第七章 生物地球化学性疾病 新疆医科大学 劳动卫生与环境卫生学教研室

第一节 概 述

生物地球化学性疾病 (biogeochemical disease) 由于地理地质原因，使地壳表面的元素分布不均衡，致使有的地区土壤和水中某些元素含量过多或缺乏，超出机体的适应范围，导致该地区人群中发生特有的地区性疾病，称为生物地球化学性疾病。

判定标准： 明显的地区性； 疾病的发生与地质中某种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。

流行特征 影响因素 控制措施 营养条件； 生活习惯； 多种元素联合作用 明显的地区性分布； 与环境中元素水平相关 建立健全专业队伍和防治网络，开展经常性疾病调查检测； 限制摄入，适量补充 营养条件； 生活习惯； 多种元素联合作用 明显的地区性分布； 与环境中元素水平相关

第二节 碘缺乏疾病

问题： 1．该村为什么出现那么多“傻子”？ 2．这些“傻子”究竟患什么病？ 东北地区的某个山村，有个远近闻名的“傻子屯”，村里百十户人家，却有不少痴痴呆呆的人，有老有小。这些人“身材矮小如侏儒，听力语言缺陷，智力低下如白痴”。其中有一个家庭，一家五口全都智力发育不全，尤以三个孩子最为严重，什么都不懂，整天只知道傻呵呵的笑。 问题： 1．该村为什么出现那么多“傻子”？ 2．这些“傻子”究竟患什么病？

碘缺乏病（iodine deficiency disorders，IDD）是机体缺乏碘而造成的危害，指从胚胎发育至成人期由于碘摄入不足而引起的一系列病症。主要临床表现为甲状腺肿、克汀病、亚临床克汀病、流产、早产及死胎等。

碘 分布 体内代谢 生理作用 广泛分布于自然界中，空气、水、土壤等中都含有碘。海产品中含量较高 来源于食物，由消化道吸收进入体循环，甲状腺富集，主要由肾脏排出。 通过合成甲状腺素和三碘甲腺原氨酸来实现。

四 流行病学特征 1.地区分布: 国际：全球有110个国家---16亿人 国内：29个省市自治区流行；病区人口4.25亿，占世界病区人口40%； 总的流行特点: 山区>平原；内陆>沿海；农村>城市

2. 人群分布特征: 发生于任何年龄 青春期多发 女性高于男性 3. 时间趋势: 采取补碘干预后，可以迅速改变碘缺乏病的流行状况。

（二）影响碘缺乏病流行的因素 自然地理因素 1 营养不良 5 2 水碘含量 影响因素 3 4 协同作用 经济状况

（三）病区划分标准 居民甲状腺肿患病率（%） 7-14岁甲状腺肿大率（%） 尿碘（µg/g肌酐） 轻病区 >3 >20 25~50 重病区 >10 >50 <25

五 地方性甲状腺肿 地方性甲状腺肿（endemic goiter）是 一种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，其主要症 状是甲状腺肿大。

(一) 发病病因 环境缺碘 ♫ 致甲状腺肿物质 药物因素 ♫ 其他原因：营养缺乏，高碘 ♫ 硫葡萄糖苷-芥菜、卷心菜、甘蓝 环境缺碘 ♫ 致甲状腺肿物质 硫氰酸盐-杏仁、木薯、黄豆、核桃仁 硫葡萄糖苷-芥菜、卷心菜、甘蓝 药物因素 ♫ 其他原因：营养缺乏，高碘 ♫

陕西省7个地区饮水含碘量与甲状腺肿发病关系 饮水平均含碘量(µg/L) 甲状腺肿发病率(%) 蒲城 14.83(0.10~40.00) 0.13 西安 16.51(4.60~46.00) 0.25 宝鸡 3.98(2.00~5.80) 3.35 石泉 1.18(0.10~2.00) 19.42 蓝田 3.24(1.25~8.70) 22.97 维南 0.83(0.45~1.20) 重病区 商县 0.48(0.20~0.75)

大量的调查表明，当饮水中碘含量低于5～l0μg/L或每日摄入量低于40μg时往往有本病的发生。发病的程度与人体所处发育时期，以及碘缺乏程度，持续时间等因素有关。

药物因素 硫脲类抗甲状腺药物抑制碘的有机化和偶联过程 治疗精神病的碳酸锂可抑制甲状腺激素的分泌 他巴唑、雷锁辛、洋地黄、四环素类药物均有一定的致甲状腺肿作用

(二) 发病机制 碘是人体必需微量元素，是合成甲状腺素的重要元素。 对甲状腺影响： 缺碘 → 甲状腺素合成↓ → 血液中甲状腺素浓度↓ →反馈地导致垂体前叶分泌促甲状腺素↑ → 促使甲状腺增生肿大

（三）临床表现 主要表现为甲状腺肿大。弥漫性肿大的甲状腺表面光滑，有韧性感；若质地较硬，说明缺碘较严重或缺碘时间较长。 甲状腺增大，可出现周围组织的压迫症状：（1）气管受压时，出现憋气、呼气不畅甚至呼吸困难；（2）食管受压造成吞咽困难；（3）声音嘶哑；（4）颈交感神经受压使同侧瞳孔扩大；（5）上腔静脉综合征；（6）胸壁静脉怒张或皮肤瘀点及肺不张。

（四）诊断 1 我国现行的诊断标准包括： 甲状腺肿大超过本人拇指末节，或小于拇指 末节而又结节； 排除其它甲状腺疾病； 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 末节而又结节； 排除其它甲状腺疾病； 尿碘低于50μg/g肌酐，甲状腺吸131I率呈 “饥饿曲线”可作为看指标。

2 临床分型： 弥漫型：甲状腺均匀肿大，质较软，摸不到结节 地方性甲状腺肿 2 临床分型： 弥漫型：甲状腺均匀肿大，质较软，摸不到结节 结节型：在甲状腺上摸到1个或几个结节，多见于成人，特别是妇女和老年人，说明缺碘时间较长。 混合型：在弥漫肿大的甲状腺上摸到1个或几个结节。

3 分度 正常：不易摸到 生理增大：易摸到，但不超过本人拇指末节 I度：易看到，不超过本人1/3拳头，或能摸到结节 地方性甲状腺肿 3 分度 正常：不易摸到 生理增大：易摸到，但不超过本人拇指末节 I度：易看到，不超过本人1/3拳头，或能摸到结节 II度：1/3~2/3个拳头，脖根变粗 III度：2/3~1个拳头，颈部变形 IV度：大于一个拳头，多带有结节

六 地方性克汀病 地方性克汀病（endemic cretinism）原 系指欧洲阿尔卑斯山区常见的一种体格发育 落后、痴呆和聋哑的疾病。这是在缺碘地区 出现的一种比较严重碘缺乏病的表现形式。

（一）发病机制 胚胎期 出生后继续缺碘: 甲状腺激素合成不足 使胎儿大脑皮层、基底核以及内耳结构发育受阻 生后智力缺陷及耳聋。 甲状腺激素合成不足 使胎儿大脑皮层、基底核以及内耳结构发育受阻 生后智力缺陷及耳聋。 甲状腺激素合成不足 使胎儿大脑皮层、基底核以及内耳结构发育受阻 生后智力缺陷及耳聋。 出生后继续缺碘: 甲状腺素缺乏，此时会影响神经细胞树突，髓鞘形成和胶质的发育，导致抽象能力缺陷和智力低下。 甲状腺素缺乏，此时会影响神经细胞树突，髓鞘形成和胶质的发育，导致抽象能力缺陷和智力低下

呆、小、聋、哑、瘫 （二）临床表现

（三）地方性克汀病诊断 1 必备条件 1）出生、居住在碘缺乏地区； 2）有精神发育不全，主要表现在不同程度的智利障碍。 2 辅助条件 1）甲状腺功能低下症状，不同程度身体发育障碍； 2）神经系统症状。

（四）地方性克汀病临床分型 神经型： 智力低下、聋哑、下肢痉挛、瘫痪和僵直，出现特征性步态。 粘液水肿型： 甲状腺功能低下症状：皮肤干燥与肿胀、声音嘶哑、表情淡漠、智力缺陷。 混合型： 兼具上述两类主要表现者。

七 预防措施与治疗原则 1. 选用含碘量适宜的水源水 2. 补碘

供给含碘食盐: 口服或肌注碘油： 食盐加碘是预防碘缺乏病的首选方法 国内采用碘化核桃油或豆油，每毫升含碘在500mg左右，一次肌肉注射1～2ml，一般间隔三年再重复注射一次。口服碘化油方法简便，群众易于接受，防治效果同样明显，供碘效能一般为1年半左右。

3.治疗原则 地方性甲状腺肿应运甲状腺激素疗法或外科疗法；地方性克汀病早发现早治疗。 在碘缺乏区应定期进行普查早期发现病人，及时治疗。对患者可口服碘化钾或用甲状腺制剂进行治疗。

第三节 地方性氟中毒

地方性氟中毒（endemic fluorosis） 是由于一定地区的环境中氟元素含量过多，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、氟骨症为特征的一种慢性全身性疾病。

氟（fluorosis） 分布 体内代谢 生理作用 主要来源于饮水及食物，少量来源于空气，消化道吸收较多，在体内主要是硬组织分布较多，通过尿液、粪便和汗液排出。 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。 广泛分布于自然界中，地下水中氟含量大于地表水，空气含氟量较低，空气污染时可从中吸入，砖茶中含量较高。

四 流行病学特征 • 多在干旱半干旱的盐渍土地区、温泉周围地区、富氟矿区、以及与地质结构有关的某些深层地下水含氟较高的地区流行。 四 流行病学特征 • 多在干旱半干旱的盐渍土地区、温泉周围地区、富氟矿区、以及与地质结构有关的某些深层地下水含氟较高的地区流行。 • 地方性氟病的发生与性别无关。 • 氟斑牙患病率以7-15岁最高，多见于恒牙；氟骨症一般在10-15岁后发病，随年龄增加患病率升高、病情加重。 • 有饮水型、燃煤型、饮茶型三种类型。

五 发病原因和机制 （一）发病病因 长期饮用含氟量高的水而患病，此型分布广，90％的患者属此型。 饮水型病区 长期饮用含氟量高的水而患病，此型分布广，90％的患者属此型。 燃煤型病区 特定地区煤中含氟量过多，当地居民习惯敞开燃煤、烘烤粮食，致使室内空气和烤干食物中氟含量增加。 饮茶型病区 居民饮用含氟砖茶。

（二）发病机制： 对钙、磷代谢的影响：♫ 对骨骼的影响：♫ 对牙齿的影响：♫ 氟的其他毒作用：♫

对钙磷代谢影响: 骨质硬化 F-+Ca2+CaF2 沉着在骨骼 沉着在肌腱、韧带 软组织硬化 关节活动受限 血Ca2+  钙磷代谢紊乱

骨质硬化，密度增加， 骨皮质增厚，髓腔变小； CaF2大量沉积 骨质脱钙疏松。 F取代骨盐羟磷灰石 中的羟基→氟磷灰石 破坏正常骨质晶体结构 对骨骼的影响: 骨质硬化，密度增加， 骨皮质增厚，髓腔变小； 骨质脱钙疏松。 CaF2大量沉积 F取代骨盐羟磷灰石 中的羟基→氟磷灰石 破坏正常骨质晶体结构 影响骨组织对钙盐的 吸收和利用 F抑制骨磷酸化酶

对牙齿的影响: 影响牙本质钙化 白垩样变、缺损 牙釉质疏松、着色(斑釉齿)、质脆易碎 牙釉母细胞破坏

六 临床表现 （一）氟斑牙（Dental fluorosis）：又称斑釉齿，患病率以7-15岁最高，多见于恒牙，分三型。 1)白垩型； 2)着色型； 3)缺损型；

氟斑牙的分型和分度 分型 白垩型 着色型 缺损型 分度 轻度 中度 重度 牙釉面失去光泽、粗糙，似粉笔状 牙釉面呈微黄，黄褐或黑褐色，可见细小斑点、条纹、斑块 缺损型 牙釉质受损脱落，呈点状、片状或地图形凹状，或呈广泛的黑褐色斑块 分度 轻度 需在充足光线下仔细辨认 中度 肉眼即能明显辨认 重度 对面讲话时即能辨认

（二） 氟骨症（skeletal fluorosis)： 一般在10-15岁发病。 腰背和四肢大关节持续性疼痛，且多为酸痛。 重症患者，可引起四肢及躯干关节固定，肢体变形，甚至发生截瘫。 主要体征是脊柱和四肢大关节活动受限，肢体变形。

（三）非骨相氟中毒 神经系统损伤 骨骼肌损害 肾脏及其他损害

七 诊断和鉴别诊断 （一）氟斑牙 1 诊断 出生或幼年在氟中毒病区生活，或幼年时长期摄氟过量者出现氟斑牙者。 2 鉴别诊断 1）非氟斑；2）釉质发育不全；3）四环素牙； 4）外源染色；5）龋齿。

（二）氟骨症 1 诊断 出生或幼年在氟中毒病区生活，或幼年时长期摄氟过量者出现氟斑牙者。 2 鉴别诊断 1）非氟斑；2）釉质发育不全；3）四环素牙； 4）外源染色；5）龋齿。

八 预防措施与治疗原则 （一）预防措施 饮水型病区 燃煤型病区 饮茶型病区 改水降氟 改炉改灶， 减少食物氟污染 停止饮用 含氟高的茶 采用低氟水源 不用或少用 高氟劣质煤

（二）治疗原则 对病区居民定期进行体格检查，以早期发现地氟病患者，合理调整饮食和推广平衡膳食，对地氟病患者应及早治疗，采用钙剂和维生素D治疗，还可用氢氧化铝以减少氟的吸收。

第四节 地方性砷中毒

地方性砷中毒（endemic arseniasis）是指长期自饮用水、室内煤烟、食物等环境介质摄入过量砷而引起的一种生物地球化学性疾病。临床上以末梢神经炎、皮肤色素代谢异常、掌跖皮肤角化、肢端缺血坏疽， 皮肤癌等为主要表现 ，是一种伴有多系统、多脏器损伤的慢性全身性疾病。

砷（arsenic） 分布 体内代谢 发病机制 抑制酶的活性；导致细胞凋亡；致癌（DNA损伤、基因表达异常、DNA甲基化反应、氧化应激和ROS产生） 广泛分布于岩石、土壤和水环境中，地表水中砷含量因地理、地质条件不同而差别很大，不同地区煤含量也不相同。 通过呼吸道、消化道、皮肤粘膜吸收；体内蓄积性强，肝肾脑毛发等分布多；肾脏是排泄的主要器官

四 砷中毒的流行病学特征 （一）病区分布 该病区主要分布在智利、印度、孟加拉国、阿根廷、澳大利亚、匈牙利、墨西哥、秘鲁、泰国等国。 四 砷中毒的流行病学特征 （一）病区分布 该病区主要分布在智利、印度、孟加拉国、阿根廷、澳大利亚、匈牙利、墨西哥、秘鲁、泰国等国。 我国病区主要分布在新疆、内蒙古和山西的一些地区和台湾省西南沿海的一些地区,受威胁人口80多万。 燃煤型砷中毒则仅见于我国贵州。

（二）人群分布及病区的判定 儿到高龄老人均有发病，40-50岁年龄段是患病的高 峰期。性别差别不大，成年男性之间以体力劳动者 居多。 多发于农业人口，且有一定的家族聚集性，从幼 儿到高龄老人均有发病，40-50岁年龄段是患病的高 峰期。性别差别不大，成年男性之间以体力劳动者 居多。 高砷区：砷含量>0.05mg/L 轻病区：砷含量0.05-0.2mg/L 中等病区：砷含量0.21-0.5mg/L 重病区：砷含量>0.5mg/L 燃煤污染型病区：砷含量>100mg/kg的煤做为燃料

五 地方性砷中毒的临床表现 水中含砷量大于0.05mg/L时，长期饮用能引起慢性砷中毒。 皮肤色素异常； 皮肤过度角化； 末梢血循环障碍； 周围神经炎； 多发性皮肤癌；

砷角化及疣状增生 砷中毒微循环障碍 鲍文氏瘤

（二）对多脏器多系统脏器损害 心血管 肝 砷 雄性生殖系统 肾 血液系统 神经系统

六 预防措施及治疗原则 改换水源； 限制高砷煤炭的开采使用； 营养支持，治疗末梢神经炎，处理皮肤损害 预防措施： 饮水除砷；改良炉灶减少室内空气污染 治疗原则： 营养支持，治疗末梢神经炎，处理皮肤损害 驱砷：5%二硫基丙磺酸钠或二硫基丙醇油膏。

第五节 与环境硒有关的生物地球化学性疾病

硒（selenium） 分布 有益作用 不良反应 抗过氧化，提高免疫，保护心血管，维护生殖功能，抗癌，其他（对抗老年白内障、前列腺增生、糖尿病及维护甲状腺功能） 形成自由基，抑制酶活性，慢性中毒表现为食欲不振、腹胀、恶心、呕吐等症状。急性中毒可使患者1-2天头发脱落。 土壤中硒区域性差别大，农作物中硒因土壤中差别因而差别也很大，体表水和地下水差别也很大。

三 克山病 （一）病因： 病区内外环境硒缺乏； 1)肠道病毒； 膳食中营养素失衡 2)粮食中污染串珠镰刀菌素。 三 克山病 是一种病因未明,以心机变性坏死为主要病理改变的地方病,亦称地方性心肌病。首先发现于黑龙江省克山县。 （一）病因： 生物地球化学病因: 病区内外环境硒缺乏； 生物病因： 1)肠道病毒； 2)粮食中污染串珠镰刀菌素。 膳食中营养素失衡

（二）克山病流行的特征 对发区域 我国包括黑龙江、吉林、内蒙、河北、陕西、四川，重庆等15个省处于低硒地带。区域多沿大山系两侧、水系上游、分布于中低山区、丘陵地带及其相邻的平原地带。 多发年度 年度发病率波动较大，有高发年、低发年、平年之区别。 克山病冬季多发 病区多为农村，生育期妇女和儿童为多发人群 农业人口家庭多发，多是生活条件差、多子女的贫困户及外来人口。

（三）病理学改变 主要受损部位为心肌，同时骨骼肌也可受累。 1 心脏外观改变 心脏扩大、重量增加，多见于慢性克山病患者，急型和潜在型克山病心脏扩大不明显。 2 心肌病理形态学改变 心室壁切面可见多发性坏死病灶。 3 心肌微细结构改变 心肌纤维肿胀，横纹模糊不清，并可出现心肌水泡变性和脂肪变性。

（四）临床表现 急性克山病:急性心力衰竭，内脏缺血、缺氧。 亚急性克山病：心脏扩大、水肿，通常在数日内心力衰竭发生，并合并心源性休克型。 慢性克山病: 临床经过缓慢，主要表现为慢性充血性心力衰竭。 潜在性克山病: 本型患者因心肌病变较轻，范围较小，心脏的代偿功能良好。

（五）预防措施及治疗原则 预防措施: 治疗原则： 消除诱发因素； 提倡合理营养； 科学合理补硒。 补营养制剂：大剂量维生素C、维生素B 族。 建立健全三级预防网络；治理生态环境； 消除诱发因素； 提倡合理营养； 科学合理补硒。 治疗原则： 对症疗法；应用硒片制剂； 补营养制剂：大剂量维生素C、维生素B 族。

四 大骨节病 大骨节病（Kaschin-Beck disease）是一种 与环境低硒有关的生物地球化学性疾病。本病以四肢 关节软骨和骺板软骨营养不良性变性、坏死、继之增 生、修复为主要病理改变，以骨关节增粗、畸形、强 直、肌肉萎缩、运动障碍等为主要临床表现。

（一）大骨节病病因 环境硒水平过低 真菌毒素中毒 饮水中有机物中毒

（二）流行病学特征 地区分布 人群分布 时间分布 性别差异不大，青年及成人患者男性略高于女性；与居住年限无关；不同民族、职业无差异，农业人口高发；青少年易发病 病区多地处荒凉偏僻山区，地理环境和生存条件恶劣，经济发展慢，生活水平低下，多处于“贫病交加”境地 病程长，进展缓慢，温带地区多发于春季，暖带多发于冬春之间，寒带多发于春夏之交

（三）大骨节病的病理改变 大骨节病的发病主要是由于软骨 成骨作用障碍及骨骺板软骨、关节面 软骨结构的破坏所致。其基本病理改 变主要表现为，透明软骨营养不良性 变性、坏死，继而增生、修复，从而 导致软骨内成骨障碍、骨生长发育停 滞。上述病理改变不断加重、最终病 人出现关节增生畸形、身材矮小等体 征。

（四）临床表现 1 症状与体征 大骨节病病程进展缓慢，不 知不觉中手指、脚趾、肘、膝等 关节增粗、弯曲、变形。随着病 情发展可有乏力、食欲缺乏、肌 肉酸痛、四肢麻木等症状。部分 病人出现四肢关节晨起僵硬，并 伴有疼痛。早期可见手指末节粗 大如“鹅头”状，并向掌侧弯曲。

2 X线表现 3 实验室检查 大骨节由于年龄、病变部位、病变性质、轻重 程度的不同，使X线征象颇为复杂，最基本的X线 改变有6种。 血清、毛发、尿中硒；GSH-Px；与胶原代谢 有关的指标；其他代谢酶活性

（五）预防措施及治疗原则 可采取补硒、改水、改粮、合理营养、改善环 境条件、加强人群筛查等综合性防治举措。 1 补硒措施 2 改水措施 ①硒盐 ；② 亚硒酸钠；③田间粮食作物施硒； ④富硒酵母；⑤高硒鸡蛋；⑥其他含硒食物 2 改水措施 ①选择水质较好的生活饮用水水源； ②水质净化（用吸附或过滤方法对饮用水进行净化） 3 改粮措施 ①改旱田为水田；②膳食结构多样化； ③防止粮食霉变； ④改自产粮为供应粮或非病区粮. 4 人群筛查措施 早期发现主要靠X线拍片，凡生活在病区儿童从 断奶起每年进行一次右手拍片，发现异常按大骨节 病治疗。 5 治疗原则 ①早期治疗: 对于早期患者除各种含硒制剂外， 还可运用解毒、抗氧化制剂； ②中晚期治疗：中西医结合减轻疼痛、 保护关节。

思考题 1. 生物地球化学性疾病的概念及判断标准什么? 2. 地方性碘缺乏病的病因有哪些？ 3. 地方性碘缺乏病预防措施是什么？ 4. 试述常见地方氟病的临床表现和预防措施 5. 地方性砷中毒临床表现有哪些？

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