金属毒性

金属毒性または金属中毒は、特定の金属が特定の形態および用量で生命に及ぼす毒性作用である。一部の金属は、有毒な可溶性化合物を形成すると有毒となる。一部の金属は生物学的役割を持たず、すなわち必須ミネラルではないか、または特定の形態で有毒である。 ^[1]鉛の場合、測定可能な量であればどの量でも健康に悪影響を及ぼす可能性がある。^[2]重金属だけが有毒であるという誤解が広まっているが、ベリリウムやリチウムなどのより軽い金属も有毒である可能性がある。^[3]すべての重金属が特に有毒というわけではなく、鉄などの一部の重金属は必須である。異常に高い用量で有毒となる可能性がある場合、定義には微量元素も含まれることがある。金属中毒の治療の選択肢としては、キレート剤を投与して金属を体内から除去する技術であるキレート療法がある。

有毒金属は必須元素の作用を模倣し、代謝過程を妨げて病気を引き起こすことがあります。多くの金属、特に重金属は有毒ですが、必須金属もあり、ビスマスのように毒性が低いものもあります。体にとって異常な酸化状態の金属も有毒になることがあります。クロム(III)は必須微量元素ですが、クロム(VI)は発がん性物質です。

毒性があるのは、溶解性金属含有化合物のみです。溶解性金属は配位錯体と呼ばれ、金属イオンが配位子に囲まれた構造です。配位子は、金属アクア錯体の水から、テトラエチル鉛のメチル基までさまざまです。通常、金属錯体は配位子の混合物で構成されています。

有毒な金属錯体は、(i)不溶性誘導体に変換するか、(ii)キレート剤を使用して硬い分子環境に包み込むことによって無毒化できます。あるいは、非常に希薄な場合、金属錯体は無害であることが多いです。^[4]この方法では、植物を使用して土壌中の有毒な重金属を抽出し、濃度を下げます。^[4] 重金属の除染の野心的な方法は、ファイトレメディエーションまたはバイオレメディエーションですが、これらのアプローチは現実世界の問題をほとんど解決していません。

有毒金属は体内や食物連鎖の中で生体内に蓄積する可能性がある。^{[5]そのため、有毒金属の共通の特徴は、その毒性が慢性的であることだ。これは、}カルシウムを模倣して人体の骨に取り込まれるラジウムなどの放射性重金属で特に顕著であるが、鉛中毒や水銀中毒でも同様の健康への影響が見られる。

金属中毒の主な種類

ヒ素中毒

金属毒性の代表的なものはヒ素中毒です。この問題は主に、天然に高濃度のヒ素を含む地下水から生じます。2007年の調査では、1億3,700万人以上が飲料水によるヒ素中毒の影響を受けており、70カ国以上が影響を受けている可能性があることがわかりました。^[6]

鉛中毒

鉛中毒は、ヒ素中毒とは対照的に、産業によって引き起こされます。地球上の鉛のほとんどは鉱物として固定化されており、比較的無害です。鉛中毒の2つの主な発生源は、有鉛ガソリンと配管から浸出した鉛（ラテン語のplumbusから）です。有鉛ガソリンの使用は1970年代以降急激に減少しました。^[7]^[8]鉛を含む顔料の1つはクロム酸鉛（米国のスクールバスの黄色がかったオレンジ色）ですが、この物質は非常に安定しており、不溶性であるため、毒性の証拠はほとんどありません。

必須金属による毒性

多くの金属イオンは生命維持に必要です。その場合でも、これらのイオンが過剰になると有毒になる可能性があります。

コバルト中毒
銅中毒
鉄中毒
マンガン中毒は1837年にジェームズ・クーパーによって初めて特定されました。^[16]
セレンは必須微量元素であるにもかかわらず、セレン中毒が観察されています。許容上限摂取量は1日400マイクログラムです。それ以上のセレン摂取はセレン中毒を引き起こす可能性があります。^[17]セレン中毒の兆候と症状には、ニンニクのような口臭、胃腸障害、脱毛、爪の剥離、疲労、神経過敏、神経障害などがあります。
亜鉛の毒性は、225 mgを超える亜鉛を摂取した場合に発生することが確認されています。^[18]亜鉛の過剰吸収は銅と鉄の吸収を抑制する可能性があります。溶液中の遊離亜鉛イオンは、細菌、植物、無脊椎動物、さらには脊椎魚に対しても非常に有毒です。^[19]^[20]^[21]

非必須金属による毒性

これらの金属イオンの毒性については、普遍的なメカニズムは存在しません。過剰な曝露が発生する場合、通常は産業活動に関連しています。

ベリリウム中毒は、Be2 ^{+が一部の酵素中のMg2}^+を置換する能力に起因する。^[22] ある機関はBeを発がん性物質に分類している。^[23]
カドミウム中毒は、 1912年頃から富山県で鉱山開発によって汚染された水が原因でイタイイタイ病が発見されたことで注目されるようになった。 ^{[24]この病名は、この病気にかかった人が背骨や関節に感じる激しい}痛み（日本語：痛い）を指す。Cd2+は腎臓に蓄積し、システインを含むタンパク質の硫黄と強く結合すると考えられている。^[25]
リチウム中毒はリチウム含有薬剤の過剰摂取によって起こる。^[26]
水銀中毒は、日本の水俣市にちなんで名付けられた水俣病の発見により、注目を集めるようになりました。1956年、同市の工場から産業廃水にメチル水銀が放出され、数千人の死者とその他多くの健康問題を引き起こしました。^{[27]この事件は、世界に}生体内蓄積の現象を警告しました。すべての水銀化合物は有毒ですが、有機水銀化合物は移動性が高いため特に危険です。メチル水銀と関連化合物は、タンパク質中のシステイン残基の硫黄に結合すると考えられています。^[28]

色素沈着を呈した92歳の白人男性（右）は、長年にわたり銀を含んだ点鼻薬を使用していた。彼の皮膚生検では真皮に銀沈着が見られ、全身性銀症の診断が確定した。^[29]

銀中毒^[30]はリチウム中毒と同様に、薬剤の誤用によって起こります。「銀中毒」の劇的な症状は、皮膚が青または青みがかった灰色に変わることです。^[31]
タリウム中毒はこれまでに何度も観察されており、タリウム化合物が極めて有毒であることはよく知られています。しかし、タリウム中毒の事例は少ないです。^[32] 周期表では、タリウムは他の2つの極めて有毒な金属、水銀と鉛の近くに位置します。
スズ金属、その酸化物、およびその塩によるスズ中毒は「ほとんど知られていない」。一方、ある種の有機スズ化合物はシアン化物とほぼ同程度の毒性がある。このような有機スズ化合物はかつて防汚剤として広く使用されていた。^[33]

中毒の治療

キレート療法

キレート療法は、キレート剤を投与して重金属を体内から除去または不活性化する医療処置です。キレート剤は、金属イオンと特に安定した配位錯体を形成する分子です。錯体形成により、金属イオンが体内の分子と反応するのを防ぎ、血液中に溶解して尿中に排出されます。この療法は、金属中毒と診断された人にのみ使用してください。^[34] この診断は、適切な生物学的サンプルで実施される検査によって検証する必要があります。^[35]

その他の条件

環境からの低レベル金属中毒の影響を、非金属汚染を含む他の種類の環境被害と区別することは困難です。^[36]一般的に、環境中の重金属への曝露が増えると、がんを発症するリスクが高まります。^[37]

金属毒性の診断を受けず、科学的根拠に基づいた医療の枠外であるにもかかわらず、金属毒性を心配するあまり、自閉症、心血管疾患、アルツハイマー病、またはあらゆる種類の神経変性疾患の治療にキレート療法を求める人もいます。^[35]キレート療法ではこれらの疾患の転帰は改善されません。^[^疑わしい^–^議論する^]^[35]^[^{古い情報源}^]

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外部リンク

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