1. ヒ素とは
ヒ素（As）は、周期表で33番目の元素であり、自然界に広く分布する半金属である。純粋なヒ素は灰色の金属光沢を持つが、通常は他の元素と結びついて鉱物の形で存在する。無味無臭であり、摂取してもすぐには気づかれないため、古くから暗殺や毒殺に使用されてきた。特に中世ヨーロッパでは「王の毒」として知られ、多くの歴史的事件に関与した。ナポレオン・ボナパルトの死因も、ヒ素中毒の可能性があるとされる。
2. ヒ素中毒の症状
ヒ素中毒の症状は、急性中毒と慢性中毒で異なる。急性中毒の場合、摂取後数時間から数日の間に、激しい嘔吐、下痢、腹痛、脱水症状が現れることが多い。これに加え、手足のしびれや筋肉のけいれん、意識障害も見られる。重篤な場合、心停止や呼吸不全に至ることもある。一方、慢性中毒は長期間にわたる低濃度のヒ素曝露によって引き起こされ、皮膚の色素沈着、角化症、末梢神経障害、さらには内臓器官の機能不全を伴うことがある。また、皮膚がん、肺がん、膀胱がんなどの発がんリスクが高まることも知られている。
3. ヒ素の化学的性質
図1. ジメルカプロール
ヒ素は、金属と非金属の中間的な性質を持つ半金属であり、酸化数は主に+3と+5をとる。無機ヒ素化合物には、三酸化ヒ素（As2O3）や五酸化二ヒ素（As2O5）があり、これらは水に溶けやすく、生体内で移動しやすい。特に三価のヒ素（As3+）は高い毒性を持ち、細胞内の酵素活性を強く阻害する。ヒ素の有機化合物には、アルセノベンゼンやアルセノアシッドなどがあるが、無機ヒ素よりも毒性は低い。
ヒ素の化学的性質を理解するために、核磁気共鳴分光法（NMR）は重要な手段である。ヒ素のNMRスペクトルは、ヒ素原子の周囲の化学環境を反映し、化合物の構造解析に役立つ。特に、ヒ素の化学シフトや結合定数の情報は、ヒ素がどのように結合しているかを示す重要な指標となる。
4. ヒ素の毒性メカニズム
ヒ素の毒性は、主に細胞内の酵素活性を阻害することによる。特に、エネルギー代謝に関与する酵素、例えばピルビン酸デヒドロゲナーゼやアルデヒドデヒドロゲナーゼに結合し、その機能を停止させる。これにより、細胞のエネルギー供給が断たれ、細胞死が引き起こされる。また、ヒ素は酸化ストレスを増加させ、細胞膜やDNAに損傷を与えることも知られている。これらの作用が複合的に働くことで、臓器の機能不全や発がん性が増加する。
5. ヒ素の解毒剤
図2. ジメルカプロール(BAL)
ヒ素中毒の治療には、キレート剤が有効である。代表的なキレート剤には、ジメルカプロール（BAL）やD-ペニシラミンがある。これらの薬剤はヒ素と結合して無毒な化合物を形成し、体外へ排出させる働きを持つ。また、最近の研究では、N-アセチルシステインや亜鉛補充療法も有望な治療法として注目されている。これらの治療法は、ヒ素による酸化ストレスを軽減し、細胞の保護を促進する効果がある。
6. ヒ素で亡くなった人の見分け方
ヒ素中毒で亡くなった人の見分け方には、臨床症状や病歴の確認が重要である。急性中毒の場合、死後に胃内容物、尿、血液からヒ素を検出することが可能である。分析方法としては、原子吸光法（AAS）や誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）が用いられる。慢性中毒の場合、髪や爪に蓄積したヒ素の分析が有効である。特に、髪の毛の分析は過去の暴露履歴を示すため、法医学的に重要な証拠となる。また、皮膚の異常（色素沈着や角化症）や末梢神経障害といった特徴的な臨床所見も、ヒ素中毒を示唆する重要な手がかりとなる。
