活性酸素(フリーラジカル)が老化や成人病の原因に?

活性酸素の生成と消去多くの疾患にフリーラジカルが関与していることがわかってきて、同時に抗酸化作用を持つビタミンやミネラルが注目を集めている。抗酸化作用を持つビタミンはビタミンＥとビタミンＣが代表的であるが、ビタミンＡの前駆物質であるβ−カロチンなどカロチン類やビタミンＰと言われるフラボノイド類、ビタミン様物質のユビキノンなどがある。

下図は体内のフリーラジカルの生成とそれを消去する防御機構の概念図である。体内では、ミトコンドリアでの電子伝達系からの電子の漏出、好中球とマクロファージ活性化によるＮＡＤＰＨオキシダーゼの活性化、虚血−再灌流時のキサンチンオキシダーゼの活性化、カテコールアミンの自動酸化などによって、スーパーオキシドが産生される。

スーパーオキシドはＳＯＤ酵素により、或いは非酵素反応により過酸化水素になる。このＳＯＤ酵素には亜鉛・銅を含むＳＯＤとマンガンを含むＳＯＤがある。ＳＯＤ酵素と対で働くグルタチオンペルオキシダーゼ酵素またはカタラーゼ酵素によって、生成した過酸化水素は水と普通の酸素（三重項酸素）に分解されラジカルは消去される。前者の酵素は活性部にセレンを含む酵素で、後者は鉄酵素である。

過酸化水素が消去されないと、ミエロペルオキシダーゼ存在下で次亜塩素酸になりまた、過酸化水素は２価鉄の存在下ではヒドロキシラジカルが生成する。この鉄の由来は血管内皮細胞に存在する貯蔵鉄と、白血球の特殊顆粒に存在するラクトフェリンが考えられている。ＳＯＤで消去できなかったスーパーオキシドが３価鉄を２価鉄に還元させる物質として働き、その２価鉄が過酸化水素と反応してヒドロキシラジカルを生成するとされ、幾つかの病気では金属イオンの押さえ込みが不十分で遊離するとされる。

ヒドロキシラジカルは最も破壊的なラジカルであって、発生部に接する生体膜を構成する多価不飽和脂肪酸と反応して脂質の過酸化を促し膜脂質から電子を奪うと脂質過酸化の連鎖反応が始まる、酵素などのタンパク質を変性させ、核酸の分解を引き起こし、細胞傷害をもたらす。これが種々の病気を引き起こし、老化や発ガンにも関係する。 ×線照射、紫外線によっても水分子からヒドロキシルラジカルが生成する。脂質過酸化の連鎖反応は、膜に存在するビタミンＥが電子を与えて連鎖反応を止め、生成するヒドロペルオキシドはグルタチオンペルオキシダーゼにより還元され、エネルギー源として消費され得る、一方ラジカル化したビタミンＥはビタミンＣから電子を貰い、もとに戻り、ビタミンＣラジカルはナイアシン酵素であるＮＡＤＨによりもとのビタミンＣに戻される。このように抗酸化系では、ビタミンＥ、ビタミンＣ、ナイアシン、亜鉛、銅、マンガン、セレンが協同して働いているので、総合的に供給されないと効果が発揮できないと考えられる。

老化に関する米国の栄養学者が処方する老化予防栄養素のアンケートを見ると約３０名の学者の９０％が、総てのビタミンとミネラルを含んだマルチビタミン剤を処方しているさらに加えて、そのうち約７０％の学者が、ビタミンＣを５００〜６０００ミリグラム、約７０％がビタミンＥを２００〜１０００ミリグラム、約５０％がユビキノンを２５〜３００ミリグラム、約４０％がβーカロチンを２０〜３０ミリグラム処方している。そして推薦する食事としては、低脂肪で高繊維、適当な糖質と適当なタンパク質、野菜と果物の十分な摂取を勧めている。

 　  ラジカル　　　　　　　　 非ラジカル
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　スーパーオキシド　　　　　　一重項酸素
　ヒドロキシラジカル　　　　　過酸化水素
　ヒドロペルオキシラジカル　　脂質ヒドロペルオキシド
　脂質ペルオキシラジカル　　　次亜塩素酸
　脂質アルコキシラジカル　　　オゾン
　二酸化窒素
　一酸化窒素
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　　　　抗酸化物質　　　　　　　　　　働き
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　○酵素
  スーパーオキシドジスムターゼ　　スーパーオキシドの分解
　グルタチオンペルオキシダーゼ　　過酸化水素、脂質過酸化物の分解
　カタラーゼ　　　　　　　　　　　過酸化水素の分解　
　ペルオキシダーゼ　　　　　　　　過酸化水素の分解
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　○非酵素(細胞内)
　ビタミンＥ　　　　　　　　　　　脂溶性ラジカル、脂質過酸化物の補足
　ビタミンＣ　　　　　　　　　　　スーパーオキシド、脂質過酸化物の分解、Ｅ再生
　βカロチン　　　　　　　　　　　一重項酸素の消去
　グルタチオン　　　　　　　　　　スーパーオキシド、脂質過酸化物の分解
　フラボノイド　　　　　　　　　　〃
　ＣｏＱ　　　　　　　　　　　　　脂溶性ラジカル、脂質過酸化物の補足
　メタロチオネイン　　　　　　　　スーパーオキシド、過酸化水素の分解
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　　　　　(細胞外)
　尿酸　　　　　　　　　　　　　　スーパーオキシドの分解
　セルロプラスミン　　　　　　　　銅イオンの補足
　トランスフェリン、フェリチン　　鉄イオンの補足
　アルブミン　　　　　　　　　　　次亜塩素酸の分解
　ピルビン酸　　　　　　　　　　　過酸化水素の分解
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　ウイルス、細菌、寄生虫の感染
　手術、外傷、炎症などの傷害と傷の治癒過程で
　火傷、過度の熱や寒冷に曝されたとき
　喫煙、タバコの煙、過剰の飲酒、食品添加物の摂取
　殺虫剤や家庭化学物質などの毒性化学物質に曝されたとき
　日光の過剰な紫外線や放射線に曝されたとき
　抗ガン剤のような細胞毒物質を使ったとき
　電子を奪うアセトアミノヘンのような酸化物質を摂ったとき
　亜硝酸塩や硝酸塩のような食品添加物を摂ったとき
　抗酸化物質の少ない食事を摂っている人
　抗酸化物質の少ない食事を摂って、その上激しい運動をする人
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活性酸素の生成と消去図表

分子で示す活性酸素の生成と変換