体内金属3

活性酸素と金属の戦い

酸素は体内でエネルギーを作り出してくれる大事な元素である。と
ころがこれが分子になった時、対になっていない電子を持つ活性酸
素になると、この電子が体の中でさまざまな物質と激しく反応する
性質を持つことになる。これがいわゆる活性酸素のもつ毒性なので
ある。老化もこれが原因のひとつだと考えられている。

体を攻撃する活性酸素を分解する酵素のひとつにスーパーオキシド
ジスムターゼ(SOD)という酵素がある。このSODの体内濃度が高いほ
ど長生きの可能性が高いとされる。そして SODと呼ばれるこの酵素
の活性部位には銅、亜鉛、鉄、マンガンなどの金属が結合されてい
る。どうもこのあたりが、からだに金属が必要な理由のようにみえ
る。そこでその理由を見てみることにしたい。

好気性生物は、地球に膨大に増えた酸素を取り込むことで、嫌気性
生物が持っていたエネルギー代謝より、さらに大きなエネルギーを
得るという生存戦略をとった。だが、同時にその酸素が活性酸素と
して生体を攻撃する。

そこで好気性生物はまず鉄を含むSODを手に入れた。次に､マンガン
や銅を含むSODを手に入れた。さらには鉄やマンガンを含み過酸化
水素を分解するカタラーゼという酵素や半金属であるセレンを含む
グルタチオンペルオキシダーゼと呼ばれる酵素なども手に入れた。

そしてこうした酵素を総動員して活性酸素との戦いを進めながら酸
素が作り出す高エネルギーを活用することによって、生物としての
途方もない進化を獲得してきたといえるのである。酸素が持ってい
る高いエネルギー生産力を、金属を巧みに使ってその毒性を封じて
きた歴史。それが｢体内金属｣が持つ重要な姿のひとつであるといっ
ても過言ではない。

だが、からだの中で働く金属は活性酸素との戦いばかりに使われる
のではない。体内金属はさらに、体内の次のような働きを促進する
ために蛋白質をはじめとする巨大な分子をコントロールしている。

そのひとつはこれまで見てきたように酸素分子を自由に体内に取り
込むこと、もうひとつは蛋白質、酵素、脂肪、糖類、核酸類などの
働きを円滑にし、その構造を保つことである。こうした働きをコン
トロールするために、体内に微量の金属元素が必要とされる。それ
故にこれらの金属を｢微量金属元素｣とも呼んでいる。

体内における元素の濃度を見たとき、体重1グラムあたり１～100マ
イクログラム(μg：100万分の１グラム)の割合で存在する元素を微
量元素と呼び、体重1グラムあたり20～1000ナノグラム(ng：10億分
の1グラム)の割合で存在する元素を超微量元素と呼ぶ。このふたつ
をあわせると23種類の元素があるが、そのほとんどが金属元素だ。

中でも、これをきちんと摂取しないと機能障害が現れたり、これを
取り入れることで他の元素等では見られない効果や栄養改善が見ら
れるものを必須微量元素と呼ぶ。その中で微量金属の代表的なもの
を取りあげれば、鉄、亜鉛、マンガン、銅、セレン、モリブデン、
ニッケル、クロム、コバルト、バナジウムなどがあげられる。

また体重1グラムあたりの濃度がミリグラム(mg：1000分の1グラム)
以上のものは、少量元素、多量元素と呼ばれるが、これらの中にも
必須金属元素がある。カルシウム、カリウム、ナトリウム、マグネ
シウムがそれである。一般にはこれをミネラルと呼んでいる。

以上14種類の生体金属元素がからだにどのような働きをしているか
の基礎知識については、ここではとても書き切れない。これについ
ては｢金属は人体になぜ必要か｣という本に詳しい解説があるので興
味のある方はぜひご覧いただきたい。なかなか楽しい本である。こ
こではただ、生体金属の過不足が、からだにどのような影響を与え
るかの例をいくつか示すにとどめておきたいと思う。

[4]へ続く