クロムの毒性

クロムの毒性
クロム
専門	毒物学

クロム毒性とは、特定の形態のクロム、特に六価クロムへの曝露によって生物または細胞に生じる毒性効果を指します。^[1]六価クロムとその化合物は、吸入または摂取すると有毒です。三価クロムは、人間の栄養に不可欠な微量ミネラルです。大量の三価クロムが何らかの理由で生体細胞に入り込むと、ヒトに遺伝毒性が生じるという仮説上のリスクがありますが、通常の代謝と細胞機能によりこれを防ぐことができます。^[2]

六価クロムと三価クロムはクロムイオンであり、電子の数が異なるため、特性も異なります。三価クロム、またはクロム(III)は、人間の健康に不可欠なクロムの形態です。^[3]六価クロム、またはクロム(VI)は、明らかに有毒な形態です。

六価クロムは、クロム(VI)とも呼ばれ、血液毒性、遺伝毒性、発がん性があります。^[4]六価クロムが血流に入ると、酸化反応を引き起こして血液細胞を損傷します。この酸化損傷は溶血を引き起こし、最終的には腎不全や肝不全につながる可能性があります。患者は透析で治療される可能性があります。^[5]

六価クロムの平均致死量は50～150 mg/kgです。^[6]世界保健機関は、飲料水中の六価クロムの最大許容濃度を0.05 mg/リットルと推奨しています。^[7]欧州では、六価クロムの使用は有害物質制限指令によって規制されています。

六価クロムは、一部の染料や塗料、皮革なめし製品に含まれています。六価クロムを含むプライマー塗料は、航空宇宙産業や自動車の再塗装に広く使用されています。金属加工従事者（溶接工など）や、コバルトクロム合金製の外科用インプラントを装着している人も、六価クロムにさらされる可能性があります。^[8]クロム濃度は、曝露労働者の安全性を監視したり、中毒の可能性のある被害者の診断を確認したり、致命的な過剰摂取の場合の法医学的調査に役立てたりするために、全血、血漿、血清、または尿で測定される場合があります。^[9]

米国カリフォルニア州では、六価クロムへの曝露の流行により、1993年に集団訴訟が起こされた。アンダーソン他対 パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック社。パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック社は、六価クロムに汚染された14億リットル（3億7000万ガロン）以上の廃水をモハーベ砂漠に投棄した。これにより地下水が汚染され、近くの小さなコミュニティであるカリフォルニア州ヒンクリーの住民に広範囲にわたる病気を引き起こした。2017年5月現在、義務付けられた環境修復措置が進行中である。^[10]

六価クロムから生成されるクロム酸塩（クロム塩）は、皮革製品、塗料、セメント、モルタル、防錆剤などの製造に使用されます。^[11]クロム酸塩は発がん性があり、アレルギー性があります。クロム酸塩の粉塵の発がん性は、クロム酸塩染料会社の労働者に高いがん発症率が見られた19世紀後半から記録されています。^{[12] [13]クロム酸塩は、}硫酸イオンやリン酸イオンを細胞内に運ぶのと同じ輸送メカニズムによって細胞内に入ります。

クロム酸塩を含む製品との接触は、アレルギー性接触皮膚炎や刺激性皮膚炎を引き起こし、皮膚の潰瘍を引き起こす可能性があります。この状態はクロム潰瘍と呼ばれることもあります。電気メッキ、なめし、クロム製造メーカーで強力なクロム酸塩溶液にさらされた労働者もクロム潰瘍を発症する可能性があります。^{[14] [15] [16]}

六価クロムは遺伝毒性があり、生きた細胞の遺伝情報を損傷し、DNAの変異を引き起こし、場合によっては癌性腫瘍の形成を引き起こします。2021年現在、六価クロムの遺伝毒性作用のメカニズムは、Cr(III)に還元される際に活性酸素種が形成されること、およびCr(VI)の代謝においてDNAとCr(V)/(IV)中間体との相互作用が関与していると理解されています。^[17]しかし、Cr中間体の発がん性およびCr誘発性発がん性のメカニズムは、さらに明確に定義される必要があります。

最近の文献では、クロム(III)の潜在的な遺伝毒性が検討されており、試験管内でヒドロキシルラジカルを生成し、 DNAに結合することが観察されています。しかし、生体内でのCr(III)の遺伝毒性は十分に確立されておらず、Cr(III)化合物の毒性は一般にCr(VI)化合物の毒性よりも少なくとも100倍低いと考えられています。^{[17]これは、Cr(III)が陰}イオンではないため、クロム酸などのCr(VI)陰イオンとは異なり、陰イオンチャネルによって細胞膜を透過できないことに一部起因しています。

三価クロム、またはクロム(III)は、人間の食事に必須の微量ミネラルです。 ^[3]一部の栄養補助食品では、クロム(III)はピコリン酸クロム(III) （クロムがピコリン酸に結合している）またはニコチン酸クロム(III)（クロムがニコチン酸に結合している）として存在します。ニコチン酸はビタミンB群の ナイアシンとしても知られています。

クロム(III)はヒトでは吸収されにくく、食事中のクロムのほとんどは尿中に排泄されます。^[18]急性経口毒性の閾値は1900～3300 mg/kgです。^[6]ラットでは、アスピリンやインドメタシンなどの非ステロイド性抗炎症薬がクロムの吸収を増加させる可能性があります。^[19]

通常、ヒトや他の動物の細胞輸送機構は細胞内に入るクロム(III)の量を制限します。仮説的には、過剰な量が細胞内に入ると、DNAにフリーラジカルによる損傷が生じる可能性があります。^[20]