環境保健学講義資料

2009.10.16

有害化学物質による健康障害
環境保全センター

大津 芳1. 化学物質の吸収と排泄
a. 吸収経路
肺、消化器、皮膚b. 有害化学物質の空気中での存在様式
粉塵、ヒューム、ミスト、蒸気、ガス

c. 肺からの吸収
粒子状物質（粉塵、ヒューム、ミスト）は主として上気道で捕捉
小粒子は末梢気管支から肺胞領域に入って沈着

d. 他の吸収経路
e. 排泄と生物学的半減期および蓄積
生物学的半減期の長い化学物質ほど蓄積性が大きい2．量・影響関係と量・反応関係
a. 量 (dose)b. 影響 (effect)c. 量・影響関係 (dose-effect relationship)d. 量・反応関係 (dose-response relationship)

a. 量 (dose)

Paracelusus (1493-1541)「ただ量のみが毒物であることを決定する」

b. 影響 (effect)

有害要因曝露の結果発生する生体の諸変化

c. 量・影響関係 (dose-effect relationship)

感受性：高中低D. 量・反応関係 (dose-response relationship)
反応….集団における特定の影響の有無

一般人口集団閾値２

特性の類似する集団

3. 有機溶剤と健康
有機溶剤とは？
他の物質を溶解する用途に用いられる、常温で液体の有機化合物
共通の物性
揮発性が大きい脂溶性に富む分子が比較的小さい
極性が小さい有機溶剤の２大特徴（揮発性、脂溶性）が危険性・毒性に関与している。

用途
塗料、印刷、表面加工、接着剤、洗浄、拭き取り、ドライクリーニング、分析、試験、研究など。

種類
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.

芳香族炭化水素 (トルエン、キシレンなど）
脂肪族ハロゲン化炭化水素 （トリクロロエチレンなど）
アルコール類 （メタノールなど）
エーテル類 （エチルエーテルなど）
ケトン類 （アセトンなど）
エステル類 （酢酸エチルなど）
グリコールエステル類
脂環式炭化水素類 （シクロヘキサンなど）
脂肪族炭化水素類
脂肪族又は芳香族炭化水素の混合物
その他（二硫化炭素）

有機溶剤の代謝
個人の曝露管理
代謝物の測定尿中への未変化体としての排泄は、水溶性のものを除けば微量である
生物学的半減期
吸収を0にした場合に生体内の濃度が1/2になるのに要す
る時間のこと有機溶剤の毒性
構造非特異的毒性
構造特異的毒性

麻酔作用、皮膚の脱脂作用
各有機溶剤により異なる作用有機溶剤の肝臓における代謝
第１相反応（酸化、還元、加水分解）
CYP450,alcohol dehydrogenase,aldehyde dehydrogenase

第２相反応（抱合反応）
UDP-glucuronyltransferase,
glutathione S-transferase,
sulfotransferase,
N-acetyltransferaseトルエンの生体内代謝(benzoic acid)(hippuric acid)A. ベンゼン (benzene, C6H6)
無色透明、芳香臭をもつ液体
多くの有機化学物質の基本原料
ガソリンにも起爆剤として添加急性毒性

麻酔作用

慢性毒性
骨髄造血細胞の分裂阻害
慢性暴露者では再生不良性貧血や白血病のリスクが高い
曝露指標

尿中フェノール

B. トルエン (toluene, C6H5CH3)
染料、医薬品、香料、甘味料、漂白剤などの原料
シンナーやラッカーなどの希釈剤、樹脂類、塗料の溶剤、接着剤などの主成分
急性毒性

麻酔作用や幻覚

慢性毒性

頭痛、不眠、食欲不振など
脳波の異常、小脳の萎縮、視力障害など

曝露指標

尿中馬尿酸

C. キシレン (xylene, C6H4(CH3)2)

有機溶剤や有機合成の原料として幅広く使用される慢性毒性

トルエンと同様の症状

曝露指標

尿中メチル馬尿酸

D. メタノール (methanol, CH3OH)
ホルマリンの原料、染料の溶剤、不凍液、シンナーの成分
急性毒性
蒸気曝露では粘膜の刺激と軽い麻酔作用
飲用した場合 頭痛、不眠、失明などを生じる
中毒症状 1. エタノールと同様な麻酔段階
2. 10～15時間の潜伏期
3. 視覚機能障害と中枢神経系の障害視神経萎縮や失明が生じる
慢性毒性

結膜炎、頭痛、不眠など
突然視力障害が生じることがある

中毒時にエタノールを投与するとメタノール作用が抑制され中毒作用が低下する

4. 農薬と健康
農薬とは？
農林業に用いる薬剤の総称で、殺虫剤、殺菌剤、防カビ剤、殺鼠剤、植物成長調節剤、展開剤などが含まれる用途による分類
殺虫剤
動物の神経系に障害を与える
殺菌剤
菌体抗生物質の合成阻害
ATPの合成阻害
除草剤

光合成、蛋白合成、細胞分裂を阻害

有効成分による分類
有機リン系、カーバメイト系、有機塩素系、パラコート等

A. 有機リン系殺虫剤
毒性はコリンエステラーゼ活性阻害によるアセチルコリン
中枢神経症状：頭痛、悪心、嘔吐
自律神経系症状：流涙、縮瞳
運動神経系症状：筋硬直、脱力
救急処置としてPAM（プラリドキシム）とアトロピン（抗コリン薬）を用いる

PAMおよびアトロピンの作用機構

B. カーバメイト系殺虫剤

カーバメイト系殺虫剤もコリンエステラーゼ活性を阻害する

有機リン系殺虫剤より症状の発現は早いが、症状は軽く、予後は良好であるため有機リン系にかわる殺虫剤として普及した
本剤の中毒でも血清コリンエステラーゼ活性が低下するが、治療にはアトロピンを投与する
PAMは脱リン酸化薬であるため無効である

C. パラコート

パラコートは光合成阻害剤で、除草剤として使用される
NADPHにより還元されフリーラジカルとなる
接触により強い皮膚、粘膜刺激症状
経口摂取では消化管粘膜障害が起こる
急性死亡は肝腎障害と循環不全による急性期を脱した症例では、肺繊維症が現れ、呼吸不全に陥る
解毒剤がなく、神経系統は正常に保たれるため、中毒者ははっきりした意識を保ったまま苦しみぬいて死亡にいたる

パラコートは肺胞内で酸素分子（O2）と反応して、活性酸素種を生じさせ、それらが肺組織の細胞群に変化を起こす結果として肺組織が障害され肺繊維症が進行すると考えられている
パラコート中毒では酸素吸入は禁忌である

D. 有機塩素系殺虫剤
種類としてDDT, BHCなどがある
強力な殺虫作用がある
発展途上国ではマラリア対策のため使用されている
毒性は強くないが、環境中あるいは生体内において分解されにくいので環境汚染物質として問題となる
DDTの中毒症状は中枢神経刺激症状であり、脱力感、四肢のしびれ感から始まり痙攣や運動失調を起こしせん妄状態に陥る

5. 有毒ガスと健康
有毒ガスとは？
空気に混入した場合、正常な生理状態が維持できなくなるガスのこと （酸欠による場合を除く）
蒸気圧の高い溶剤や昇華性のある化合物がガス状となり中毒を起こす｛労働衛生対象のガス｝
単体
塩素
化合物 シアン化水素、フッ化水素、硫化水素、アンモニア、一酸化炭素、塩化水素、二硫化硫黄
有機物 臭化メチル、よう化メチル、硫酸ジメチル、ホスゲン、ホルムアルデヒド、塩化ビニルなど

職場のガスと曝露原料で使われるガスが有毒である場合と作業工程や特殊条件で発生するガスが有毒である場合とがある。偶発的に発生する混合ガスでは酸欠状態（労働衛生では酸素量18％未満）を来たすことが多い

ガスの有害性酸性 (NO2, SO2, HCl, HF)、アルカリ性 (NH3)、酸化性 (Cl2,COCl2)、還元性 (H2S)を示す結果、粘膜、眼、気道、肺障害をおこす
COやCNのように蛋白質と結合し細胞の呼吸阻害をきたすもの
は経過が早く救命効果も得られにくい

労働衛生対策
ガスの発生防止が第一、次いで換気装置の設置、作業者への周知、検知管による測定、防毒マスク、防護具の用意など

A. 一酸化炭素（CO）
エピソード

A. 一酸化炭素 (CO)
燃料ガスの一部として利用されるほか、メタノールなどの合成にも使用
ガス中毒の中では、最も発生数が多い
本症では、チアノーゼは出現せず、逆に、COの血管拡張作用により、顔面、口唇は鮮紅色を呈する
CO-Hb量は濃度×吸入時間に依存する
急性症状回復後、数週間以内に重篤な精神神経症状を呈することがある

A. 一酸化炭素 (CO)COのヘモグロビンに対する親和性はO2の250～300倍である
吸入するとヘモグロビンと結合し、酸素欠乏をおこす
無臭であるため気づかないうちに中毒症状が現れ、頭痛、吐き気といった軽い症状から意識不明にいたる

B. シアン化水素 (HCN)、シアン化合物
無色、アーモンド臭を持つ
有機合成に使われるほか船内や倉庫の燻蒸に使われる
青酸ソーダ、青酸カリはメッキや化学触媒に使われる
青酸化合物は酸性になるとHCNを発生する
作用機序；CN-基はFe３+に対して強い親和性を持つ
ミトコンドリアのチトクロームc酸化酵素と結合、不活化することにより、電子伝達系、細胞呼吸を阻害する
20ppm以上数時間の曝露ではめまい、頭痛、全身倦怠感、100ppmをこえると致死的である
暴露量が多いと意識喪失、痙攣、呼吸停止で死にいたる患者の呼気はbitter almond臭を呈し、チアノーゼは認められない
軽症では顔面紅潮を示す

C. 硫化水素 (H2S)
無色、空気よりも重い可燃性の気体
強力な還元剤で、金属精錬、工業薬品、医農薬の製造に利用
セロファン、パルプ製造工場、澱粉、砂糖製造の廃液処理および硫黄鉱山などで発生
0.1ppm以下でも特有の不快臭（孵卵臭）が感知できるので悪臭物
質に指定
チトクロームc酸化酵素阻害作用がある
毒性は強く（シアン化水素と同程度）、眼粘膜や肺粘膜刺激作用などがあり、高濃度(500ppm)では虚脱、意識消失、呼吸麻痺を起こし死に至る
火山性ガスとして自然に噴出することもあり、しばしば死亡事故が発生する
臭覚麻痺をおこすため濃度測定が義務づけられている。

D. ホルムアルデヒド (HCHO)
ホルムアルデヒドは気体であり、この35-38％の水溶液がホルマリンである
蛋白質凝固作用があるので病理組織標本の作製に用いる目に対する刺激が強い
1-3 ppmで刺激として感じ、2-5 ppmになると気道が刺激される
水に溶けやすいので上気道に対する症状が主であり、肺水腫にいたることは稀である
吸入により全身中毒をおこすことはまずない
皮膚や粘膜に対する刺激が強く、アレルギー性皮膚炎や喘息様の気管支炎症状がでることがある（シックハウス症候群）
電気ストーブなどを用い、ベイクアウト＊を行うことが推奨される＊ 室温をある一定期間、一時的に上昇させることで化学物質の発生を増大させ、平常時の発生量を緩和するもの