障碍。

出生后至两岁： 缺碘使甲状腺激素合成不足，引起甲状腺激素缺

乏，明显影响身体和骨骼的生长。

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临床表现： 神经型 ：表现为智力低下，聋哑、性发育落后及走路不稳，下肢痉挛性瘫痪等神经系统症状，

粘液水肿型：具有甲状腺功能低下的全部特点：皮肤干燥与肿胀，声音嘶哑、表情淡漠、智力缺陷。

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亚克汀病：以轻度智力落后为主，伴有神经系统轻微受损和生长发育迟缓。此病因临床异常表现不明显，易被人们所忽视，实际其患病率远高于典型克汀病。

我国 1017万智力残疾患儿中，有 80%归因于碘缺乏。 每年出生 2000万新生儿，其中 600万在碘缺乏地区，按碘缺乏使智力商数平均丢失 13.5万个百分点推算，如不加防治，每年因碘缺乏而丢失约 8000多万个潜在智力商数，可见对人口素质影响之严重。是影响社会发展的公共卫生问题。

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诊断： 必备条件：

出生、居住在碘缺乏区；有精神发育不全，主要表现在不同程度的智力障碍。

辅助条件：神经系统症状；甲状腺功能低下症状

上述必备条件及辅助条件之一或一项以上。

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碘缺乏病的流行病学 流行特征：

地区分布：山区高于丘陵、丘陵高于平原，平原高于沿海；内陆高于沿海。内陆河的上游高于下游，农业地区高于牧区。

人群分布：任何年龄。发病年龄一般在青春期，女性早于男性；患病率女性高于男性 。甲状腺肿大在儿童期开始出现，青春发育期发病率急剧增高， 40岁以后逐渐下降。重病区年龄组有提前和后移现象。 以 15~20 岁年龄组，两性差异最大。

时间趋势：

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影响因素： 自然地理、 水碘含量、 协同作用、 经济状况、 营养不良

病区划分： GB16005-1995 ： 尿碘中位数低于 100 µｇ /L ；水碘低于 10 µｇ /L 8~10 岁儿童甲状腺肿大率大于 5% 或 7~14 岁儿童

甲状腺肿大率大于 10%

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预防措施： 补碘：碘盐 (iodized salt) 、碘油 (iodized oil) ； 1995 年实施全民食盐加碘（ universal salt iodization,

USI ） 健康教育： 2003 年 5月 15日 全国防治碘缺乏病日主题是 “食用碘盐，保护儿童智力发育”。

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地方性砷中毒endemic arseniasis

由于长期自饮用水、室内烟煤、食物等环境介质中摄入过量的砷而引起的以末梢神经炎、皮肤色素代谢异常、掌跖部皮肤角化、肢端缺血坏疽、皮肤癌变为主要表现，伴有多系统、多脏器受损的慢性、全身性疾病。

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概况：

1980 年，新疆奎屯地区发现第一个饮水型病区 1992 年，贵州省首次公布，目前内蒙古、山西、贵州、陕西等省

1992 年卫生部认定的一种新型地方病。

乌脚病： 1953 年，台湾省台南和嘉义县

目前，暴露在饮水砷浓度等于或超过 0.05mg/L 的人口为 560万，暴露在饮水砷浓度等于或超过 0.01mg/L 的人口为 1466万。

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砷在自然界的分布 砷在体内的代谢

砷的吸收途径： 消化道、呼吸道、皮肤粘膜

砷的运输、分布与蓄积： 蓄积性（ As3+> As5+ ）

砷的排泄： 肾脏、胆汁、乳汁、粪便、毛发等

发砷和指（趾）甲砷

反映砷在体内的蓄积水平

尿砷反映机体砷暴露水平

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砷的毒作用机理

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病因： 饮水型：因饮水含砷高（ 0.05mg/L) 所致。 燃煤型：

室内无烟囱燃高砷煤污染空气

污染食物

吸入 As

食入 As

长期总摄砷过量导致

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地方性砷中毒的临床表现 皮肤色素异常、角化过度、 末梢神经炎等 多系统、多脏器损害：

肝脏 神经系统 肾脏 血液系统 雄性生殖系统 心血管系统

致癌、致突变、致畸胎作用：

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流行特点： 地理、地质和气候条件

饮水型：平原、盆地或高原；干旱、少雨、多风 燃煤型：高寒地区

性别： 患病率男高于女

年龄： 各年龄段。患病率随在病区居住年限增加而升高。

与饮水砷和燃煤砷关系：

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预防措施及治疗原则： 建立健全环境和食品砷标准 改换水源 饮水除砷：

沉淀：明矾、碱式氯化铝、活性氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硅酸等混凝剂和助凝剂。

过滤： 吸附 铈铁吸附剂

限制高砷煤炭的开采使用 改良炉灶以减少室内空气砷污染 健康教育：

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小结： 请同学们根据所学的地方病，总结地方病的

流行特征，影响因素！