113 高普考高考三級 化學安全 毒理學(包括環境毒理) 考古題詳解
第 一 題25 分
請說明毒性物質於人體之三種主要吸收之曝露途徑,並比較此三種曝露途徑吸收效率之差異。
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核心觀念
本題考查毒性物質進入人體的三種主要曝露途徑:吸入、經皮吸收及攝入(經口),以及各途徑的吸收效率。毒理學上的「吸收」是物質穿過人體的生物屏障,進入血液或淋巴循環;曝露量不等於實際吸收量,吸收程度還受物質的物理化學性質、接觸部位與時間等因素影響。
解題方法
依物質進入人體的入口,分別說明其屏障與吸收特性,再比較通常情況下的吸收效率:
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吸入途徑:毒物以氣體、蒸氣、煙霧、粉塵或氣膠形式進入呼吸道。肺部表面積大、肺泡與微血管距離短,且血流量豐富;氣體或蒸氣可由肺泡迅速進入血液,細小粒子也可沉積於呼吸道並造成吸收或局部傷害。一般而言,吸入途徑吸收快速、效率高,且容易在短時間內造成全身性作用。
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經皮途徑:毒物接觸皮膚後,須穿過角質層等皮膚屏障,才能進入真皮微血管。皮膚完整時,角質層通常是主要阻隔;脂溶性較高、分子較小的物質較容易穿透,皮膚受傷或接觸時間延長也會增加吸收。與吸入及攝入相比,多數物質經完整皮膚吸收較慢、效率較低,但特定物質仍可造成顯著全身吸收。
第 二 題25 分
毒性物質於人體導致癌症共可分類為三種致癌物:致基因毒性致癌物(genotoxic carcinogen)、原發性致癌物(epigenetic carcinogen)及完全致癌物(complete carcinogen)。
請說明戴奧辛(dioxins)屬於哪一類致癌物,並解釋其原因。
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核心觀念
本題考查致癌物依作用機轉所作的分類,以及戴奧辛主要透過何種方式促進癌症形成:
- 致基因毒性致癌物:直接或間接造成 DNA 損傷、突變或染色體異常,進而引發癌變。
- 原發性致癌物(epigenetic carcinogen):不以直接破壞 DNA 為主要作用,而是改變基因表現、細胞增生或死亡等調控,促進癌變。
- 完全致癌物:能在致癌過程中同時促成癌症起始與後續促進、發展階段。
解題方法
判斷戴奧辛的分類,關鍵在於其是否直接造成 DNA 損傷,以及其主要致癌機轉。戴奧辛,尤其是 2,3,7,8-TCDD,通常不被視為典型的直接 DNA 反應性致癌物;其主要作用是與細胞內的芳香烴受體(AhR)結合,改變特定基因的表現,影響細胞增生、分化及其他與致癌相關的生理調控。
第 三 題25 分
汞(mercury, Hg)亦稱為水銀,以三種型態存在於環境中:汞元素態(金屬態)、無機汞及有機類汞。基於汞對人體及生物體之毒性風險高,因此汞水俣公約(Minamata Convention on Mercury)於 2009 年通過決議,制定有法律約束關於全球汞問題的國際公約。
請說明三種型態之汞對於人體之曝露途徑、標的器官及健康風險。
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核心觀念
本題考查汞的化學型態如何影響吸收途徑、體內分布與毒性。答題時應依序說明「汞的型態 → 主要曝露途徑 → 標的器官 → 健康危害」,並掌握兩項差異:汞蒸氣可經肺部吸收並進入中樞神經系統;有機汞中的甲基汞容易經腸道吸收,也能通過胎盤與血腦障壁。
汞水俣公約於 2013 年開放簽署,並於 2017 年生效;題幹所述「2009 年通過決議」並非公約通過年份。這不影響本題作答,重點仍是三種汞型態的毒理差異。
解題方法
先按化學型態區分汞元素態、無機汞與有機汞,再分別整理其進入人體的主要途徑、易受影響的器官,以及代表性健康風險。作答時避免把「汞」視為單一毒物:同一元素因化學型態與溶解度不同,吸收方式及主要靶器官也不同。
三種汞的曝露途徑、標的器官與健康風險
| 汞的型態 | 主要曝露途徑 | 主要標的器官 | 代表性健康風險 |
|---|---|---|---|
| 汞元素態(金屬汞) | 主要為吸入汞蒸氣,例如汞洩漏或加熱揮發;經完整皮膚吸收通常有限。吞入液態金屬汞時,胃腸道吸收通常較少。 | 中樞神經系統、周邊神經系統、腎臟;急性吸入時亦可傷害肺部。 | 急性大量吸入可造成咳嗽、呼吸困難、化學性肺炎及肺水腫;慢性曝露可引起顫抖、易怒、失眠、記憶與注意力受損等神經精神症狀,並可能導致腎功能傷害。 |
| 無機汞 | 主要經攝食受污染食物或飲水,也可因職業或環境接觸而吸入含汞粉塵、氣膠;部分無機汞化合物可經皮膚吸收。 | 腎臟為重要標的器官;亦可影響口腔、腸胃道及皮膚。 |
第 四 題25 分
毒性物質之毒性強度、標的器官及機制,通常會透過流行病學、活體動物實驗及活體外細胞毒性試驗進行評估。其中活體動物實驗需有三大假設必須滿足,才能將活體動物實驗數據外插至人體,作為訂定毒性物質管制標準之應用,請說明此三大假設為何?
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核心觀念
本題考的是把實驗動物的毒性資料用於推估人體風險時,必須成立的跨物種外插假設。動物試驗可控制暴露條件、觀察劑量與效應的關係;要用這些結果訂定人體管制標準,則須假設動物與人體之間,在毒性效應及其形成方式上具有足夠的可比性。
解題方法
作答時依序從「效應是否相通、作用機轉是否相通、劑量與反應關係是否可換算」三個層次說明:
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毒性效應具跨物種相關性 動物試驗觀察到的不良效應,對人體具有相關性;動物出現的毒性現象可用來提示人體可能發生的危害。
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毒性作用機轉具跨物種可比性 動物與人體的吸收、分布、代謝、排泄及靶器官反應,具有足夠相似性,使動物中造成毒性效應的作用機轉能合理代表人體。若兩者有差異,須在風險評估中加以考量。