亜鉛




カドミウム
  • カドミウムは亜鉛と同族元素で原子構造及び化学的性質は似ているが、生体に対する作用はかなり異なる。
    • カドミウムイオンを含む酵素は発見されていない
  • ヒトの場合、体内のカドミウム量は30才までは年齢にほぼ比例して増え、40才付近で一定となる
  • カドミウムは肝臓と腎臓に集まる。
    • 腎臓のカドミウムは50ppmです
  • カドミウムはSH基と結合する化学的性質が強く、肝臓中の酵素のSH基と結合して酵素活性を阻害し、肝臓障害を引き起こす。
    • ところが、亜鉛をあらかじめ投与しておくと、カドミウムの毒性は緩和される。これは、亜鉛によってメタロチオネインが誘導的に生合成され、カドミウムの化学作用を抑制するため。
  • カドミウムの急性毒性にはセレンが有効であり、カドミウムの催奇形性にはも有効
  • 生体での代謝:亜鉛・銅・その他の金属イオンとの相対的摂取量によって大きく変わる









カドミウムの毒性

◇毒性元素:以下の症状を引き起こす
       高血圧
       骨軟化症
       肝臓障害
       腎臓、睾丸に毒性。
  • 毒性を発揮する原因は、カドミウムイオンが、酵素に含まれるチオール基、カルボキシル基、アミノ基と相互作用することで、それらの酵素の働きが阻害されて起きる。


急性中毒の症状: 30分〜36時間後
  • 頭痛
    脱力感
    気管支炎
    血尿

      

慢性中毒の症状
  • 肝臓障害
    腎臓障害
    骨組織の損傷(骨軟化症):
    • イタイタイ病(ouch-ouch disease)
    嗅覚低下


解毒
  • ▽患者の身体を暖かくし、新鮮な空気と安静。
    ▽ノドがヒリヒリ:
    • 「重炭酸ナトリウム2%溶液で吸入し、温めた牛乳に生卵orソーダを攪拌して飲む。」

    ▽グルコース、ビタミンC、
    ▽強心剤
    ▽錯体をつくる薬剤の静注




喫煙 すると体内に金属カドミウムが持ち込まれる
  • 1979年ジョン・エリス達は喫煙者と非喫煙者に対して実験を行った。
    タバコ1本には約2マイクロcのカドミウムを含んでいる。
    1日にタバコ20本を吸う者は、非喫煙者のほぼ2倍量のカドミウムを腎臓や肝臓に受け入れている。
    体内のカドミウムの生物学的な半減期は平均15.7年である。人は毎日食物から約75〜100マイクロcのカドミウムを取り入れており、そのうち約4%が消化器系で吸収される。計算によると、タバコ1箱を全部吸う者は2〜4マイクロcのカドミウムを体内に余計に受け入れることになるが、その96%は呼吸器系から吸収される。


喫煙すると胎盤のカドミウム含有量が増加し、亜鉛の不足を引き起こす
  1. 亜鉛はリボ核酸の安定性を維持するために重要な元素で、正常な有糸核分裂・タンパク合成やヒトの成長に不可欠。
  2. 食物中の亜鉛が不足すると成長が停滞し、性的発育が止まる。
  3. 自然流産や胎児の死亡する危険性は、(妊婦の年齢や出産回数によっても変わるが)タバコの喫煙本数に比例して確実に高くなる。
    • 死産の危険性は喫煙・飲酒する妊婦の場合・・・6倍・・・に高まる。

カニみそなどに高濃度のカドミウム
  • 「水産庁は2003年5/2、人体に有害な重金属であるカドミウムが水産物にどの程度含まれているかの調査結果をまとめた。
    軟体動物の内臓や塩辛類で高い濃度が検出されたが、同庁は「健康面への影響はまずない」としている。
    アワビやスルメイカの内臓・毛ガニのみそなどで平均濃度が7.35ppm、塩辛類で1.66ppmと、国際食品規格制定機関のコーデックス委員会が安全基準として検討中の1.0ppm(ppm=1/100万)を上回った。
    1.0ppmを基準とした場合、体重50kgの人が1日に摂取できるカドミウムの摂取量は50マイクログラム(1マイクログラム=1/1000mg)。
    厚生労働省の研究所による調査では、日本人が1日に食品から摂取するカドミウムの量は約6割に相当する29.3マイクログラムで、うち魚介類からの摂取量は11%程度のため、同庁は「平均的な食生活を送っていれば健康への影響はない」としている。ただ、コーデックス委員会の基準案は軟体動物の可食部のみが対象で、内臓やその他の魚介類は除外されている。」


カドミウムで汚染された水田を浄化
  • 2010年、農業環境技術研究所、太平洋セメントなどのグループは、カドミウムで汚染された水田を浄化する技術を開発した。
    従来手法に比べてコメの収量に影響が無く、低コスト。
    新技術は土壌洗浄法と呼び、
    1. まず汚染水田に塩化鉄と水を入れる。
    2. 土壌とよく混合、カドミウムが溶け出した水を排泄する。
    3. これを2〜3回くり返す。
    排水に含まれるカドミウムは処理装置で回収する。土壌のカドミウム濃度を60〜80%、生産される玄米中の同濃度を70〜90%低減できる。
    従来、汚染されていない山土などを持ってきて水田にかぶせる客土という手法があるが、土壌の特性が劣化する恐れがあった。
    新技術の費用は10e当たり約300万円
    2011年2月から食品衛生法でコメに含まれるカドミウム量の規制が強化される。
  • (鉄粉に吸着)
    2011年、筑波大学の中谷清治准教授と環境ベンチャーのコルダはカドミウムを含む水田を浄化する技術を開発した。鉱山などから流出したカドミウムを神戸製鋼所が開発した特殊な鉄粉で吸着し、取り除く。
    玄米のカドミウム含有量を30〜40%減らす効果を実証した。
    イネはカドミウムを吸着しやすく、食品衛生法で玄米の現有量について安全基準を定めている。
    従来は大型重機を使った土壌の入れ替えなどが必要で、工事期間も長く、数百万単位の費用が必要だった。


「カドミウム」の吸収を抑制できるコメ
  • 2011年、東京大学の藤原徹教授らのチームは、土中に含まれる重金属である「カドミウム」の吸収を抑制できるコメを、遺伝子組み換え技術で作った。
  • 研究チームはコメの遺伝子「OsLCT1」の機能を特定した。アミノ酸やミネラル分などを運ぶ通り道である師管を利用して、根から吸い上げたカドミウムを実に運ぶ際に働いていた。
  • 成果は米科学アカデミー紀要(電子版)に掲載


Nramp5を破壊
  • 2012年、岡山大学の馬建鋒教授のグループは、イネが土壌から金属を吸収するメカニズムを研究する過程で、根の外皮と中心部のそれぞれの細胞膜に存在する「Nramp5」という遺伝子に注目した。
  • Nramp5を破壊したイネをカドミウムで汚染された土壌で育てたところ、ワラや玄米に含まれるカドミウムの含有量が通常の1/10以下になった。
  • 一方、Nramp5を破壊した場合、通常と比べてマンガンの吸収量がワラで約1/20、玄米で約1/8になり種子の収穫量も約1/5だった。


ハクサンハタザオ
  • フジタは2004年2/3、アブラナ科の植物である「ハクサンハタザオ」が人体に有害とされるカドミウムを高濃度に蓄積する能力があることを発見したと発表した。独立行政法人農業工学研究所、名古屋大学大学院の竹中千里教授との共同研究で特許を出願した。
    カドミウム濃度が高い地域にある植物100数十種類を探した結果、ハクサンハタザオが重量1kg当たり1〜2gのカドミウムを蓄積することが分かった。
    これまでは、カラシナなどが知られていたが、ハクサンハタザオはその10〜20倍の蓄積能力を持つ。」
    カドミウムの除去に使うのは鉱山跡地に生息するアブラナ科のハクサンハタザオ。3ppmのカドミウムに汚染された土壌を植木鉢に入れて実験したところ、濃度が半減した。また、10ppmのカドミウムに汚染された水を使って水耕栽培したところ、1株で1000ppm異常吸い上げた。
    ハクサンハタザオは秋から春にかけて育つ野草で、稲作などの間に土壌を浄化する対策が取れる利点がある。フジタは実用化を目指し栽培技術を確立の予定。
    カドミウムはイタイイタイ病などの公害の原因物質。コメは吸収・蓄積しやすく、含有量1ppm以上の玄米は販売禁止、焼却処分されている。
    0.4ppm〜1ppm未満の玄米については農林水産省が事実上買い上げ、合板用のりなどに利用。


肥料で吸収
  • 2009年、群馬大学工学部の板橋英之教授(応用化学・生化学)らのグループは、土壌に含まれるカドミウムなど、人体に害がある重金属を農作物が取り込む量を効果のある肥料を開発した。
    土に混ぜるだけで効果を発揮。
    スギの樹皮(バーク)などを主原料にしている。
    実験では、コメに含まれるカドミウム濃度が0.3ppmが0.03ppmに低下。
    ニッケルは半減、銅は1〜2割低減した。







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