2012年2月 8日 (水)

2099話 ~『トンカツ定食を科学する病気予防』  病気予防の極意 ③~

 さて、『トンカツ定食を科学する病気予防』  病気予防の極意 の3回目です。
 2回目をアップして以降、かなり時間がたってしまいました。
 早速です。
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 私たちが生きていく上で欠かせぬ酸素が、実は、体の中の全ての細胞の中で、毒性の高い活性酸素になることは以前お話した通りです。 息を吸って、酸素を肺に取り込み、肺からはヘモグロビンが取り込んだ酸素を全ての細胞に運び、運び込まれた酸素は、私たちが口から摂取したご飯のなれの果て、ブドウ糖によって還元され、2分子の水に還元される。その酸化還元反応(4電子還元反応)のプロセス中に、私たちのエネルギーATPが産生されるのです。
 危険な酸素を使い、高度に進化し続けた有機生命体には感動を覚えますね。
 まあ、いずれにしても、私たちの体も炭素原子で構成される有機化合物です。ガソリンやブドウ糖と同じ成分でできてるってことですから、平たく言えば、いずれは、酸素によって酸化されるということになります。車のエンジンルームだって、鉄が酸化され、いずれは使い物にならなくなるように、人間の体の細胞も酸素によって使い物にならなくなるのは摂理ですよね。まあ、それが老化とか癌化とか・・・、その先にあるのは死ってことです。

 以上をまとめますと、体のいたる場所で、今、この瞬間に発生し続けている、毒性の活性酸素を除去してやることが、癌化や老化を防ぐ(正確にはその速度を遅くする)ということになるのです。

 活性酸素を除去するということは、安定な水に還元してやるということと等価です。

 ですので、毎日に食生活において、還元力の高い成分を含んでいる食材を摂り続けるということが、癌化&老化を予防するということになるのは論を待たないですね。それも笑顔で!

 で、この私たちの口から取り入れる成分の中で、最も還元力が高く(酸化還元電位が高い)、安全な化合物は何かと言えば・・・
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 皆さんご存知の
ビタミンC
 特に還元型
ビタミンCの威力はすばらしいのです。レモン汁、ダイコンオロシなどにはビタミンCが含まれますが、フレッシュでなければいけません。シボリたてのレモン汁やおろしたてのダイコンオロシ中のビタミンCは、空気中の酸素を還元してしまいますので、1時間も放置しておくと約30%ほどが酸化型のビタミンCになってしまうのです。
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 ビタミンCの働きを簡単にまとめました。
 上の一番左側に「
発がん性物質のニトロソアミンの生成抑制と、その毒性の抑制」とありますね。具体的に言いますと・・・、お魚を焼いたり、お肉を焼いたりすると、そこには、ニトロソアミンが生成します。まあ、焦げた部分に多いのですがね。そのことをいいます。ハムやソーセージなどの発色剤にもニトロソアミンが使われていますね。で、そのニトロソアミンが、癌発生に深くかかわっているということです。
 で、ビタミンCが、毒性の高いニトロソアミンを還元しちゃう! だから、焼き魚にはダイコンオロシやレモンがついてるのです。ただ、ダイコンオロシも汁ごと食べなければ意味がありませんね。オロシた後の水分の中にこそビタミンCが含まれているのですから・・・、捨ててしまっている人はいませんか?
 で、ビタミンC自身は、とても水に溶けやすい!
 ここで、他にどんな食材にビタミンCがたくさん含まれるのかを示しましょう。
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 まあこんな感じになるのですね。


 他にも、抗酸化作用の高い物質を紹介しましょう。
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 ビタミンE、β-カロテンなども活性酸素を還元してくれます。しかしながら、この両者は、水にはまったく溶けない物質です。
 ビタミンEなどは、種子の脂分の中に多く含まれますね。
 私の子供のころの油は黄色い色をしていましたが、このビタミンEを除く技術がなかったんです。ただ、ビタミンEが含まれていたことによって、不飽和脂肪酸が空気中の酸素によって酸化(酸廃)されるのを防いでいたのです。
 今の油は相当精製されちますから、一度口を開けたら早めに使用してしまうことが肝要です。口を開けた瞬間に、油の中に含まれる不飽和脂肪酸が空気中の酸素と反応し始め、これまた毒性の高い過酸化脂質になってしまいます。科学の発達によって、純度の高いモノがどんどん生まれましたが・・・、過ぎたるはなお及ばざるが如しなのです。活性酸素も過酸化脂質も放射能と同じ!目に見えないし、臭いもしない!
 私たちは、賢くならなければ、科学的なモノから知らないうちに毒をもられることになるかもしれないのです。
 まあ、ビタミンEの還元能力についても図解しておきましょう。
 そうそう、下の図で真ん中辺りにビタミンCの構造式が書かれてますが、ビタミンEになってます。ビタミンCの間違いですのであしからず。この図、ちょいと修正しずらいので、ご容赦くださいね。
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 ハイドロキノン構造とパラキノン構造が可逆反応になっています。ハイドロキノン構造からパラキノン構造になる時に電子を放出して、活性酸素を還元する。まあ、こういうことなんですね。で、ビタミンC(還元型)は、パラキノン構造のビタミンEを元のハイドロキノン構造に修復してしまう作用も持っているんです。
 で、ビタミンEが電子を放出して、パラキノン構造になりますが・・・、実は、このパラキノンという物質も少なからず毒性を持っているのです。もちろん活性酸素の毒性よりは、はるかに低いのですが・・・
 ここで、覚えておいていただきたいのは、毒性の高い活性酸素を還元(除去)すれば、それで良いのではありません。活性酸素を除去した還元剤のなれの果てにも毒性が残るものもあるのです。
 唯一、相手を還元しても全く毒性のないもの・・・、それがビタミンCということになります。
 色々な抗酸化剤がありますが、その多くは、活性酸素を除去(還元)後に生成する物質にも、少なからず毒性の残るものが多いということを忘れないでくださいね。
 ぜひぜひフレッシュなビタミンCを毎日摂取していただきたいですね。

 色々な抗酸化作用を持つ天然由来の成分の一般的な抗酸化反応をカテゴライズしてみました。
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 上段が、一般的にポリフェノール類の抗酸化反応です。
 中断が、黄緑色野菜に多く含まれるカロテノイド類。
 この2つの還元反応後に生成する(右側の構造式)化合物は、冗談がオルトキノン類、中断が過酸化物(過酸化脂質と類似構造)ですのでね、単品で摂取してはいけません。
 下段が硫黄化合物ですが、これについては、詳しく調べてませんので、言及しないことにしましょう。
 いずれにしても、サプリメントの使い方には注意というか、ご自分のちゃんとした知識が必要です。くれぐれも受け売りだけで摂取しないでください。サプリメントの前に、毎日食べる食材をきちんと理解してほしいと思います。

 では、最後にポリフェノール類、カロテノイド類を紹介して、第3回目を終了しましょう。
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 セサミノールは胡麻油に含まれています。ですので、胡麻油ってやつは酸廃しずらいのですね。
 ルチンはお蕎麦(蕎麦湯)に含まれますし、アスパラの穂の部分に多く含まれます。

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 で、この2つ。イチゴの赤い色とブドウ、ブルーベリーに紫色の成分(ポリフェノール類)です。一般的にはアントシアニジンと言われてますが・・・、化学構造的には、水酸基(OH)が一個多いだけなんですね。

 カロテノイド類です。
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 まあ、こんな感じで・・・
 科学で全てを語ると、とてもつまらないモノにしかならないのですが・・・、科学を何も知らないと・・・自分の健康を守れないのも事実ですね。
 どのレンジが良いのかは・・・、私にも判断できませんが・・・、私はこれまで積み上げてきた科学的知識+漢方を合わせると、すばらしいと感じています。

 しかし・・・、科学で理解できることも本当にごくわずかであることも知っているのです。



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2012年1月25日 (水)

2076話 ~『トンカツ定食を科学する病気予防』  病気予防の極意 ②~

 『トンカツ定食を科学する病気予防』  病気予防の極意 ②です。
 ①では、酸素分子のお話でしたね。
 で、その酸素という科学種は、とても危険なものであることを知りました。

 しかし、地球誕生から約48億年の歳月を経て、地球という星の大気中の約23%が酸素を占めるに至ったのです。
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 現在、地球に存在する有機生命体(体が炭素原子で構成されている生き物)は、進化の過程で、この危険な酸素分子を効率良く使う方法を見つけ出して今の至るのです。ただ、それも何かの偶然で大気組成の75%以上が窒素であることが幸いしました。
 もしも・・・、大気組成のほとんどが酸素で占められていたなら、地球という星に有機生命体は誕生していなかったでしょうね。だって、燃えちゃいますから(笑)。
 こんな事を知ると、人間として地球に生きてることがまさに芸術!感動!というほかありませんね。

 で、本題です。
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 酸素自体は有機生命体にとって有害で危険なものであることに変わりはないのですね。
 では、有機生命体は、その危険な酸素をどのように活用したのでしょうね。

 それは、呼吸!で、酸素を血液中に運び込み、さらには、私たちの細胞全てに酸素を運び、それを利用している。ということです(笑)。

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 とても、上手な仕組みを作ったのですが、残念ながら、酸素は酸素!危険な物質には変わりはないのですね。
 なので、40歳以上になると、体に取り込んだ酸素が、だんだんと本来の危険なモノになって、老化(皺、シミ)や癌化する大元になっちゃうってことなんですね。

 でも、進化のプロセスの中で酸素とは切っても切れない仲になってますので、酸素無しには生きてはいけないというのも事実なんです。

 

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 では、何故人間は酸素が必要なのでしょう?ことなんですが・・・

 上の図を見ていただければすぐに理解できると思います。 

 車・・・というのは何故動く? ということと人間が動くということは同じ原理だということです。

 つまり、車というのは、鉄でできたエンジンルームという場所があり、そこでガソリン(炭素原子でできた液体)を酸素分子で燃やし、火を生成させ、その発生した熱エネルギーを使って駆動させる。ということです。

 で、最終的には酸素分子は2分子の水分子になり、ガソリン(炭素原子)は二酸化炭素になってしまう。この化学反応のプロセス中に火が出て、熱も発生する。ということです。

 高校までの化学のレベルでは、ガソリンを酸素で酸化する。というのですが、大学以上の化学では、酸素はガソリンによって還元される(電子をもらう)。ということになります。①でもお話しましたが、具体的には酸素1分子は、ガソリンから4個の電子と4個のプロトンを奪い取り、自分は2個の水分子になる。ということです。

 で、人間です。では、人間のエンジンルームはどこでしょう?ってことになるのですが・・・

 答えは・・・、60兆個とも言われている人間の細胞1つ1つが、車で言うところのエンジンルームであるということです。特に、細胞内にあるミトコンドリアはとても重要なのですね。

 つまり、車にとって燃料、すなわちガソリンに相当するのは、ブドウ糖(グルコース)です。これは、ご飯などから分解され細胞内に運び込まれます。もちろん砂糖もその原料になります。

 で、細胞内に入ったブドウ糖は、解答系、TCAサイクル、電子伝達系によって分解され、車と同じように二酸化炭素になって私たちの口、鼻から排出されるのです。その過程で、熱エネルギーでは化学エネルギー体であるATPが産生されて、これが私たちの生命活動の源になる。ということです。

 まとめると以下のようになります。

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 ね、車と同じ原理ですよね。そして、車のエンジンルームだって、長年使っているとサビてきますよね。鋼鉄だって酸素によって酸化されいく。同じように人間の細胞だって加齢とともに酸素によって劣化していくのです。

 ということで、酸素のまとめデス。
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 酸素分子は自分が安定な水になりたいもんだから、もらえる所があれば貪欲に電子を奪っていく。そんなヤツなんですね(笑)。

 車のエンジンルームで起こることと人間の細胞の中で起こることの違いなんでしょう?ということなんですが・・・、車のエンジンルームでは先ほどもお話したように、一気に4つの電子と4つのプロトンがガソリンから奪われる!なので火になる!

 人間の細胞の中でこれが起こると・・・、私たちは一気に灰になってしまいますよね(笑)。なんで、進化のプロセスの中で、4つの電子と4つのプロトンを段階的に酸素分子に渡す方法を見身に着けたんです。

 つまり・・・

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 ということです。で、活性酸素とは、薄緑色の四角で囲まれた分子種をいいます。ですので、私たちが呼吸して息を吸いますよね。肺に酸素が運び込まれ、さらにヘモグロビンに酸素が渡され、それが細胞に入り込んで、その酸素がブドウ糖から電子をわたされ、水になる一連のプロセスで常に活性酸素は発生していることになりますのでね、息をした瞬間に危険な活性酸素が同時多発的に60兆個全ての細胞の中で発生しているということです(笑)。まあ危険!!!!

 特に上の図の中央にある過酸化水素(H2O2)ってのは脂溶性が高い(油に溶けやすい)ので危険です。私の子供のころ、ケガをすると先ずオキシドールという液体で消毒されたんですがね・・・、あの正体が過酸化水素なんですね。あれ、皮膚浸透性でしたでしょ。あれが脂溶性ってことで、私たちの皮膚から浸透したということです。そして、雑菌(これも有機生命体の1種ですね)を活性酸素の1種である過酸化水素で殺しちゃったってことなんです。

 で、この過酸化水素って化学種は脂溶性が高いので、細胞内で発生すると色々な油の膜を透過していくのです。核膜までも・・・、核膜の中には、遺伝子であるDNAやRNAが存在していますので・・・

 さらに過酸化水素はとても不安定なので、すぐに、ものすごく反応性の高いヒドロキシラジカルになるので、こいつが、遺伝子を損傷させる。ってことになるんですね。これが癌化の原因の1つと言われる由縁です。

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 さらに、この活性酸素は私たちの細胞膜を構成している不飽和脂肪酸なんかとも反応しちゃう。上の図がそうです。何が生成知るかと言えば・・・、トンカツの衣の上にたくさん付いていた過酸化脂質になる!ということです。

 揚げ物をした後の油を放っておくと、どんどん臭くなってドロドロになりますよね。あれって、過酸化脂質がさらにラジカル連鎖反応して不飽和脂肪酸を色々なモノに変化させていくのです。

 ですから、私たちの細胞の不飽和脂肪酸にとりついた活性酸素も同様の反応を引き起こすのですね。

 もちろん後述しますが、私たちの細胞の中には、これら有毒な活性酸素を除去し、無毒化する強力な兵器が存在するのですが、加齢と共に、兵器の能力が落ちていく。なので、シミとか皺が増えていく!といくことになるのです。

 ということで、私たちの60兆個の細胞内で今、この瞬間に発生している活性酸素を無毒化してくれるすごいヤツを紹介しましょう。

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 最強兵器は・・・ SOD(超酸化物分解酵素)デス。それからグルタチオンパーオキダーゼ、カタラーゼ!

 この酵素があったから、いや、私たちが危険な酸素を有効利用しようとした遠い遠い太古のころから、いっしょに進化しつづけてきたのでしょうね(笑)。人類ってすばらしいと思いませんか?

 地球が誕生した48億年前・・・

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 宇宙のかなたから見たら、地球の誕生もこんな感じだったのでしょうか・・・

 たぶん、誕生したての地球は、放射能の嵐だったのでしょうね。

 今の私たちがあるのは、放射能だって、何か大切な役割を果たしていたはずですよね。

 宇宙全体から眺めると、地球自体が、化学フラスコの如くなのですよ。様々なモノが反応し合って、今がある!

 反応時間は・・・46億年! そんな時間軸で地球を考えると・・・、今、生きていることにすら、感動を覚えるのは私だけでしょうか? 全ては偶然の重なりの上の必然とも言えるのでしょう。

 さて、②の最後はこれ!

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 活性酸素を除去、無毒化してくれる酵素たちも、加齢と共に弱ってくるのですが・・・

 地球の恵みの中には、活性酸素を除去シテくれるモノが、山ほどあるのですね。

 特に私が愛する日本には、他国にはないすばらしい食材がテンコ盛り!

 体の中のアイテムが弱る前に、口から活性酸素を無毒化してくれる食材を摂取すれば良い!

 ということになるのです。

 ただし・・・、笑顔で!ってことです(笑)。


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2012年1月24日 (火)

2073話 ~『トンカツ定食を科学する病気予防』  病気予防の極意 ①~

 先週金曜日に北大薬学部で講演した内容をブログにアップしようと思います。
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 とんかつ定食? お好きですか?
 私は大好きですね(笑)。 ただ、カツカレー、かつ丼と中からどれが一番好きですか?
 と尋ねられたら・・・、かなり困りますね(笑)。 どれも好きですから!

 
科学もですね・・・、身近なモノを説明できると結構楽しいもんでね、トンカツ定食にキャベツの千切りが添えられている意味は?レモンが付いている意味は?何故ソースを使う?マスタードの付いている意味は?たまにスリゴマを使ったりしますが、その意味は? なんてね(笑)。
 以前のブログに書きましたが、もう一度解説しちゃいますね。


 で、歴史的にはこの3つの料理が生まれてきた順番・・・、ご存知でしたか?

 こうなってるようですよ(笑)。
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 Wikipediaで調べてみると、こんな順番になってます。

 カツレツが一番最初らしいのですが・・・、では、とんかつとカツレツの違いは????
 まあ、私は、そんなことにまでこだわってしまうのですね(笑)。

 答えは・・・お肉の厚さらしいのですが・・・、薄いのがカツレツで厚いのがとんかつ!

 まあいずれにしても、洋食屋さんが考え付いた料理ですが・・・、大変理にかなった料理で、この料理を考えたのが、科学者ではなく、料理人だったってこと最も感動しちゃう!

 さて、次の図です。
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 あらためて、トンカツ定食を科学してみようと思うのですが・・・
 色々なアイテムが満載でしよね。すばらしい!

 最もお伝えしたいことは、トンカツの衣の表面には、活性酸素の一種、過酸化脂質がテンコ盛りってことなんです(笑)。まあ、キャベツはいらない、レモンもいらない、マスタードもいらないなんていってると毒ばかりを食べちゃいうことになるんですが・・・、知ってました?(笑)。

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 上の図の通り!
 液体油ってのは、基本的に不飽和脂肪酸と考えてくださいね。不飽和脂肪酸というと、有機化学的には、炭素-炭素結合に二重結合を含むということで、正式にはσ結合とπ結合の二種類なんですが、特にπ結合ってやつは、電子がゆるく配置されていて、酸素のような電子を欲しがる分子種に電子を渡しやすい(結合するということ)のです。で、トンカツを揚げる時には約200℃ですから、この二重結合部分と空気中の酸素分子が、物凄い勢いで反応して、非常に毒性の高い過酸化脂質というものに変化します。
 なので、揚げ物に使った油を放っておくと・・・、腐ったような臭いを発するようになりますね。あの原因物質が過酸化脂質ってモノなんですよ。つまり、トンカツの衣の表面には、目には見えませんが、この過酸化脂質がたくさんついてるってことです。
 ただ、毒とは言っても・・・今流行りの
「ただちに体に影響はない!(笑)」ってもんですが、放射能のように、身体の中に取り込まれると、遺伝子そのものを傷つける原因物質の1つになりますから、癌化などのリスクが高まるってことなんですね。目には見えませんが、衣の表面にはしっかり付着しています!
 これ、私には・・・、見えるんですよね(笑)。だから、トンカツを食べる時には必ず毒物である過酸化脂質を無毒化してくれるキャベツ、ソース、マスタード、レモンをたっぷりかけて食べることにしてます。

 そうそう、スーパーマーケットにあるお惣菜コーナーの調理して時間の経った揚げ物の衣の表面には、この過酸化脂質の量が多い可能性がありますからね(笑)。

 ということで、なんでこんなことになるのかなーってことなんですが・・・、そのためには酸素分子の性質を知らなければいけませんね。

 先ず、酸素分子の化学構造式ですが・・・
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 上の図で高校までで習うのが左側の式・・・、なんですが、これは真っ赤なウソ!
 右側が正しいというか、他にも色々な構造をとるのですが、一義的に左側ではないということにします。

 で、どういうことかと言えば・・・
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 こうなります。基本的に電子は2個いっしょにいること、比較的安定なので、酸素分子は2個の電子を欲しがります。えーっと、使用済みのタイヤをしばらくお外に置いておくと、ボロボロになってしまいますね。あれって、紫外線の影響もあるのですが、酸素がタイヤのゴム(有機化合物)を酸化してるってことです。逆の言い方をすると、タイヤ(有機化合物)が酸素分子を還元してると言います。
 なんで、酸素分子くんは、非常に電子を欲しがる駄々っ子なんですね。
 下の図が、それを示しています。
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 黄緑色の大きな○は、電子がいっぱいあるってことです。で、究極に電子の欲しがる酸素分子にまるで滝のように電子が流れていく様を示しています。
 最終的に1個の酸素分子に4個の電子と4個のプロトンが与えられると、安定な2分子の水が生成し、反応は完了します。一般的には4電子還元と言いまして、車のエンジンルームでは、それが行われていますね。で、火が生成して、その熱エネルギーで車は動く! ということになるのです。

 上の図・・・、先ほど、たくさん電子のあるモノから酸素へ、まるで電子の滝のように流れ落ちるのです。 
 水が高い所から低い所へ流れ落ちるのを利用したのが、水力発電ですが、あれは、位置エネルギーを電気エネルギーに変換しているのです。

 電子をたくさん持っていて、電子の与え易さの指標が酸化還元電位というのですが、この電位差が大きければ大きいほどたくさんのエネルギーが発生します。

 ということで、トンカツを揚げるのに使われていた油の不飽和結合(二重結合)の電子が酸素分子に与えられると、過酸化脂質になるというお話で1回目を〆ましょう!



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2008年8月18日 (月)

植物エネルギー 第224話 ~漢方薬用植物講座 ~漢方と有機化学~

今日は漢方薬用植物講座です。

漢方はすばらしいというお話ばかりでしたので、「食べる」をかつての私の専門分野だった有機化学を使ってお話してみましょう。さて・・・どんなお話になるのかしら(笑)。

漢方と有機化学

1. はじめに
 これまで6回の講座では漢方の基礎にして最も重要な「気」のお話を色々な角度からお話させていただきましたが、いかがだったでしょうか。私たちは誰でも等しく、いつかは必ず地球の土に返るときが来ます。重要なことはそれまでいかに心豊かに前向きに生きるかです。陰陽論で言えば、現代の物質文明は究極の「陽の気」である「物質」が極端に過剰となっています。その中に生きる私たちにとって、今の科学(化学)では証明できない「気」=「心のエネルギー」こそが、最も重要な心のクスリであるように思えてなりません。
 今回は漢方とは別の世界。ずばり、「有機化学」=「化学構造式」。そして、化学に少しだけ漢方の考え方を添えて病気予防についてお話してみたいと思います。

2. 活性酸素
 西洋医学、化学で病気予防と言えば、出てくる単語は活性酸素、抗酸化、抗酸化物質、老化予防、癌や生活習慣病の予防・・etc・・でしょう。漢方の立場から言えば、主に食事(水穀の気)を中心に、食材に含まれる成分、その効能効果よって病気を予防しようということなのですが・・・。
 さて、そこで先ず「活性酸素って何?」、「活性酸素って体のどこで発生するの?」、「活性酸素の毒性って?」から始めたいと思います。
 漢方では根源的な生命エネルギーは目に見ることのできない「気」であることは何度も本誌で述べた通りです。これに対して西洋医学、化学では人の生命活動を維持する根源的なエネルギーはアデノシン三リン酸(ATP)です。すなわち、鼻から呼吸によって吸い込んだ酸素(O2)が、人の全ての細胞内で、食事によって取り入れた炭水化物(主にグルコース)によって還元され、2分子の水が生成する過程でATPが産生されるわけです。この一連のプロセスは解糖系→TCA-Cycle→電子伝達系と呼ばれ、エネルギー代謝の最も基本的な事項としてどの生化学の教科書に掲載されています。

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                   図1

 ところで、私たちが使っている自動車のエネルギー産生について考えてみましょう。自動車はその鉄で囲まれたエンジンルーム内で炭化水素(ガソリン)が空気中の酸素を還元して一気に水(ガソリンは二酸化炭素になる)にしてしまうプロセスで火(熱エネルギー)を発生させ、それを全ての動力源にしています。人間にとって、自動車のエンジンルームに相当するのが、私たちの全ての細胞内にあるミトコンドリアになるわけです。口から摂取した炭水化物は消化管でグルコースに分解され、それが血液内から私たちの全ての細胞に入り、細胞内の解糖系で炭素数6つのグルコ-スが炭素数2個の酢酸(アセチルCoA)へ分解され、さらにそれがミトコンドリア内のTCA-サイクルと電子伝達系によって水と二酸化炭素へ変換される。その過程で化学エネルギーATPが産生される。正に自動車のエンジンルームそのものですね。

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                   図2

 突き詰めると、酸素分子(O2)が2分子の水(H2O)に還元されるということになります。このプロセスでは、都合4つの電子(4Xe-)と4つのプロトン(4XH+)が必要なのです(4電子還元)(図2)。車のエンジンルーム内ではこの4電子還元反応が一気に行なわれてしまうので、火という爆発的な熱エネルギーになるのですが、人間の細胞内ではもちろんこの反応が一気に行なわれるのではなく(一気に進むと人間自身が燃えてしまいます)、1電子ずつ酸素が還元され、最終的には水という安定な分子種へ変換されます(図2)。電子がたくさんある物質から電子の欠損している物質へ電子の流れが生じる=エネルギー(光エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギー)が生じるということです。あたかも水が一気に高きから低きところへ落ちる力を利用する水力発電のごとく、電子の滝が生じる(図3)ということです。

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                    図3

 私たちの全ての細胞のミトコンドリア内 では電子の滝が高エネルギー化合物ATPを産生するということになります。このプロセスは私たちの     全ての細胞内で今この瞬間に起こっていて、そして私たちの寿命が尽きるまで繰り返し続いていくのです。化学構造を見れば分かるように(図2)そもそも酸素分子自体がビラジカルですから、かなり反応性の高い分子種で、これにかかればおよそ地球上にある有機化合物は時間の差はあれ酸化されてしまいます。地球の大気組成のうち20%が酸素、80%が窒素だから人間を含めた有機生命体が地球に生息できるのです。もし地球の大気組成の大部分が酸素であったなら地上の有機生命体は酸化されてしまうのです。それほどに酸素分子そのものも反応性が高いのです。
 さて、細胞内で酸素分子が1電子ずつ還元され、水分子にいたる過程で生成する活性酸素は、私たちの体の中で、今この瞬間にも生成しているのです(図2)。各活性酸素の電子配置を見ていただければ分かるように、どの分子種も反応性が高く、数多くの二重結合を持つ生体内の全ての細胞膜(脂質に二重層)、孤立電子対を有する窒素原子(アミン成分)やイオウ原子(アミノ酸や蛋白質)を酸化していきます(脂質二重層を構成する不飽和脂肪酸の二重結合が酸化されると過酸化脂質になる)(図4)。

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                  図4
 活性酸素の中でも特に過酸化水素は脂溶性が高いため、色々な生体膜を構成する脂質二重層をいとも簡単に通過することができます。核膜をも通過し、そこで非常に反応性の高い水酸化ラジカルに分解しDNAなどを攻撃し、損傷させるのです。私たちが呼吸よって酸素を取り入れることによって常に、細胞内で生体成分にとって危険で害をなす活性酸素は発生していることになるわけですから、化学を基礎とする西洋医学的見地からの病気予防、癌予防、老化予防などの際に必ずと言っていいほど活性酸素が出てくるのはこのような理由によるのです。

3. 活性酸素の除去と抗酸化物質
 人類は呼吸によって体内に、有機生命体にとって、とても危険な酸素分子を取り込み、効率良くエネルギー(ATP)を産生することによって進化し続けてきたわけです。しかしながら、呼吸よって吸い込んだ酸素は常に私たちの体の細胞内で、これまた危険な活性酸素に変換されているのも事実です。ではいったいその量はどのくらいなるのでしょう(図5)。

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                    図5

 一般的に、吸った酸素の約2~3%が活性酸素になると言われています(図5)。大人で一年間に2kgくらいになります。この2kgの酸素がもし解毒されずに体内に貯留したとすると、人間の寿命は犬や猫よりも短くなるかもしれません。呼吸によって酸素を体内に取り込んでエネルギーを産生する地球上の全ての有機生命体は、進化の過程でこれらの危険な活性酸素を取り除くためにSOD(超酸化物分解酵素)、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼのような解毒酵素を身に付けてきました(図5)。全く知れば知るほど生命の神秘に感動せざるを得ません。
 しかしながら、SODについては、加齢とともにその酵素活性が減少し、さらには、SOD活性の低下度は人によって大きく差があるとも言われており、その人の寿命はその人のSOD活性によって決まると極言する研究者もいるほどです。このように、化学的な考察をしていくとどんどん悲観的になっていくと思いませんか。この段階までくると、これまでお話してきた漢方に学ぶ病気予防とは相当かけ離れていることがお分かりいただけるのではないでしょうか。今回はまだまだ化学を使ったお話をさせていただきます。
 西洋医学的見地から言うと、加齢によるSOD活性の低下、個人差によるSOD活性度の差は毎日摂取する食事によってかなり防ぐことができます。食品に含まれる活性酸素を分解してくれる物質、すなわち酸素よりも電子をたくさん持っている還元物質=抗酸化物質をいつも血中濃度高く存在させることができれば、細胞内で生成した活性酸素が安定な分子種に還元分解されることになるはずです。そこで私は、日本人が当たり前のように食べている食材について調べてみました。結論から言えば、日本食というのは化学的にも世界で一番ということが分かりました。図6をご覧になって下さい。活性酸素を除去してくれる有機化合物=抗酸化物質が満載です。

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                       図6

 次の項では数ある抗酸化作用を有する有機化合部群の中から最もポピュラーなポリフェノール類とカロテノイド類の抗酸化作用についてお話しましょう。

3. 日本の食材に含まれている色々な抗酸化物質
3―(1). ポリフェノール(polyphenol)
 活性酸素を除去してくれる抗酸化物質と言えばポリフェノールが最も有名なものでしょう。ポリフェノールの定義は「芳香族炭化水素の2個以上の水素がヒドロキシル基(水酸基)で置換された化合物の総称」です(図7)。

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                   図7

 ポリフェノール類は、解糖系路から生じるホスホエノールピルビン酸とペントースリン酸経路で生じるエリスロースー4-リン酸から、シキミ酸経路という生合成経路によって、地球上ではおそらく植物だけがその体内に産生することのできる非常に酸化還元電位が高い(電子を渡し易い)有機化合物の一群です。お茶、ワインのカテキンや各種タンニン類、大豆製品のイソフラボン類、イチゴやブルーベリーの赤や紫の色素成分であるアントシアニン類、タマネギに含まれるケルセチン、蕎麦やアスパラガスの穂先に含まれているルチン、胡麻のセサミノール(図8)。

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                  図8

 カタカナにすると全て異なる有機化合物のように思えますが、これらの化学構造はほとんど類似していて、ベンゼン環上に並んだ2つの水酸基(カテコール構造)が実際に活性酸素の還元反応に携わる部位になります。一時はポリフェノールを単独で摂取することにより、あたかも全ての人が皆等しく病気予防が可能であるかのようにマスコミで大きく、さかんに取り上げられ、「誰でも赤ワインで病気予防!」などという時代もありました。ポリフェノールだけで病気予防ができるほど人間の体の仕組みは単純ではないし、効いた人の話だけを取り上げ、効かなかった人の話は無視するような風潮には眉をしかめたものです。いずれにしても、化学で説明できるのはほんの一部の現象だけであることをわきまえておくことは、化学を学んだ者の最低限のマナーです。

3―(2). カロテノイド(carotenoid)
 カロテノイドとは天然に存在する色素(黄色、橙色、紅色など)成分の中で、化学式 C40H56 の基本構造を持つ化合物の誘導体のことでテトラテルペンともいいます。植物の細胞内でグルコースが解糖経路に分解されたアセチルCoAがが3分子縮合したHMG-CoAが出発物質になり、コレステロールの生合成経路でもあるメバロン酸経路によって再合成されます。メバロン酸経路では、その過程で極性の高い酸素原子がどんどん無くなっていきますので、最終的には非常に脂溶性の高い有機化合物の一群になります。トマトの赤色、ニンジンやカボチャの橙色、スイカ、鮭、海老、蟹のピンク色。全てカロテノイドの一種でそれぞれに固有の名前がついています(図9)。図9からも分かるように、極めて類似した化学構造有しています。

Blg9

                   図9

 それぞれの化学構造に共通する最大の特徴はなんと言っても多数の炭素―炭素二重結合が連続して繋がっているということです(共役二重結合)。共役二重結合に存在するπ電子は、共役結合を形成する炭素間に共有する電子の集合体になりますから、自ずと酸化還元電位が高く(電子を渡し易い=還元能力が高い)なり酸化還元電位の低い(電子を受け取り易い=酸化能が高い)分子、すなわち活性酸素類を還元、トラップする(抗酸化作用)という仕組みになるわけです。
 ポリフェノール類とカロテノイド類の抗酸化機構を簡単にまとめると図10のようになります。

Blg10

                   図10

 このように生体成分を傷つける活性酸素類をトラップすることから病気予防、がん予防などに効果があるとされたわけです・・・が、本当にこれらの化合物を単独で摂取すれば予防できるのでしょうか。例えば、ポリフェノール類酸素を還元トラップし終えるとオルトキノンに、多数の共役二重結合を有するカロテノイド類が酸素をトラップすると一時的に非常に毒性の高いとされる過酸化脂質と同じ構造を有する過酸化物になります(図10)が、これらの化合物の毒性試験を行ったというお話を私は未だ知りません。β―カロテンが発がんプロモーション過程を抑制することが分かり、「がん予防に効果あり!」と一世を風靡したのは十数年前だったでしょうか。その後の米国の臨床研究で摂取過多の場合、逆にプロモーション過程増加傾向が認められ、今では、全く話題にも上らなくなりました。化学構造と酸素の特性が分かっていれば容易に想像できたはずなのですが・・・。

4. おわりに
 今回は漢方とは一見すると対極にある化学を使って病気予防についてお話しました。いかがでしたでしょうか。私は決して化学を否定するつもりはありません。ですが・・・化学で分かっていることは本当に微細な部分に過ぎません。最新の化学を妄信するのではなく、冷静に遠くから静かに見て、使える部分は大いに利用するべきだと思っています。いかに効能効果があるモノ(有機化合物に限らず)でもそれ単独だけでは何事も解決することはできないことはちょっと考えれば誰もが分かるはずです。色々な素敵なモノを足し算してこそ、予想以上の効果が得られるはずなのですが・・・。西洋薬も切れ味の良い薬であればあるほど、その副作用も大きいはずです。色々な漢方方剤が複数の生薬から構成されているのもうなずけることです。
 さて最後に人体に無毒で安全な究極の抗酸化物質を紹介して本稿を終わりにしましょう。
 人体に無毒で安全な究極の抗酸化物質とは・・・還元型のビタミンCです(図11)。

Blg11

                                   図11

 酸化還元電位も相当高く過酸化物などもいとも簡単に還元して水酸基に変換してしまう優れものです。還元型のビタミンCを空気中に放って置くと、1時間ほどでその20%が酸素によって酸化型のビタミンCになってしまうほどです。
 しかしながら、この還元型のビタミンCとても、口から多量に摂取したとしても、化学構造的に非常に極性が高い(水に溶けやすい)ため、体内には吸収され難く、そのまま尿として体外に排泄されてしまいます。ですから、還元型のビタミンCを含む食材(獲れたて、もぎ立ての野菜、果物・・)他の食材といっしょに笑いながら(感動しながら)食べる。これが一番の病気予防方法ではないかと思います。

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