Environmental Endocrine
环境激素的发现科学研究证明，在正常情况下，人和其他生物具有共同的特点，即根据个体生长阶段所需要的物质，合成各种新陈代谢，并世代相传。然而近些年来，当产业化浪潮给人类带来物质文明时，人们也发现了一些存在于生物机体之外的激素，被广泛应用于农业生产和人们的日常生活中，在获取暂时利益的同时，也蒙受了巨大危害。为了使牛、羊多长肉、多产奶，人们给这些牲畜体内注射了大量雌激素；为了让池塘里的鱼虾迅速生长，养殖户添加了“催生”的激素饲料；为了促使蔬菜、瓜果个大，提前进入市场，菜农和果农们不惜喷洒或注射一定浓度的乙烯利、脱落酸等“催生剂”。这种具有与人和生物内分泌激素作用类似的物质，或者说通过来自外部环境的合成化学物质，被科学界称之为环境激素。
环境激素这类物质的聚焦研究其实起步甚晚；虽然早在早在1950年就有关于ＤＤＴ会导致公鸡性成长发生变异，并产生所谓“化学去势”(chemical castration)现象的科研报告；而Rachel Carson于1962年出版的《寂静的春天》(Silent Spring)这本书里已谈论到DDT这类有机氯化合物所对于生态系统的危害；而于1930年代所开发用于防止流产的合成雌激素(DES，已烯雌酚)也于1960-1970年代发现只要用量过多将促使女性生殖器官产生迟发性癌症；但科学界却是迟至1990年代才对于环境激素这类物质的数据具有较完整的论述和整理。1991年7月，美国威斯康星州的温格斯普勒德举行了首届关于内分泌干扰物质的专家会议。这次的会议让人们正视到特定种类的化学物质所对于人和野生动物产生的类天然激素作用，其可能造成生殖功能受干扰，甚至导致癌症。对于这类化学物质的调查研究已刻不容缓。此后，人们开始渐渐重视这类化学物质的重要性，于1991年-1998年之间共计召开了7次关于环境激素的国际会议。曾经参与温格斯普勒德会议的T. Colborn、D. Dumanoski、J.P. Myers于1996年出版了《我们被偷走的未来》(中文又译为：被夺取的未来、失窃的未来，Our Stolen Future)一书，本书是继《寂静的春天》后第一本更有系统介绍环境中潜在内分泌干扰物质的书籍，也因而引起各国政府与国际学术界对于环境激素更普遍的重视。
约当在同一时间，日本也发现许多因为受到环境激素干扰而产生的疾病问题，于是日本的环保学界也开始聚焦于这类化学物质的研究。他们对于环境激素有另一项名称：环境荷尔蒙(Environmental hormone)。环境荷尔蒙是日本横滨市立大学井口泰泉教授等人所创的名词，日文名称为“环境ホルモン”。国际学术界针对这类化学物质还有环境内分泌干扰物质(Environmental Endocrine Disrupting Chemicals)、内分泌干扰素(Endocrine disruptor)以及内分泌干扰物质(Endocrine Disrupting Chemicals)、第三类损害物、环境雌性素、环境干扰物等称呼，依习惯与操作定义而有所不同。这类物质在英文早期文献中被称为Endocrine disruptor，但现今英语国家多以Endocrine Disrupting Chemicals统称，或简称EDCs。近几年，在美国学术界又有荷尔蒙活性物(Hormonally Active Agents，简称HAAs)的称呼。其中内分泌干扰物质的范围亦包括部分实验室所刻意制造出来的化学物质或是医界用以模拟代替生物激素的合成物(1950年代以后医学界开始有越来越多的人工合成药物可以仿造天然激素的功能，如口服避孕药)、动物体激素(如畜牧业与水产养殖业为了大幅增高产量所使用的雌激素和生长素)、植物型雌性激素(如大豆异黄酮或黄酮类化合物）、农药(如DDT)以及化工业制品(如人造树脂、合成树脂、界面活性剂、塑料原料)等化学物质。
对于人体与生态环境的影响
环境激素对人体的危害，主要是通过含有这种激素成分的物质，被人食用或使用后产生的不良反应。比如化妆品、洗浴剂、洗洁剂、瓜果、蔬菜、肉类、食品等，当环境激素进入人体时，会让人体内的内分泌系统误认为是天然荷尔蒙，而加以吸收，占据了在人体细胞中正常荷尔蒙的位置，从而引发内分泌紊乱，造成人体正常激素调节失常。表现在发育障碍、生殖异常、器官病变、畸胎率增加、母乳减少、男性精虫数下降、精神、情绪等多个方面的问题。不仅是人体，对于其它野生动物体也是一样的。多数环境激素也属于“持久性有机污染物”(POPs），在环境中十分稳定而难以分解，因此可存在甚长的时间，不易清除。持久性有机污染物由于具有毒性、难降解与生物累积性，加上可怕的蚱蜢跳效应（又称为蚱蜢效应，Grasshopper Effect）增强其传递性。部分污染物质在气温高时易挥发进入大气，经由风吹而移入低温区，然后凝集或藉由降雨返回地表，当气温再度升高时，污染物又会进入大气当中，如此周而复始反复在大气中蒸发、迁移与沈降，藉由空气、水和吸附物的携带，可传递至远离污染源排放的地点污染其它干净的区域。这就是为什么即便是南北极地区纯净而无污染源的生物栖息地也难以幸免于人造污染物质的干扰。于是受害野生动物提高了畸胎、肿瘤、免疫功能下降、生殖障碍等发生机率。近年来由于环境激素在生态系统中的传布，特别是在河川水域与海洋环境中透过垃圾污染、废水污染等途径所产生的环境激素，已对于近代生态保育造成更多的难题；例如透过食物链放大与生物体转化后的环境激素，其可能对于生态系统与我们自己的健康有更大的杀伤力，举例来说目前已知的疑似环境激素物质：汞，由于人类工业污染的加重，有越来越多的汞进入到海水当中，而海洋浅水域可见光区的海藻，在其死亡下沈入深层海域以后，沈淀的藻类残体在微生物分解过程中会进一步和海水中的汞成分产生交互作用，并生成甲基汞。甲基汞可透过食物链和生物累积的过程不断地在生物族群中放大，海洋生态系统中越高的消费者阶层，体内就累积越高的甲基汞，而捕食海鲜的人类将是最高的消费者族群。甲基汞同样可被人体消化道吸收，加上它可溶于脂质，并可轻易的穿越血脑屏障与胎盘，因此对人体的杀伤力颇大。目前已知甲基汞有害脑神经与血管，并且容易导致淋巴球染色体变异等问题。而另一重要例子则为有机锡，近代船舶工业时常运用有机锡物质(如Tributyltin)于船舶底部的抗生物附着涂料，而目前已知这类物质正累积于海洋生态环境中，已造成部分牡蛎等贝类的性别错乱，同时也损及到其它海洋生物的健康，破坏海洋生态。海洋本为地球生物的摇篮，但时至今日却已日渐成为数种环境激素在生态系统中传布的温床。
天然激素的分类与内分泌作用的机制要理解环境激素所对于生物体的影响，首先必须理解生物体内分泌系统的运作过程。激素( endocrine) 又称荷尔蒙 (hormones)，为分布在生物体内各腺体(内分泌系统)所制造的微量化学信息，藉由血液运输可传送到身体各处，与目标细胞上的特定受器 (receptor) 结合后，形成激素-受器复合体，被活化后会在目标细胞内引发一系列生化反应，产生后续的生理作用，以调节内部活动、处理外界信息。并协助体内代谢平衡、提供生理活动能量、促进细胞分裂与分化、生殖器官成熟、与神经系统共同担负协调作用等。包括人类在内的脊椎动物可产生约50种激素，依其化学结构可分为： (1) 固醇类激素 (steroid hormones)，主要由肾上腺分泌，多半为胆固醇转化而来故为脂溶性，包括雌性激素 (estrogen，又称动情素)、黄体素 (progesterone)、雄性激素 (androgen)、睾固酮 (testosterone)等；(2)胺类激素 (amine hormones)，为水溶性物质，如甲状腺素(thyroxine)；以及 (3) 肽类激素 (peptide hormones)，水溶性，由氨基酸藉由肽键连接而成，如增压素(Vasopressin)、生长激素(Somatopropin)、缩宫素(Oxytocin) 。荷尔蒙系统会影响人体各部功能，包括生长发育、生殖、行为等。医界的人造激素主要也是仿真天然激素的结构，以取得想要的生理结果，如口服避孕药中的仿黄体素与仿动情素，而针对更年期妇女的内分泌疗程也多半是使用类似的原理。但是环境激素的产生却是超乎人类所预估的，因为许多对于内分泌系统具有杀伤力的化学物质都是人类当初合成时所未曾料想到的，它们也如同那些医学人造激素一般，具有类似生物体激素的功能，或具有干扰天然激素的特性，使得生物界诸如贝类生殖器官异常、鸟类生育缺陷以及近代人类许多怪病的产生。
环境激素干扰内分泌作用的机制环境激素可经由下列途径，对生物体的健康造成不利的影响：(1)模仿天然激素之作用，使身体识别错误，扰乱体内正常激素的运作和平衡，使生物体产生过度或不足的生理反应，或是在不适当的时间产生生理反应，如模拟女性动情激素；(2)占据天然激素之受器，阻断“激素-受器复合体”之生成，激素受器一旦被环境荷尔蒙结合占领，正常激素的作用就会受到抑制；(3)直接影响内分泌系统功能，造成激素分泌过多或不足。(4)以分子信息间接启动基因，改变细胞成长与分裂的程序。以环境荷尔蒙之一的戴奥辛 (又称为二恶英，dioxin)为例，dioxin是亲脂性分子，加上它的形状大小都与那些来自花椰菜等蔬菜的天然芳香烃碳水化合物相似，因而很容易被受体误认。当dioxin进入人体后，很容易就进入细胞，并与细胞内的一种蛋白质：Ah受体相结合(Ah受体存在于多种器官如肝脏、肺脏、淋巴球及胎盘等细胞当中，A是芳香基(aryl)，h是碳氢化合物(hydrocarbon)的意思，因此Ah受体表示可与芳香基碳氢化合物结合的蛋白质)。dioxin一旦和Ah受体结合后，就会在细胞内移动；然后它和另一种称为“Arnt”的蛋白质(Ah receptor nuclear translocator，Ah受体之核转置体)结合，它可帮助Ah受体-dioxin的复合体转移到细胞核当中，并打开一系列的基因开关。但是dioxin却不像那些天然化合物那么容易被肝脏所代谢，它会使得人体的去毒系统无法有效运作，dioxin和Ah受体结合后就一直牢牢地绑住受体，阻碍这个受体正常调节细胞功能的运作。而那些因为dioxin的作用而持续被打开的基因，就像是工厂机器的开关卡在开的位置，于是细胞核中被启动的基因开关犹如失控的机器般会一直发出制造蛋白质的信号。人体中有许多基因的开关牵涉到这个机制，其中最常被研究的是cytochrome P450A1或CYP1A1的基因。当这类基因被开启后，会制造出多种影响荷尔蒙代谢与生长因子的蛋白质，从而干扰生殖和免疫系统的功能；甚至会改变基因，造成细胞增殖、变异或导致癌症。又以壬基酚(Nonyl phenol ，NP)为例，这个在近代河川流域中渐趋常见的环境激素，其多半源自于非离子界面活性剂，由于其与动物雌激素结构类似，因此在进入雄性动物后，会干扰内分泌，造成假性荷尔蒙作用 (Pseudo-hormonal Effect) ，造成雄性动物日趋雌性化。而目前已有研究证实这类物质进入男性人体将会减少男性精子数量。
环境激素的种类与检测据科学研究初步证实，目前在社会生活中对人和动物起着类似于激素作用的有害物，已经发现至少三百余种。其主要危害表现为：一是由于食物、饮水中大量存在环境激素物质，正在造成男人的精子减少，雄性退化，乃至男性不育症的高发。二是导致怀孕胎儿的致畸。经科学家研究发现，育龄妇女长期受环境激素的污染，会使受孕胎儿畸形的可能性大大增加，使胎儿的五官、肢体或性器官的局部畸形。三是干扰和降低人体免疫机能。导致神经系统功能障碍、智力低下，严重的还会引发某些癌症。日本环保研究所的坂布贡教授研究的一项结果显示，环境激素的污染，使饲养的鸡70％患有眼病，30％患有咳嗽，15％患有气喘和支气管炎。恰恰这种鸡食品，已经有许多成为人们餐桌上津津乐道的美味佳肴。
常见的环境激素包括有机锡、二乙基人造雌性激素、多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(hexabromocyclododecane，HBCD)、二恶英(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。环境激素检测的困难点在於其种类的繁复与侦测极限的问题，由於许多化学物质陆续被归入环境激素的项目，因此亟需发展相对应的标准检测方法，而激素的反应特性在於只要极少量就可对生物体造成生理上的影响，因此各国环保、食品或农业部门在制定环境激素的限定值、忍受值方面有倾向越来越低的情形，以保障婴幼儿、妇女等人体健康。因此如何提高侦测极限也成为相关检测仪器发展的重要目标。现今常见的检测方式包括高效液相色谱分析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)(如针对Methomyl的侦测)、气相色谱(gas chromatography，GC)搭配质谱仪(mass-spectrograph，MS)的GC-MS(如针对二恶英与多氯联苯的侦测)、气相色谱搭配电子捕获检测器（GC－ECD）的分析法(如针对一些有机氯农药的检测，本法在黄河、珠江等一些重要的河川流域沉积物分析中经常运用到)、原子吸收光谱仪(AA)(通常针对一些重金属类疑似环境激素物质的检测)等。
目前被确认的环境荷尔蒙还在持续不断的增加，由于人类的化工业和实验室仍旧每天制造出新的化学物质，因此如何判定世界上数以万计的人造化学物质哪些具有环境激素(环境荷尔蒙、内分泌干扰物质)的特性将是未来医学界、生态学界、环境科学界、化工界与化学界等领域的科学家所共同必须努力解决的问题。应该说，那些被归类于环境激素的化学物质有很多确实给人类带来了明显的经济利益，但是却潜伏下了一些危害。如今，人们已经认识到它的严重危害性，各国科学家已开始关注并着手解决这个问题，相信人类一定有办法、有能力根治它。
