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熏香:对气道疾病的临床、结构和分子效应

摘要

在佛教和道教为主流宗教的亚洲国家,焚香是一种日常习俗。一种典型的香棒成分包括21%(按重量计)的草药和木粉,35%的香精,11%的粘合剂粉和33%的竹棒。香烟(烟雾)含有颗粒物(PM),气体产品和许多有机化合物。平均而言,焚香产生的颗粒大于45毫克/克,而香烟产生的颗粒为10毫克/克。燃烧香产生的气体产品包括CO, CO2,没有2,所以2等。焚香还会产生挥发性有机化合物,如苯、甲苯和二甲苯,以及醛和多环芳烃(PAHs)。据记载,各寺庙内和周围的空气污染对健康有害。当人们吸入香烟污染物时,会引起呼吸系统功能障碍。熏香是升高脐带血IgE水平的危险因素,并已表明会引起过敏性接触性皮炎。香烟也与肿瘤有关,香烟中的颗粒物质提取物在艾姆斯沙门氏菌TA98和活化测试中被发现具有诱变性。为了预防呼吸道疾病和其他健康问题,建议人们在有大量熏香烟雾的寺庙做礼拜时减少暴露时间,在家烧香时应保持室内通风。

简介

大英百科全书指出,熏香被用来抵消难闻的气味,赶走恶魔,显示神的存在,并满足神。焚香已经有几个世纪的历史了。早期的基督教会在圣餐仪式上使用香,它象征着信徒祈祷的上升和圣徒的功绩。后来,英国国教也偶尔使用熏香。在东方和西方天主教世界的其他地方,它在神圣崇拜和游行中一直被使用。1].在佛教和道教为主流宗教的亚洲国家,如中国、泰国和台湾,焚香是一种日常习俗。

在台湾,大约一半的人口(2300万)信奉佛教或道教。他们大多数人每天在家里做礼拜时都要烧香。台湾人也经常在寺庙里用香来祭拜。2003年,台湾环境保护署报告称,高雄市92座寺庙共焚香28.7公吨[2].相当于0.86公斤/庙宇/天。目前,台湾共有11,503座注册寺庙[3.].据估计,台湾寺庙每年至少要消耗3580吨香火。在农历新年和其他宗教节日期间,寺庙里会烧大量的香(图2)1).如果算上家庭焚香,台湾的焚香消费量可能是估计的两倍或三倍,可能预示着环境的危险状况。

图1
图1

农历新年期间,台北龙上寺的焚香。显然,浓重的熏香烟雾刺痛了一名朝拜者的眼睛(摄影:t.c. Lin)。

多座寺庙内及周围的空气污染已被记录在案[4- - - - - -12].熏香对呼吸道疾病和健康的影响也有报道。本文将综述:香炉和焚香的性质,焚香产生的污染物,以及焚香烟雾对气道疾病和健康的影响。

香炉和焚香的性质

香的形式多种多样,包括棒、香、锥、盘、粉、绳、石/炭、和烟束[13].前两种形式的主要区别是,前者有一个细长的竹制底座,上面附着着香料的混合物,而后者没有中央底座。数字2展示了亚洲五种主要形式的香,其中在台湾最受欢迎的是贴香。

图2
图2

香的形式。展示了香的主要形式,包括粉、圈、锥、香、棒。(林志强摄)

根据制造商和当地习俗的不同,香炉在市场上有几种类型,如陈山(香的意思是香)、桂山、杏山、老山和辽山。然而,这些香的物理特征,如竹棒的长度和直径(平均分别为39.5和0.4厘米)、包香部分的长度和直径(平均分别为28.5和2.7厘米)以及整根香棒的重量(平均1.3克),都非常相似[14].虽然香的确切成分是商业机密,但大多数香是由香胶、树脂、木粉、草药和香料混合制成的。

一种典型的香棒成分包括21%(按重量计)的草药和木粉,35%的香精,11%的粘合剂粉和33%的竹棒[15].用于制香的草药和木粉包括甘草。(豆科)、桂皮(樟科)、桂皮(樟科)。(缬草科),小茴香。(伞形科),大黄。(蓼科),木香。(菊科),细辛;(马兜铃科);(木兰科),玉兰属。(桃金娘科),及桃金娘科(唇形科)[15].其中一些材料也用于中药。香源中使用的香精原料为大茴香。中国杜松(Juniperus chinensis L. var. Kaizuka Hort)。(柏科),枫香。(金盏花科),檀香(檀香科),麝香,麝香酮和麝香二甲苯。胶粉取自楠木树皮。(樟科)。要制作香,首先要将竹棒的一端浸泡在粘性材料中,然后再涂上香料、草药和木粉的混合物。这一涂层过程要重复两次以上。 Incenses are then dried under the sun.

传统上,烧香通常需要同时使用三根或更多的木棍。烧一根香需要50到90分钟。当熏香燃烧时,它会释放出含有颗粒物(PM)、气体产品和其他有机化合物的烟雾。一旦香涂层部分完全燃烧,燃烧在光秃秃的竹棒部分的尖端自行熄灭。燃烧香产生的气体产品包括CO, CO2,没有2,所以2等。焚香还会产生挥发性有机化合物,如苯、甲苯和二甲苯,以及醛和多环芳烃(PAHs),这些化合物大多通过颗粒物质被吸收。

熏香中的主要空气污染物类型及其毒性作用

暴露在熏香烟雾中的人总是吸入含有颗粒物、气体产物和许多有机化合物的复杂混合物。因此,即使不是不可能,也很难找出烟雾中的某种成分对健康的影响。例如,目前还没有任何关于香薰烟雾中颗粒本身直接对人体健康造成不良影响的报道。

尽管如此,从污染物的类型和相应的毒理学影响方面了解熏香烟雾的组成仍然是有帮助的——尽管这些引用的影响是从一般的空气污染物的非熏香研究中获得的。

1.颗粒物(PM)

从对健康影响的实际考虑出发,空气微粒通常根据它们渗透到人体呼吸系统的深度进行分类。粗颗粒是指直径大于10 μm的颗粒。它们体积太大,无法进入人体呼吸系统,因此不会造成直接威胁。直径小于10 μm的颗粒(PM10)会引起健康问题,因为吸入后它们会积聚在呼吸系统中。粒径在10 ~ 2.5 μm之间的颗粒称为胸廓粗颗粒(PM10 - 2.5) [16].直径小于2.5 μm的颗粒(PM2.5)的微粒,这些微粒可深入肺泡,因而被认为对健康的危害最大[1718].小于0.1 μm的颗粒称为超细颗粒[19].

由于接触熏香烟雾的人总是吸入熏香气体和颗粒产品的复杂混合物,因此很难单独指出熏香颗粒对健康的影响。到目前为止,还没有任何关于香薰烟雾中颗粒本身直接对人体健康造成不良影响的报道。流行病学研究报告了空气颗粒物(特别是细颗粒物)与几种急性健康影响之间的关联,包括死亡率、住院率、呼吸道症状和肺功能障碍[20.- - - - - -25].USEPA 2004颗粒物空气质量标准结论表明PM10 - 2.5暴露与呼吸道疾病有关[2627].

香、木、烟、蜡烛的燃烧是居民室内颗粒物的重要甚至主要来源,特别是2.5 μm及以下的颗粒物[4- - - - - -641328- - - - - -30.].Mannix等人报告说,焚香可以产生大量的PM。平均而言,它燃烧产生的PM大于45毫克/克,而香烟燃烧产生的PM为10毫克/克[31].Lin等人检测到1316 μg/m和73 μg/m3.,分别为一所台湾寺庙的室内及室外总悬浮微粒(TSP)平均浓度[7].在对台湾室内空气污染的研究中,Liao等[32]发现,焚香的尺寸综合源排放速率为0.038±0.026粒/秒。在0.5 ~ 5 μm的室内颗粒物中,62-92%来自室内来源,包括烹饪、焚香和其他居住活动。重要的是要知道,在熏香中添加碳酸钙可以有效抑制高达40%的颗粒物排放;因此碳酸钙可以使香的使用更安全[14].

2.气体的排放

2.1.一氧化碳(CO)

一氧化碳是一种无色、无嗅、无味但有毒的气体,通常是在有机物质(如碳氢化合物、木材、香、香烟和化石燃料)不完全燃烧时形成的。一氧化碳与血红蛋白的结合比氧气容易200-300倍,因此降低了血液运输氧气的能力。吸入低浓度一氧化碳可引起头痛、头晕、虚弱和恶心,而高浓度一氧化碳可致命[33].

2.2.二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2

暴露于二氧化硫和二氧化氮对健康的影响包括降低工作能力、加重现有心血管疾病、影响肺功能、呼吸系统疾病、肺部刺激以及改变肺防御系统[34].

2.3.挥发性有机化合物

挥发性有机化合物(VOCs)是一种沸点低,因此在室温下容易蒸发的化学物质。常见的VOCs包括苯、甲苯、二甲苯和异戊二烯。接触VOC的急性症状有:眼睛刺激/流泪、鼻子刺激、喉咙刺激、头痛、恶心/呕吐、头晕和哮喘加重。接触VOC的慢性症状有:癌症、肝损伤、肾损伤、中枢神经系统损伤[35].

Löfroth等。[28]发现吸烟和焚香会产生一氧化碳、异戊二烯和苯。Lee等人。[36在一个大的环境室里焚香。他们发现,香港办公大楼室内空气质量指标(HKIAQO, 1999)推荐的苯和甲苯浓度分别为16.1和1092 μg/m3.,分别测出所有被测香的苯浓度均显著高于标准。

2.4.醛

大多数物质在燃烧过程中产生醛和酮。焚香也会产生气溶胶和甲醛[37- - - - - -393640].Lin和Tang对中国香烟中颗粒物的含量进行了调查,发现丙烯醛、甲醛和乙醛主要吸附在颗粒物上,尤其是3.3 ~ 4.7 μm和2.1 ~ 3.3 μm的颗粒物。[39].

醛是一种具有刺激性的挥发性有机化合物,特别是低分子量的卤代脂肪族醛和不饱和醛。除了刺激皮肤、眼睛和上呼吸道外,醛还会影响鼻粘膜和口腔通道,产生烧灼感、支气管收缩、窒息和咳嗽[41].

暴露于甲醛是值得关注的,因为甲醛是一种强烈的感官刺激物,并被归类为可能的人类致癌物[42].Black等报道木尘和甲醛均可损害粘液纤毛清除[43].流行病学研究表明木尘和甲醛与鼻癌有关[4445].携带甲醛的木屑在鼻腔内被拦截并溶于水中时,会增强甲醛的毒性[46].

2.5.多环芳烃

焚香所产生的烟雾已被发现含有多环芳香族碳氢化合物[781447- - - - - -52].在台湾,寺庙通常会受到熏香的严重污染,尤其是在特殊节日期间,比如中国农历新年或供奉神灵的生日。据报道,某寺庙的总多环芳烃平均浓度为6258 ng/m3和231 ng/m3.在其室内和室外的空气分别;这表明寺庙内部空气中的多环芳烃浓度是外部空气的27倍。浓度最高的前五种多环芳烃(颗粒结合+气相)被鉴定为苊(3,583 ng/m)3.)、萘(1264纳克/米3.)、苊(349 ng/m3.),荧光蒽(243 ng/m3.)和菲(181纳克/米3.) [7].在一项对瑞士一座教堂的研究中,人们在燃烧香的灰尘中发现了多环芳烃,这表明香可能是最重要的来源[53].研究还表明,焚香与家中多环芳烃含量增加有关。4754].在焚香的对比研究中,Lung和Hu报道了两种香炉产生的颗粒结合的多环芳烃,分别为17.1 ug和25.2 ug,每克焚香产生的颗粒分别为19.8 mg和43.6 mg [55].似乎不同类型的香产生不同数量的多环芳烃。

2.6.Diethylphthalate (DEP)

在印度,邻苯二甲酸二乙酯被广泛用于香薰工业,作为香水的粘合剂。它可以在焚香时释放到空气中。Eggert和Hansen报告说,各种香的DEP排放量可高达16365 μg/m3.浓度为13582 μg/单位香[56].

邻苯二甲酸二乙酯(DEP),用作增塑剂和洗涤剂基础,是一种可疑的致癌物。Sonde等人研究了DEP与乙醇(EtOH)对年轻雄性sd大鼠的相互作用毒性。大鼠被给予50 ppm DEP (w/v), 5%乙醇(v/v),或50 ppm DEP (w/v) +乙醇(5% v/v)的混合剂量的水,持续120天,并保持正常饮食。对照组给予正常饮食和白开水。未发现DEP与EtOH相互作用。然而,在dep喂养组中,肝脏和血清中的脂质和酶水平显著改变。结论是,单独使用DEP会导致脂质代谢严重受损,并对肝脏造成毒性损伤[57].

熏香对呼吸道疾病和健康的影响

与二手烟一样,在密闭环境中焚香所释放的污染物对人体健康有害。如上所述,颗粒物,以及一些挥发性有机化合物,麝香酮,麝香二甲苯,麝香香醇,醛,多环芳烃,邻苯二甲酸二乙酯(DEP)对肺有毒,对皮肤和眼睛过敏。虽然直接研究熏香污染物对健康的影响相对困难,但几项流行病学研究表明,它们确实会导致健康问题。

1.气道功能障碍

最明显的是,当香烟污染物被吸入时,会引起呼吸功能障碍。1966年,Sturton等人报道了香港男性焚香患者鼻咽癌的高发病率,与作为对照的其他恶性病例相比。他们发现74.5%的鼻咽癌病例和52%的其他恶性病例暴露于熏香中,并提示熏香可能是这种恶性疾病病因学的一个因素[58].

为了确定室内环境因素是否影响呼吸功能障碍,Yang等人对台湾高雄几个农村地区的4164名小学生进行了调查。他们发现,在其他化学因素中,焚香和驱蚊剂与咳嗽症状显著相关[59].由于在寺庙工作的人可能暴露在焚香产生的高水平空气污染物中,Ho等人调查了台湾高雄109名寺庙工作人员的慢性呼吸道症状和急性刺激症状的流行情况。他们的结论是,在寺庙工作增加了发生急性刺激性呼吸道症状的风险,包括鼻子和喉咙刺激。[60].寺庙工作人员的急性刺激症状与对照组相比,调整后的优势比为咽喉刺激4.5,鼻子刺激4.14。此外,慢性咳嗽症状在寺庙工作人员中明显比那些来自不烧香的教堂的人(对照组)更常见。

Alarifi等人用大鼠研究了熏香对肺的影响。大鼠在暴露室中以每天4克的速率暴露于阿拉伯混合香Ma'amoul中14周。在暴露期结束时,将肺组织取出并进行电子显微镜检查。观察到暴露动物肺泡肺细胞发生了明显的超微结构变化,其中包括II型细胞的细胞器和表面活性剂物质。中性粒细胞浸润到肺泡腔腔,并伴有肺泡内膜细胞变性和坏死。肺泡壁也有胶原原纤维的沉积,导致肺泡壁增厚。他们得出结论,暴露在Ma'amoul香中可引起肺部超微结构变化,这可能意味着呼吸效率降低[61].类似的超微结构肺部变化也已在暴露于Bakhour(一种阿拉伯香)的大鼠中报道过[62].

有趣的是,在几项流行病学研究中,焚香没有显示出有害影响。在室内和室外环境暴露与医生诊断的哮喘之间的关系的研究中,Lee等人在台湾调查了35036名6至15岁的学童。他们报告说,家庭日常吸烟和在家焚香对儿童哮喘的发生有负面影响。他们对他们的发现提出了一种可能的解释;在有特应性疾病儿童的家庭中,吸烟和焚香的使用可能已经减少,从而减少特应性哮喘[63].在另一项研究中,Koo等人分析了346名小学生及其293名不吸烟母亲的空气污染横断面研究数据,以及189名女性患者和197名地区匹配对照的肺癌病例对照研究数据。他们发现,在小学生、不吸烟的母亲或地区匹配的对照组中,接触焚香与慢性咳嗽、慢性痰、慢性支气管炎、流鼻涕、喘息、哮喘、过敏性鼻炎或肺炎等呼吸道症状之间没有关联。在非吸烟者中,焚香也不会影响肺癌的风险,但在吸烟者中,即使在调整了一生的吸烟量后,焚香也显著降低了风险。他们对这一意外发现提出了一种可能的解释:焚香与某些饮食习惯有关,即多吃新鲜鱼,多吃视黄醇,少喝酒,这些习惯与该人群中较低的肺癌风险有关。因此,他们的研究结果表明,饮食可能是空气污染和呼吸健康的流行病学研究的一个重要混杂因素[64].

2.过敏和皮肤影响

Lin等人研究了334对母亲和新生儿的脐带血IgE (cIgE)。他们发现焚香是cIgE升高的一个危险因素[65].铅暴露可刺激IgE产生[66].在PM中检测到的铅浓度为0.14和0.21 mg/g2.5和点-10 - 2.5分别在台湾一座寺庙采集的样本中。据推测,焚香释放的铅可能被PM吸收2.5和点-10 - 2.5随后转移到胎儿血液中,通过产生IgE来调节胎儿免疫系统。然而,作者还没有证明焚香、脐带血铅和脐带血IgE水平之间的关系[65].

如前一节所述,熏香引起实验大鼠肺泡肺细胞形态改变,中性粒细胞浸润肺泡腔腔[6162].常驻和招募的炎症细胞的激活可导致过多的介质的形成,最终导致气道炎症和重塑。最近的研究表明,Th2型细胞因子(IL-4、IL-5、IL-10和IL-13)的主导地位可能是哮喘发病的关键[67- - - - - -71].Th2细胞因子通过调节IgE类转换和诱导体液免疫,可加重过敏性呼吸道疾病。IL-4和IL-13等细胞因子对B淋巴细胞产生IgE至关重要,IL-5等细胞因子对嗜酸性粒细胞造血、激活和组织存活至关重要。许多因素,包括熏香,都可能导致Th1-Th2失衡的发展[72- - - - - -75],而先天免疫系统和适应性免疫系统之间的相互作用可能导致炎症改变和气道重塑[76].

焚香的烟雾也与皮肤疾病有关。Hayakawa et al.报道了一位63岁的患者,他练习了大约15年的香火仪式,发现他的手掌背、左肩和腹部有发痒的脱色斑。48小时的封闭路径测试表明,香中的香水是原因。推测是香氛及燃烧时的空气微粒与皮肤接触,引起过敏性接触性皮炎并伴有脱色[77].此外,同一组人士亦报告因长期接触由焚香汽化的麝香而患上接触性皮炎的个案[78].

3.肿瘤

在艾姆斯沙门氏菌TA98和活化试验中,从熏香中提取的颗粒物被发现具有诱变性。这表明,焚香会造成室内空气污染,从而导致类似吸烟的癌症[28].为了研究白血病的病因,Lowengart等人调查了洛杉矶县一组10岁及以下的儿童。急性白血病患者的母亲和父亲以及他们各自匹配的对照组接受了关于特定职业和家庭暴露以及与白血病相关的其他潜在危险因素的采访。对123对匹配的孩子进行的数据分析显示,父母在家烧香的孩子患白血病的风险更高。此外,频繁使用的风险更大[79].

熏香烟雾中含有各种n -亚硝基化合物,已被证明是强效的神经系统致癌物,特别是当动物经胎盘接触时[80].Preston-Martin等人研究了209名年轻脑瘤患者和209名对照组的母亲。他们发现,患脑瘤的风险增加与母亲接触含亚硝胺的物质有关,如焚香、侧流香烟烟雾和化妆[81].然而,关于焚香烟雾对肿瘤的影响,也有相互矛盾的数据报道。

几项研究表明,熏香和癌症之间没有联系。Chan-Yeung等人在研究香港肺癌的危险因素时,发现吸烟是导致肺癌的最重要危险因素,而接触香烟及煎锅烟则不是重要危险因素[82].同样,McCredie等人对新南威尔士州儿童恶性脑瘤的围产期和产后早期危险因素进行了一项基于人群的病例对照研究,报告称未发现儿童脑瘤与焚香之间存在关联[83].Koo等人在香港进行了四项流行病学研究,历时15年,得出了类似的结论。他们发现,尽管熏香被认为是暴露于二氧化氮和空气中致癌物质的主要来源,但它对不吸烟者的肺癌风险没有影响,更有趣的是,它显著降低了吸烟者的风险。84].研究人员将这一发现归因于吸烟女性和不吸烟女性相对健康的饮食习惯。Bunin等人调查了儿童最常见的两种脑肿瘤,星形细胞胶质瘤和原始神经外胚层肿瘤(PNET)的危险因素,发现在研究的含有n -亚硝基化合物的产品(包括香)中,只有啤酒与这两种肿瘤类型的风险显著增加有关[85].同样,Ger等人按组织学类型研究了各种危险因素与肺癌之间的关系。他们报告说,虽然职业性接触石棉和厨师工作是与肺腺癌相关的重要危险因素,但也注意到焚香与腺癌之间呈负相关[85].

结论

焚香释放出含有颗粒物、气体产品和其他有机化合物的烟雾,造成空气污染、气道疾病和健康问题。当人们吸入熏香的污染物时,会引起气道功能障碍。熏香是升高脐带血IgE水平的危险因素,并已表明会引起过敏性接触性皮炎。熏香也与肿瘤有关。然而,也有一些相互矛盾的报告被记录下来。熏香对健康的影响及其背后的机制有待于在动物模型上进一步研究。为了获得进一步的结论性结果,需要进行更多的流行病学研究,进行更好的对照和更长的时间。同时,焚香时保持室内通风良好也是一种很好的做法。它能有效稀释室内空气污染物,从而降低接触的风险。

缩写

部:

diethylphthalate

多环芳烃:

多环芳烃

下午:

可吸入颗粒物

10

微粒:直径小于10 μm的微粒

挥发性有机化合物:

挥发性有机化合物。

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我们要感谢吉姆·凯利博士和肯顿·霍尔先生对手稿的批评和校对。本研究由台湾国家科学委员会(授权NSC94-2211-006-095, NSC95-2918-I-006-002, NSC95-EPA-Z-006-003),以及东田纳西州立大学研究发展委员会和Ruth Harris捐赠基金支持。

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林,TC。,Krishnaswamy, G. & Chi, D.S. Incense smoke: clinical, structural and molecular effects on airway disease.临床Mol过敏6, 3(2008)。https://doi.org/10.1186/1476-7961-6-3

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  • 多环芳烃
  • 挥发性有机化合物
  • 肺癌风险
  • 过敏性接触性皮炎
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