身体の抗酸化システム

体の抗酸化システムは、細胞内の自己酸化を抑制する一連のメカニズムです。

非酵素的自己酸化は、局所的な発生に限られない限り、破壊的なプロセスです。大気中に酸素が出現して以来、原核生物は有機成分の酸化分解という自発的な反応から常に保護される必要に迫られてきました。

抗酸化システムには、脂質過酸化の初期段階で自己酸化を阻害する抗酸化物質（トコフェロール、ポリフェノール）や膜中の活性酸素種（スーパーオキシドディスムターゼ - SOD）が含まれます。この場合、還元中に形成される不対電子を持つ粒子、トコフェロールラジカル、またはポリフェノールラジカルは、膜の親水層に含まれるアスコルビン酸によって再生されます。酸化されたアスコルビン酸は、次にグルタチオン（またはエルゴチオネイン）によって還元され、NADPまたはNADから水素原子を受け取ります。したがって、ラジカル阻害は、ピリジンヌクレオチド（NADおよびNADP）からSRに電子（水素原子の一部として）を輸送するグルタチオン（エルゴチオネイン）アスコルビン酸-トコフェロール（ポリフェノール）鎖によって実行されます。これにより、細胞内の脂質およびバイオポリマーのフリーラジカル状態が極めて低レベルで一定に保たれます。

生細胞内のフリーラジカル阻害システムには、AO 鎖に加えて、グルタチオンとアスコルビン酸の酸化還元変換を触媒する酵素（グルタチオン依存性還元酵素と脱水素酵素）と、過酸化物を分解する酵素（カタラーゼとペルオキシダーゼ）が関与しています。

注目すべきは、2つの防御機構、すなわち生体抗酸化物質連鎖と抗過酸化酵素群の機能は、水素原子（NADPとNADH）の蓄積に依存しているということです。この蓄積は、エネルギー基質の生体酵素による酸化・脱水素化の過程で補充されます。したがって、十分なレベルの酵素分解、つまり体の最適な活性状態は、抗酸化システムの有効性にとって不可欠な条件です。他の生理学的システム（例えば、血液凝固やホルモン）とは異なり、抗酸化システムの一時的な欠乏でさえ、痕跡を残さずに済むことはありません。膜や生体高分子が損傷を受けるのです。

抗酸化防御の崩壊は、SRを構成する細胞や組織の様々な構成要素に対するフリーラジカルによる損傷の進行を特徴とします。様々な臓器や組織におけるフリーラジカル病変の発現の多様性、SR生成物の作用に対する細胞構造の感受性の違いは、臓器や組織へのバイオ抗酸化物質の供給が不均一であること、言い換えれば、それらの抗酸化システムには明らかに大きな違いがあることを示唆しています。以下は、様々な臓器や組織における抗酸化システムの主要構成要素の含有量を測定した結果であり、これによりそれらの特異性について結論を導き出すことができました。

このように、赤血球の特殊性は、抗過酸化酵素（カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ、SOD）の大きな役割にあります。赤血球の先天性酵素異常では、溶血性貧血がよく見られます。血漿には、他の組織には見られないSOD活性を持つセルロプラスミンが含まれています。提示された結果から、赤血球と血漿のASを想像することができます。これには、抗ラジカルリンクと酵素防御メカニズムの両方が含まれます。このような抗酸化システムの構造により、赤血球の酸素飽和度が高いため、脂質とバイオポリマーのFROを効果的に阻害できます。FROを制限する上で重要な役割を果たすのは、トコフェロールの主なキャリアであるリポタンパク質です。トコフェロールは膜と接触するとリポタンパク質から赤血球に入ります。同時に、リポタンパク質は自己酸化に対して最も敏感です。

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さまざまな臓器や組織の抗酸化システムの特異性

脂質および生体高分子の非酵素的自己酸化の誘発的意義から、SPの発生における誘因として、体内の抗酸化防御システムの機能不全を挙げることができます。様々な臓器や組織における抗酸化システムの機能的活性は、いくつかの要因に依存します。具体的には、以下のような要因が挙げられます。

1. 酵素分解（脱水素）のレベル - NAD-H + NADP-H 基の生成。
2. 生合成プロセスにおけるNAD-HおよびNADPH基金の消費度合い。
3. NADH のミトコンドリア酵素酸化反応のレベル。
4. 抗酸化システムの必須成分（トコフェロール、アスコルビン酸、バイオフラボノイド、含硫黄アミノ酸、エルゴチオネイン、セレンなど）の供給。

一方、抗酸化システムの活性は、フリーラジカルの酸化を誘発する脂質の影響の強さに依存します。脂質が過剰に活性になると、抑制が破壊され、フリーラジカルと過酸化物の生成が増加します。

異なる臓器では、代謝の組織特異性に応じて、抗酸化システムの特定の成分が優勢です。NAD-HとNADPHの基質を持たない細胞外構造では、血液によって輸送されるAO-グルタチオン、アスコルビン酸、ポリフェノール、トコフェロールの還元型の流入が非常に重要です。体内のAO供給レベル、抗酸化酵素の活性、およびSTO生成物の含有量の指標は、体全体の抗酸化システムの活性を総合的に特徴付けます。ただし、これらの指標は、個々の臓器や組織におけるASの状態を反映しておらず、それらは大きく異なる場合があります。上記から、フリーラジカル病変の局在と性質は主に以下の要因によって決定されると考えられます。

• さまざまな組織や臓器における抗酸化システムの遺伝子型の特徴。
• 個体発生を通じて作用する外因性 SR 誘導因子の性質。

さまざまな組織（上皮、神経、結合）の抗酸化システムの主成分の含有量を分析することにより、FRO阻害の組織（器官）システムのさまざまな変異体を特定することができ、これは通常、それらの代謝活動と一致します。

赤血球、腺上皮

これらの組織では、活性ペントースリン酸回路が機能し、嫌気性異化が優勢です。抗酸化システムの抗ラジカル鎖とペルオキシダーゼの主な水素源はNADPHです。酸素運搬体である赤血球は、FRO誘導剤に敏感です。

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筋肉と神経組織

これらの組織におけるペントースリン酸回路は不活性であり、脂肪と炭水化物の分解における好気性および嫌気性回路で生成されるNADHが、抗酸化阻害剤および抗酸化酵素の水素源として優位に働く。細胞がミトコンドリアで飽和状態になると、酸素の「漏出」リスクが高まり、生体高分子への損傷の可能性が高まる。

肝細胞、白血球、線維芽細胞

バランスのとれたペントースリン酸回路と、好気性および無酸素性の異化経路が観察されます。

結合組織の細胞間物質は、血漿、線維、血管壁および骨組織の基質です。細胞間物質におけるSR阻害は、主に抗ラジカル阻害剤（トコフェロール、バイオフラボノイド、アスコルビン酸）によってもたらされ、これらの阻害剤の不足により血管壁は高い感受性を示します。さらに、血漿にはスーパーオキシドアニオンラジカルを除去する能力を持つセルロプラスミンが含まれています。光化学反応が起こり得る水晶体では、抗ラジカル阻害剤に加えて、グルタチオン還元酵素、グルタチオンペルオキシダーゼ、SODの活性が高くなっています。

提示された局所抗酸化システムの臓器および組織の特徴は、FRO を誘発するさまざまな種類の効果による SP の初期症状の違いを説明します。

生体抗酸化物質は組織によって機能的意義が異なるため、欠乏症の局所的症状も異なります。あらゆる種類の細胞および非細胞構造の普遍的な脂質抗酸化物質であるトコフェロールの欠乏のみが、さまざまな臓器の早期損傷として現れます。化学的酸化促進物質によって引き起こされるSPの初期症状も、物質の性質によって異なります。データから、外因性因子の性質に加えて、抗酸化システムの遺伝子型特異的な種と組織特異的な特徴の役割が、フリーラジカル病理の発達において重要であると考えられます。血管壁など、生物学的酵素酸化の速度が低い組織では、体内で合成されない生体抗酸化物質に代表される抗ラジカル鎖、エルゴチオネイン-アスコルビン酸（バイオフラボノイド）-トコフェロールの役割は大きく、したがって、慢性の多価抗酸化物質欠乏症は主に血管壁に損傷を引き起こします。他の組織では、抗酸化システムの酵素成分（SOD、ペルオキシダーゼなど）の役割が優勢です。したがって、体内のカタラーゼのレベルの低下は、進行性の歯周病の病理によって特徴付けられます。

様々な臓器や組織における抗酸化システムの状態は、遺伝子型だけでなく、発癌過程においては、抗酸化システムの誘導因子の性質に起因する、抗酸化システムの様々な構成要素の活性の表現型的に異時的な低下によっても決定される。したがって、個体の実際の状態においては、抗酸化システムの崩壊を引き起こす外因性因子と内因性因子の様々な組み合わせが、老化の一般的なフリーラジカルメカニズムと、特定の臓器に現れるフリーラジカル病理の特定の誘因の両方を決定する。

様々な臓器・組織におけるASの主要リンクの活性評価の結果は、特定の局所におけるフリーラジカル病態の予防を目的とした、脂質FRO阻害剤の新薬探索の基礎となる。様々な組織における抗酸化システムの特異性を考慮すると、AO薬は特定の臓器・組織において、欠けているリンクを個別に機能させる必要がある。

リンパ球と赤血球には異なる抗酸化システムが存在することが明らかになった。ゴンザレス＝ヘルナンデスら（1994）は、23名の健常者を対象に、リンパ球と赤血球の抗酸化システムを研究した。その結果、リンパ球と赤血球におけるグルタチオン還元酵素の活性はそれぞれ160 U/hと4.1 U/h、グルタチオンペルオキシダーゼの活性は346 U/hと21 U/h、グルコース-6-リン酸脱水素酵素の活性は146 U/hと2.6 U/h、カタラーゼの活性は164 U/hと60 U/h、スーパーオキシドディスムターゼの活性は4 μg/sと303 μg/sであることが示された。