ベンゼンの健康リスクと治療法(化学物質/産業毒性)

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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。

Benzene

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。

Hematotoxicity in workers exposed to low levels of benzene. - PubMed - NCBI
Science. 2004 Dec 3;306(5702):1774-6. Research Support, Non-U.S. Gov't; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.

https://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。

ATSDR - Toxicological Profile: Benzene
The ATSDR toxicological profile succinctly characterizes the toxicologic and adverse health effects information for the hazardous substance described here. Each...

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。

Priority Environmental Contaminants: Understanding Their Sources of Exposure, Biological Mechanisms, and Impacts on Health
An estimated 23% of deaths worldwide are attributed to environmental causes. Moreover, environmental factors have a substantial adverse effect on chil…

家具メーカー、靴屋、工業画家、金属産業の労働者

Clinical analysis of 43 cases of chronic benzene poisoning
Benzene can result in bone marrow suppression. Chronic benzene poisoning (CBP) can be found among workers with excessive benzene exposure. CBP could g…
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

Current status of the epidemiologic evidence linking polychlorinated biphenyls and non-hodgkin lymphoma, and the role of immune dysregulation. - PubMed - NCBI
Environ Health Perspect. 2012 Aug;120(8):1067-75. doi: 10.1289/ehp.1104652. Epub 2012 May 2. Review
Chloracne: still cause for concern. - PubMed - NCBI
Dermatology. 2010 Aug;221(1):63-70. doi: 10.1159/000290694. Epub 2010 Jun 2. Case Reports

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。

https://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。

Sex differences in oxidative stress induced by benzene in rats. - PubMed - NCBI
Indian J Exp Biol. 2004 Jan;42(1):117-20. Research Support, Non-U.S. Gov't
(PDF) Sex differences in oxidative stress induced by benzene in rats
PDF | Role of sex differences on oxidative stress induced by benzene has been studied in liver, kidney and lungs of rat. It was observed that benzene... | Find,...

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。

Genetic Susceptibility to Benzene Toxicity in Humans
(2008). Genetic Susceptibility to Benzene Toxicity in Humans. Journal of Toxicology and Environmental Health, Part A: Vol. 71, No. 22, pp. 1482-1489.

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。

Stem Cell and Benzene-Induced Malignancy and Hematotoxicity
The biological effect of benzene on the hematopoietic system has been known for over a century. The rapid advancement in understanding the biology of hematopoie...

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。

NQO1, MPO, CYP2E1, GSTT1 and GSTM1 polymorphisms and biological effects of benzene exposure--a literature review. - PubMed - NCBI
Toxicol Lett. 2008 Nov 10;182(1-3):7-17. doi: 10.1016/j.toxlet.2008.09.008. Epub 2008 Sep 20. Multicenter Study; Research Support, Non-U.S. Gov't; Review

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。

Large-scale evaluation of candidate genes identifies associations between DNA repair and genomic maintenance and development of benzene hematotoxic... - PubMed - NCBI
Carcinogenesis. 2009 Jan;30(1):50-8. doi: 10.1093/carcin/bgn249. Epub 2008 Oct 31. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, N.I.H., Intramural

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。

Polymorphisms in cytokine and cellular adhesion molecule genes and susceptibility to hematotoxicity among workers exposed to benzene. - PubMed - NCBI
Cancer Res. 2005 Oct 15;65(20):9574-81. Research Support, N.I.H., Extramural; Research Support, U.S. Gov't, P.H.S.
The TNF-alpha 238A polymorphism is associated with susceptibility to persistent bone marrow dysplasia following chronic exposure to benzene. - PubMed - NCBI
Leuk Res. 2007 Nov;31(11):1479-85. Epub 2007 Mar 23. Research Support, Non-U.S. Gov't

「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。

Stem Cell and Benzene-Induced Malignancy and Hematotoxicity
The biological effect of benzene on the hematopoietic system has been known for over a century. The rapid advancement in understanding the biology of hematopoie...

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。

Distinct actions of benzene and its metabolites on nitric oxide production by bone marrow leukocytes. - PubMed - NCBI
J Leukoc Biol. 1995 Mar;57(3):422-6.
エピジェネティクス
Environmental Agents and Epigenetics
This chapter reviews the evidence that associates epigenetic mechanisms with the toxic and carcinogenic effects of certain environmental agents. Many …

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。

https://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。

Clinical analysis of 43 cases of chronic benzene poisoning
Benzene can result in bone marrow suppression. Chronic benzene poisoning (CBP) can be found among workers with excessive benzene exposure. CBP could g…
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