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生命の進化と活性酸素①

kadono-cl.com — Thu, 12 Mar 2015 08:53:35 +0000

　生命の起源は約 35 億年前と言われています。生命とも言えないような生命が地球に誕生したとき、太古の海や大気には酸素は含まれていませんでした。
　我々は子供の頃、未開の人々は 10 以上の数を数えられず、それ以上の数は「たくさん」と表現すると嘲笑っていましたが、なに、我々だってあまり変わりはないのです。毎日１００万円を使えば、１兆円は一体何年ぐらいで使い切ることが出来るでしょうか。このクイズがすぐ出来る人は未開の人を嘲笑うことが出来ますが、出来ない人はまあ似たようなものなのです。毎日１００万円を使うのを想像するのは不愉快な話ではありませんので、次号で正解を見るまでに楽しんで考えておいて下さい。
　少し話がわき道にそれましたが、とにかく 35 億年前という途方もない大昔、生命が地球に誕生し、それが進化に進化を遂げ、ついに人間が誕生したのです。わずか約５００万年前と言われています。ざっとこの進化を振り返ってみますと、 35 億年前から約５・５億年前までの約 30 億年間、太古の海に誕生した生命は、多くは単細胞のまま、ほとんど進化をしませんでした。それが、約５・５億年前のカンプリア紀と呼ばれる時代になって、一斉に花が咲くように原始の生命は多細胞化し、多彩な種別に分かれ始めたのです。これをカンプリア紀の生命の大爆発と呼んでいます。環境が激変したのに違いありません。
　何が起こったのでしょう。それは大気中の酸素濃度の上昇でした。太古の地球には酸素はほとんど存在せず、生物たちは非常に粗悪なやり方で生命を維持するためのエネルギーを取り出しており、だから進化や分化をする余裕が全くありませんでした。しかし細々と発生してきた植物（藻類）の光合成により、地球上の酸素濃度が徐々に上昇し、現在の酸素濃度の約１０００分の１になったのがこのカンプリア紀だったのです。それまでの生物にとって酸素は猛毒だったので、この酸素濃度の上昇によって多くの生物が壊滅的な打撃を受けたことでしょう。しかし全滅することはなく、あろうことか、この猛毒を利用してエネルギーを取り出す仕組みを構築し始めたのです。やってみるとこの方法はとても効率がよく、例えて言えばロウソクの火と原子力発電くらいの差があったのです。
　生物たちが酸素を利用して取り出したこのエネルギーは、生命の維持だけでなく、余った分は多細胞化や生物の多種類化、つまり生物の進化に向けられるようになってきたのです。
　しかし、酸素という猛毒を利用したエネルギーの取り出し方は、生物にとって都合のよいことばかりではありませんでした。ちょうど原子力発電が種々の困難な問題（放射性廃棄物、放射能漏れ、等々）を抱えているのと同様に、活性酸素の処理という厄介な問題を抱えてしまうことになったのです。生物が酸素を使って糖を分解してエネルギーを取り出す過程は、まるで魔法のように精緻に出来上がっていますが、どうしてもこの過程で活性酸素が発生してしまうのです。したがって、我々は何もしなくても、生きているだけで活性酸素の害を受け続けており、これが老化や多くの慢性病の根源的な原因となっているのです。「生きているのが健康に最も悪い」のです。
（2005年11月1日掲載記事）

生命の進化と活性酸素②

kadono-cl.com — Thu, 12 Mar 2015 08:54:05 +0000

　前回のクイズの答えです。毎日百万円を使えば、１兆円は何年で使い切ることが出来るのでしょうか。私の計算では約２７００年になりました。間違っているかもしれませんので、検算してみて下さい。毎日の新聞には何兆円、何十兆円という数字が踊っていますが、私たちは、「えらい仰山のお金やな」と思うだけなのです。 10 以上の数を「たくさん」と表現する人たちを嘲笑う資格はどうやら無さそうです。人間の数に対する想像力がいかに貧困であるかこのクイズで私は思い知ったのですが、皆様はどうだったでしょうか。
35 億年の生命の歴史の中で、５・５億年前のカンブリア紀に我々の祖先は酸素を利用して生活する能力を獲得しました。このやり方は非常に効率が良いので以後の生物の進化の原動力となったのですが、具合の悪いことに、この過程でどうしても活性酸素が発生することを前回申し上げました。
　活性酸素は通常、スーパーオキシドラジカル、ヒドロキシルラジカル、過酸化水素、一重項酸素の４種類であるとされています。話の都合上、難しい名前を並べ立てましたが、覚える必要は全くありません。ただ、この４種類の活性酸素は全て酸素を利用した代謝の過程で発生することをご理解下さい。
　現在では、人間の全呼吸酸素の約２％が代謝の過程で活性酸素になっていると計算されており、その量は大人では年間約２ kg にもなると推定されております。こんな大量の活性酸素の攻撃を受けているだけでは生物の方もたまったものではありません。そこで生物の方も、「やられるだけではたまらない」と、約５億年の進化の過程で色々な防衛手段を発達させてきました。その一つが、高等動物では「活性酸素消去酵素」と呼ばれる酵素群なのです。
　１９６９年（約 35 年前）、スーパーオキシドラジカルを消去する酵素、スーパーオキシドジスムターゼ（通称ＳＯＤと呼ばれる）が発見されました。当時はまだ活性酸素が寿命や病気、つまり生命活動に深く関与しているとは考えられていなかったのですが、この酵素の発見により、エネルギー代謝過程での活性酸素生成の重要性がクローズアップされるようになったのです。ＳＯＤが消去するスーパーオキシドラジカルは代謝の最も最初の段階で発生し、周りを酸化しながら、自身は今ひとつの活性酸素である過酸化水素に変身し、さらに周りを酸化しながら、最も過激な活性酸素であるヒドロキシラジカルを発生させる根源的な活性酸素なのです。活性酸素除去酵素はＳＯＤのほかにも、過酸化水素を分解するカタラーゼやグルタチオンペルオキシターゼが知られています。
　しかし、最も活性が強く悪質とされているハイドロオキシラジカルに対する除去酵素を人類はまだ獲得するに至っておりません。我々は進化の過程にいますから、近い将来（多分１万年か１０００万年先）には、この能力を獲得しているかもしれませんね。もしそうなれば、人間の寿命はもっと延びているでしょうし、我々を悩ませている色々な病気もうんと少なくなっているかもしれません。人類が絶滅していなければ、の話ですけど。
《参考文献》
『活性酸素の話』永田親義／講談社ブルーバックス
『不老革命』古川敏一／朝日新聞社
（2005年12月1日掲載記事）

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