Toxin Definition
Toxin とは、生体にダメージを与える化学物質です。 毒素は、細胞を負に妨害するイオンまたは原子のような単純なものであるかもしれない。 毒素は、蛇毒に含まれるタンパク質のような複雑な分子の形をしていることもある。 さらに、生物に有害な影響を与える放射線を発する原子や化学物質もあります。 毒素の作用は、生物によって、また毒素によって大きく異なります。 最も強力な毒素の最終結果は、生物のさまざまな細胞にダメージを与えるため、死です。
毒物学の研究では、「すべての物質は有毒であり、重要なのはその量だけである」ということが中心的なモットーとなっている。 この事実は、水と酸素で実証することができる。 どちらの物質も通常は良いものであり、あらゆる生命体にとって有益なものだと考えています。 体内に水を溜め込みすぎると、個々の細胞が効率よく活動できなくなり、たとえ水に浸かっていなくても、体は徐々に「溺れ」ていきます。 そして、生命を与える気体である酸素は、ある圧力では致命的となる。
毒素の影響
毒素の影響は、潜在する毒素が生物に取り入れられたときに起こる生化学反応によって完全に決定される。 毒物学者は、生物が生活する環境も考慮に入れなければならない。 先に述べたように、圧力、熱、代謝率といったものが、毒素の効果を劇的に変化させることがあるのだ。 さらに、すべての生物が同じように毒素に反応するわけではありません。 生物は、たとえ同じ種であっても、本質的にユニークな生化学工場である。 ある種の生物は、他の生物よりも特定の毒素を処理するのに適しています。
毒素の具体的な効果は、それが生物の細胞とどのように相互作用するかによって決定されます。 ある毒素は細胞内のイオンチャネルを破壊することによって作用し、他の毒素は細胞膜を破壊したり、DNAを変異させたりする。 これらの状態はすべて、毒素を除去しなければ、最終的に生物が死ぬことにつながる。 生物は、タンパク質ベースの毒素を標的にして除去するために免疫システムを使用し、イオンやその他のフリーラジカルを除去するために血液のろ過に頼っている。
毒素の種類
毒素にはさまざまな形や大きさがある。 他の反応に影響を与えながらシステム内を暴れまわる荷電粒子のような単純なものから、獲物となる動物の神経系を狙う特定のタンパク質のようなものまである。 毒素」というのは非常に広いカテゴリーであるため、その大きさや形状を定義することは不可能である。 動物が作り出す毒素は、通常、獲物を従わせたり、攻撃から身を守ったりするために使われる。 たとえば、ヘビ毒は、異なるタンパク質の混合物から作られる生物学的毒素の一種です。 これらのタンパク質は、さまざまな方法で生物の細胞を攻撃します。 いくつかのヘビ毒は、組織を破壊するように進化しており、大量の内出血を引き起こします。 異なる種類のヘビの毒は、神経細胞のイオンチャンネルに影響を与え、開いたままにさせることがあります。 これによって獲物は本質的に麻痺し、筋肉を使うことができなくなる。 さらに他の毒は筋肉細胞を直接攻撃し、痙攣を継続的に起こさせる。 これらの毒はすべて異なる方法で獲物に影響を与え、すべての動物に致命的であるとは限りません。
たとえば、多くの殺虫剤は昆虫を殺すように設計されていますが、他の生物に害を与えることはありません。 これらは通常、他の生物が持っていない昆虫の解剖学的な部分を標的にすることで機能します。 多くの農薬は一般に安全に使用でき、昆虫には毒性があるが他の生物にはない、ごく自然な農薬さえある。 しかし、これらの毒素の中には、他の生物に未知の影響を与え、大きな損害を与えるものもあります。 例えば、農薬のDDTは農作物につく虫を駆除するために発明されたものです。 この分子は他の生物に対して安全であることがわかり、広く使用されるようになりました。 しかし、環境科学者がこの毒素が食物連鎖の頂点に立つ鳥類の甲羅を徐々に弱らせていることを発見したのは、それから数十年後のことでした。 DDT は、ハクトウワシを含む全米の猛禽類の大規模な喪失の原因となりました。
一般に、毒素には主に 3 つのタイプがあります。 毒素は生物によって生成されるため、生物学的毒素となる。 自然界や実験室で作られる単原子や複雑な分子である場合は、化学的毒素となる。 最後に、放射線は特殊な毒素で、環境中の放射性分子から放出されるものである。 他の毒素と同様に、放射能は細胞のプロセスを混乱させ、死に至らしめることがある。 9444>
Toxin vs Toxicant
一部の科学分野では、毒素を純粋に生物由来のあらゆる有害物質として定義することを好んでいます。 人為的に作られたものを毒物と呼んでいます。 しかし、他の科学分野では、DDTのような農薬を環境毒素と呼び、人工的な毒素を定義するために「毒物」という用語を使いません。 毒性学という分野の性質上、どんな物質もいったん有害になると毒素とみなすので、この記事では天然物質と人工物質の両方を「毒素」と呼ぶことにします
Quiz
1. 毒素は次のうちどれでしょう？
A. 水
B. 毛虫の毒
C. 窒素
D. 以上すべて
A. 水
B. 毛虫の毒
C. 窒素
A． 私たちに対する防御
B. 生化学の一部である
C. 誰も知らない
- American Chemical Society. (2018, 2月 5日)に掲載された。 トキシコロジー（Toxicology）. ACS.orgから取得。 https://www.acs.org/content/acs/en/careers/college-to-career/chemistry-careers/toxicology.html
- Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). 生化学の原理. New York: W.H. Freeman and Company.
- Rothman, K. J., Greenland, S., & Lash, L. T. (2008)。 モダン・エピデミオロジー. フィラデルフィア リッピンコット・ウィリアムズ&ウィルキンス.
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