健康長寿ネット

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酸化ストレス

酸化ストレスとは

 酸化ストレスとは、「酸化反応により引き起こされる生体にとって有害な作用」のことです。

 酸化や還元といった言葉は日常よく耳にするのですが、きちんとした意味を知っている人は少ないかもしれません。酸化とは分子が電子を放出する反応、還元とは電子を受け取る反応と化学用語では定義されています。

 一般的には、ある分子に酸素(原子)が結合することにより酸化反応がおこります(図1)。いろいろな金属が錆びたり、古い油が茶色になったり、火が燃えるのはみな酸化反応です。

 私たちは呼吸をすることで酸素を取り入れ、食品を食べることにより糖質、脂質、タンパク質などの栄養素をからだの中に摂取しています。栄養素から私たちのからだの働きの元であるエネルギーをつくるため、栄養素を燃やすこと、すなわち"酸化"が必要なのです。

図:酸素(原子)が結合する酸化反応の様子

図1:分子の酸化

活性酸素

 栄養素の多くは分解され、グルコース(糖の一種)や脂肪酸となって細胞の中にあるミトコンドリアという小器官で酸化をうけます(酸化的リン酸化反応)。この時、酸素は他の分子との間で電子をうけわたすことにより不安定となり、活性酸素と呼ばれる物質となります。

 活性酸素は元の酸素よりずっと他の分子を酸化する能力が高いという性質をもっています。

 細胞の中でつくられる活性酸素の多くはミトコンドリア由来であると考えられています。ほとんどの活性酸素はそれを除去する酵素や抗酸化剤(リンク1参照)で消去されるため問題はありません(酸化ストレスの防御系)。

 しかし、過度の運動や運動不足、偏った食事、喫煙などの不健康な生活習慣(リンク2参照)、あるいは慢性炎症などによって活性酸素の生成と消去のバランスがくずれると、酸化ストレスが生じて老化や老年病の原因となる可能性があります(図2)。

 一方、活性酸素はこれまでに述べたような有害な作用だけではなく、からだにとって有用なものでもあります。例えば、感染がおこった時に好中球などの炎症細胞からつくられる活性酸素は細菌を殺すのに役立っています。

図:酸化ストレスの生成と消去系のバランスを示すイラスト。活性酸素生成系には喫煙、炎症、老化の酸化ストレス状態がある。一方、活性酸素消化系には活性酸素消化酵素、抗酸化剤により正常状態を保つ働きがあり、通常はバランスが保たれることを表している。

図2:活性酸素生成系と消去系のバランス

リンク1 「抗酸化剤」

リンク2 「生活習慣の改善」

酸化ストレスが続くと

 酸化ストレスが高い状態が続くと、私たちのからだを構成する全ての分子-核酸(DNAやRNA)、タンパク質、脂質、糖質が酸化されていきます。いろいろな病気でこれらの酸化された分子が蓄積していることがわかっています。

 例えば、糖尿病では糖が酸化されタンパク質と結合した異常な糖化タンパク質が増加しています。

 また、動脈硬化を起こした血管では酸化脂質が溜まることにより血管の内径が狭くなった結果、血液の流れが悪くなると言われています。

 パーキンソン病(リンク3参照)やアルツハイマー病(リンク4参照)といったお年寄りに多い脳の病気でも、酸化をうけた核酸やタンパク質が蓄積していることが知られています。これらの酸化された生体分子は病気の原因となっている可能性があります。

リンク3 「パーキンソン病」

リンク4 「アルツハイマー病」

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