フルオロ酢酸ナトリウム

ガストロロビウムは、マメ科に属する顕花植物の属です。この属は100種以上からなり、そのうち2種を除くすべてが西オーストラリア州南西部に自生しており、そこでは「毒エンドウ」として知られています。オーストラリア南西部に生育するガストロロビウムは、フッ素含有量の少ない土壌からフルオロ酢酸を濃縮します。 ^{[ 5 ]}この地域に自生するフクロギツネ、ブッシュラット、および西部ハイイロカンガルーは、フルオロ酢酸を含む植物を安全に食べることができますが、家畜やオーストラリアの他の地域から移入された種、さらにはフクロギツネやブッシュラットの東部個体群でさえ、この毒に非常に敏感です。 ^{[ 6 ]}また、アカギツネなど、オーストラリア国外から移入された種も同様です。多くのガストロロビウム属植物が外来の肉食動物に対しても高い二次毒性を持っているという事実は、これらの植物が下層植生の大部分を占める場所でネコが個体群を確立する能力を制限してきたと考えられている。 ^{[ 7 ]}

西オーストラリア州では、ガストロロビウム属の植物が存在するため、農家はしばしば土地を「削り取る」ことを余儀なくされている。つまり、表土とそれに含まれる可能性のある有毒エンドウの種子を取り除き、他の場所から調達した有毒エンドウのない新しい表土と交換して作物を播種する。同様に、クイーンズランド州北西部で森林火災が発生した後、牛飼いは有毒なガストロロビウム・グランディフロラムが灰の中から生えてくる前に家畜を移動させなければならない。 ^{[ 8 ]}

関連化合物フルオロ酢酸カリウムは、オーストラリア、ニュージーランド、 ^{[ 9 ] [ 10 ]}ブラジル、アフリカの少なくとも40種の植物に防御化合物として自然に存在します。これは、1944年にマレによって、一般にギフブラールまたは毒葉として知られるDichapetalum cymosumで初めて確認されました。 ^{[ 11 ] [ 12 ]} 1904年には早くも、シエラレオネの入植者は、フルオロ酢酸またはその塩も含むChailletia toxicariaの抽出物を使用してネズミを毒殺していました。 ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}オーストラリアのいくつかの在来植物属には、 Gastrolobium、 Gompholobium、 Oxylobium、 Nemcia、 Acaciaなど、この毒素が含まれています。ニュージーランドの在来植物であるPuhaには、非常に低い濃度で1080が含まれています。 ^{[ 16 ]}

フルオロ酢酸は、細胞代謝において重要な役割を果たす酢酸と構造的に類似しています。この類似性が、フルオロ酢酸の毒性の根拠となっています。その毒性には2つの関連するメカニズムが議論されており、どちらもフルオロ酢酸から2-フルオロクエン酸への変換から始まります。2-フルオロクエン酸は、クエン酸シンターゼによって触媒される、オキサロ酢酸とフルオロアセチル補酵素Aとの縮合によって生成されます。フルオロクエン酸はアコニターゼに非常に強く結合し、クエン酸回路を停止させます。この阻害により、血液中にクエン酸が蓄積します。クエン酸とフルオロクエン酸は、解糖系の主要酵素であるホスホフルクトキナーゼ-1 （PFK-1）のアロステリック阻害剤です。PFK-1が阻害されると、細胞は炭水化物を代謝できなくなり、エネルギーが枯渇します。^{[ 19 ]}あるいは、フルオロクエン酸はミトコンドリアにおけるクエン酸輸送を阻害する。^{[ 23 ]}

ヒトの場合、中毒症状は通常、曝露後30分から3時間以内に現れます。初期症状としては、吐き気、嘔吐、腹痛などが典型的で、その後、発汗、錯乱、興奮が続きます。重度の中毒では、頻脈や徐脈、低血圧、心電図変化などの心臓異常が現れます。神経学的影響としては、筋肉の痙攣やけいれんがみられ、数時間後には意識が徐々に低下し、昏睡状態に陥ります。死因は通常、心室性不整脈、治療に反応しない進行性の低血圧、誤嚥性肺炎です。^{[ 19 ]}

家畜の症状は様々で、犬は痙攣、鳴き声、制御不能な走りなどの神経系の兆候を示す傾向がある一方、牛や羊などの大型草食動物は心臓の兆候を示すことが多い。^{[ 24 ]}

致死量以下のフルオロ酢酸ナトリウムは、エネルギー需要の高い組織、特に脳、生殖腺、心臓、肺に損傷を与える可能性があります。胎児も非常に感受性が高いです。致死量以下の量は通常、4日以内に完全に代謝され、排泄されます。^{[ 25 ]}

有効な解毒剤は知られていない。サルを用いた研究では、グリセリルモノアセテートを投与すると、フルオロ酢酸ナトリウム摂取後に問題を防ぐことができることが示されており、この治療法は家畜でも試験され、いくつかの肯定的な結果が得られている。理論的には、グリセリルモノアセテートは酢酸イオンを供給し、フルオロ酢酸ナトリウムによって阻害された細胞呼吸の継続を可能にする。^{[ 26 ]}

NV ゴンチャロフと共同研究者らの実験により、潜在的に有効な 2 種類の治療法が開発された。1 つはフェノチアジン化合物と二価酸化合物を組み合わせたもので、もう 1 つはフェノチアジン化合物、ニトロエステル化合物、およびエタノールを含むものである。^{[ 27 ] [ 28 ]}

臨床症例では、筋弛緩剤、抗けいれん剤、人工呼吸器、その他の支持療法が必要となる場合がある。^{[ 29 ]}

動物は様々な量のフルオロ酢酸に耐性を持つことができる。哺乳類の肉食動物と齧歯類は耐性が最も低く、次いで哺乳類の草食動物、爬虫類と両生類、そして最後に魚類となる。代謝率が低いほど、一般的に毒物耐性が高まるようだ。^{[ 30 ]}

オーストラリア原産の多くの動物は、一般的な傾向が予測する以上にフルオロ酢酸に対する耐性を発達させているようです。草食性の種子食鳥類は、非常に高濃度の天然フルオロ酢酸にさらされても悪影響はありません。フルオロ酢酸を生成する植物が生育する地域に生息するエミューは、屋外に生息するエミューと比較して150倍の濃度に耐えることができます。一部の在来昆虫はフルオロ酢酸に耐性があり、肉食動物に対する防御化学物質として再利用しています。^{[ 30 ]}

動物ではフルオロ酢酸耐性を獲得できるが、そのメカニズムは完全には解明されていない。^{[ 30 ]}ある研究では、ヒツジの腸内細菌にフルオロ酢酸ナトリウムを不活性化するフルオロ酢酸脱ハロゲン化酵素を組み込むように遺伝子操作を行った。この細菌をヒツジに投与したところ、フルオロ酢酸ナトリウム摂取後の毒性症状が軽減された。^{[ 31 ]}同様の作用を持つ天然細菌株が2012年にウシのルーメンから分離された。 ^{[ 30 ]}

1942年に、フッ化酢酸ナトリウムの殺鼠剤としての有効性が報告された。^{[ 32 ]}この塩は、クロロ酢酸ナトリウムをフッ化カリウムで処理することによって合成される。^{[ 18 ]}ナトリウム塩とカリウム塩はどちらもフッ化酢酸の誘導体である。「1080」という名称は、毒物のカタログ番号を指し、それが商品名となった。^{[ 19 ]}

フッ化酢酸ナトリウムは、特に哺乳類の害獣駆除剤として使用されます。農業分野では、草食哺乳類が牧草や農作物を食い荒らすのを防ぐために、1080（フッ素酢酸ナトリウム）を用いて駆除を行っています。ニュージーランドやオーストラリアでは、在来の野生生物や植物を捕食したり、競合したりする外来種の侵入哺乳類を駆除するためにも使用されています。

オーストラリアでは、フッ化酢酸ナトリウムは1950年代初頭にウサギ駆除プログラムで初めて使用され、「効果が実証された長い歴史」があるとみなされている。^{[ 33 ]}ウサギ、キツネ、野犬、野生イノシシの総合的害獣駆除プログラムの重要な構成要素と見なされている。1994年以降、西オーストラリア州で1080ミートベイトを使用した大規模なキツネ駆除により、いくつかの在来種の個体数が大幅に増加し、初めて3種の哺乳類が州の絶滅危惧種リストから削除された。オーストラリアでは、1080毒餌による在来動物個体群の軽微な直接死亡は、1080を使用して管理されている外来種の捕食および競争の影響と比較して、規制当局によって許容範囲内とみなされている。^{[ 34 ]} 1080は、オーストラリアの植民地化以前の唯一の哺乳類頂点捕食者であるディンゴの個体群を駆除するために農業産業でも使用されているが、この行為は生態系の自然なバランスを広範囲にわたって不安定化させるため、大陸中の多くの保護団体や野生生物専門家によって非難されている。^{[ 35 ]}

ウェスタン・シールドは、西オーストラリア州環境保全省が実施する、オーストラリア南西部の絶滅危惧哺乳類の個体数を増やすためのプロジェクトです。このプロジェクトでは、捕食動物を殺すために、フルオロ酢酸を餌にした肉を空中散布します。野犬やキツネは餌入りの肉を喜んで食べます。猫は一般的に腐肉食に興味がないため、駆除がより困難です。しかし、オーストラリア動物虐待防止協会（RSPCA）が委託した調査では、1080は非人道的な殺し屋だと批判されています。^{[ 36 ]}西オーストラリアの一部の草食動物（特に、タマールワラビーの地元亜種であるMacropus eugenii derbianusだが、南オーストラリアの亜種M. e. eugeniiやカンガルー島のM. e. decres は除く）は、自然選択によってフルオロ酢酸の影響に対する部分的な免疫を獲得しており、 ^{[ 37 ]}毒物としてフルオロ酢酸を使用することで、その地域特有の在来草食動物への副次的被害を軽減できる可能性がある。

2011年、タスマニアのサウスポートとホバートの集落の間にある48,000ヘクタール（120,000エーカー） を超える520の土地に、3mlの1080を含む3,750個以上の毒餌が仕掛けられた。これは、世界最大の外来動物駆除作戦である、島州からのアカギツネの駆除^{[ 38 ]}の継続的な試みの一環である。毒餌は10ヘクタールあたり1個の割合で散布され、タスマニアデビルなどの非標的の野生生物種へのリスクを軽減するために埋められた。^{[ 39 ]}在来動物も1080の標的となっている。 ^{[ 40 ]} 2005年5月には、キング島で最大20万頭のベネットワラビーが、タスマニアで見られた最大規模の組織的な1080毒殺の1つで意図的に殺された。^{[ 41 ] [ 42 ]}

2016年にPAPP（パラアミノプロピオフェノン）が使用可能になり、RSPCAは1080の代替品としてこれを推奨している。その理由の一つは、PAPPの方が殺処分が速く、苦痛が少ないこと、そして1080にはない解毒剤が存在することである。^{[ 43 ]}しかし、2023年6月現在、 1080は依然として野良猫の個体数を減らす試みに使用されていた。^{[ 44 ]}

世界的に見て、ニュージーランドはフッ化酢酸ナトリウムの最大の利用者である。^{[ 20 ]}この使用量が多いのは、コウモリ2種を除いて^{[ 45 ]}、ニュージーランドには在来の陸生哺乳類がおらず、導入された哺乳類の中には植生や在来種に壊滅的な影響を与えているものもあるためである。1080は、フクロギツネ、ネズミ、オコジョ、シカ、ウサギの駆除に使用されている。^{[ 46 ]激しい反対意見もあるが、 [ 47 ]}最大の利用者はOSPRIニュージーランドと環境保全省である。^{[ 48 ]}

フルオロ酢酸ナトリウムは、米国ではコヨーテの駆除に使用されている。^{[ 49 ]} EPAがすべての使用を中止した1972年以前は、フルオロ酢酸ナトリウムは安価な^{[ 50 ]}捕食動物駆除剤および殺鼠剤としてはるかに広く使用されていた。1985年には、使用制限付きの「毒性首輪」の承認が最終決定された。^{[ 51 ]}

1080はメキシコ、日本、韓国、イスラエルで殺鼠剤として使用されています。^{[ 19 ] [ 52 ]}イスラエルでは、ミクロタス・グエンテリ、メリオネス・トリストラミ、マウス・ムスキュラスなどの野ネズミの大発生時に、畑作物の大きな被害を防ぐために、0.05%フルオロ酢酸ナトリウム全粒小麦餌が使用されています。^{[ 53 ]}

1080は水溶性が非常に高いため、雨、河川水、地下水によって環境中に拡散・希釈されます。標準的な餌散布作業後に環境中で見られる濃度のフッ化酢酸ナトリウムは、水生植物や微生物などの生物を含む自然水中で分解されます。1990年代に実施された水質モニタリング調査では、1080餌の空中散布後に水路が著しく汚染される可能性はあるものの、その可能性は低いことが確認されています。^{[ 54 ]} NIWAの研究では、通常の管理作業後に見られる餌密度の10倍の1080を意図的に河川に投入したにもかかわらず、1080餌の投入後に魚が死ぬことはなかったことが示されました。テストは、1080餌が置かれた場所から10mと100m下、および10mと100m上で実施されました。^{[ 55 ]}

ニュージーランドでは、1080の空中散布後に地表水が定期的に監視され、汚染を検出する可能性が最も高い散布直後に水サンプルが採取されます。^{[ 56 ]} 1990年から2010年の間にニュージーランドで空中1080散布作戦後に検査された2442の水サンプルのうち、96.5%には1080が全く検出されず、すべてのサンプルのうち、保健省の飲料水基準値以上であったのはわずか6つで、これらのサンプルは飲料水供給源からのものではありませんでした。^{[ 57 ]}人間または家畜の飲料水供給源から採取された592のサンプルのうち、0.1ppb（1サンプル）と0.2ppb（3サンプル）の1080残留物が検出されたのはわずか4つで、すべて保健省の基準値である2ppbをはるかに下回っていました。

動物衛生委員会が資金提供し、NIWAが実施した、小川から数メートル離れた急な土壌で覆われた斜面における1080に対する降雨の影響をシミュレートする実験では、1080を含む水の99.9%が直接土壌に浸透し（^{[ 58 ]}の4.3を参照）、予想されていたように地面を流れて小川に流れ込むことはなかったことがわかった。この実験では、土壌水の汚染も測定された。土壌水の汚染とは、小川に向かって斜面を下る短い水平距離（0.5～3m）で土壌中を運ばれる水として説明されている。この実験では、散布場所のすぐ下のより深い土壌や地下水の汚染は測定されなかった。^{[ 58 ]}

土壌中の1080の運命は、天然に存在するフルオロ酢酸の分解を定義する研究によって確立されています（Oliver、1977）。フルオロ酢酸ナトリウムは水溶性であり、食べられなかった餌の残留物は土壌に浸出し、そこで細菌（Pseudomonas）や一般的な土壌菌（Fusarium solani）などの土壌微生物によって無毒の代謝物に分解されます（David and Gardiner、1966; Bong、Cole and Walker、1979; Walker and Bong、1981）。^{[ 59 ]}

現在ではまれではあるものの、個々の空中1080散布作戦は、十分な注意を払って実施されない場合、今でも時折、地域の鳥類の個体群に影響を与える可能性がある。ニュージーランドでは、19種の在来鳥類と13種の外来鳥類が、空中1080散布後に死んでいるのが発見されている。記録されたこれらの鳥の死亡のほとんどは、1970年代に行われたわずか4回の作戦に関連しており、その作戦では小さな破片が多数含まれた質の悪いニンジン餌が使用された。^{[ 60 ]}一方、空中1080散布作戦によって捕食者の数を減らすことで、ニュージーランドの多くの在来鳥類の個体群がうまく保護されてきた。コカコ、アオガモ、^{[ 61 ]}ニュージーランドバト、^{[ 62 ]}キーウィ、^{[ 63 ]}カカ、^{[ 64 ]}ニュージーランドハヤブサ、^{[ 65 ]}トムティット、^{[ 66 ]}南島コマドリ、^{[ 67 ]}北島コマドリ、^{[ 68 ]}ニュージーランドインコ（カカリキ）、キイロハシ^{[ 69 ]}はすべて、空中散布による 1080 剤を使用した害獣駆除プログラムによく反応し、雛と成鳥の生存率が向上し、個体数が増加しました。対照的に、 2011 年 8 月に西海岸で行われた空中でのフクロネズミ駆除作戦中に、標識を付けた固有種の高山オウムであるケア38 羽のうち 7 羽が殺された^{[ 70 ]。}雑食性で好奇心旺盛な行動のため、ケアは 1080 毒餌や、奥地の小屋や農場の建物の雨仕舞いに使用される亜鉛や鉛などの他の環境毒物に特に弱いことが知られている^{[ 71 ]} 。最近の研究では、ケアが人間の食べ物を漁る人間の居住地に近いほど生存率が低いことがわかった。人里離れたケアは、食べ物を漁る場所の近くに住んでいるケアに比べて生存率が 6.9 倍高かった。人里離れた地域での生存率が高いのは、生来の新奇恐怖症と、餌として事前に用意された毒餌のフィールドでの寿命が短いことが相まって、毒餌を馴染みのある食べ物として受け入れることを妨げているためである^{[ 72 ] 。}

爬虫類と両生類は1080に感受性があるが、哺乳類よりははるかに感受性が低い。^{[ 73 ]}オーストラリアで試験された両生類と爬虫類は、一般的に他のほとんどの動物よりも1080毒に対する耐性が高い。^{[ 74 ]} McIlroy (1992) は、トカゲが1080で毒殺された昆虫や他の動物だけを食べていても、致死量に達するほどの毒を摂取することはないだろうと計算した。^{[ 75 ]}しかし、爬虫類はこれらの人々にとって重要な食料源であり、人間にとっての毒性量の最大10倍のフッ化酢酸ナトリウムに耐えることができ、餌に遭遇した動物を食べると深刻な中毒を起こす可能性があるため、オーストラリアの多くの地域で伝統的に生活している人々にとっては深刻なリスクとなる。^{[ 76 ] [ 77 ]}

ニュージーランドで行われた最悪のシナリオをシミュレートした実験室試験では、Leiopelma archeyi (アーキーガエル) とL. hochstetteri (ホッホシュテッターガエル) の両方が、汚染された水、基質、または餌から 1080 を吸収できることが示されています。野生でこれが起こる可能性は、カエルの生態を含むさまざまな要因によって軽減されます。飼育下での維持と汚染の問題により、この研究の一部は結論が出ませんでした。この単一の研究よりも決定的な証拠を提供するために、さらなる個体群モニタリングが推奨されます。^{[ 78 ]}ニュージーランドでは、1080 作戦後の野良猫とオコジョの二次中毒が、在来のスキンクとヤモリの個体群の回復にプラスの効果をもたらす可能性が高いです。^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ] : 257}トカゲやヤモリと餌をめぐって競合するウサギ^{[ 82 ]}やフクロネズミ^{[ 83 ]を殺すことにも利点があるかもしれない。}

魚類は一般的に1080に対する感受性が非常に低い。米国では、ブルーギル、ニジマス、淡水無脊椎動物のオオミジンコで毒性試験が行われた。ブルーギル（ 4日間）とオオミジンコ（2日間）に対する1080の異なる濃度での試験では、1080はこれら2種に対して「実質的に無毒」（米国環境保護庁の分類）であることが示された。ニジマスも、 1リットルあたり39～170mgの4つの濃度で4日間試験された。これらの結果から、LC50（理論的に試験魚の50%を死に至らしめる1リットルあたりの1080の濃度）を計算できる。ニジマスのLC50は54mg  1080/リットルと計算され、1080の空中散布作戦後に水サンプルから検出された既知の1080濃度をはるかに超えている。したがって、1080は淡水魚の死亡を引き起こす可能性は低い。^{[ 84 ]}

昆虫は1080中毒にかかりやすい。ニュージーランドで行われたいくつかの野外試験では、 毒餌から20cm以内の昆虫の数が一時的に減少するが、毒餌を取り除いてから6日以内に通常のレベルに戻ることが示されている。^{[ 85 ]}他の試験では、昆虫群集に悪影響が及んでいるという証拠は見つかっていない。^{[ 86 ]}ニュージーランドの別の研究では、ウェタ、在来のアリ、淡水ザリガニが1～2週間以内に1080を排泄することが示されている。^{[ 87 ]}また、ニュージーランドでの1080空中散布作戦が無脊椎動物種に利益をもたらす可能性があるという証拠もある。^{[ 88 ]}フクロネズミとネズミはどちらもニュージーランド固有の無脊椎動物にとって深刻な脅威であり、クモと昆虫の約90％は固有種で、捕食哺乳類なしで進化してきた。^{[ 89 ]}フクロギツネの食性に関する研究では、1979 年 1 月から 1983 年 6 月の間に検査されたフクロギツネの糞の 47.5 パーセントに無脊椎動物、主に昆虫が含まれていました。^{[ 90 ]}フクロギツネ 1 匹は、一晩で最大 60 匹の絶滅危惧種の在来の陸生カタツムリ ( Powelliphanta spp.) を食べることができます。^{[ 91 ]}