StudyMed医師国家試験

休日明けの朝に馬尿酸を測っても意味がない―生物学的半減期で決まる採尿・採血のタイミング

第104回医師国家試験 A問題 第51問

国試問題にチャレンジ

第104回 A問題 第51問

鉛取り扱い作業者と有機溶剤(トルエンが主成分)取り扱い作業者とがいる事業所で,従業員の一般健康診断と特殊健康診断とを実施した。有機溶剤取り扱い作業者に対してのみ,前夜からの清涼飲料水,栄養ドリンクおよびアルコール飲料の摂取を禁止し,従業員全員に対して当日の朝食摂取を許可した。休日明けの午前中,作業開始前に,血液と尿とを採取した。  検体採取時期が適切でない検査項目はどれか。

  1. a.AST
  2. b.HbA1c
  3. c.血中鉛
  4. d.尿中馬尿酸
  5. e.尿中δ-アミノレブリン酸

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は産業保健の問題で、テーマは生物学的モニタリングだ。作業者が化学物質をどれだけ取り込んだかを、血液や尿の中の物質そのものや代謝物、あるいは生体への影響を示す指標で評価する方法だね。着眼点はただ一つ、それぞれの指標が「どのくらいの期間の状態を反映しているか」。つまり生物学的半減期を考えて、採取のタイミングが合っているかを判断する問題なんだ。
医学生医学生
公衆衛生の講義で特殊健康診断の項目を暗記しましたが、採取時期まで意識したことはなかったです。朝食を許可しているのが引っかかるので、食事の影響を受ける項目が答えでしょうか。
ドクタードクター
いいところに目をつけたね。確かに朝食後だと空腹時血糖や中性脂肪は影響を受ける。でも選択肢にその2つはないんだ。だから今回は食事ではなく「休日明けの作業開始前」という時期のほうに注目してほしい。この時点の体の状態はどうなっているかな。
医学生医学生
休日のあいだは化学物質に触れていないし、その日の作業もまだ始まっていません。曝露がいったん途切れた状態ですね。
ドクタードクター
その通り。ここで、体に長くとどまる物質と、すぐに出ていってしまう物質とで結果が大きく分かれる。まずは鉛から考えよう。血中鉛はどうだろう。
医学生医学生
鉛は骨に蓄積するって病理の講義で習いました。だから数日休んだくらいでは下がらない気がします。
ドクタードクター
正解。吸収された鉛は血液中では大部分が赤血球に結合し、さらに骨に蓄積されて長くとどまる。血中鉛の半減期は約1か月なので、休日を挟んだ程度ではほとんど変わらない。採取時期は任意でよいんだ。尿中δ-アミノレブリン酸も同じ考え方でいい。
医学生医学生
δ-ALAは、鉛がヘム合成を邪魔するせいで増えるんでしたよね。生化学でヘム合成経路を覚えたときに出てきました。
ドクタードクター
よく覚えているね。鉛はδ-ALA脱水酵素などを阻害するので、基質のδ-ALAがたまって尿に出てくる。これは体内に蓄積した鉛による影響を反映する指標だから、短期間では変動しない。こちらも採取時期は問わない。では一般健康診断のASTとHbA1cは?
医学生医学生
HbA1cは赤血球の寿命を反映して、過去1〜2か月の血糖の平均を表すので、朝食や休日は関係なさそうです。
ドクタードクター
その通り。HbA1cは直前の食事の影響をほとんど受けないから、空腹時血糖の代わりに使えるのが利点だね。ASTも血中半減期が十数時間程度と比較的長く、有機溶剤で問題になるのは長期曝露による肝障害だから、採取時期の影響はほぼない。そして残るのがトルエンの代謝物、尿中馬尿酸だ。
医学生医学生
トルエンは肝臓で安息香酸になって、グリシン抱合されて馬尿酸になる……ということは、すぐ尿に出てしまうんですか。
ドクタードクター
まさにそこが答えだよ。トルエンは速やかに代謝され、馬尿酸も数時間のうちに尿へ排泄される。だから曝露量を評価したければ、曝露が積み重なった週の後半の作業終了時に採尿しなければならない。休日明けの作業前では、たとえ普段しっかり曝露していても値は低く出てしまい、評価として意味をなさないんだ。
医学生医学生
なるほど、問題文で清涼飲料水を禁止していたのは馬尿酸のためだったんですね。前処置は正しいのに、肝心のタイミングが間違っている、と。
ドクタードクター
そういうこと。清涼飲料水や栄養ドリンクには保存料として安息香酸が含まれることがあり、それが代謝されて馬尿酸になる。飲酒もトルエンの代謝に影響する。飲食制限という配慮自体は妥当だけれど、採取時期の誤りは補えない。そこがこの問題のひっかけだね。
医学生医学生
半減期が短い物質は「週の後半・作業終了時」、蓄積する物質は「いつでもよい」と整理すればいいですか。
ドクタードクター
その整理で完璧だ。他の有機溶剤もセットで覚えておこう。キシレンは尿中メチル馬尿酸、スチレンは尿中マンデル酸、ノルマルヘキサンは尿中2,5-ヘキサンジオン、トリクロロエチレンなどは尿中トリクロロ酢酸や総三塩化物。いずれも代謝物で、採尿は週の後半の作業終了時が原則だ。
医学生医学生
馬尿酸は食べ物でも上がるなら、指標としては少し頼りない気がします。
ドクタードクター
鋭いね。実際に特異性の低さが問題とされて、2020年の特殊健康診断の見直しでトルエンの指標は尿中馬尿酸から尿中トルエンそのものに改められた。ただし採取時期の考え方は変わらない。それから鉛中毒の臨床像として、小球性貧血、好塩基性斑点赤血球、腹痛を起こす鉛疝痛、橈骨神経麻痺による下垂手も押さえておこう。特殊健康診断は雇入れ時・配置替え時と、その後6か月以内ごとに1回行うのが基本だよ。
医学生医学生
臨床実習の産業医見学で、健診結果の数字だけ見ていたのを反省しました。いつ採ったかまで確認しないといけないんですね。
ドクタードクター
その姿勢が大事だ。数値が低いから安心、ではなく、採取時期が適切だったかを確かめて初めて結果を解釈できる。それが作業者の健康を守ることにつながるんだ。

まとめ

生物学的モニタリングでは、指標ごとの生物学的半減期に応じて検体の採取時期を決める必要があります。トルエンの代謝物である尿中馬尿酸のように速やかに排泄される指標は、曝露が累積する週の後半の作業終了時に採尿しなければならず、休日明けの作業前では曝露があっても低値となるため不適切です。一方、骨に蓄積する鉛を反映する血中鉛や尿中δ-アミノレブリン酸、長期の血糖状態を示すHbA1c、半減期が比較的長いASTは採取時期の影響をほとんど受けません。馬尿酸は安息香酸を含む飲食物で上昇するため飲食制限が必要で、特異性の問題から現在のトルエンの指標は尿中トルエンに改められています。測定値の意味を正しく読むには「いつ採ったか」まで考えるという視点は、産業保健に限らず検査結果の解釈全般に役立ちます。

解答・解説

正解はdです

問われているテーマ

職場の健康診断で化学物質の体内への取り込み量を評価する方法を生物学的モニタリングという。血液や尿に含まれる有害物質そのもの、あるいはその代謝物や生体影響の指標を測定する。測定値は採取した時期によって大きく変わりうるため、それぞれの指標が「どのくらいの期間の曝露(または状態)を反映しているか」、すなわち体内での生物学的半減期を考えて採取時期を決める必要がある。

本問の設定の整理

・対象:鉛取り扱い作業者と、トルエンを主成分とする有機溶剤の取り扱い作業者。 ・採取条件:休日明けの午前中、作業開始前に採血・採尿している。つまり、休日の間は曝露がなく、作業による曝露もまだ始まっていない時点である。朝食の摂取は許可されている。 ・有機溶剤作業者に対して、前夜から清涼飲料水・栄養ドリンク・アルコールを禁止している。これは食品や飲料に保存料として含まれる安息香酸が代謝されて馬尿酸になること、飲酒がトルエンの代謝に影響することを考慮した、馬尿酸測定のための配慮である。

正解を導く考え方

・体内に長くとどまり蓄積する物質(鉛)や、長期間の状態を反映する指標(HbA1c)、半減期が比較的長く曝露直後の変動が問題にならない指標(AST)は、採取時期の影響をほとんど受けない。 ・一方、トルエンは速やかに代謝・排泄され、代謝物である尿中馬尿酸も数時間単位で尿中に出てしまう。そのため当日の曝露を反映させるには作業終了時(しかも曝露が積み重なる週の後半)に採尿しなければならず、休日明けの作業前では曝露があっても低値となり、評価の意味をなさない。 ・なお、朝食を許可しているため空腹時血糖や中性脂肪は影響を受けるが、選択肢にはない。

選択肢考察

  1. ×a.  AST

    AST(アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ)は一般健康診断の肝機能検査項目である。有機溶剤などによる肝障害を評価する目的でも測定されるが、この場合に問題となるのは長期曝露による肝細胞障害であり、血中半減期も十数時間程度と比較的長い。食事の影響もほとんど受けないため、休日明けの作業前・朝食後に採血しても評価上の支障はない。

  2. ×b.  HbA1c

    HbA1c(ヘモグロビンA1c)は、ヘモグロビンにブドウ糖が結合した割合を示し、赤血球の寿命(約120日)を反映して過去1〜2か月間の平均的な血糖状態を表す。直前の食事の影響をほとんど受けないため、朝食後であっても、休日明けであっても採取時期は問題にならない。一般健康診断の血糖検査として、空腹時血糖や随時血糖の代わりにも用いられる。

  3. ×c.  血中鉛

    吸収された鉛は血液中では大部分が赤血球に結合し、さらに骨に蓄積されて長期間体内にとどまる。血中鉛の半減期は約1か月と長く、休日を挟んだ程度で大きく低下することはないため、採取時期は任意でよい。鉛健康診断の必須項目であり、最近数週間程度の曝露を反映する。

  4. ○d.  尿中馬尿酸

    馬尿酸はトルエンの主要な尿中代謝物である。トルエンは吸収後、肝臓で安息香酸に酸化され、グリシン抱合を受けて馬尿酸となり、数時間のうちに尿中へ速やかに排泄される。したがって作業による曝露量を評価するには、曝露が累積する週の後半の作業終了時に採尿しなければならない。休日明けの作業開始前は曝露が途絶えた後であり、トルエン曝露があっても馬尿酸は低値となるため、採取時期として不適切である。また、清涼飲料水の保存料や果物に含まれる安息香酸からも馬尿酸が生じるため、飲食の制限という前処置自体は妥当であっても、採取時期の誤りは補えない。

  5. ×e.  尿中δ-アミノレブリン酸

    鉛はヘム合成酵素のδ-アミノレブリン酸脱水酵素(ALAD)などを阻害するため、基質であるδ-アミノレブリン酸(δ-ALA)が蓄積して尿中排泄が増える。これは鉛による生体影響の指標であり、体内に蓄積した鉛の影響を反映するため短期的に変動しない。血中鉛と同様、採取時期は問わない。

生物学的モニタリングと採尿・採血の時期

・半減期が短い物質(有機溶剤やその代謝物):曝露直後に高く、数時間〜1日で低下するため、作業終了時に採取する。連日曝露で体内量が積み重なるため、週の後半に採取するのが原則である。 ・半減期が長く蓄積性の物質(鉛など):採取時期は任意でよい。

主な有機溶剤と生物学的モニタリング指標

・トルエン → 尿中馬尿酸(かつての指標。現在は尿中トルエンに変更されている。下記参照) ・キシレン → 尿中メチル馬尿酸 ・スチレン → 尿中マンデル酸(+フェニルグリオキシル酸) ・N,N-ジメチルホルムアミド → 尿中N-メチルホルムアミド ・トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン → 尿中トリクロロ酢酸、総三塩化物 ・ノルマルヘキサン → 尿中2,5-ヘキサンジオン

馬尿酸の測定上の注意

馬尿酸は安息香酸からも作られるため、安息香酸を含む清涼飲料水・栄養ドリンク・一部の果実・醤油などを摂取すると、トルエン曝露がなくても値が上昇する。飲酒はトルエンの代謝に影響する。このように特異性が低いことが問題とされ、2020年の特殊健康診断項目の見直しにより、トルエンの生物学的モニタリング指標は尿中馬尿酸から尿中トルエン(未変化体)に改められた。採取時期(週の後半の作業終了時)の考え方は変わらない。

鉛中毒と鉛健康診断

・鉛はヘム合成を阻害し、δ-ALA脱水酵素とフェロケラターゼを抑える。その結果、尿中δ-ALA上昇、赤血球中プロトポルフィリン上昇、小球性(低色素性)貧血、好塩基性斑点赤血球が見られる。 ・症状:腹痛(鉛疝痛)、便秘、橈骨神経麻痺による下垂手(伸筋麻痺)、歯肉の鉛縁、腎障害、小児では脳症など。 ・鉛健康診断では血中鉛と尿中δ-ALAを測定する。いずれも採取時期は任意である。

一般健康診断と特殊健康診断

・一般健康診断:すべての労働者が対象(雇入時・定期など)。身長・体重・血圧・胸部エックス線・血液検査(肝機能、脂質、血糖、貧血)・尿検査・心電図など。 ・特殊健康診断:有機溶剤・鉛・特定化学物質・電離放射線など有害業務に従事する労働者が対象で、雇入れ時・配置替え時と、その後6か月以内ごとに1回実施する。

POINT

・生物学的モニタリングでは、指標の生物学的半減期に応じて採取時期を決める。 ・有機溶剤の尿中代謝物(馬尿酸、メチル馬尿酸、マンデル酸など)は半減期が短いため、週の後半の作業終了時に採尿する。休日明けや作業前の採取は不適切。 ・血中鉛・尿中δ-ALAは蓄積を反映するため採取時期は任意。AST・HbA1cも採取時期の影響を受けない。 ・馬尿酸は安息香酸を含む飲食物で上昇するため、前日からの清涼飲料水などの制限が必要(現在のトルエンの指標は尿中トルエン)。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。