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ベンゼンの健康リスクと治療法(化学物質/産業毒性)

ベンゼンの暴露源経路と低用量リスク

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概要

ベンゼンは原油に含まれ(0.4%)自然環境にも広く存在する化学物質。

自動車の排気ガスやタバコの煙など、あらゆる種類の産業と燃焼の副産物であり、比較的低い沸点(80.1度)と高い蒸気圧のため室温で急速の蒸発し、合成材料から放出される。

www.nihs.go.jp/hse/ehc/sum1/ehc150.html

ベンゼン暴露の低濃度でのリスクは明確には解明されておらず、複数の代謝プロセスに作用し毒性をもたらす仮説が提案されている。

ベンゼン毒性の感受性は個人で大きく異り、一部の個人ではベンゼン暴露量が安全基準未満であっても健康リスクを生じさせる可能性がある。

暴露源経路

大気環境

低レベルのベンゼンは大気環境内で慢性的に暴露されている。自動車の排気ガス量の多さから農村部よりも都市部で高いベンゼン濃度が一般的に観察される。

  • 田園地帯の屋外 0.2μg/m3
  • 高密度の自動車交通 349μg/m3
  • 自動車を給油する時 10mg/m3
  • 職業暴露 15mg/m3未満
  • 白血病による死亡増加が40年間ないとされる米国の職業暴露基準 3.2mg/m3(1ppm)(週40時間の時間あたり)
  • ベンゼン環境職業での平均暴露量 0.33ppm
1ppm未満での影響

米国の職業基準である1ppm未満のベンゼン暴露を受けた労働者では白血球と血小板の数は有意に低く、前駆細胞コロニー形成は暴露量の増加に伴い著しく低下する。特に遺伝的影響を受けやすい集団では1ppm未満の暴露であっても、造血系への毒性を引き起こす可能性がある。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15576619

monographs.iarc.fr/wp-content/uploads/2018/06/mono100F-24.pdf

地下汚染

ベンゼンは酸素のある条件下では細菌によって数時間以内に分解されるが、地下水中などの嫌気性条件では数週間から数ヶ月かけて細菌に分解される。細菌が存在しない場合はそのまま存在する。

タバコ

タバコの煙はベンゼン暴露の大きな要因であり、非喫煙者が50μg/日であるのに対し、喫煙者では1800μg/日に達する。米国ではタバコがベンゼン暴露の約半分を占める。

www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp.asp?id=40&tid=14

職業暴露

ベンゼンの職業暴露は、化学産業、製薬産業、繊維産業、石油産業などを含むさまざまな産業で発生する可能性がある。

www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128015643000067

家具メーカー、靴屋、工業画家、金属産業の労働者

www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009279705000785

ベンゼン暴露リスクの高い職業

タクシー、バスの運転手、ガソリンスタンド従事者、化学産業、製薬産業、石油精製産業

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22552995

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20516651

検査

N-アセチルフェニルシステイン(NAP)

N-acetyl phenyl cysteine (NAP)

N-アセチルフェニルシステイン(NAP)は、ベンゼンの代謝物でありベンゼン暴露のマーカーとして用いられる。

N-アセチルフェニルシステイン(NAP)は、食品の安全な保存料と一般的に考えられているソルビン酸カリウム、またはその代謝副産物でもある。

www.greatplainslaboratory.com/

ベンゼン毒性の特性

性差

吸入されたベンゼンは男性よりも女性で多く体内に停留する傾向にある。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15274493

www.researchgate.net/publication/8436207_Sex_differences_in_oxidative_stress_induced_by_benzene_in_rats

ベンゼンは、脂質を含む組織中に蓄積する傾向がある。

放射性模倣薬

工業用化学物質であるベンゼンは放射性模倣薬であり、健康へ多くの悪影響を及ぼすことが知られている。ベンゼンの暴露は再生不良性貧血、白血病、多発性骨髄腫に進行する可能性があり、多くの種類の遺伝的損傷を引き起こすことも示されている。

www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15287390802349974

ベンゼンは、肝臓、骨髄での代謝を通して介されたベンゼン代謝物によって、従来から認められている染色体異常および共有結合に加えて、酸化ストレス、遺伝子発現の変化、アポトーシス、DNA修復、エピジェネティック制御のエラー、により造血細胞の損傷を引き起こす。

これらの毒性は、個人のベンゼン代謝能力、DNA修復、ゲノムの安定性、免疫機能の遺伝的変動によって感受性が異なる。

pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/tx3001169

ベンゼン毒性感受性の個人差

CYP2E1、NQO1、ミエロペルオキシダーゼ、mEH、およびGSTを含む薬物代謝酵素は、ベンゼンの活性代謝物の形成と除去、ROSの形成を決定する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18848868

DNA修復とゲノムの維持に重要な役割を果たす、BLM、TP53、RAD51、WDR79、WRNなどの遺伝子多型は、白血球数のベンゼン誘発性減少と有意に関連していた。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18978339

サイトカインとケモカインの遺伝子多型は慢性ベンゼン中毒と関連する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16230423

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17367855

「マルチヒット」仮説

ベンゼン、およびベンゼン代謝物は、造血系の複数の細胞成分に複数の影響を及ぼすことで白血病、血液毒性を引き起こす「マルチヒット」モデル仮説。

pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/tx3001169

ベンゼンの低用量暴露リスク

免疫機能

ベンゼンへの曝露は、低用量であっても、ヒトの免疫細胞サブセットの比率を変化させた。

ベンゼンおよびHQ、pBQ、1,2,4-トリヒドロキシベンゼンなどの代謝物は、炎症やNO(一酸化窒素)刺激物質であるリポポリサッカライドや、インターフェロンγに対する骨髄マクロファージの感受性を高め、マクロファージ機能を調節する。

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7884313

エピジェネティクス

www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123757098000289

白血病・癌

ベンゼンは二つの異なるメカニズムを通して、リンパ系の白血病と癌を誘発すると疑われている。

monographs.iarc.fr/wp-content/uploads/2018/06/mono100F-24.pdf

ベンゼン治療

暴露源の除去

禁煙
職業暴露の回避

クリアランス(排出)能を高める

遠赤外線サウナ
ナイアシン補充療法
グルタチオン補充療法

経口、静脈投与、経皮

グルタチオンを増やす8つの戦略

N-アセチル-システイン

N-アセチル-システインは溶媒の除去を促進する。

N-アセチルシステイン

ベンゼン慢性中毒に対する一般的支持療法

抗生物質、ビタミン、コルチコステロイド、アンドロゲン、コロニー刺激因子(G-CSF、GM-CSF)、血液成分療法、漢方薬。

患者の33例(77%)が完全に回復、9例(21%)が改善、1例(2%)で死亡。

www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009279705000785