感染症と5-ALA

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身近にある感染症
私達の身の回りには、目に見えない多くの細菌やウイルス、カビ(真菌)などの微生物が存在しています。その中で、感染症を引きおこす微生物を病原体といいますが、それらの病原体が、接触、空気、動物、虫、食べ物などを媒介して体内に侵入し、増殖することにより感染症が発症します。中でも細菌とウイルスは、感染症を引き起こす微生物の代表的なものです。

細菌とウイルスの違い
よく細菌とウイルスが混同されていますが、この2つは全く異なる性質を持っています。最も大きな違いは、細菌は自分の力で増殖できますが、ウイルスはヒトや動物の細胞の中まで入らないと増殖できないという点です。ウイルスが原因の感染症には、インフルエンザ、風疹、ノロウイルス性胃腸炎、そしてエイズやエボラ出血熱などがあります。一方、細菌が原因の感染症は、大腸菌による膀胱炎、サルモネラ属菌による食中毒、百日咳、結核、コレラ、赤痢、などがあります。たとえば、膀胱炎など細菌による感染症の場合には抗菌薬が有効ですが、インフルエンザなどウイルスによる感染症の場合、抗菌薬は全く効果はありません。細菌による感染症で厄介なのは、抗菌薬に耐えた細菌が生き残り、抗菌薬が効かなくなる「薬剤耐性菌」という細菌が出現する場合です。そのようにして増えていく「薬剤耐性菌」に対抗するには、それらの菌に合わせた効果を発揮する抗菌薬が必要ですが、そのような効果をもつ薬を開発することが難しくなっています。

細菌とウィルスによる感染症

5-ALAでマラリアの増殖を抑制
三大感染症と言われるエイズ、結核、マラリアでは毎年300万人以上もの命が奪われています。中でもマラリアは、世界の総人口の約半数がマラリアの脅威にさらされ、2015年には約44万人もの死亡者が出ています(WHO調べ)。蚊を媒介してマラリア原虫が人の体内に侵入し発生する感染症ですが、現代の医療技術をもっても中々、絶滅させることが難しい疾患です。その理由は、これまで多くの抗マラリア薬が登場していますが、薬に対する耐性を持ったマラリア蚊が発生してくるため、薬の開発とマラリア蚊のいたちごっこが続いています。

このような状況の中、長崎大学ではすでにサプリメントとして販売されている5-ALAが、マラリア原虫の増殖を抑制して、さらに治癒したマウスが再感染に100%抵抗性を示すことを突き止めました。これは免疫がついてきており、ワクチンの代用にもできる可能性が高いということです。すでに試験管内での実験では、5-ALAがヒトに感染する熱帯熱マラリアの増殖を抑えることを確認したほか、マウスを用いた実験でその治療効果と再感染防御効果が確認されており、マラリア制圧の可能性が大きく高まっています。

参照:長崎大学学術情報「北教授らの研究により、マラリア制圧に大きな前進」より
http://www.nagasaki-u.ac.jp/ja/about/info/science/science108.html

一言で伝えきれない5-ALAの魅力
ミネラルとの関係を紐解く

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ミネラルとの相性がとてもいい5-ALA!
5-ALAは、細胞の中のミトコンドリアという小器官でミネラルの一種である鉄(Fe)と結合し、ヘムという物質へ変化していきます。そこにグロビンという物質が結合することでヘモグロビンというタンパク質になります。このヘモグロビンは全身の組織へ酸素を運搬する働きがあり、ヘモグロビンの量が少なくなると疲れやすくなったり貧血を起こす原因となります。またヘムは、ヒトや動物などのエネルギー源となるATP(アデノシン三リン酸)に変化します。
私達が生きていく上で必要なエネルギーはこのATPから得ていて、生命のエネルギー源として非常に重要な物質です。しかし5-ALAだけでは、ATPを作り出すことができません。5-ALAに鉄(Fe)が加えられることによって、ATPを作り出す能力を促進させることができるのです。また、5-ALAにミネラルの一種であるコバルトが加わるとビタミンB12が合成されます。ビタミンB12は造血のビタミンと呼ばれ、赤血球の合成を促します。
その他、亜鉛や銅といったミネラルとも5-ALAは相性がよく、5-ALAが効率よく働くためにはミネラルは欠かすことができない成分です。

ミネラルと相性のいい5-ALA

現代人はミネラル不足!?
5-ALAと相性の良いミネラルですが、ひと口にミネラルといってもたくさんの種類があります。その中で私たちの体に存在し、栄養素として欠かせないものとしてわかっているのが16種類のミネラルで、「主要ミネラル」と「微量ミネラル」に分類されています。「主要ミネラル」はカルシウム、リン、イオウ、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、塩素の7種類、「微量ミネラル」は鉄、ヨウ素、亜鉛、銅、セレン、マンガン、コバルト、モリブデン、クロムの9種類です。
これらのミネラルはそれぞれ働きが異なり、私たちの体の機能を正常に働かせることに貢献しています。しかし残念なことにミネラルは体の中では作り出すことができないため食事から補うしかありません。近年、摂取量が最も不足しているのがカルシウムで、同じようにカリウムや亜鉛も不足傾向にあります。
その理由は、食生活の変化です。コンビニのおにぎりや、ハンバーガー、ラーメンなどのファストフードなどが中心で極端に野菜が少ない食事をしていたり、乳製品や小魚などを取る機会が減ってきたことが挙げられます。一方で、摂り過ぎに注意する必要があるミネラルもあります。例えばリン。これはカルシウムと結合することで、歯や骨を作るもとになり、細胞のもとにもなる必要不可欠なミネラルですが、リンは加工食品やレトルト食品などの食品添加物に含まれていて、一緒にとったミネラルがリン酸と結合して体外に排出されてしまうのです。銅、鉄、亜鉛の微量ミネラルなどは吸収を阻害されてしまうので、無添加・無調整といった加工度の低い食品を多く食べたほうがいいようです。
体に必要とされるミネラルは積極的に補って、多くを必要としないミネラルは過剰な摂取をしないよう心がけましょう。

一言で伝えきれない5-ALAの魅力
医療分野での応用が広がる5-ALA

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がんの診断薬としても注目されている5-ALA
がんの治療法の一つに光線力学療法(photodynamictherapy:以下PDT)という治療法があります。これは、がん細胞のところに集まる性質を持っている成分(主に蛍光物質)を投与して、その部分に光を当てて、がん細胞を死滅させるという治療法です。正常な細胞への影響が少なく、体への負担が軽い治療法として知られています。この治療法は光を当てると、がん細胞の部分だけが光るという特徴があるのですが、その光っている部分だけを切除していく光線力学診断(PDD:Photodynamicdiagnosis)という診断があります。
現在は、光線力学療法では蛍光物質としてレザフィリンという薬剤が主流ですが、近年5-ALAを用いた光線力学診断も実施されるようになってきました。5-ALA(5-アミノレブリン酸)は体内に取り込まれると、正常な細胞では、ヘムという物質に代謝されていきます。しかし、がんの場合、5-ALAががん細胞に過剰に集まり、蛍光物質(PPⅨ)に変わるという現象がおきます。 

5-ALAを取り込んだ際の、正常細胞とガン細胞での代謝の違い

この蛍光物質に青い光と当てると、がん細胞の部分だけが赤く光るため、正常な細胞との区別がつきやすくなり、小さながん細胞の見落としが軽減されます。人の目では認識できないがん細胞が可視化できることで、より正確に摘出することができるのです。

膀胱がん手術画像(光線力学診断

すでに悪性神経膠腫(しんけいこうしゅ)や膀胱がんの手術時に使用する診断薬として保険適用となっています。また、胃がんの腹膜播種(ふくまくはしゅ)に対しても薬事承認に向けた取り組みが実施されています。元々5-ALAは、動植物の体内に含まれている天然のアミノ酸ですので、人体に負担を与えず安全性がとても高い成分であることから診断薬として注目されてきました。

2017年4月に、特殊な光源を用いた医療に関する診療や研究、教育を行う日本初の本格的な「光線医療センター」が高知大学医学部附属病院に設立されました。このセンターでも5-ALAと光を用いた脳腫瘍、皮膚表皮内がん、膀胱がん、前立腺がんにおける研究、開発が行われています。5-ALAを使った光線力学治療は、多くのがんに応用できる汎用性の高い最新医療技術であることから、がんに悩む数多くの患者さんにとって大きな福音をもたらすことが期待されています。

進化の過程で生命を支えてきたアミノ酸 ALA

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地球が誕生した時、酸素はなかった!?
私たちの祖先は、はるか大昔、酸素が嫌いな生命体と酸素が好きな生命体が、融合し進化してきたといわれています。酸素が嫌いな生命体?ということは「呼吸ができない」というように思いがちですが、実は地球が誕生した約46億年ほど前の地球には、酸素はほとんど存在しておらず、大気のほとんどは二酸化炭素でした。
地球上に生命が誕生したのは約38億年前。この頃、陸上では火山活動が活発で、生命が生存するには厳しい環境です。そんな中、最初の生命が誕生したのは海の中でした。生物の原料となるアミノ酸や糖などの有機物が、様々な気象現象や隕石によって原核生物が誕生しました。これらの原核細胞は、酸素を使わずに海中の有機物を取り入れて生息していました。その後、地球上ではじめて光合成を行うラン藻植物(シアノバクテリア)が登場し、地球上に酸素が放出されるようになってきました。
このシアノバクテリアは、細胞の中に核を持たない原核生物で、植物の祖先にあたります。生命進化の最も初期に出現し、十億年間も酸素を発生し続けたおかげで、大気に酸素が存在するようになりました。現在でもこのシアノバクテリアの仲間は、池や沼、海に多く存在しています。

昔の地球

細胞の進化に関わるミトコンドリア
その後、原始生物にとって猛齊だった酸素を、進化の過程で細胞の中に酸素を利用してエネルギーに変えることのできるミトコンドリアと、核を取り込み生きられる生物「真核細胞生物」が誕生しました。ミトコンドリアが細胞の中で共生できるようになってはじめて、大型化・複雑化が可能となりました。このような現象が起きなければ、人間はもとより、他の知的生命や多細胞生物も存在していなかっただろうといわれています。酸素のなかった遥か昔から地球には生物が存在し、酸素が増えてきた地球の環境に細胞と核、ミトコンドリアが融合し、細菌、植物、脊椎動物、魚類、爬虫類、哺乳類へと進化してきました。とてつもない長い時を経て、私たちは形作られてきましたが、人間や動物に限らず植物の細胞の中には、必ずミトコンドリアという小器官が存在しています。このミトコンドリアこそが、酸素を利用して糖分や脂肪を原料に私たちが動くためのエネルギーを生み出しているのです。

ミトコンドリアの機能を高めるALA
このミトコンドリアの中で作られるALA(5—アミノレブリン酸)は、先程の地球上に生命が誕生した時から存在しているアミノ酸で「生命の根源物質」と言われています。太古の昔から、今では動物から植物まで幅広い種に存在し、生命活動を支える重要な役割を担っています。

ALAの不思議な魅力
ー水産分野でも応用が広がるALAー

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天然の海の幸が、食べられなくなる!?
今年は静岡の桜エビ漁が、かつてないほどの不漁だったり、宮城県での水ダコの漁獲高が去年の3割程度だったり、天然の海産物の不漁が続いています。毎年このような不漁のニュースが流れますが、やはり乱獲や気候変動の影響により天然の水産資源が減っていっていることは否めません。実際、漁船による漁獲高は1980年代後半以降、頭打ち状態です。加えて、世界ではここ50年間で、海産物の消費量が5倍も増加しています。
漁獲高が頭打ちになっていて消費量が増えていているにも関わらず、海産物が流通しているのは、養殖による生産量が大幅に増加してきたからです。2013年には、ついに、養殖の生産量が漁船による漁獲生産量を上回りました。もはや世界の水産物生産の主力は漁船漁業から養殖業に移りつつあります。今後の世界の水産物需要の増加に対応していくためには、養殖産業なしには考えられません。しかし、このままの養殖生産の伸びを持続したとしても、人口増加の比率と比較すると、2030年には5000万トンぐらい足りなくなってくると予測されています。つまり、これからさらに養殖生産の技術が上がってこないと、海産物がさらに食べられなくなるのです。

人気のエビでもALAが効果的?
海産物の中でも寿司や天ぷらなどで人気のエビですが、日本では、消費量の92%を輸入に頼っています。この輸入エビの大半は養殖エビで、タイやベトナム、インドネシアなどから輸入されていますが、養殖エビの生存率は6割ほどで、4割が漁獲前に死んでしまい、さらに伝染病にかかると全滅するリスクがあります。生産性をあげるために、水質の改善を図ったり、免疫機能を回復させる薬の開発が盛んです。ALAも養殖分野で飼料としての開発が進められており、エビやシラスウナギで、酸欠や感染症の予防、生育促進などへの効果が実証され、今では水産用混合飼料として販売されています。

ALAの水産・畜産への応用

水産~畜産分野まで応用が広がるALA
人口増加や天然資源の枯渇によって、これから養殖の需要はますます増えてきます。ALAは海産物の養殖分野だけでなく、養豚、養鶏、畜産分野でも広がりを見せています。人から植物、そして動物に至るまで、これからの世界の食料事情を支える大きなファクターとなってくるのではないでしょうか。