膵臓がんを対象とした臨床試験は有望と思われる
フリーラジカルは、人間の生体機能において逆説的な役割を果たす、小さく不安定な分子です。特定の身体機能には不可欠ですが、その活動が抑制されないまま放置されると、細胞損傷をはじめとする多くの悪影響を引き起こすことがあります。私たちが呼吸する空気から食べる食品まで、フリーラジカルは自然プロセスと、汚染、放射線、不健康なライフスタイルなどの外部要因の両方から発生します。
私たちの体には抗酸化作用のある防御機構が備わっていますが、過剰なフリーラジカルの生成は、これらの保護機構を圧倒してしまう可能性があります。しかし、良いニュースもあります。フリーラジカルを理解することが、その影響を最小限に抑えるための第一歩なのです。
では、フリーラジカルとは一体何なのでしょうか？なぜそれほど反応性が高いのでしょうか？そして、人体の中でどのように形成されるのでしょうか？このギャラリーをクリックして、これらの答えやその他の情報をご覧ください。
宇宙のすべての原子は、原子核の周囲を殻で囲まれた電子で構成されています。フリーラジカルとは、外殻に少なくとも1つの不対電子を持つ原子または分子のことで、その不対電子のために不安定な状態になっています。それらは単独でも存在できますが、他の分子と絶えず反応することで安定性を求める傾向があります。
フリーラジカルは電子の数が奇数であるため、不対電子が生じ、化学的不安定性を引き起こします。この構造がエネルギー的な不満を残し、安定を得るために他の分子から電子を積極的に奪おうとします。
フリーラジカルは、不対電子を持つため反応性が高く、通常は短時間しか存在しません。多くの場合、近くの分子と即座に反応し、多くのラジカルは遠くまで拡散する前に対になったり、崩壊したりします。
フリーラジカルは、他の化合物から電子を奪うことで連鎖反応を引き起こします。1つの分子が攻撃を受けてラジカルになると、そのラジカルが連鎖反応を引き起こし、その経路にある多くの分子に急速に広がり、損傷を与える可能性があるのです。
生物学的状況では、フリーラジカルは多くの場合、酸素原子と窒素原子（この文脈では「種」と呼ばれる）に限定され、反応性酸素種（ROS）および反応性窒素種（RNS）を指します。有機反応性酸素種の例をここに示します。
フリーラジカルは生物学において二重の役割を果たしています。低濃度では、ROS/RNSは細胞シグナル伝達や免疫防御などの有益な機能を発揮します。しかし高濃度になると、これらの同じラジカルが酸化ストレスを引き起こし、実際に体の細胞に害を及ぼす可能性があります。
酸化ストレスは、フリーラジカルの生成が、抗酸化物質によってそれらを中和する体の能力を上回ったときに発生します。この不均衡は正常な機能を乱し、体の多くの部分に害を及ぼす可能性があるのです。
正常な細胞代謝では、副産物としてフリーラジカルが継続的に発生しています。細胞が呼吸（酸素を取り込み、二酸化炭素を放出）すると、超酸化物などの活性酸素種が漏出します。体の酵素でさえ、さまざまな生化学反応の過程でうっかりラジカルを生成することがあります。
体は、免疫防御の一部として意図的にフリーラジカルを生成しています。白血球は、侵入した細菌や病原体を破壊するために、ROS（スーパーオキシドの「呼吸バースト」を引き起こすもの）を生成します。
激しいまたは長時間の運動は、筋肉がより多くの酸素を消費し、ROSを生成するため、フリーラジカルの生成を増加させる可能性があります。適度な運動は抗酸化作用を高めますが、十分な回復のない過度の運動は、細胞にフリーラジカルを過剰に蓄積させる可能性があります。これは酸化ストレスや筋肉の疲労につながります。
外部要因もまたフリーラジカルを体内に侵入させたり、その生成を引き起こしたりすることがあります。紫外線やX線は分子を分解してラジカルを生成し、オゾン、工業用化学物質、重金属などの汚染物質はラジカルの生成を触媒し、電離放射線も組織内でラジカルを生成します。
タバコの煙には、豊富なフリーラジカルと反応性の高い化学物質が含まれています。喫煙は体全体に酸化ストレスを与え、組織の損傷の一因となります。
喫煙と同様に、過度のアルコール摂取は代謝過程で活性酸素を生成し、肝細胞やその他の組織に損傷を与えます。このような有害な習慣は避けることが常に最善です。
さまざまな化学物質がフリーラジカルの生成を促進します。農薬、工業用溶剤、または特定の薬剤（一部の化学療法剤や麻酔薬など）への曝露により、反応性物質が生成されることがあります。重金属や遷移金属（鉄や銅など）は、細胞に損傷を与えるラジカルを生成する反応を引き起こす場合があります。
フリーラジカルは、細胞膜を構成し、エネルギーを貯蔵し、体内の信号伝達を助ける脂肪物質である脂質をあっという間に攻撃します。脂質が攻撃されると、膜を硬化させる連鎖反応を引き起こし、体の機能を損なう有毒な副産物を生成します。
反応性ラジカルは、DNAを攻撃して損傷を与えることさえあります。このDNAの損傷が修復されないと、がん化を引き起こす突然変異を引き起こす可能性があります。
時間の経過とともに、人の細胞や組織に蓄積されるフリーラジカルの損傷は、老化の一因となります。これはDNA、タンパク質、脂質に酸化損傷が蓄積し、細胞機能や組織再生が徐々に損なわれることで、人は老化するということを示唆しています。
酸化ストレスは、心臓や血管の疾患に深く関わっています。過剰なフリーラジカルはコレステロールの生成を促進し、動脈にプラークが蓄積する原因となります。フリーラジカルは血管を拡張させる一酸化窒素も消去するため、時間の経過とともに機能不全に陥り、高血圧や心不全の原因となる可能性があります。
脳は酸化損傷を受けやすく、アルツハイマー病やパーキンソン病などの疾患に関与しています。ニューロンは酸素需要が高く、そのために影響を受けやすい性質があります。アルツハイマー病では、酸化ストレスによってニューロンの損失が加速し、認知機能の低下が進んでしまいます。
酸化ストレスは、他の多くの疾患とも関連しています。例えば糖尿病では、合併症の原因となるROSによる組織損傷が見られ、関節リウマチなどの慢性炎症状態では、酸化損傷の増加が認められます。白内障の形成でさえ、累積的なフリーラジカル損傷と関連があることがわかっています。
抗酸化物質とは、フリーラジカルに電子を安全に供与し、その反応性を中和する分子です。電子を「犠牲にする」ことで、抗酸化物質はそれ自体が危険になものになることなくラジカルを安定化させ、重大な生物学的損傷が発生する前に連鎖反応を効果的に阻止します。
食事から摂取する多くのビタミンや化学物質は、抗酸化物質として働きます。ビタミンCとE、ベータカロテン、ポリフェノール（果物、野菜、お茶など）はフリーラジカルを消去します。この栄養素は、血液や組織内のラジカルを中和することで、体の防御機能を強化します。
健康的なライフスタイルは、フリーラジカルの負担を軽減するのに役立ちます。果物や野菜を豊富に含む食事を摂ることで抗酸化物質を摂取でき、定期的かつ適度な運動は抗酸化能力を高めます。喫煙や過度の日光への露出を避けることも、フリーラジカルの生成を最小限に抑えるのに役立ちます。
一部の食品は抗酸化物質を直接供給しますが、体が自ら抗酸化物質を生成するのを助ける食品もあります。牛肉やレンズ豆などの亜鉛を豊富に含む食品は生産性を高める一方でナッツ、種子、全粒穀物は抗酸化酵素に必要なセレンを供給します。
抗酸化サプリメント（ビタミンC、ビタミンE、コエンザイムQ10など）は、酸化による損傷と戦うために使用されていますが、その効果は曖昧です。一部の薬物は、体の自然な免疫システムを強化して活性酸素を除去するのを助けることができます。一方、酸化ストレスに関連する疾患に対する新しい抗酸化療法が研究されています。
睡眠の価値は、いくら強調してもし過ぎることはありません。睡眠中に体はフリーラジカルの損傷に対抗する修復プロセスを活性化します。抗酸化物質のレベルが上昇し、損傷を受けた細胞が除去され、DNA修復メカニズムがより効率的に働きます。睡眠不足はこれらのプロセスを乱し、酸化ストレスを増加させます。
抗酸化物質は健康な細胞をフリーラジカルの損傷から保護しますが、一部の研究では、抗酸化物質ががん細胞も保護し、化学療法や放射線療法などの治療の効果を低下させる可能性があることが示唆されています。がん患者は、治療に支障をきたすおそれがあるため、抗酸化サプリメントを摂取する前に医師に相談してください。
生体内にフリーラジカルが存在することは、20世紀半ばに確認されました。 1954年、研究者たちは、酸素の毒性はフリーラジカルの生成に起因すると提唱し、1956年には医学者のデナム・ハーマンが、フリーラジカルの損傷が老化の原因であるという仮説を立てました。
科学者たちは、疾患におけるフリーラジカルを調節する戦略の研究を続けており、新しい抗酸化化合物や生活習慣の改善方法が研究されています。専門家は、健康の鍵は酸化ストレスのバランスを維持することにあると強調しています。
出典:(Medical News Today)(MD Anderson Cancer Center)(National Institutes of Health)
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フリーラジカルは、人間の生体機能において逆説的な役割を果たす、小さく不安定な分子です。特定の身体機能には不可欠ですが、その活動が抑制されないまま放置されると、細胞損傷をはじめとする多くの悪影響を引き起こすことがあります。私たちが呼吸する空気から食べる食品まで、フリーラジカルは自然プロセスと、汚染、放射線、不健康なライフスタイルなどの外部要因の両方から発生します。
私たちの体には抗酸化作用のある防御機構が備わっていますが、過剰なフリーラジカルの生成は、これらの保護機構を圧倒してしまう可能性があります。しかし、良いニュースもあります。フリーラジカルを理解することが、その影響を最小限に抑えるための第一歩なのです。
では、フリーラジカルとは一体何なのでしょうか？なぜそれほど反応性が高いのでしょうか？そして、人体の中でどのように形成されるのでしょうか？このギャラリーをクリックして、これらの答えやその他の情報をご覧ください。