スーパーオキシドは大量発生する活性酸素

活性酸素という言葉の知名度は近年になってだいぶ向上しました。しかし、実は一口に「活性酸素」といっても、その種類はかなり幅広いということをご存知でしょうか？

活性酸素の種類

体内で作られる活性酸素は、以下の4つに分類することができます。

スーパーオキシド

スーパーオキシドは、主にミトコンドリアでのエネルギー産生にともなって発生します。ミトコンドリアでは体内の約95％の酸素を消費していますが、そのうちの1%から2%はスーパーオキシドになるといわれています。また、スーパーオキシドは外から入ってきたウイルスや細菌などを貪食する好中球やマクロファージでも産生され、身体を守るのに重要な役割を果たしています。

スーパーオキシドは、酸素分子を構成する電子が通常より1個多いフリーラジカルです。フリーラジカルは、通常2個ペアになることで安定する電子が1個だけになってしまい、不安定な状態に陥っています。不安定な電子を持つため、酸素分子よりほかの物質と反応しやすくなっています。しかし、この後紹介する他の活性酸素と比べて、酸化活性（ほかの物質を酸化させる力）はあまり高くありません。また、身体の中にそのままの状態で存在すると、強すぎる酸化力によって生命をおびやかす可能性があります。そのため、体内ではスーパーオキシドがスーパーオキシドディスムターゼ（SOD）という酵素によって過酸化酸素に還元されます。

過酸化水素

過酸化水素は、スーパーオキシドがSODによって還元されて生み出されます。過酸化水素はスーパーオキシドよりも高い酸化活性を持っていますが、後述するヒドロキシラジカルよりは酸化活性が高くありません。生体内防御のため、カタラーゼやペルオキシターゼといった生体内の抗酸化酵素によって、水と酸素に分解されます。

ヒドロキシラジカル

ヒドロキシラジカルは、酸素分子から紫外線によって生成されたり、過酸化水素から金属イオンを触媒に変換される、酸化活性の高いフリーラジカルです。活性酸素の中でもっとも酸化力が高く、がん細胞の発生や老化、生活習慣病の原因になっているといわれています。しかしながら、スーパーオキシドに対するSODや過酸化水素に対するカタラーゼやペルオキシターゼのようにヒドロキシラジカルを分解する働きのある抗酸化酵素はありません。ヒドロキシラジカルは、グルタチオンやR-αリポ酸、コエンザイムQ10といった抗酸化物質によって消去されます。

一重項酸素

ヒドロキシラジカルと同様に、酸素分子から紫外線によって生成されるのが一重項酸素です。非常に高い酸化活性を持っていて、脂質を酸化させるほか、肌のコラーゲンを酸化させ、分解します。このことからシワの発生に関与しているといわれています。一重項酵素の消去には、アスタキサンチンがすぐれた力を発揮すると報告されています。

スーパーオキシドは活性酸素の種

スーパーオキシドは主に、体細胞内のミトコンドリアでエネルギーが作られる際に作られます。つまり、日常的に作られている活性酸素だということがいえます。また、ウイルスや細菌といった異物が侵入した際に作られるのもスーパーオキシドです。過酸化水素やヒドロキシラジカルは、スーパーオキシドのないところには発生しません。つまり、最初に体内で発生する活性酸素がスーパーオキシドだということです。だからこそ、ほかの活性酸素へと変化する前に、スーパーオキシドの段階で対策をする必要があるというわけです。

スーパーオキシドとSOD酵素

スーパーオキシドの発生と分解の過程

化学的に説明すると、スーパーオキシドは酸素が電子を1つ余分に取り込むことで生まれます。すると不安定になるので、強烈な酸化力を表すことになります。酸化力が強すぎると体細胞に害が出るので、そのダメージを軽減すべく、人間の身体は自然にスーパーオキシドを分解しようとします。このときに役立つのがSOD酵素です。

※SOD酵素についてより詳しくは、『活性酸素を除去するSOD酵素とは？』をご覧ください。

すると今度は、スーパーオキシドの分解の過程で過酸化水素が発生します。こちらはカタラーゼによって分解されます。それでも分解しきれなかった分については、グルタチオンペルオキシダーゼが取り除いてくれます。