生体蓄積

生体蓄積とは、農薬やその他の化学物質などの物質が生物体内に徐々に蓄積することです。^{[1]生体蓄積は、生物が物質を吸収する速度が、}異化や排泄 によって失われる、または除去される速度よりも速い場合に発生します。したがって、毒性物質の生物学的半減期が長いほど、環境中の毒素レベルがそれほど高くなくても、慢性中毒のリスクが高くなります。 ^[2]魚類などの生体蓄積は、モデルによって予測できます。^{[3] [4]}生体蓄積の可能性の指標として使用するための分子サイズのカットオフ基準の仮説は、データによって裏付けられていません。^[5]生体内変換は、生物体内の化学物質の生体蓄積を大きく変更する可能性があります。^[6]

金属によって引き起こされる毒性は、生体蓄積と生体内濃縮に関連しています。^[7]金属が代謝され排泄されるよりも速く貯蔵または摂取されると、その金属が蓄積されます。^[8]環境中のさまざまな化学物質や有害物質の存在は、生体蓄積に関する適切な知識があれば分析および評価でき、化学物質の管理と使用に役立ちます。^[9]

生物は、呼吸、皮膚からの吸収、または嚥下によって化学物質を摂取します。^[7]化学物質の濃度が周囲（空気または水）と比較して生物内で高い場合、それは生物濃縮と呼ばれます。^{[1]生物濃縮は、化学物質または金属の濃度が1つの}栄養段階から別の栄養段階に上がるにつれて増加するため、生物蓄積に関連する別のプロセスです。 ^[1]当然のことながら、生物蓄積のプロセスは生物が成長し発達するために必要ですが、有害物質の蓄積も発生する可能性があります。^[7]

職場での中毒の例は、「帽子屋のように気が狂っている」（18 世紀と 19 世紀のイギリス）というフレーズから見ることができます。帽子を作るのに使われるフェルトを固めるために水銀が使用されていました。これがメチル水銀などの有機種を形成します。メチル水銀は脂溶性であり、脳に蓄積する傾向があり、水銀中毒を引き起こします。その他の脂溶性毒物には、テトラエチル鉛化合物（有鉛ガソリンの鉛）やDDTなどがあります。これらの化合物は体脂肪に蓄積され、脂肪組織がエネルギーとして使用されるときに化合物が放出され、急性中毒を引き起こします。^{[出典が必要]}

原子爆弾の放射性降下物の一部であるストロンチウム90は化学的にカルシウムに非常に似ているため、骨の形成に取り込まれ、その放射線によって長期間にわたり損傷を引き起こす可能性がある。^{[10] [要出典]}

一部の動物種は生体内蓄積を防御手段として利用しています。有毒植物や動物の獲物を摂取することで、動物は毒素を蓄積し、それが潜在的な捕食者に対する抑止力となる可能性があります。一例として、タバコスズメガが挙げられます。タバコスズメガはタバコ植物を摂取すると、体内のニコチンが毒性レベルまで濃縮されます。小さな消費者の中毒は食物連鎖を通じて伝わり、連鎖の後の消費者に影響を及ぼす可能性があります。

通常有毒とは考えられていない他の化合物も、生物の体内で有毒レベルまで蓄積されることがある。典型的な例はビタミン Aで、これは肉食動物、例えばホッキョクグマの肝臓に濃縮される。ホッキョクグマは他の肉食動物（アザラシ）を餌とする純粋な肉食動物であるため、肝臓に極めて多量のビタミン A を蓄積する。北極の原住民は肉食動物の肝臓を食べてはいけないことを知っていたが、北極探検家はクマの肝臓を食べてビタミン A 過剰症になったことがある。また、南極探検家がハスキー犬の肝臓を食べて同様の中毒になった例が少なくとも 1 つある。この顕著な例の 1 つはダグラス・モーソン卿の探検隊で、探検仲間が犬の肝臓を食べて死亡した。

沿岸魚類（スムース・トードフィッシュなど）や海鳥（アトランティック・パフィンなど）は、重金属の生体内蓄積について頻繁に監視されている。メチル水銀は、産業排出物や雨を通じて淡水系に入り込む。食物連鎖を通じて濃度が上昇するにつれ、魚類と魚類を食料源とする人間の両方にとって危険なレベルに達する可能性がある。^[11]

魚類の生物蓄積性は、通常、水相中の化学物質に曝露されたときに評価されます。^[12]一般的に検査される魚種には、コイ、ニジマス、ブルーギルなどがあります。^[12]一般的に、魚類は、水性化学物質の脂質層吸収を通じて、環境中の有機化学物質の生物濃縮および生物蓄積にさらされます。 ^[12]他のケースでは、魚類は、有害な化学物質を含む水環境中の物質または生物を摂取/消化することで曝露します。^[12]

自然に生成された毒素も生​​体内に蓄積する可能性がある。 「赤潮」として知られる海洋藻類の大量発生は、ムール貝やカキなどの地元の濾過摂食生物に毒性を及ぼす可能性がある。サンゴ礁の魚は、サンゴ礁の藻類からシガトキシンと呼ばれる毒素を蓄積すると、シガテラ中毒を引き起こす可能性がある。 ^[13]一部の富栄養水系では、生物希釈が発生する可能性がある。これは、藻類や細菌の濃度が上昇して汚染物質の濃度が薄まるため、栄養段階が上がると汚染物質が減少する現象である。^{[14] [15]}

湿地の酸性化は化学物質や金属の濃度を上昇させ、海洋植物や淡水生物における生物学的利用能の増加につながる可能性があります。 ^[16]そこに生息する植物には根生植物と水中植物の両方が含まれており、金属の生物学的利用能の影響を受ける可能性があります。^[16]

カメ の生体蓄積は、合成有機汚染物質（PFASなど）、重金属、または高レベルの微量元素が単一の生物に侵入したときに発生し、カメの健康に影響を与える可能性があります。カメの生体蓄積に関する研究は進行中ですが、汚染、気候変動、地形の変化などの要因が生態系内のこれらの毒素の量に影響を及ぼす可能性があります。^[17]

カメで研究されている最も一般的な元素は、水銀、カドミウム、アルゴン^{[疑わしい–議論する]}、セレンです。重金属は川、小川、湖、海、その他の水生環境に放出され、これらの環境に生息する植物が金属を吸収します。水生生態系では微量元素のレベルが高いため、カメは植物や堆積物を食べることで、さまざまな水生環境全体でさまざまな微量元素を自然に摂取します。^[18]これらの物質が血流や筋肉組織に入ると、濃度が上昇してカメにとって有毒になり、代謝、内分泌系、生殖障害を引き起こす可能性があります。^[19]

一部のウミガメは海岸沿いに生息しており、血液サンプルやその他のデータの収集が容易なため、生物蓄積を分析するための実験対象として使用されています。^[18]カメの種は非常に多様で、生物多様性に大きく貢献しているため、多くの研究者はさまざまな種からデータを収集することが有益であると考えています。淡水ガメは、生物蓄積を調査するためのもう1つのモデル種です。^[20]生息域が比較的限られているため、淡水ガメは特定の集水域とその化学汚染物質プロファイルに関連付けることができます。

カメの卵の毒性濃度は、カメの発育過程にダメージを与える可能性があります。例えば、オーストラリアの淡水カメ（Emydura macquarii macquarii）では、環境中のPFAS濃度が母親によって生体蓄積され、その後卵に移行し、発育中の代謝プロセスと脂肪貯蔵に影響を与えました。^[21]さらに、PFASが曝露されたカメの腸内細菌叢に影響を与えたという証拠があります。^[22]

重金属の毒性レベルに関しては、アマゾン川カメ（Podocnemis expansa）の卵の孵化率が低下することが観察されています。 [ ^19]この特定のカメの卵では、重金属が卵の脂肪を減らし、胚全体での水の濾過方法を変えます。これはカメの卵の生存率に影響を与える可能性があります。^[19]

• 生物濃縮（栄養段階の上昇に伴う毒素の濃縮）
• キレート療法
• 薬物蓄積率
• 農薬の環境への影響
• 国際POPs撲滅ネットワーク
• 残留有機汚染物質
• ファイトレメディエーション（植物への生物蓄積による汚染物質の除去）

• 生体蓄積と生体濃縮
• 生物濃縮グラフィック
• 生物濃縮の定義ページ
• PBT プロファイラーが使用する基準
• 生体内蓄積と生体内変換