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有機水銀と無機水銀の違い(毒性・血液脳関門・水俣病)

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水銀の毒性、有機水銀と無機水銀でどう違うの?どっちが脳に蓄積するの?で迷いませんか。違いと、水俣病との関係を整理します。

この記事の要点

水銀には、炭素と結びついた有機水銀(メチル水銀など)と、それ以外の無機水銀があります。毒性の出方が違います。

  • 有機水銀=血液-脳関門を容易に通過して脳に蓄積し、中枢神経をおかす。生物学的半減期が長く排泄されにくい。メチル水銀による中毒が水俣病
  • 無機水銀=血液-脳関門を通過しにくく、主に腎臓に影響する。

同じ水銀でも、化学的な形によって体内での動きと害が大きく変わります。

とくに脳に届くかどうかが、有機水銀と無機水銀で違います。

2つの違いと、関連する用語を見ていきます。

有機水銀とは

有機水銀とは、水銀が炭素と結びついた化合物で、代表がメチル水銀です。

有機水銀は、脳を守る関所である血液-脳関門を容易に通過し、脳に達して蓄積します。

このため、中枢神経(手足のしびれ・視野の狭まり・運動失調など)に障害を起こします。

さらに、体外へ排泄されるまでの生物学的半減期が長く、体内にとどまりやすいのも特徴です。

工場排水中のメチル水銀が魚介類に濃縮され、それを食べた人に起きた中毒が水俣病です。

無機水銀とは

無機水銀とは、炭素と結びついていない水銀(金属水銀や水銀塩など)です。

無機水銀は、血液-脳関門を通過しにくいため、有機水銀に比べて脳には届きにくいです。

体内では主に腎臓に影響します。

有機水銀と無機水銀の違い

2つの違いを表にまとめます。

項目 有機水銀(メチル水銀) 無機水銀
血液-脳関門 容易に通過する 通過しにくい
主な標的 脳・中枢神経 主に腎臓
体内での残りやすさ 半減期が長く排泄されにくい 有機水銀ほどではない
関連する公害病 水俣病(メチル水銀)
血液-脳関門 血液側 脳・中枢神経 有機水銀 通過して蓄積 無機水銀 × 通過しにくい

有機水銀(メチル水銀)は血液-脳関門を通過して脳に蓄積。無機水銀は通過しにくい。脳に届くのは有機水銀。

関連する用語(メタロチオネイン・複合作用)

金属の毒性には、関連する用語がいくつかあります。

メタロチオネインは、重金属の暴露で体内に生合成されるたんぱく質で、重金属に結合して毒性を弱める(解毒する)働きをします。

また、複数の有害金属がいっしょに作用する複合作用では、毒性が強まる(相加・相乗)こともあれば、弱まる(拮抗)こともあります。

同じ総暴露量でも、一度に多量に浴びるか少量ずつ長期に浴びるか(暴露パターン)で、毒性の程度は変わります。

過去問での問われ方

水銀は、水質概論で、有機水銀と無機水銀の性質の違いとして問われます。

令和3年度 水質概論 問10では、血液-脳関門を容易に通過して脳に蓄積するのは有機水銀(メチル水銀)であり、「無機水銀」とするのが誤りでした(無機水銀は通過しにくい)。

同じ問題では、メタロチオネインが重金属の毒性を弱めること、有機水銀の生物学的半減期が長いことも正しい記述として問われました。

まちがえやすいポイント

有機水銀と無機水銀のどちらが脳に蓄積するかが入れ替えて狙われます。

血液-脳関門を容易に通過して脳に蓄積するのは有機水銀(メチル水銀)であり、「無機水銀」とするのが誤りでした(無機水銀は通過しにくい。令和3年度 水質概論 問10)。

理解度チェック

Q.

血液-脳関門を容易に通過して脳に蓄積するのは、有機水銀と無機水銀のどちらか。

答え:有機水銀(メチル水銀)

無機水銀は血液-脳関門を通過しにくく、主に腎臓に影響します。脳に届くのは有機水銀です。

Q.

工場排水中のメチル水銀が魚介類に濃縮され、それを食べた人に起きた公害病は何か。

答え:水俣病

原因はメチル水銀(有機水銀)で、中枢神経の障害を起こしました。

Q.

重金属の暴露で生合成され、重金属に結合して毒性を弱めるたんぱく質を何というか。

答え:メタロチオネイン

重金属の解毒に働きます。複数の金属の複合作用では、毒性が強まることも弱まることもあります。

まとめ

有機水銀と無機水銀は、体内での動きと害が違います。

有機水銀(メチル水銀)は血液-脳関門を容易に通過して脳に蓄積し中枢神経をおかす(水俣病の原因)、無機水銀は通過しにくく主に腎臓に影響します。

「脳に届くのは有機水銀」を、無機水銀との入れ替えに注意して覚えましょう。

水質概論の過去問解説 一覧へ

参考

  • 金属の生体影響(有機水銀・無機水銀の毒性、血液-脳関門、メタロチオネイン、複合作用)の一般的な知見
  • 環境省 水俣病(メチル水銀)に関する資料
  • 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 出題範囲・公式正答
公害防止管理者 独学ノート 編集部

この記事を書いた人

公害防止管理者 独学ノート 編集部

公害防止管理者試験の用語・法令・計算を、環境省の告示や過去問に照らして、独学者の目線で整理しています。

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