비소 중독
Arsenic poisoning비소 중독 | |
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기타 이름 | 비소증 |
1889년 신문 광고에서 "비약성 피부 웨이퍼"[1]에 대한 광고.빅토리아 시대에는 [2]비소가 독성이 있는 것으로 알려져 있었다. | |
전문 | 독물학 |
증상 | 급성: 구토, 복통, 묽은[3] 설사 만성: 피부가 두꺼워지고 피부가 검어지며[3] 암 |
원인들 | 비소[3] |
진단 방법 | 소변, 혈액 또는 모발[3] 검사 |
예방 | 비소가[3] 없는 식수 |
치료 | 디메르캅토프로판술폰산디메르캅토숙신산[4] |
빈도수. | 2억[5] 이상 |
비소 중독은 [6]체내의 비소 수치가 높아짐에 따라 발생하는 질환이다.비소 중독이 단기간에 발생하면 구토, 복통, 뇌증, [3]혈액이 포함된 묽은 설사 등이 나타날 수 있다.장기간 노출되면 피부가 두꺼워지고 피부가 검어지며 복통, 설사, 심장병, 저림, [3]암을 유발할 수 있습니다.
장기 피폭의 가장 일반적인 이유는 오염된 [5]식수이다.지하수는 대부분 자연적으로 오염되지만, 광업이나 [3]농업에서도 오염이 발생할 수 있다.그것은 또한 흙과 [7]공기에서도 발견될 수 있다.물의 권장 수위는 10–50 µg/L 미만입니다(10–[3]50ppm).다른 피폭 경로에는 독성 폐기물 사이트와 전통 [3][5]의약품 등이 있다.대부분의 중독 사례는 [3]우발적이다.비소는 약 200개의 [3]효소의 기능을 변화시킴으로써 작용한다.진단은 소변, 혈액 또는 [3]모발 검사를 통해 이루어집니다.
예방은 비소 [3]함량이 높지 않은 물을 사용하는 것입니다.이는 특수 필터 또는 [3]빗물을 사용하여 달성할 수 있습니다.장기 [3]중독에 대한 구체적인 치료법을 뒷받침하는 좋은 증거는 없다.급성 독극물은 탈수를 치료하는 것이 중요하다.[6]디메르카프롤(BAL)은 [4]권장되지 않지만 디메르카프토프로판술폰산 또는 디메르카프토프로판술폰산염을 사용할 수 있습니다.혈액 투석을 [6]사용할 수도 있다.
식수를 통해 전 세계적으로 2억 명 이상의 사람들이 안전보다 높은 수준의 [5]비소에 노출된다.가장 큰 영향을 받는 지역은 방글라데시와 [5]서벵골입니다.노출은 또한 저소득층과 [8]소수민족에게 더 흔하다.급성 중독은 [5]흔치 않다.비소의 독성은 Ebers 파피루스에서 [9]기원전 1500년까지 기술되어 왔다.
징후 및 증상
비소 중독의 증상은 두통, 혼란, 심한 설사, 졸음과 함께 시작된다.중독이 진행되면서, 경련과 백혈구 선조체라고 불리는 손톱 색소의 변화가 [10]일어날 수 있습니다.중독이 심각해지면, 증상은 설사, 구토, 구토, 혈액, 소변 속의 피, 경련성 근육, 탈모, 복통, 그리고 더 많은 경련을 포함할 수 있습니다.보통 비소 중독의 영향을 받는 신체 기관은 폐, 피부, 신장, 그리고 [11]간이다.비소 중독의 최종 결과는 혼수상태와 [12]죽음이다.
비소는 심장병[13](고혈압 관련 심혈관 질환), 암,[14] 뇌졸중[15](뇌혈관 질환), 만성 하부 호흡기 질환,[16] [17][18]당뇨병과 관련이 있다.피부 효과는 장기적으로 피부암을 포함할 수 있지만, 피부암 이전에 종종 다른 피부 [7]병변이다.다른 효과로는 피부의 검어짐과 [19]피부의 두꺼움이 포함될 수 있다.
비소에 대한 만성적인 노출은 심장병과 [20]야맹증과 관련이 있는 비타민 A 결핍과 관련이[clarification needed] 있다.성인의 급성 최소 비소 치사량은 70~200mg 또는 [21]1mg/kg/일 것으로 추정된다.
암
비소는 [22]암의 위험을 높인다.노출은 특히 [3]피부암, 폐암, 간암, 신장암과 관련이 있다.
그것의 공생효과는 염기 및 뉴클레오티드 절제 수리에 대한 간섭으로 설명될 수 있으며, 결국 아연 손가락 [23]구조와의 상호작용을 통해 설명될 수 있다.디메틸라르신산 DMA(V)는 인간 상피 II 세포에서 5~[24][25]100mM 수준의 복구 효소의 억제로 인한 DNA 단사슬 파손을 유발하였다.
또한 MMA(III)와 DMA(III)는 초코일형 [26]δX174 DNA에서 분비를 유효화함으로써 직접 유전독성이 있는 것으로 나타났다.비소 노출의 증가는 염색체 이상,[27] 소핵[28][29] 및 자매 염색체 교환의 증가 빈도와 관련이 있다.염색체 이상에 대한 설명은 비소에 대한 단백질 튜브린과 유사분열 방추의 민감도이다.조직학적 관찰은 세포 건전성, 형태 및 [30]이동에 대한 영향을 확인합니다.
DMA(III)는 분자산소와 반응하여 활성산소종을 형성할 수 있다.생성된 대사물은 디메틸알레르기 및 디메틸알레르기이다.[31]DMA(II)와 DMA(V) 모두 아스코르브산을 동시에 투여할 경우 말 비장과 사람 간 페리틴에서 철분을 방출하는 것으로 나타났다.따라서 활성산소종의 형성을 [32]촉진할 수 있다.게다가, 비소는 세포의 항산화제, 특히 티올기를 포함한 항산화제를 고갈시킴으로써 산화 스트레스를 일으킬 수 있다.위와 같은 활성산소종의 축적과 히드록실기, 과산화수소기, 과산화수소기는 저농도로 이상유전자 발현을 일으키고 고농도로 지질, 단백질, DNA의 병변은 결국 세포사망으로 이어진다.랫드 동물모델에서는 DMA(V) 처리 후 8-히드록시-2'-디옥시구아노신(반응산소에 의한 DNA 손상의 바이오마커로서)의 소변 농도를 측정했다.관리 수준에 비해 유의하게 증가한 [33]것으로 나타났습니다.이 이론은 무기 비소 및 메틸화 대사물의 혈중 수치와 상관되고 [34]전혈중 비단백질 술프하이드릴(NSH) 수치와 역상관하는 A 피폭 개인에서 평균 혈청 지질 과산화물을 발견한 단면 연구에 의해 더욱 뒷받침된다.또 다른 연구에서는 전혈중 As 수치와 혈장 내 반응성 산화제 수치와의 연관성 및 혈장 항산화제와의 [35]역관계를 발견했다.후자의 연구 결과에 따르면 메틸화는 산화 스트레스와 관련하여 사실상 해독 경로일 수 있다. 그 결과 As 메틸화 용량이 낮을수록 혈장 항산화 능력 수준이 낮아졌다.키친(2001)이 검토한 바와 같이 산화 스트레스 이론은 비소 [36]피폭과 관련된 바람직한 종양 부위에 대한 설명을 제공한다.폐에 산소분압이 높고 DMA(II)가 폐를 통해 기체상태로 배출되는 것을 감안하면 이는 특별한 취약성에 대한 그럴듯한 메커니즘으로 보인다.DMA가 간에서 메틸화에 의해 생성되고 신장을 통해 배설되며 나중에 방광에 저장된다는 사실은 다른 종양의 국부화를 설명한다.
DNA 메틸화와 관련하여, 일부 연구는 As와 메틸전달효소와의 상호작용을 제안하고 있으며, 이는 과메틸화를 통해 종양억제유전자의 불활성화를 초래하며, 다른 연구는 SAM의 부족으로 인해 저메틸화가 발생할 수 있으며, 이상 유전자 활성화를 [37]초래할 수 있다고 기술하고 있다.Zhong 등의 실험.(2001) 비산염 피폭 인간 폐 A549에 의해 신장 UOK123, UOK109 및 UOK121 세포가 메틸화 감수성 임의로 프라이밍된 중합효소 연쇄 [38]반응에 의해 8개의 다른 DNA 조각을 분리하였다.파편 중 6개는 하이퍼메틸화됐고 2개는 하이메틸화 [38]된 것으로 밝혀졌다.높은 수준의 DNA 메틸전달효소 mRNA와 효소 활성이 발견되었다.[38]
키친(2001)은 세포 증식을 초래하여 발암을 일으키는 [36]변화된 성장 인자의 모델을 제안했다.관찰 결과 만성 저선량 비소 중독은 급성 [22][39]독성에 대한 내성을 높일 수 있는 것으로 알려져 있다.MRP1-과잉억제 폐종양 GLC4/Sb30 세포는 비산염 및 비산염의 축적을 저하시킨다.이는 MRP-1 의존성 [40]유출을 통해 매개됩니다.유출은 글루타치온을 필요로 하지만 비소-글루타치온 복합체를 [41]형성하지는 않는다.
많은 메커니즘이 제안되었지만, 만성 비소 중독 메커니즘에 대한 명확한 모델은 제시되지 않았다.독성과 발암성의 일반적인 현상은 조직마다 다를 수 있다.발암 방식에 대한 현재의 합의는 그것이 주로 종양 촉진제 역할을 한다는 것이다.그 공암 발생성은 여러 모델에서 입증되었다.그러나 만성 비소 노출 안데스 인구(자외선에 극도로 노출됨)가 만성 비소 노출과 함께 피부암에 걸리지 않는다는 몇 가지 연구 결과는 [42]곤혹스럽다.
원인들
유기 비소는 무기 비소보다 덜 해롭다.해산물은 아르세노베타인의 형태로 덜 독성이 있는 유기 비소의 흔한 공급원이다.Consumer Reports에 의해 2012년에 과일 주스와 쌀에 보고된 비소는 주로 무기 [43][44]비소였다.비소는 높은 독성 때문에 서양에서는 거의 사용되지 않지만 아시아에서는 여전히 인기 있는 농약이다.비소는 주로 아연과 구리 광석의 제련에서 발생한다.
식수
비소는 지하수에서 자연적으로 발견되며 많은 양이 [45]존재할 경우 심각한 건강상의 위협을 초래합니다.만성 비소 중독은 오염된 우물물을 오랜 시간에 걸쳐 마셔서 생긴다.많은 대수층에는 고농도의 [46]비소염이 함유되어 있다.세계보건기구(WHO)의 먹는물 수질 지침은 1993년 먹는물 내 [47]비소의 최대 오염물질 수준에 대해 0.01mg/L(10ppm)의 잠정 가이드라인을 수립했다.이 권고안은 WHO 수질 지침 발표 당시 대부분의 실험실의 시험 장비 검출 한도에 기초해 수립되었다.보다 최근의 연구 결과에 따르면, 0.00017mg/L(10억분의 0.17ppm)의 낮은 수위를 장기간 섭취하면 비소가 [48][49]발생할 수 있다.
1988년 중국의 연구에 따르면, 미국 보호 기관은 음용수 중 비소의 평생 노출을 0.0017mg/L, 0.00017mg/L, 0.000017mg/L로 정량화했으며, 이는 각각 10,000,000분의 1과 1,000분의 1의 평생 피부암 위험과 관련이 있다.WHO는 0.01mg/L(10ppb)의 수위가 평생 피부암 위험의 10,000분의 6의 위험을 발생시킨다고 주장하고 이 위험 수준은 [50]허용 가능하다고 주장한다.
세계보건기구([51]WHO)가 "역사상 가장 큰 규모의 인구 집단 중독"으로 인정한 우물물을 통한 비소 중독 사고가 방글라데시에서 발생했다.인도의 강가-브라흐마푸트라 강변 평야와 방글라데시의 파드마-메그나 강변 평원의 오염은 인간의 [52]건강에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.
수압 파쇄와 같은 채굴 기술은 메탄 수송의 향상과 산화환원 [53]조건의 변화에 의해 지하수 및 대수층에서 비소를 동원하고 추가적인 [54]비소를 포함한 유체를 주입할 수 있다.
지하수
미국 지질조사국은 중앙 지하수 농도가 1μg/L 이하라고 추정하지만, 일부 지하수 대수층, 특히 미국 서부의 경우 훨씬 높은 수위를 포함할 수 있다.예를 들어 Nevada의 중위수치는 약 8μg/L였지만[55] 미국에서는 [56]음용수에서 1000μg/L에 이르는 자연발생 비소 수치가 측정되었다.
지열 활성 구역은 맨틀에서 파생된 플룸이 상승하는 핫스팟(예: 미국 하와이 및 옐로스톤 국립공원)에서 발생합니다. 비소는 호환되지 않는 원소입니다(흔한 암석 형성 광물의 격자에 쉽게 들어가지 않습니다).비소의 농도는 대륙의 암석을 침출시키는 지열수에서 주로 높다.뜨거운 지열 유체의 비소는 마그마가 [57]아닌 미국 와이오밍주 옐로스톤 국립공원의 숙주암 침출에서 주로 추출되는 것으로 나타났다.
미국 서부에서는 Yellowstone 국립공원 [58]및 기타 서부 광물화 [59]지역의 지하수 및 지열 유체의 지표수에 As(암소) 입력이 있다.캘리포니아 화산과 관련된 지하수는 최대 48,000μg/L의 농도로 As를 함유하고 있으며, As 함유 황화물 광물이 주요 [60]공급원이다.소앤틸리스 제도 도미니카 지역의 지열수에도 As > 50 μg/[61]L의 농도가 포함되어 있다.
일반적으로 비소는 양립할 수 없는 원소이기 때문에 분화된 마그마를 [58]비롯한 서구 광물화 [59]지역에 축적된다.미국 코네티컷의 페그마타이트 정맥의 풍화는 지하수에 A의 [citation needed]원인이 되는 것으로 생각되었다.
펜실베니아에서는 폐무연탄광에서 배출되는 물의 농도가 0.03~15μg/L, 폐무연탄광에서 배출되는 물의 농도가 0.10~64μg/L였으며 시료의 10%가 미국 환경보호청 MLC 10μg/L를 [62]초과했다.
위스콘신에서는 사암과 돌로마이트 대수층의 수분 농도가 100μg/L에 달했다.황철광의 산화는 이러한 형성에 의해 유발될 수 있는 [63]A의 발생원이었다.
펜실베니아와 뉴저지의 피에몬트에서는 중생대 대수층의 지하수가 최대 65 μg/[64]L의 가정용 우물물을 포함하고 있는 반면, 뉴저지에서는 최근 측정된 최고 농도가 215 μg/L였다.[65]
음식.
미국에서 Schof 등은 1-20μg/[66]일의 범위에서 평균 성인 섭취량을 3.2μg/일로 추정했다.어린이에 대한 추정치는 [67]비슷했다.식품은 또한 많은 유기 비소 화합물을 함유하고 있다.식품에서 일상적으로 발견되는 주요 유기 비소 화합물에는 모노메틸알슨산(MMAsV), 디메틸알신산(DMAsV), 아르세노콜린, 아르세노수가스, 그리고 비소지질이 포함됩니다.DMAsV 또는 MMAsV는 다양한 종류의 지느러미 물고기, 게, 연체동물에서 발견될 수 있지만,[68] 종종 매우 낮은 수치입니다.
아르세노베테인은 해양 동물에서 비소의 주요 형태이며, 모든 면에서, 사람이 섭취하는 조건하에서 독성이 없는 화합물로 여겨진다.새우에서 주로 발견되는 아르세노콜린은 화학적으로 아르세노베탄과 유사하며 "본질적으로 무독성"[69]으로 여겨진다.비록 비소베탄은 거의 연구되지 않았지만, 이용 가능한 정보에 따르면 변이원성, 면역독성,[70] 배아독성이 아니다.
비소수지와 비소지질이 최근에 확인되었다.이러한 화합물에 대한 노출과 독성학적 영향이 현재 연구되고 있다.비소는 주로 해조류에서 발견되지만 해양 [71]연체동물에서도 덜 발견된다.그러나 비소수가의 독성을 다루는 연구는 주로 시험관내 연구로 제한되었으며, 비소수가는 무기 비소 및 3가 메틸화 비소 [72]대사물보다 독성이 현저히 낮다는 것을 보여준다.
쌀은 특히 [73]토양에서 비소가 축적되기 쉬운 것으로 밝혀졌다.한 연구에 따르면 미국에서 재배되는 쌀에는 평균 260ppb의 비소가 함유되어 있지만, 미국의 비소 섭취량은 세계보건기구(WHO)가 권장하는 [74]한도를 훨씬 밑돌고 있다.중국은 쌀의 함량이 [76]물의 함량보다 높기 때문에 식품의 비소 한계치(150ppb)[75]를 설정했다.
비소는 미국 [77]식수에 존재하는 유비쿼터스 성분이다.미국에서는 상업적으로 사육되는 [78]닭에서 비소 수치가 자연 수치보다 높지만 연방 안전 기준에서 설정된 위험 수치에는 훨씬 못 미치는 것으로 나타났다.비소의 공급원은 사료 [79][80]첨가물인 록사르손과 니타르손인 것으로 보이며, 이는 가금류의 체중과 피부색소를 증가시키고 기생충 감염 콕시디오스를 조절하는데 사용된다.
보도에 따르면 [81]2015년 83개의 캘리포니아 와인에 고농도의 무기 비소가 검출되었다.
흙
토양에서 비소에 노출되는 것은 여러 경로를 통해 발생할 수 있다.물과 식단에서 자연적으로 발생하는 비소를 섭취하는 것에 비해 토양 비소는 [82]섭취량의 극히 일부에 불과하다.
항공사
유럽위원회(2000)는 외딴 지역의 공기 중 비소 수준이 0–1ng3/m, 농촌 지역의 0.2–1.5ng3/m, 도시 지역의 0.5–3ng3/m, 산업 현장 부근의 최대 50ng/m라고3 보고한다.이러한 데이터를 바탕으로 유럽위원회(2000년)는 음식, 담배, 물, 토양과 관련하여 공기는 총 비소 노출의 1% 미만으로 기여한다고 추정했다.
살충제
비산납 살충제의 사용은 50년 이상 효과적으로 제거되었다.그러나 농약의 환경적 지속성 때문에 수백만 에이커의 땅이 여전히 납 비산염 잔류물로 오염되어 있는 것으로 추정된다.이는 역사적으로 과수원으로 사용된 넓은 지역이 주거 [83]개발로 전환된 미국의 일부 지역(예: 뉴저지, 워싱턴 및 위스콘신)에서 잠재적으로 중대한 공중 보건 우려를 나타낸다.
비소계 살충제의 현대적 용도는 여전히 존재한다.크롬화 구리 비산염은 1940년대부터 곤충이나 미생물로부터 나무를 보호하는 목재 방부제로 미국에서 사용되도록 등록되었습니다.2003년, 크로메이트 구리 비산염 제조업체는 이 화학물질로 처리된 목재의 주거용 사용을 자발적으로 회수했다.2008년 환경보호청법 최종보고서는 해상시설(필링 및 구조물), 전신주 및 모래 고속도로 구조물 등 비주거용도로에서 크롬화 구리 비산염 사용이 여전히 승인되고 있다고 밝혔다.
구리 제련
구리 제련 산업의 노출 연구는 훨씬 더 광범위하며 구리 제련의 부산물인 비소와 [84]흡입을 통한 폐암 사이에 결정적인 연관성을 확립했습니다.이러한 [85]연구들 중 일부에서 피부 및 신경학적 영향도 증가했다.시간이 지남에 따라 직업 통제가 엄격해지고 근로자가 감소된 비소 농도에 노출되었지만, 이러한 연구에서 측정된 비소 노출 범위는 약 0.05 ~ 0.3mg3/m이며, 비소에 대한 공기 중 환경 노출(0 ~ 0.000003mg/m3)[86]보다 상당히 높다.
병태생리학
비소는 필수대사효소인 피루브산탈수소효소 복합체의 알로스테릭 저해에 의해 세포수명을 방해하며, 피루브산은 NAD에 의해+ 아세틸-CoA로 산화를 촉매한다.효소가 억제되면 세포의 에너지 시스템이 교란되어 세포자멸을 일으킨다.생화학적으로 비소는 티아민의 사용을 방지하여 티아민 결핍과 유사한 임상상을 생성한다.비소 중독은 젖산 수치를 높이고 젖산증을 유발할 수 있다.세포의 낮은 칼륨 수치는 [citation needed]삼산화비소로 인한 생명을 위협하는 심장 박동 문제를 경험할 위험을 증가시킨다.세포 속의 비소는 분명히 과산화수소(HO)의22 생성을 자극한다.HO가22 철이나 망간과 같은 특정 금속과 반응하면 반응성이 높은 수산기 래디칼이 생성됩니다.지하수에서 발견되는 무기 비소 삼산화물은 특히 전압 게이트 칼륨 [87]채널에 영향을 미쳐 세포 전해 기능을 교란시키고, 신경 장애, QT 간격 연장, 호중구 감소, 고혈압,[88] 중추 신경계 기능 장애, 빈혈 및 사망을 초래한다.
비소노출은 혈관내피성 일산화질소합성효소를 불활성화시켜 일산화질소의 생성 및 생체이용률을 감소시키기 때문에 혈관내피기능장애의 병인에 중요한 역할을 한다.또한 만성 비소 노출은 높은 산화적 스트레스를 유발하며, 이는 심혈관계의 구조와 기능에 영향을 미칠 수 있다.또한 비소노출은 혈소판응집을 증가시켜 섬유분해를 감소시킴으로써 아테롬성 동맥경화를 유도하는 것으로 알려져 있다.또한 비소 노출은 QT 간격을 증가시키고 세포 칼슘 과부하를 가속화함으로써 부정맥을 유발할 수 있다.비소에 대한 만성 피폭은 종양괴사인자α, 인터류킨-1, 혈관세포접착분자 및 혈관내피성장인자의 발현을 상향조정하여 심혈관병리 형성을 유도한다.
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비소는 또한 심장을 [90]병리적으로 개조하는 것과 관련된 특정 전사인자를 활성화함으로써 심장비대를 유발하는 것으로 나타났다.조직 배양 연구에 따르면 비소 화합물은 IKr과 Iks 채널을 차단하고 동시에 IK-ATP 채널을 활성화하는 것으로 나타났다.비소 화합물은 또한 여러 가지 메커니즘을 통해 ATP 생성을 방해한다.구연산 회로의 수준에서 비소는 피루브산 탈수소효소를 억제하고 인산염과 경쟁함으로써 산화적 인산화를 분리하여 NAD+, 미토콘드리아 호흡 및 ATP 합성의 에너지 관련 감소를 억제한다.과산화수소 생산량도 증가하여 활성산소종과 산화스트레스를 형성할 수 있다.이러한 대사 간섭은 다계통 장기 부전으로 사망으로 이어지며, 아마도 아포토시스가 아닌 괴사 세포사로 이어질 것이다.부검 결과 심한 출혈로 인해 벽돌로 된 붉은색 점막이 드러났습니다.비소는 독성을 유발하지만 보호 역할도 [91]할 수 있다.
메커니즘
아비산염은 아세틸-CoA의 형성을 억제할 뿐만 아니라 숙신산탈수소효소도 억제한다.비산염은 많은 반응에서 인산염을 대체할 수 있다.체외에서 Glc-6-아르센산염을 형성할 수 있으므로 헥소키나아제가 [92]억제될 수 있다는 주장이 제기되어 왔다(결국 이는 만성 비소 중독에서 근육 약화를 초래할 수 있다).글리세린알데히드 3-인산탈수소효소 반응 비산염이 효소 결합 티오에스테르를 공격한다.생성된 1-아르세노-3-포스포글리세린산염은 불안정하며 자연히 가수분해된다.따라서 해당과정의 ATP 형성은 포스포글리세린산인산화효소 반응을 바이패스하면서 억제된다. (게다가 적혈구에서의 2,3-비스포스포글리세린산 형성은 영향을 받을 수 있으며, 헤모글로빈의 산소 친화력이 높아지고 이후 청색증이 강화될 수 있다.Gresser(1981년)에 나타나듯이 서브연골 입자는 석신산염의 존재 하에서 ADP 및 비산염으로부터 아데노신-5'-디인산 아르세네이트를 합성한다.따라서, 비산염은 다양한 메커니즘에 의해 세포 호흡의 장애를 초래하고 그 후 ATP [93]형성을 감소시킨다.이는 노출된 세포의 ATP 고갈과 미토콘드리아 및 세포 팽창의 조직병리학적 발견, 간 세포의 글리코겐 고갈, 간, 심장 및 신장의 지방 변화와 일치한다.
실험에서 랫드 동물 모델에서 동맥 혈전증 증가, 세로토닌 수치 상승, 트롬복산 A[2] 및 혈소판 내 접착 단백질이 나타났으며, 인간 혈소판은 유사한 [94]반응을 보였다.혈관 내피에 대한 영향은 결국 산화질소의 비소 유도 형성에 의해 매개될 수 있다.+3 B 세포주 TA3에서 리소좀 단백질분해효소 카테프신 L의 억제에 필요한 농도보다 상당히 낮은 농도가 동일한 B 세포주 내에서 아포토시스를 유발하기에 충분한 반면, 후자는 면역억제 [95]효과를 매개하는 메커니즘일 수 있음을 입증하였다.
동력학
무기 비소의 두 가지 형태인 환원(3가 As(III)와 산화(가 As(V))는 흡수되어 조직과 [96]체액에 축적될 수 있다.간에서 비소의 신진대사는 효소적 및 비효소적 메틸화를 포함한다. 포유류의 소변에서 가장 자주 배설되는 대사물( ( 90%)은 디메틸라르신산 또는 카코딜산, DMA(V)[97]이다.디메틸라르센산은 에이전트 블루로도 알려져 있으며 베트남 전쟁에서 제초제로 사용되었다.
인간에서 무기 비소는 글루타치온을 사용하여 오산화물에서 삼산화물로 비효소적으로 환원되거나 효소에 의해 매개된다.오산화비소를 삼산화비소로 환원하면 독성과 생물학적 가용성이 높아지며 메틸전달효소(methyl transferase)를 통해 메틸화가 발생합니다.S-아데노실메티오닌(SAM)은 메틸 공여체로서 기능할 수 있다.다양한 경로가 사용되며, 주요 경로는 셀의 [98]현재 환경에 따라 달라집니다.생성된 대사물은 모노메틸알손산, MMA(II) 및 디메틸알신산, DMA(II)이다.
메틸화는 해독 [by whom?]과정으로 간주되었지만 +5 As에서 +3 As로 감소하는 것은 대신 [99]생물 활성화로[clarification needed] 간주될 수 있다.또 다른 제안은 메틸화가 해독이 될 수 있다는 것이다.III] 중간체 축적은 허용되지 않는다." 5가 유기알제닉은 무기 5가 [98]비소보다 티올기에 대한 친화력이 낮기 때문이다.Gebel(2002)은 메틸화가 빠른 [100]배설을 통한 해독이라고 말했다.발암성과 관련하여 메틸화를 독성 [36][101][102]물질로 간주해야 한다고 제안되었다.
비소, 특히 +3A는 단일에 결합하지만 바이시날 술프하이드릴 그룹에는 더 높은 친화력을 가지며, 따라서 다양한 단백질과 반응하여 그들의 활동을 억제한다.또한 비필수적인 장소에서의 비산염 결합이 [103]해독에 기여할 수 있다고 제안되었다.아비산염은 글루타티온 환원효소[104] 및 티오레독신 환원효소 [105]같은 디술피드 산화환원효소 계열의 멤버를 억제한다.
나머지 결합 비소( 10 10%)는 세포에 축적되어 시간이 지남에 따라 피부, 방광, 신장, 간, 폐,[97] 전립선암으로 이어질 수 있다.인간의 다른 형태의 비소 독성은 혈액, 골수, 심장, 중추신경계, 위장, 생식선, 신장, 간, 췌장, 피부 조직에서 [97]관찰되었습니다.
열충격 반응
또 다른 측면은 열충격 반응에 대한 비소 효과의 유사성이다.단기 비소 노출은 질량이 27, 60, 70, 72, 90, 110kDa인 신호 전달 유도 열충격 단백질과 메탈로티온, 유비퀴틴, 마이트젠 활성 [MAP] 키나아제, 세포외 조절 키나아제 [ERK], c-jun 말단 키나제 [JNK] 및 [30][106]p38에 영향을 미친다.JNK와 p38을 통해 보통 성장인자와 사이토카인에 [30][107][108]의해 활성화되는 c-fos, c-jun, egr-1을 활성화한다.효과는 주로 투약 체제에 따라 다르며, 그 반대의 경우도 있을 수 있다.
Dell Razo(2001)가 검토한 일부 실험에서 알 수 있듯이, 낮은 수준의 무기 비소에 의해 유도된 활성 산소종은 활성제 단백질 1(AP-1)과 핵인자 δB(NF-δB)의 전사 및 활성을 증가시킨다(아마도 상승된 MAPK 수치로 인해 증가됨), 이는 프로세큐뮬레이션(pro-secamma)의 증가를 초래할 수 있다.세포 [106][109]증식을 촉진하는 사이토카인을 촉진하는 토리 및 성장.저몰렉 외 연구진(1996)은 비소에 오염된 [110]음용수에 만성적으로 노출된 개인에게서 피부 생체검사에서 사이토카인 발현과 세포 증식을 증가시켰다.
AP-1과 NF-δB가 증가하면 mdm2 단백질이 상향 조절되어 p53 단백질 [111]수치가 감소합니다.따라서 p53의 기능을 고려할 때 p53의 기능이 부족하면 발암에 기여하는 돌연변이의 축적이 빨라질 수 있다.단, 무기비소의 고농도는 NF-δB 활성화 및 세포 증식을 억제한다.Hu 등의 실험.(2002)는 급성(24시간) 비산나트륨 피폭 후 AP-1과 NF-δB의 결합 활성이 증가한 반면, 장기 피폭(10~12주)은 반대 [112]결과를 나타냈다.저자는 전자는 방어 반응으로 해석될 수 있지만 후자는 [112]발암으로 이어질 수 있다고 결론지었다.모순된 발견과 연결된 기계론적 가설이 나타내듯이, 신호 전달에 대한 비소의 급성 및 만성적인 영향에는 아직 명확하게 [citation needed]이해되지 않은 차이가 있다.
산화응력
연구에 따르면 비소에 의해 생성된 산화 스트레스는 PPAR, AP-1 및 NF-δB뿐만 아니라 [97][112][113]소염성 사이토카인 IL-8 및 TNF-α의 [97][112][113][114][115][116][117][118]핵 전사 인자의 신호 전달 경로를 방해할 수 있다.신호 전달 경로에 대한 산화 스트레스의 간섭은 세포 성장, 대사 증후군 X, 포도당 항상성, 지질 대사, 비만, 인슐린 저항성, 염증 및 당뇨병-2와 관련된 생리학적 과정에 영향을 미칠 수 있다.[119][120][121]최근의 과학적 증거는 지방산의 γ-히드록실화와 프로염증 전사인자(NF-δB 및 AP-1), 프로염증성 사이토카인(IL-1, -6, -8, -12, TNF-α)의 억제, AP-1AMIC 세포 접착에서 PPAR의 생리학적 역할을 설명했다.y산화질소(NO) 및 항아포토시스 인자.[97][114][119][121][122]
역학 연구는 비소에 오염된 식수의 만성 소비와 제2형 [97]당뇨병 발병률 사이의 상관관계를 제시했다.치료약물에 노출된 후 인간의 간은 간 비순환성 간문 고혈압, 섬유화 및 [97]간경화를 보일 수 있습니다.그러나, 문헌은 비소와 [97]2형 당뇨병 발병 사이의 원인과 결과를 보여주는 불충분한 과학적 증거를 제공한다.
진단.
비소는 혈액이나 소변으로 측정하여 과도한 환경 또는 직업적 노출을 감시하고, 입원 중인 희생자의 중독 진단을 확인하거나, 용량 초과로 치명적인 경우 법의학적 조사를 지원할 수 있습니다.일부 분석 기술은 원소의 무기 형태와 유기물을 구별할 수 있습니다.유기비소화합물은 소변에서 변하지 않은 형태로 소실되는 경향이 있으며, 무기화합물은 소변 배설 전에 체내에서 유기비소화합물로 크게 전환된다.건강한 사람이 해산물 [123]식사를 하면 총 35μg/L의 미국 근로자들의 현재 생물학적 노출 지수를 쉽게 초과할 수 있다.
혈액, 소변, 머리카락, 손톱의 비소를 측정하여 중독을 진단할 수 있습니다.소변 검사는 지난 며칠 동안 비소 노출에 대한 가장 신뢰할 수 있는 검사입니다.소변 검사는 급성 노출의 정확한 분석을 위해 24-48시간 이내에 이루어져야 한다.머리카락과 손톱에 대한 테스트는 지난 6개월에서 12개월 동안 높은 수준의 비소에 대한 노출을 측정할 수 있습니다.이 검사들은 평균 이상의 비소에 노출되었는지 여부를 판단할 수 있다.그러나 체내의 비소 수치가 [124]건강에 영향을 미칠지는 예측할 수 없다.만성 비소 노출은 짧은 기간 또는 더 고립된 노출보다 더 오랜 기간 동안 체내에 남아 있을 수 있으며, 노출의 출처를 결정하는 데 중요한 비소 도입 후 더 긴 시간 내에 검출될 수 있다.
머리카락은 혈액의 미량 원소를 저장하는 능력 때문에 비소 노출의 잠재적 생물학적 지표이다.통합된 요소는 머리카락이 자라는 동안 위치를 유지합니다.따라서 노출의 시간적 추정을 위해 모발 조성 분석은 단일 모발로는 수행되어야 하며, 이는 여러 가닥의 모발을 균질화하고 용해해야 하는 오래된 기술로는 가능하지 않다.이러한 유형의 바이오모니터링은 싱크로트론 방사선 기반 X선 형광 분광법 및 미립자 유도 X선 방출과 같은 새로운 미세 분석 기술로 달성되었습니다.고집중 및 강도 빔은 생물학적 샘플의 작은 지점을 연구하여 화학적 사양과 함께 마이크로 레벨로 분석할 수 있습니다.한 연구에서, 이 방법은 급성 근골수성 [125]백혈병 환자의 비소 산화물로 치료 전, 치료 중, 치료 후에 비소 수치를 따르기 위해 사용되었다.
치료
킬레이트
디메르카프롤과 디메르캅토숙신산은 혈중 단백질로부터 비소를 분리하는 킬레이트제로 급성 비소 중독 치료에 사용된다.가장 중요한 부작용은 고혈압이다.디메르카프롤은 [citation needed][126]숙시머보다 상당히 독성이 있습니다.디메르캅토숙신산 모노에스터(예: MiADMSA)는 비소 [127]중독에 대한 유망한 해독제입니다.
영양
보충 칼륨은 [128]삼산화비소로 인한 생명을 위협하는 심장 박동 문제를 겪을 위험을 줄여줍니다.
역사
기원전 약 3000년부터 비소가 채굴되어 구리 합금에 첨가되었지만, 비소와 함께 일하는 것의 건강상의 부작용으로 인해, 실행 가능한 대체품인 주석의 [129]발견으로 비소는 버려졌습니다.
독약으로서의 존재뿐만 아니라, 수세기 동안 비소는 약용으로 사용되었다.그것은 중국 전통의학의 일부로 2,[130]400년 이상 사용되어 왔다.서양에서는 페니실린이 도입되기 전에 매독을 치료하기 위해 살바르산과 같은 비소 화합물이 광범위하게 사용되었습니다.그것은 결국 술파 약물과 다른 항생제로 치료제로 대체되었다.비소는 또한 많은 강장제(또는 "특허약")의 성분이었다.
게다가, 엘리자베스 시대 동안, 일부 여성들은 그들의 피부를 하얗게 하기 위해 국소적으로 바르는 식초, 분필, 그리고 비소의 혼합물을 사용했다.이 비소의 사용은 피부의 노화와 주름을 방지하기 위한 것이었지만, 불가피하게 혈류로 [citation needed]비소가 흡수되었다.
빅토리아 시대(19세기 후반) 미국 신문들은 점이나 [2]여드름과 같은 얼굴의 잡티를 없애준다고 약속하는 "비만성 안색 웨이퍼"를 광고했다.
몇몇 색소들, 특히 인기 있는 에메랄드 그린은 비소 화합물을 기반으로 했습니다.이러한 색소에 과도하게 노출되는 것은 예술가와 장인의 우발적인 중독의 빈번한 원인이었다.
비소는 중세 및 르네상스의 살인에 특히 이탈리아의 지배층 사이에서 선호되는 방법이 되었다.당시 흔했던 콜레라와 증상이 비슷하기 때문에 비소 중독은 [131]: 63 발견되지 않는 경우가 많았다.19세기까지, 그것은 "상속 분말"이라는 별명을 얻었는데, 아마도 성급한 상속인들이 그들의 [131]: 21 유산을 보장하거나 가속화하기 위해 그것을 사용하는 것으로 알려지거나 의심되었기 때문일 것이다.19세기 가정폭력 상황에서 흔히 볼 수 있는 살인 수법이기도 했다. 레베카 코핀은 [132]커피에 비소를 넣어 남편을 독살하려 했다.
제1차 세계대전 후 헝가리에서는 파리 종이를 끓여 추출한 비소가 Nagyrév의 Angel Makers에 의한 약 300건의 살인에 사용되었습니다.
중국 황실에서는 삼산화비소와 황화물이 살인에 사용되었고 왕실이나 귀족의 사형을 위해 사용되었다.법의학 연구는 광서황제(1908년 사망)가 비소에 의해 살해된 것으로 밝혀졌는데, 아마도 서태후나 원스카이 장군이 명령한 것으로 보인다.마찬가지로, 고대 한국, 특히 조선 시대에는 비소와 황이 사약의 주요 성분으로 사용되었는데, 사약은 고위 정치인들과 [133]왕족들의 사형을 위해 사용된 독극물이었다.사형된 사람들의 사회적, 정치적 저명성 때문에, 이러한 사건들 중 많은 것들이 잘 기록되었고, 종종 조선왕조실록에 실렸다; 그것들은 드라마틱한 [134]성격 때문에 역사 텔레비전 미니시리즈에 묘사되기도 한다.
법령
1975년 미국에서는 미국 환경보호국이 안전한 식수법의 권한으로 비소(유기오염물질-IOCs)의 국가 중간 1차 음용수 규제 수준을 0.05mg/L(10억ppb당 50ppb)[135]로 결정했다.
수년간, 많은 연구들이 먹는 물과 피부암에서 비소의 용량 의존적 효과를 보고했다.암과 비암성 질환으로 인한 신규 환자 및 사망을 막기 위해 안전음용수법은 환경보호청에 비소 수치를 개정하고 최대 오염물질 농도(MCL)를 명시했다.MCL은 적절한 처리 [135][136]기술을 사용하여 오염물질을 검출하고 제거하는 공공 수도 시스템의 비용, 편익 및 능력을 고려하여 가능한 한 건강 목표에 가깝게 설정된다.
2001년 환경보호청은 음용수 내 비소에 대해 MCL 0.01mg/L(10ppb)의 낮은 기준을 채택했으며, 이는 지역 수계와 비지역 수계 [135]모두에 적용된다.
일부 국가에서는 가이드라인 값에 기초한 국가 음용수 기준을 개발할 때 잠재적 피폭에 영향을 미치는 다양한 지리적, 사회 경제적, 식이 및 기타 조건을 고려해야 한다.이러한 요인들로 인해 가이드라인 값과 상당히 다른 국가 표준이 발생한다.이는 인도나 방글라데시와 같은 나라들의 경우이며, 대체 수원이 없을 경우 비소의 허용 한계는 0.05mg/[47][137]L이다.
도입에 관한 과제
비소 제거 기술은 식수에서 비소 제거를 개선하기 위해 맞춤화된 전통적인 처리 과정입니다.침전 공정, 흡착 공정, 이온 교환 공정 및 분리(막) 공정과 같은 제거 공정의 일부는 기술적으로 가능할 수 있지만, 그 비용은 [135]엄청날 수 있습니다.
저개발국가의 과제는 이러한 기술에 자금을 댈 수 있는 수단을 찾는 것이다.예를 들어, 환경보호청은 MCL 규칙을 시행하기 위해 치료, 모니터링, 보고, 기록 보관 및 관리의 연간 총 비용을 약 1억8천100만 달러로 추산했습니다.대부분의 비용은 공공 수도 시스템의 [138]비소를 줄이는 데 필요한 처리 기술의 설치와 운용에 기인한다.
임신
지하수를 통한 비소 노출은 출산 전 기간에 걸쳐 매우 우려된다.임산부는 고위험군이다. 왜냐하면 산모가 부정적인 결과를 초래할 위험이 있을 뿐만 아니라 자궁 내 노출은 유아에게 건강상의 위험을 초래하기 때문이다.
비소에 대한 산모의 피폭과 유아 사망률 사이에는 용량 의존적인 관계가 있다. 즉, 높은 농도에 노출되거나 장기간 피폭된 여성에게서 태어난 영아는 더 높은 사망률을 [139]보인다.
연구에 따르면 임신 중 지하수를 통해 비소를 섭취하는 것은 복통, 구토, 설사, 피부색소 변화, [140]암을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.연구는 또한 비소 노출이 낮은 출생 체중, 낮은 출생 크기, 유아 사망률 및 기타 [140][141]다양한 결과를 야기한다는 것을 증명했다.낮은 출산율과 크기와 같은 이러한 영향들 중 일부는 임신 [141]중 산모의 체중 증가에 대한 비소의 영향 때문일 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
- 2007년 페루 운석 사건 - 비소 중독을 일으킨 것으로 추정되는 운석 충돌
- 지하수의 비소 오염
- Mary Ann Cotton – 시리얼 비소 중독자
- 펠리시아 도로시아 케이트 도버 – 비소 중독자
- James Marsh(화학자) – 비소 검출을 위한 Marsh 테스트 발명
- 토로쿠 비소병
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추가 정보
- 만성 비소 중독의 아틀라스(2010), 호타 노부유키, 기쿠치 이치로, 야스코 고조, 사쿠라가오카 병원, 구마모토, ISBN 978-4-9905256-0-6.
- Social Medicine 저널의 2011년 기사는 비소 중독과 싸우기 위한 지역사회의 개입에 대해 논하고 있다.치료 외에 방글라데시 시골에서 비소 중독이 발생했습니다.
- D. J. Vaughan과 D.A. Polya(2013):비소 – 위대한 독극물이 다시 찾아왔다.요소 9, 315~316. PDF (2013년 세계 정세 업데이트)