解説します。第102回薬剤師国家試験　問133　選択肢5（問102-133-5）では、ヒ素（As｜Arsenic）化合物の種類と毒性の強さおよびヒトにおける薬物動態が論点とされました。ヒ素に関する最新の科学的根拠見基づく参考資料としては、食品安全委員会のホームページ（HP）（食品安全委員会｜食品安全総合情報システム＞評価書一覧＞化学物質・汚染物質 http://www.fsc.go.jp/fsciis/evaluationDocument/list?itemCategory=003 54. 食品中のヒ素 http://www.fsc.go.jp/fsciis/evaluationDocument/show/kya2009031900k 通知文書「化学物質・汚染物質評価書　食品中のヒ素　2013年12月　食品安全委員会」）〔文献9〕に、情報がわかり易く整理してありました。詳細は、上記、食品安全委員会HPと評価書（PDF）をご参照ください。上記評価書から、引用してヒ素化合物について解説します。

ヒ素は元素周期表で第15族に属する半金属で、化学的性質はリンに類似します。3価のヒ素をAs(III)、5価のヒ素をAs(V)と表記し、毒性に関しては、As(III)はAs(V)より毒性が強いとされます。ヒ素は単体状態のヒ素（金属ヒ素）の他、環境中では他の元素と結合した化合物（ヒ素化合物）として存在します。ヒ素化合物は、炭素とヒ素の直接結合を持つ有機ヒ素化合物と、その他の化合物（無機ヒ素化合物）とに分類されます。

主な無機ヒ素化合物としては、3価の無機ヒ素化合物として、三酸化二ヒ素（Diarsenic trioxide｜無水亜ヒ酸　As2O3）、アルシン（Arsine｜ヒ化水素　AsH3）、ヒ化ガリウム（Gallium Arsenide｜GaAs）、他方、5価の無機ヒ素化合物として、ヒ酸（Arsoric acid｜AsH3O4）、五酸化二ヒ素（Arsenic pentoxide｜As2O5）、ヒ酸カルシウム（Calcium arsenate｜As2Ca3O8）があります。無機ヒ素化合物がメチル化されることによって、動植物中には有機ヒ素化合物（モノメチルヒ素化合物、ジメチルヒ素化合物、トリメチルヒ素化合物およびテトラメチルヒ素化合物）が存在します。具体的には、モノメチルアルソン酸（MMA(V)）、モノメチル亜ヒ酸（MMA(III)）、ジメチルアルシン酸（カコジル酸｜DMA(V)）、ジメチル亜ヒ酸（DMA(III)）、アルセノベタイン（Arsenobetaine / AsBe｜2-trimethylarsoniumyl acetate）、アルセノコリン（Arsenocholine / AsC｜2-hydroxyethyl(trimethyl)arsanium）、テトラメチルアルソニウム（Tetramethylarsanium / TeMA）が動植物中に存在します。有機ヒ素化合物の化学構造式を覚える際には、メチル基の数に注目しましょう。さらに、主として海藻中に存在する水溶性有機ヒ素化合物としてアルセノシュガーがあり、それに対して、海洋生態系には脂溶性有機ヒ素化合物に分類される化合物もまた存在します。海洋生態系におけるヒ素の循環では、海水中のAs(V)を主体とする無機ヒ素化合物が、海洋性植物プランクトン・海藻に取り込まれ、濃縮・有機化されながら、食物連鎖を通じて生化学的な変換を受け、アルセノベタイン（Arsenobetaine / AsBe｜2-trimethylarsoniumyl acetate）として海洋動物に蓄積されます。AsBeは、海洋動物の死後、段階的に微生物分解を受けて元の無機ヒ素に回帰します。以上のように、海洋生態系においては、ヒ素の代謝・循環系としてAsBeの生物濃縮・蓄積が認められますが、一方、ヒトでは、生体内に吸収された無機ヒ素化合物の代謝経路としてメチル化が認められ、主として、MMA(V)、DMA(V)、ヒ酸および亜ヒ酸（Arsorous acid｜As(OH)3）が尿中に排泄されます。代謝によりメチル化されたMMA(V)およびDMA(V)は急性毒性が低く、ヒ素化合物のメチル化は生体における解毒機構と考えられてきましたが、中間代謝物である3価メチル化ヒ素（MMA(III)、DMA(III)）に関しては反応性が高く発がん性も高いことから、近年、無機ヒ素化合物の代謝活性化のプロセスと考えられています。

無機ヒ素化合物および代謝物の排泄経路としては、ヒト尿中に、DMA(V)（40 - 75％）、ヒ酸および三酸化二ヒ素（20 - 25％）並びにMMA(V)（15 - 25％）が認められます。しかしながら、海藻類や魚介類はアルセノシュガーやAsBeなどの有機ヒ素化合物を多く含有しているため、海産物の摂食によりこれらの有機ヒ素化合物が尿中に排泄されます。なお、AsBeはヒトの体内で代謝を受けず、未変化体のまま排泄されます。AsBeに関してはヒトおよび実験動物における毒性情報はほとんどないため、毒性影響を及ぼすことはないと考えられます。以上から、ヒトにおけるヒ素化合物の代謝である酸化的メチル化反応によってAsBeが生成する可能性は推察されませんが、陸上生態系でAsBeが生成し蓄積される例として、ヒ素濃度の高いキノコの分析において、MMA(V)のみを高度に蓄積するもの、As(III)とAs(V)のみを蓄積するもの、DMA(V)を主成分とするもの、AsBeを含むものがあるとの報告があります。評価書を読んだ印象として、ヒトにおいてAsBeが生成するかどうかに関しては、現時点でまだ不明な点が多いと考えたほうが良い印象を受けました。無機ヒ素がヒト体内でメチル化を受け、毒性の低いアルセノベタインに変換されるかどうかは、主たる代謝経路ではないものの、今後さらなる科学的根拠の積み重ねから明らかにされることかもしれません。

ヒ素化合物の毒性に関しては、3価の無機ヒ素化合物である三酸化二ヒ素で、ヒト成人における致死量は体内吸収量として100 - 300 mg/人、経口摂取による三酸化二ヒ素・亜ヒ酸ナトリウムにおける最小致死量は2 mg/kg体重、小児における経口最小中毒量は1 mg/kg体重との報告があります。日本での中毒事例として、急性毒性で和歌山カレー毒物混入事件（1998年）、亜急性中毒で森永ヒ素ミルク事件（1955年）が挙げられます。和歌山カレー事件での三酸化二ヒ素の吸収量は、生存者63 名における最大値が141 mg/人、森永ヒ素ミルク事件で乳児が粉ミルクから摂取した1 日のヒ素摂取量は三酸化二ヒ素として1.3 - 3.6 mg、総摂取量は90 - 140 mg と推測されました。

（その3につづく｜次回は、第3回（問102-133-1）の論点解説をお届けします。2019/02/02 11:00 公開）

【A】は元素周期表で【B】に属する【C】で、化学的性質は【D】に類似する。3価の【A】を【E】、5価の【A】を【F】と表記し、毒性に関しては、【E】は【F】より毒性が強いとされる。【A】は単体状態の【A】（【G】）の他、環境中では他の元素と結合した化合物（【A】化合物）として存在する。【A】化合物は、炭素とヒ素の直接結合を持つ【H】と、その他の化合物（【I】）とに分類される。主な【I】としては、3価の【I】として、【J】、他方、5価の【I】として、【K】がある。【I】が【L】されることによって、動植物中には【H】（【M】）が存在する。具体的には、【N】が動植物中に存在する。さらに、主として海藻中に存在する水溶性【H】として【O】があり、それに対して、海洋生態系には脂溶性【H】に分類される化合物もまた存在する。海洋生態系における【A】の循環では、海水中の【F】を主体とする【I】が、海洋性植物プランクトン・海藻に取り込まれ、濃縮・有機化されながら、食物連鎖を通じて生化学的な変換を受け、【P】として海洋動物に蓄積される。【P】は、海洋動物の死後、段階的に微生物分解を受けて元の【I】に回帰する。一方、ヒトでは、生体内に吸収された【I】の代謝経路として【L】が認められ、主として、【Q】、【R】、【S】および【T】が尿中に排泄される。代謝により【L】された【Q】および【R】は急性毒性が低く、【A】化合物の【L】は生体における【U】と考えられてきたが、中間代謝物である3価【L】【A】（【V】、【X】）に関しては【Y】ことから、近年、【I】の【Z】のプロセスと考えられている。

A. ヒ素（As）

B. 第15族

C. 半金属

D. リン（P）

E. As(III)

F. As(V)

G. 金属ヒ素

H. 有機ヒ素化合物

I. 無機ヒ素化合物

J. 三酸化二ヒ素（Diarsenic trioxide｜無水亜ヒ酸　As2O3）、アルシン（Arsine｜ヒ化水素　AsH3）、ヒ化ガリウム（Gallium Arsenide｜GaAs）

K. ヒ酸（Arsoric acid｜AsH3O4）、五酸化二ヒ素（Arsenic pentoxide｜As2O5）、ヒ酸カルシウム（Calcium arsenate｜As2Ca3O8）

L. メチル化

M. モノメチルヒ素化合物、ジメチルヒ素化合物、トリメチルヒ素化合物およびテトラメチルヒ素化合物

N. モノメチルアルソン酸（MMA(V)）、モノメチル亜ヒ酸（MMA(III)）、ジメチルアルシン酸（カコジル酸｜DMA(V)）、ジメチル亜ヒ酸（DMA(III)）、アルセノベタイン（Arsenobetaine / AsBe｜2-trimethylarsoniumyl acetate）、アルセノコリン（Arsenocholine / AsC｜2-hydroxyethyl(trimethyl)arsanium）、テトラメチルアルソニウム（Tetramethylarsanium / TeMA）

O. アルセノシュガー

P. アルセノベタイン（Arsenobetaine / AsBe｜2-trimethylarsoniumyl acetate）

Q. モノメチルアルソン酸（MMA(V)）

R. ジメチルアルシン酸（カコジル酸｜DMA(V)）

S. ヒ酸（Arsoric acid｜AsH3O4）

T. 亜ヒ酸（Arsorous acid｜As(OH)3）

U. 解毒機構

V. モノメチル亜ヒ酸（MMA(III)）

X. ジメチル亜ヒ酸（DMA(III)）

Y. 反応性が高く発がん性も高い

Z. 代謝活性化