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毒素は、生体細胞または生物の代謝活動によって生成される天然の 毒物です。[1] [2]特にタンパク質として存在し、多くの場合は共役しています。[3]この用語は、有機化学者ルートヴィヒ・ブリーガー（1849–1919）[4]によって初めて使用され、「毒性の」という言葉に由来しています。
毒素は、酵素や細胞受容体などの生物学的高分子と相互作用する体組織と接触または吸収されると病気を引き起こす可能性のある小分子、ペプチド、またはタンパク質です。毒素の毒性は大きく異なり、通常は軽微なもの（蜂に刺されたときなど）から、非常に低用量でも致命的となる可能性のあるもの（ボツリヌス毒素など）まであります。[5] [6]
用語
毒素は、その生物学的起源に基づいて他の化学物質と厳密に区別されることが多い。[7]
それほど厳密でない理解では、ヒ素などの天然の無機毒素も対象としています。[8] [9] [10]他の理解では、天然の有機毒の合成類似体を毒素として対象としており、[11]天然の無機毒も対象とする場合もあれば、対象としない場合もあります[12] 。共通の理解が重要である場合は、使用方法を確認することが重要です。
毒素は毒性物質のサブセットです。毒物が人造で人工的なものである場合、毒性物質という用語が好まれます。[14]天然由来の毒素の人為的および科学的遺伝子アセンブリは、天然の毒素と同一であるため、毒素とみなされるべきです。[15] この議論は言語意味論の議論です。
毒素という言葉は、その送達方法を特定しない（咬傷や刺傷などによって送達される毒である毒液とは対照的である）。毒は、毒素と毒性物質の両方を包含する関連したより広い用語である。毒は、あらゆる手段（典型的には吸入、摂取、または皮膚吸収）で体内に入る可能性がある。毒素、毒性物質、毒物は、定義の微妙な違いにもかかわらず、しばしば互換的に使用される。毒素という用語は、傷を伴わずに他の生物の体表面に送達される毒素を指すためにも提案されている。[16]
個々の毒素に関するかなり非公式な用語は、それらの毒素がその効果が最も顕著になる解剖学的部位に関連付けられています。
より広い観点から見ると、毒素は生物によって排出される外毒素と、主に細菌が溶解したときに放出される内毒素に分類されます。
生物学的
「バイオトキシン」という用語は、環境や人為起源ではなく、生物学的起源であることを明示的に確認するために使用されることがあります。[17] [18]バイオトキシンは、その送達メカニズムによって、毒物（摂取、吸入、または皮膚からの吸収によって受動的に伝達される）、毒素（唾を吐く、スプレーする、または塗りつけることによって標的の表面に能動的に伝達される）、または毒液（噛まれる、刺される、またはその他の同様の行為によって生じた傷を通して送達される）に分類できます。[16]また、真菌バイオトキシン、微生物毒素、植物バイオトキシン、または動物バイオトキシンなど、その発生源によって分類することもできます。[19] [20]
微生物が産生する毒素は、微生物の病原性や宿主の免疫反応の回避に重要な毒性決定因子である。[21]
バイオトキシンは目的やメカニズムが大きく異なり、非常に複雑になることがあります（イモガイの毒には、特定の神経経路や受容体を標的とする100種類以上の独自のペプチドが含まれます）。 [22]
自然界のバイオトキシンには主に 2 つの機能があります。
- クモ、ヘビ、サソリ、クラゲ、スズメバチなどの捕食
- 蜂、アリ、シロアリ、ミツバチ、スズメバチ、ヤドクガエル、 毒素を産生する植物などの防御
- ヤドクガエルの種が防御のために使用する毒素は、医療目的にも使用できます。
よく知られているバイオトキシンの種類には以下のものがあります。
- シアノバクテリアによって生成されるシアノトキシン
- 渦鞭毛藻類によって生成されるダイノトキシン
- 壊死毒素は、遭遇した細胞に壊死（すなわち死）を引き起こします。 [23]壊死毒素は血流を介して広がります。[要出典]人間では、皮膚と筋肉組織が壊死毒素に対して最も敏感です。[要出典]壊死毒素を持つ生物には以下のものがあります。
- ドクイトグモ
- ほとんどのガラガラヘビと毒ヘビはホスホリパーゼと様々なトリプシン様セリンプロテアーゼを産生する。
- パフアダー
- 壊死性筋膜炎（「肉を食べる」細菌である化膿連鎖球菌によって引き起こされる） –孔を形成する毒素を生成する
- 神経毒は主に動物の神経系に影響を及ぼします。神経毒のグループは通常、イオン チャネルの伝導を阻害するイオン チャネル毒で構成されています。神経毒を持つ生物には次のものがあります。
- ミオトキシンはヘビやトカゲの毒に含まれる小さな基本ペプチドで、非酵素受容体に基づくメカニズムによって筋肉組織に損傷を引き起こします。ミオトキシンを持つ生物には以下のものがあります。
- 細胞毒素は、非特異的な形で、または特定の種類の生細胞のみに、個々の細胞レベルで毒性があります。
武器
多くの生物は、攻撃や防御のために毒素を使用しています。比較的少数の毒素が、広範囲にわたる病気や死傷者を引き起こす可能性があることが知られています。それらは安価で入手しやすい場合が多く、場合によっては実験室外で精製することも可能です。[24]バイオトキシンにはすぐに作用し、低用量でも毒性が強いため、化学薬品よりも効果的です。[24] これらの要因により、バイオトキシン中毒の臨床症状に対する認識を高め、迅速な調査、対応、治療を含む効果的な対策を開発することが重要です。[19] [25] [24]
環境
「環境毒素」という用語には、工業汚染物質やその他の人工的に作られた有毒物質などの合成汚染物質[26]が明示的に含まれる場合があります。これは「毒素」という用語のほとんどの正式な定義と矛盾するため、微生物学的文脈以外でこの用語に遭遇したときには、研究者が何を意味しているかを確認することが重要です。
食物連鎖から発生する人体の健康に危険を及ぼす可能性のある 環境毒素には、以下のものがあります。
研究
一般的に、科学者が人間、動物、環境に有害である可能性のある物質の量を決定する場合、影響を引き起こす可能性のある物質の量を判断し、可能であれば安全なレベルを確立します。ヨーロッパでは、欧州食品安全機関が1,600を超える科学的意見で4,000を超える物質のリスク評価を行い、OpenFoodTox [37]データベースで人間の健康、動物の健康、生態系の危険性評価のオープンアクセスの要約を提供しています。[38] [39] OpenFoodToxデータベースは、潜在的な新しい食品の毒性をスクリーニングするために使用できます。[40]
米国国立医学図書館（NLM）の毒物学および環境保健情報プログラム（TEHIP）[41]は、TEHIPや他の政府機関や組織によって作成された毒素関連のリソースへのアクセスを含む包括的な毒物学および環境保健ウェブサイトを運営しています。[42]このウェブサイトには、データベース、参考文献、チュートリアル、その他の科学的および消費者向けリソースへのリンクが含まれています。TEHIPはまた、ウェブ上で無料で利用できる毒物学および環境保健データベースの統合システムである毒物学データネットワーク（TOXNET）[43]も管理しています。
TOXMAPはTOXNETの一部である地理情報システム（GIS）です。[44] TOXMAPは米国の地図を使用して、ユーザーが米国環境保護庁（EPA）の有害物質排出目録とスーパーファンド基礎研究プログラムのデータを視覚的に探索できるようにします。
参照
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、毒素に関連するメディアがあります。
- T3DB: 毒素ターゲットデータベース
- ATDB: 動物毒素データベース
- 毒性学会
- 熱帯病を含む有毒動物と毒素に関するジャーナル
- ToxSeek: 毒物学と環境衛生に関するメタ検索エンジン
- モデルと生態毒性学に関するウェブサイト