115年:醫學二(2)

關於環境毒性化學物質的敘述,下列何者最不適當?

ACr⁶⁺ 的毒性通常較 Cr³⁺ 強
B三氯乙烯廣泛用於乾洗劑
C四氯化碳具有肝臟毒性
D甲苯的分子量較苯為大,所以毒性也比苯更強

詳細解析

本題觀念

本題考的是環境與職業毒理學中幾種常見毒性化學物質的毒性機轉與比較,包括重金屬鉻的價數毒性差異、含氯有機溶劑的用途與器官毒性,以及「分子結構與毒性強弱」之間常見的推理陷阱。這類題目除了要記住特定化學物質的毒性標的器官,更要理解分子量大小並不能直接拿來推斷毒性強弱,必須回到實際的代謝路徑與致癌性資料,才能正確判斷敘述是否適當。

選項分析

  • A. Cr⁶⁺(六價鉻)的毒性通常較 Cr³⁺(三價鉻)強:這是正確敘述。六價鉻是明確的人類致癌物,具有基因毒性與血液毒性;進入細胞後會被逐步還原為五價、三價的過程中,產生自由基造成脂質過氧化與DNA損傷。三價鉻則是人體必需的微量營養素,參與葡萄糖與脂質代謝,經口或皮膚吸收有限,急慢性毒性都低很多。兩者毒性差異很大,六價鉻的毒性約為三價鉻的百倍等級,此敘述符合毒理學共識。
  • B. 三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)廣泛用於乾洗劑:這也是正確敘述。三氯乙烯除了作為金屬脫脂溶劑外,也曾長期作為羊毛與織物的乾洗溶劑使用,從1930年代起即廣泛用於乾洗業,直到1950年代中期才逐漸被四氯乙烯(perchloroethylene)取代成為主流乾洗溶劑。因此「廣泛用於乾洗劑」在歷史與部分現行脈絡下皆屬正確描述。
  • C. 四氯化碳(carbon tetrachloride, CCl₄)具有肝臟毒性:這是正確敘述,也是教科書等級的經典例子。四氯化碳經肝臟細胞色素P450系統代謝活化後,會產生三氯甲基自由基,造成細胞膜脂質過氧化與蛋白質交聯,使肝細胞由脂肪變性逐漸進展為中心小葉壞死,是急性肝毒性研究常用的動物模型物質。
  • D. 甲苯(toluene)的分子量較苯(benzene)為大,所以毒性也比苯更強:這是本題設計的邏輯陷阱,屬於最不適當的敘述。甲苯(分子量92.14)確實比苯(分子量78.11)重,但「分子量大」和「毒性強」之間並沒有因果關係。實際上苯本身相對低毒,但其代謝物具有明確的骨髓毒性,會造成血液惡病質甚至白血病,是公認的人類致癌物;甲苯則主要經肝臟氧化代謝為苯甲酸後迅速排出體外,全身毒性與致癌性都遠低於苯,甚至還會競爭抑制苯的代謝,反而降低苯造成的骨髓毒性。

答案解析

本題答案為D。A、B、C三個選項分別描述六價鉻毒性高於三價鉻、三氯乙烯的乾洗用途、四氯化碳的肝臟毒性,皆與現有毒理學資料一致,屬於正確敘述。只有D把「分子量較大」直接當成「毒性較強」的理由,這種以物理性質推論毒性強弱的邏輯並不成立。真正決定毒性強弱的關鍵在於物質進入人體後的代謝途徑、活性代謝物的性質,以及對特定器官系統(如骨髓、肝臟)的親和性與傷害機轉,而非單純的分子量大小。甲苯的實際毒性明顯低於苯,因此D的因果推論錯誤,是四者中最不適當的敘述,與官方公告答案相符。

核心知識點

準備這類環境毒理學考題時,建議把幾個常考物質的毒性重點分開記憶:六價鉻(致癌性、血液與基因毒性)與三價鉻(必需營養素、低毒性)的價數差異;含氯有機溶劑(三氯乙烯、四氯乙烯)在乾洗與金屬脫脂產業的歷史沿革與神經、肝臟毒性;四氯化碳經CYP450活化產生自由基造成的典型肝臟毒性模式;以及苯與甲苯這類芳香族碳氫化合物中,苯的骨髓毒性與致白血病風險遠高於甲苯。特別要建立一個觀念:分子量、分子大小等物理性質並不能直接等同於毒性強弱,實際毒性必須依代謝活化產物與標的器官親和性判斷,這也是國考常見的推理陷阱之一。

參考資料

  1. Chromium toxicity - Wikipedia
  2. Mechanisms of Chromium-Induced Toxicity
  3. 三氯乙烯 - 國家環境毒物研究中心
  4. Trichloroethylene - Dry Cleaning, Some Chlorinated Solvents and Other Industrial Chemicals (NCBI Bookshelf, IARC)
  5. Mechanism of carbon tetrachloride-induced hepatotoxicity
  6. Toluene toxicity - Wikipedia