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
フリーラジカル及び活性酸素
体内抗酸化物質がなぜ消耗するのか
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


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。



<フリーラジカル及び活性酸素>
    ラジカル         非ラジカル
  --------------------------------------------------
 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
  ---------------------------------------------------

 <主な抗酸化物質と消去対象>
    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
 ---------------------------------------------------------------
 ○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
 ---------------------------------------------------------------
     (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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<体内抗酸化物質がなぜ消耗するのか>
 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

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