メタノールの毒性


 本文でエタノールの代謝については書きました。そこに登場した、アルコール脱水素酵素、アルデヒド脱水素酵素はエタノールだけではなくメタノールや他のアルコールにも作用して、脱水素による酸化を行います。

メタノールを飲んだ場合はどうなるのでしょう?「続・身のまわりの毒」Anthony T.Tu 著、東京化学同人、1993年刊から引用しますと

 

まず、酔います。

12〜24時間の潜伏期間をおいて

中枢神経が冒され、頭痛、めまい、不安感、激昂などを呈します。

それを越すと、嗜眠、意識混濁、昏睡、けいれん、急性呼吸不全などを起こし

そしてひどい場合、死に至ります。

死に至らない場合でもよく失明します。

生化学的症状としてはアシドーシス(血液が酸性になる症状)をよく起こします。

 

 アルコール脱水素酵素も、アルデヒド脱水素酵素も、エタノールに対してよりもメタノールに対してのほうが反応はずっと遅いのです。ですから出来事はゆっくりと進行します。メタノールの代謝物であるホルムアルデヒドは、エタノールの代謝物であるアセトアルデヒドより毒性の強い物質です。二日酔いで体内に残ったアセトアルデヒドのために、吐き気、頭痛、などを起こしますが、ホルムアルデヒドはもっと強い毒です。またさらに代謝の進んだギ酸も毒性の強い物質で、血液が酸性に傾くのはギ酸のせいです。

 ただ、上述のように反応が遅いので、メタノール中毒を起こしたときは、逆にエタノール(ウィスキーなどのエタノール濃度の高い酒)を投与するとよいのだそうです。アルコール脱水素酵素に対してエタノールとメタノールが競合すると、エタノールの分解のほうが酵素との親和性が高いので、血液中にメタノールがとどまり、肺から排出されていくので、安全な濃度に低下するまで待つのです。(もちろん血液が酸性化したりしないよう他の治療も同時に進行させなければなりません)。メタノール事故のところで、メタノール混じりのエタノールを燃やしてメタノール濃度を下げて飲む話がありましたが、エタノールが大量にある場合、エタノールに酔っ払っているうちにメタノールが肺から出て行ってしまうのですね。危険な知恵、ではあります。

 

 では、メタノールを飲んで死亡しないまでも失明してしまうのは何故なのでしょう?

アルコール脱水素酵素は肝臓にだけあるのではないのです。網膜細胞もアルコール脱水素酵素をたくさん持っているのです。そこで、メタノールが網膜で代謝されてホルムアルデヒドを生じ、その毒性で網膜がやられて失明するのです。

 

 なぜ、網膜にアルコール脱水素酵素がたくさんあるのでしょう?

 

 そのために、視覚のメカニズムを簡単に説明します。

まず、β−カロテンが鎖の真ん中で切断されると、二つのビタミンA分子が生成します。ビタミンAの化学名は「レチノール」といいます。語尾が「オール」になっているのは、切断された端っこが「−OH」つまり「アルコール」になっているからです。

 

β―カロテンの切断


2分子のレチノールの生成

 

 レチノールは酸化されてレチナールというアルデヒド型になります(アルコールの酸化でアルデヒドに)。アルデヒドの名前の語尾は「アール」となります。ついで、まっすぐな分子を、エネルギーを消費して曲げます。(二重結合のトランス型をシス型にするという酵素です。異性体=isomerにするという意味で、イソメラーゼという酵素です)。折り曲げられたレチナールはエネルギー状態が高いので不安定です。この不安定な折り曲げられたレチナールをオプシンというタンパク質のポケットに収納します。この状態が、ロドプシン、といいます。「rhodo-」というのは「紅い」という意味です。ですから「視紅」とも訳します。ロドプシンは視細胞の細胞膜に埋め込まれた形で存在しています。この状態のところへ光が当たるとどうなるのでしょう?シス型のレチナールの折り曲げられた二重結合のところで、光のエネルギーによってπ電子が高エネルギー状態になり結合状態を一瞬解いてしまいます。すると、まっすぐな方が安定なのですからσ結合を軸として回転し、まっすぐ=トランス型に戻ってしまいます。その後、π電子は再び結合して二重結合が復活します。さて、まっすぐになってしまったトランスレチナール分子は、オプシンのポケットにはまっていられなくなり、はずれてしまいます。この変化が細胞の中に伝えられ、化学的に増幅されて、光が当たったぞ、という信号となって視神経に伝えられていくのです。まっすぐになってしまったトランスレチナールは、再びイソメラーゼの働きで折り曲げられてオプシンに収納されます。これが、ごく簡略化した視覚の仕組みです。

 


 レチナールは繰り返し用いられますが、やはり消耗するのはやむを得ないことです。そこで、不足した分は、レチノールから酸化して補わなければなりません。こういう訳で、網膜にはレチノールをレチナールに酸化するためのアルコール脱水素酵素が豊富にあるということになるのです。そのため、万が一、メタノールを飲んだ場合には、網膜でホルムアルデヒドが大量に作られてその毒性で視細胞が死に、失明することになるのです。

(ビタミンAが欠乏すると夜盲症(鳥目)になるというのはこういう訳です。で、にんじんなど紅い野菜を食べてカロテンを摂取するといいというのは、カロテンがビタミンAの前駆物質であるからです。ただし、食事で摂取する位に留めてください。ビタミンAの大量摂取は、胎児に奇形を起こす可能性があるといわれています。何事もやりすぎはいけません。ビタミンだからいくら取ってもいい、というわけにはいかないのです。サプリメントや錠剤形式での簡便な摂取には落とし穴があることを知っておいてください。やはり私たちは「生き物」です、必要なものは「食べる」ようにしましょう。)

(カロテン(carotene)はもちろんニンジンのキャロット(carrot)からきた言葉です。)

 

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