クロムの毒性
病状
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作用を指します。[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。三価クロムは微量ミネラルであり、人体の栄養に不可欠です。大量の三価クロムが何らかの理由で生細胞に侵入した場合、ヒトに遺伝毒性が生じるという仮説的なリスクがありますが、正常な代謝と細胞機能によってこれを防ぐことができます。[2]

クロムの形態

六価クロムと三価クロムはクロムイオンであり、電子数が異なるため、性質も異なります。三価クロム、またはクロム(III)は、人体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、明らかに毒性のある形態です。

六価クロム

六価クロム（六価クロムとも呼ばれる）は、血液毒性、遺伝毒性、発がん性を有する。[4]六価クロムが血流に入ると、酸化反応を引き起こし、血球に損傷を与える。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る。患者は透析を受ける可能性がある。[5]

六価クロムの半数致死量は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、また一部の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補修用途で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使用している人も、六価クロムに曝露される可能性があります。[8]曝露労働者の安全性を監視するため、中毒の可能性のある被害者の診断を確認するため、あるいは致死的な過剰摂取の場合の法医学的調査に役立てるため、全血、血漿、血清、または尿中のクロム濃度を測定することがあります。[9]

米国カリフォルニア州では、六価クロムへの曝露による流行が1993年に集団訴訟（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）に発展しました。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ました。これにより地下水が汚染され、近隣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が発生しました。2017年5月現在、義務付けられた環境修復措置が継続中です。[10]

クロメート

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ています。[11]クロム酸塩は発がん性および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、19世紀後半にクロム酸塩染料会社の労働者に高い発がん率が認められたことから既に報告されています。[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輸送するのと同じ輸送機構によって細胞内に侵入します。

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（クロム潰瘍と呼ばれることもあります）を引き起こす可能性があります。電気めっき、なめし、クロム製造工場で強力なクロム酸塩溶液に曝露された労働者も、クロム潰瘍を発症する可能性があります。[14] [15] [16]

遺伝毒性

六価クロムは遺伝毒性があり、生細胞の遺伝情報を損傷し、DNAの変異や癌性腫瘍の形成につながる可能性があります。2021年現在、六価クロムの遺伝毒性作用のメカニズムは、六価クロムが三価クロム（Cr(III)）に還元される際に活性酸素種が形成されること、および六価クロム（Cr(VI)）の代謝においてDNAと五価クロム（Cr(V)/四価クロム）中間体との相互作用に関与することが分かっています。[17]しかし、六価クロム中間体の発がん性や、六価クロム誘発性発がんのメカニズムについては、まだ解明されていません。

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る。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的に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る。[17]これは、Cr(III)が陰イオンではないため、クロム酸塩などの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通過できないという事実によるところが大きい。

三価クロム

三価クロム、またはクロム(III)は、人間の食事において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）またはニコチン酸クロム(III) （クロムがニコチン酸に結合）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、食物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、ヒトや他の一部の動物では、細胞輸送機構によって細胞内に入るクロム(III)の量が制限されています。仮に過剰な量が細胞内に入り込んだ場合、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]

参考文献

  1. ^ 「クロム（Cr）の毒性：クロム曝露の生理学的影響とは？｜環境医学｜ATSDR」www.atsdr.cdc.gov . 2021年2月9日. 2022年6月5日閲覧。
  2. ^ Hartwig A, Arand M, Epe B, Guth S, Jahnke G, Lampen A, et al. (2020年6月). 「作用機序に基づく遺伝毒性発がん物質のリスク評価」. Archives of Toxicology . 94 (6): 1787– 1877. doi :10.1007/s00204-020-02733-2. PMC 7303094. PMID 32542409  . 
  3. ^ ab Bogden JD、Klevay LM編 (2000). 「高齢者における微量元素とミネラル § クロム」. 必須微量元素とミネラルの臨床栄養学：医療従事者向けガイド. Springer Science+Business Media. p. 189. ISBN 978-1-61737-090-8– Google ブックス経由。
  4. ^ Barceloux DG (1999). 「クロム」. Journal of Toxicology. Clinical Toxicology . 37 (2): 173– 194. doi :10.1081/CLT-100102418. PMID  10382554.
  5. ^ Dayan AD, Paine AJ (2001年9月). 「クロムの毒性、発がん性、アレルギー性のメカニズム：1985年から2000年までの文献レビュー」. Human & Experimental Toxicology . 20 (9): 439– 451. doi : 10.1191/096032701682693062 . PMID  11776406. S2CID  31351037.
  6. ^ Katz SA, Salem H (1992). 「クロムの毒性学とその化学種分化に関するレビュー」. Journal of Applied Toxicology . 13 (3): 217– 224. doi :10.1002/jat.2550130314. PMID  8326093. S2CID  31117557.
  7. ^ 「WHO飲料水水質ガイドライン」（PDF） WHO.int世界保健機関第12.30節：クロム
  8. ^ Merritt K, Brown SA (1995年5月). 「ステンレス鋼およびコバルトクロム合金の腐食による六価クロムの放出」. Journal of Biomedical Materials Research . 29 (5): 627– 633. doi :10.1002/jbm.820290510. PMID  7622548.
  9. ^ Baselt R (2008). 『ヒトにおける毒性薬物および化学物質の体内動態（第8版）』 フォスターシティ: バイオメディカル出版. pp.  305–7 . ISBN 978-0962652370。
  10. ^ Izbicki JA, Groover K. 「カリフォルニア州ヒンクリーのプルーム付近の地下水中の天然および人工の六価クロム（Cr(VI)）—2017年5月時点の研究進捗状況、および背景Cr(VI)濃度を推定するための総括尺度アプローチ」（PDF）。オープンファイルレポート。米国地質調査所。ISSN 2331-1258 。 2018年5月15 日閲覧。
  11. ^ Hedberg Y, Lidén C, Wallinder IO (2015年3月). 「Crなめし革のバルクおよび表面化学とCr(III)およびCr(VI)の放出との相関」[J. Hazard. Mater. 280 (2014) 654–661]に対する訂正. Journal of Hazardous Materials . 285 : 542. doi : 10.1016/j.jhazmat.2014.12.062 . ISSN  0304-3894.
  12. ^ Newman D (1890). 「クロム顔料作業員における左下鼻甲介小体の腺癌および鼻中隔穿孔の症例」グラスゴー医学雑誌33 : 469–470 .
  13. ^ Langård S (1990). 「クロムと癌の100年：疫学的証拠と選択された症例報告のレビュー」. American Journal of Industrial Medicine . 17 (2): 189– 215. doi :10.1002/ajim.4700170205. PMID  2405656.
  14. ^ 「クロム接触アレルギー」DermNet NZ、2023年10月26日。
  15. ^ Basketter D, Horev L, Slodovnik D, Merimes S, Trattner A, Ingber A (2001年2月). 「クロムに対するアレルギー反応の閾値の調査」.接触性皮膚炎. 44 (2): 70– 74. doi :10.1034/j.1600-0536.2001.440202.x. PMID  11205406. S2CID  45426346.
  16. ^ Basketter DA, Briatico-Vangosa G, Kaestner W, Lally C, Bontinck WJ (1993年1月). 「消費者製品中のニッケル、コバルト、クロム：アレルギー性接触皮膚炎における役割？」.接触性皮膚炎. 28 (1): 15– 25. doi :10.1111/j.1600-0536.1993.tb03318.x. PMID  8428439. S2CID  35966310.
  17. ^ ab Sawicka, E; Jurkowska, K; Piwowar, A (2021年3月18日). 「遺伝毒性誘導における重要な役割を担うクロム(III)とクロム(VI) – 現状の見解」Annals of Agricultural and Environmental Medicine . 28 (1): 1– 10. doi : 10.26444/aaem/118228 . PMID  33775062.
  18. ^ 「クロム§毒性」。微量栄養素情報センター。オレゴン州立大学。2014年4月22日。 2018年4月15日閲覧。
  19. ^ 「クロムと薬物の相互作用」。微量栄養素情報センター。オレゴン州立大学。2014年4月22日。 2018年4月15日閲覧。
  20. ^ Eastmond DA, Macgregor JT, Slesinski RS (2008). 「三価クロム：必須微量元素であり、広くヒトおよび動物の栄養補助食品として使用されているものの遺伝毒性リスク評価」Critical Reviews in Toxicology . 38 (3): 173– 190. doi :10.1080/10408440701845401. PMID  18324515. S2CID  21033504.
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