5-ALAはアミノ酸の一種?

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5-ALAはアミノ酸の一種?
5-ALA(5-アミノレブリン酸)は、アミノ酸の一種ですが、よく耳にするアミノ酸とは別の種類のアミノ酸です。よく耳にするアミノ酸は、私たちの体を構成するタンパク質を作るためのアミノ酸が主で、20種類のアミノ酸(必須アミノ酸と非必須アミノ酸)があります。

【必須アミノ酸(体内で合成できない)】
イソロイシン・ロイシン・バリン・ヒスチジン・リシン・メチオニン・トリプトファン・フェニルアラニン・スレオニン

【非必須アミノ酸(体内で合成できる)】
アスパラギン・アスパラギン酸・アラニン・アルギニン・システイン・グルタミン・グルタミン酸・グリシン・プロリン・セリン・チロシン

アミノ酸

私たちの体のおよそ20%がタンパク質でできていますが、このタンパク質は、これらわずか20種類のアミノ酸が繋がってできていて、膨大な種類のタンパク質がそれぞれの役割を担いながら体の中で働いています。

特殊なアミノ酸5-ALA
これらのアミノ酸以外に、自然界には、約500種ほどのアミノ酸が発見されていて、タンパク質を構成するアミノ酸以外に、体内の細胞や血液中などに蓄えられている特殊なアミノ酸があります。遊離アミノ酸と呼ばれるアミノ酸でオルニチンやタウリンなどがあり、私たちの生体を維持するために重要な役割を担っています。5-ALAもこの遊離アミノ酸の一種で、数多くのアミノ酸の中でも唯一、体内で鉄分と結びついて血液中で酸素を体中に行き渡らせるヘモグロビンとなったり、マグネシウムと結びついて葉緑素の原料になる、とても稀有なアミノ酸です。

36億年前から存在している5-ALA
36億年前の創成期の頃から、地球上に存在する天然アミノ酸のひとつで、生命の根源物質とも言われています。もともと5-ALAは、ミトコンドリアという細胞内の小器官で生まれ、8つの5-ALAが合わさってヘムという物質の元になります。このヘムが生命活動の鍵となり、先程のヘモグロビンになったり、取り入れた酸素と食物をエネルギーに変換する、中心的な役割を担っています。つまり5-ALAがなければ、私たちはエネルギーを得ることができずに、動くことすらできません。

外から摂取された5-ALAの行方は?
多くの場合、体の中に存在する物質は、外から摂取するだけでは本来の効果を発揮する場所までたどり着くことができずにうまく働くことができませんが、5-ALAは、2つのアミノ酸が結合した分子の大きさと同じぐらいの大きさで、細胞の表面にある入り口から細胞内へ入り込むことができます。

細胞イメージ

さらに、細胞内にあるミトコンドリアで生まれた5-ALAは、一度ミトコンドリアの外に吐き出されるので、ミトコンドリアで作られた5-ALAと、外から取りこまれた5-ALAがうまく混ざり合い、再びミトコンドリア内でヘムを構成することできるのです。年齢とともに体内で生産できる量が減っていく5-ALAですが、外から効率よく補うことができるため、体内で5-ALA本来の力を発揮して有効に働いてくれます。

5-ALAはどうやって作られているの?

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体の中で作られる5-ALAなのに減っていく!?
5-ALAは、天然に存在するアミノ酸で、ヒトや動物、植物の細胞内にあるミトコンドリアで作られています。また納豆やワイン、甘酒などの食品中にも含まれていて日々の生活の中で摂取している物質でもあります。ミトコンドリアで作られた5-ALAは、ミトコンドリアの働きを活性化する成分として注目されていますが、残念ながら体内で作られる5-ALAの量は、体が成熟する時期をピークに加齢と共に低下していきます。

5- ALAの製造には、微生物の力が必要!
5-ALA は私たちの体内で果たす役割が大きいにも関わらず、長年注目されてきませんでした。それは、体内ですぐに違う物質へと変わってしまうため、5-ALAの優れた特性が気づかれにくかったということ、そして、人工的に5-ALAを製造することが非常に難しかったことが原因として挙げられます。それが四半世紀もの年月をかけて、光合成細菌という微生物の力を借りた微生物発酵法によって製造法が開発されました。
この光合成細菌は田んぼ等にも存在している微生物で、私たちの身近にも多く存在しています。

5-ALAの製造法は?
では実際にはどのように作っていくのでしょう?5-ALAを作り出すのにもっとも重要なのは、光合成細菌(ロドバクター・セファロイデス)という細菌です。遺伝子組換えを使わずに、長年に及ぶ研究を重ね、少しずつ改良しながら大量生産できるようにさせた特殊な細菌を用います。この細菌の増殖に用いる主な原料は、グルタミン酸ナトリウム、酵母エキス、グルコース、ビタミン、ミネラル等です。
まずこの光合成細菌を発酵させながら少しずつ増殖させ、光合成細菌の数を増やしていきます。そして十分に光合成細菌が増えたところで、5-ALAを生み出すために必要な原料となるグリシンとグルコースを加えます。

5-ALAを生み出す

光合成細菌はこれらの成分を取り込み、光合成細菌の体内で5-ALAに変換させ、蓄積していきます。こうして生まれた5-ALAを分離させ濃縮、不純物を取り除き精製したものを結晶化させると白い粉となり、医薬品や化粧品の原料になります。「発酵」「精製」「結晶化」という3 つの工程を得て、ようやく5-ALAが誕生します。

5-ALA製造工程

健康食品、化粧品、肥料、医薬品まで様々な用途で使用されている5-ALAですが、微生物発酵法という技術を用いて安定的に5-ALAを生産できるのは、世界でも唯一、静岡県袋井市にある工場だけです。今後はさらに製造技術が広がり5-ALAが世界中で浸透してくると期待されています。

いいことづくめのインターバル速歩と5- ALA

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炎症は病気と関係がある?「急性炎症」「慢性炎症」の2つの炎症
風邪を引いた時に熱が出たりしますが、これは外部から細菌やウイルスが体内に侵入し、それをやっつけようと正常に免疫機能が働くため、熱を出して炎症反応を起こします。これを「急性炎症」といいます。一方で、外部から異物が侵入しなくても、老化や体力が落ちることで基礎代謝が下がり炎症を起こす場合があります。これが「慢性炎症」です。「慢性炎症」は炎症のレベルが低いため熱がでたりするのは稀で、ほとんどの人は病気になるまで気がつきにくく、糖尿病や高血圧症、動脈硬化、がんなどにかかる可能性が高くなります。

「慢性炎症」はなぜ起こるのか?
「慢性炎症」が起きる原因の一つとして、加齢に伴って細胞の中にあるミトコンドリアの機能が劣化してくることが考えられています。ミトコンドリアは私たちが動くためのエネルギーを生み出すところですが、ミトコンドリアが古くなってくると機能が低下し、いくら食べ物を取り入れてもそれを動くためのエネルギーに変えてくれません。さらには活性酸素を出し、それが正常な細胞や組織を傷つけて、それに刺激されて炎症反応が起こると言われています。

「慢性炎症」を起こさせないためのおすすめの運動「インターバル速歩」
ストレス解消にもなって気軽にできる「インターバル速歩トレーニング」を紹介しましょう。これは元信州大学教授の能勢博先生が提唱している運動法です。先生の著書「ウォーキングの科学」によると、「生活習慣病を改善する」「睡眠の質を改善する」「認知機能を改善する」など、様々な効果を得られるとのことですのでぜひ実践してみてください。

  1. まず、ウォーキングの前に下半身を中心にしたカラダの筋肉を伸ばすストレッチを行います。
  2. 最初は、速歩から。背筋を伸ばした姿勢を保ちながら、目線は25mほど前を見ます。できるだけ大股でかかとから着地するようにして歩きます。
  3. 速歩のスピードは、普段の歩き方より「ややきつい」と感じるぐらいのスピードです。5分ぐらい歩いている息がはずんでくるぐらいの速度です。
  4. 速歩の時間は3分間が基準です。
  5. 速歩の後に3分間のゆっくり歩きを挟みます。どちらも正確に3分というわけではなく目安です。
  6. この速歩3分とゆっくり歩き3分のセットを1日に5セット行います。

[合計30分 速歩15分 ゆっくり歩き15分]を週4日以上を5ヶ月行えば先程のような様々な効果が出てきます。

インターバル速歩のイメージ

インターバル速歩と5-ALAの関連
5-ALAは血糖値上昇の抑制や、脂肪のエネルギー変換、疲労回復などの働きをすることから「ウォーキングの科学」でインターバル速歩と5-ALAを摂取した実験についても触れられています。『5-ALAを摂取することでミトコンドリアの酸素利用効率が改善し、運動が楽にできるようになると考えられる』と出ています。スマートフォンのアプリでも「インターバル速歩」が出ていますので、気になる方はぜひこちらから試してみてください。(iPhone対応 Android対応版もリリース予定)

参照:ウォーキングの科学(講談社)

5 – ALAと睡眠

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現代人の多くが抱えている睡眠障害
あなたの1日の平均睡眠時間はどれぐらいですか?現在の日本人の平均睡眠時間は7時間40分ほどですが、日本人の多くは睡眠不足で「睡眠障害」で悩んでいる方が5人に1人いると言われています。睡眠障害には、寝つきが悪い「入眠障害」、夜中に何度も目覚める「中途覚醒」、朝早く目覚めてしまう「早朝覚醒」、睡眠時間の割に眠った感じがない「熟眠障害」があります。生活リズムの乱れやストレスなど、不眠を引き起こす原因は様々ですが、高血圧患者の40%、そして糖尿病患者のなんと60%の人が不眠で悩んでいるそうです。

睡眠障害と生活習慣病の関連

睡眠障害と生活習慣病は影響している
交感神経の緊張から睡眠不足になり、それが高血圧を引き起こしたり、徹夜などで血糖値が上がり糖尿病になったり、今度はそれが肥満や合併症になり、生活習慣病が悪化してしまうという悪循環が起こります。もし、生活習慣病の疑いと不眠に悩みがある場合は、生活習慣病の診断と治療を併せて行うことが重要です。

質のいい快眠のための2つのキーワード

  1. メラトニン
    睡眠には「メラトニン」というホルモンが深く関わっています。睡眠を促すメラトニンを分泌しやすくなる環境を作ってあげることが、質のいい快眠のためのコツです。メラトニンは、日が当たると分泌が減り、暗くなってくると増えて眠くなってきます。良い睡眠を得るためには、寝る時には小さなライトも付けずに、限りなく真っ暗な状態にして眠り、朝起きたらたくさんの陽の光を浴びることができるよう、なるべく明るい環境にすることをお勧めします。
  2. 深部体温
    気分が高揚している時はなかなか寝付けないのですが、その時、脳の温度が上昇しています。一方、眠くなる時は手足が温かくなります。手足を温めることでカラダの深部から熱を逃しやすくなります。深部から熱が逃れると、脳が冷えて深い睡眠へと誘います。

睡眠と5-ALAの関係
5-ALAは、細胞のミトコンドリア内で作られるアミノ酸の一種で、外部から摂取することでミトコンドリアの活性が高まり、内臓脂肪を減少させたり、空腹時血糖と食後血糖が改善するという研究成果が学会などで発表されていますが、睡眠の質を高めるという論文も発表されています。ハワイ大学の研究によると、40〜70歳の計40人の被験者を対象に、4ヶ月に渡り5-ALAを摂取したグループと摂取しないグループに分けて試験を行ったようです。試験の結果によると、「5-ALAを摂取していたグループの方が、睡眠の質を改善する効果があると示唆された」と出ており、「メカニズムについてはさらなる研究が必要です」と書かれています。
5-ALAは、外部から摂取すると、体温が上昇し手足が温まってきます。一概には言えませんが、このことを踏まえると、5-ALAを摂取して体温が上昇することでカラダの深部から熱を逃し、脳が冷えて深い睡眠へと誘っていくのではないかと想像されます。

(参照:InternationalJournalofClinicalMedicine)
https://www.scirp.org/journal/PaperInforCitation.aspx?PaperID=38440

水産分野でも注目される5-ALA

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エビの免疫力を5-ALAが増強!?
スーパーなどで手軽に手に入り、甘みが強くプリプリの食感を楽しめるバナメイエビは、今世界で一番養殖されている人気のエビです。

養殖エビ
日本でもベトナムやタイ、インドネシアなど東南アジアから多くのバナメイエビが輸入され、食卓をにぎやかにさせてくれています。しかしバナメイエビに限らず、養殖の車海老やブラックタイガーなどの甲殻類は、様々な細菌やウイルスによる感染症を発生する可能性が高く、2009年以降、エビの致死量100%とも言われて問題になったEMS(細菌感染症)の脅威にもさらされています。
そんな中、2019年4月に開催されたアジア水産学会で東京海洋大学が、5-ALA(5-アミノレブリン酸)がバナメイエビの自然免疫を増強して、細菌感染症に対して防御効果が高まることや成長を促進することを発表しました。細菌感染症に対する耐性が確認されたことから、将来のエビ養殖産業で5-ALAが重要な役割を果たすのではないかと期待されています。

うなぎや、カンパチでも5-ALAが効果的!
5-ALAは動物体内で造血に関与していることから、カンパチに飼料に混合した5-ALAを与えると、一ヶ月で体重と血中ヘマトクリット値(血液中に占める赤血球の体積の割合)が増加していることが解明されました。

カンパチの飼料に5-ALAを配合した際の体重のグラフ
また、うなぎでも5-ALAを使った研究が進んでいて、5-ALAを飼料といっしょにうなぎの成魚とシラスウナギに与えたところ、カンパチと同じく血中ヘマトクリット値と体重が増加したことが分かりました。

水産資源でも食料確保
世界人口の増加に伴って食料の増産が必要になってきますが、陸上での食料資源だけでなく水産分野での食料確保も必要になってきます。すでに多くの水産物は天然物より養殖の方が多く、水産養殖の分野では、飼料効率を改善することが重要な課題になっています。
これまですでに医療分野、畜産分野、植物分野で応用されている5-ALAですが、水産養殖の分野でも応用が広がってくれば、様々な養殖技術と相まって健康的で活きのいい魚介類が安定して供給される未来もそう遠くないのではないでしょうか。