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癌細胞の特徴 Vol.004 [癌を知る]


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 ~ ブドウ糖を絶てば、がん細胞は死滅する! ~

● 癌細胞の特徴 Vol.004

 ◆ 癌細胞が酸素を嫌う理由

 まだ酸素が存在しない太古の地球に生きていた生物は、嫌気性解糖系を行っていました。

 しかし、海中に緑藻類が発生し、光合成によって大気中に酸素を吐き出し始めると、嫌気的な環境で生きていた生物は、酸化力の強い酸素に触れてダメージを受けるようになりました。

 さらにその後、空気中に酸素が溜まり始めた時期には、嫌気性解糖系を行っていた原始真核生物の多くが絶滅していった。嫌気的な生き物にとって酸素は毒になったのです。

 この様な状況で誕生したのが、酸素を使ってATPを生成する好気性細菌でした。

 前にも述べた通り、真核細胞のミトコンドリアは、好気性細菌のα-プロテオバクテリアが、原始真核細胞に寄生したものだという「細胞内共生説」が定説になっています。

 好気性細菌は、生体にダメージを与える酸素をブドウ糖に結合させ、二酸化炭素と水に分解し、更には、その過程でATPを大量に生成することができます。このため、酸素による悪影響に苦しんでいた原始真核生物にとって、好気性細菌との共生は好都合だったのです。

 この細胞内共生によって、酸素が豊富な環境下での生物の進化が促進される事となりました。酸素による燃焼反応を利用すれば、莫大なエネルギーを得ることができるからです。

 細胞の中で酸素を消費するのは、ミトコンドリア電子伝達系ですが電子伝達系で酸素を使い、ATPが産生される過程では、多量の「活性酸素」が発生します。この活性酸素というのは、酸素分子がより反応性の高い化合物に変化したものの総称です。

 酸化というのは、物質に酸素が化合する反応で、この際、酸化される物質は酸素から電子を奪われます。通常、酸素は相手から2つの電子を奪いますが、稀に1個しか取り込めない場合があり、その際に発生するのが活性酸素なのです。

 活性酸素は電子が1個足りないため、他の物質から電子を奪う(酸化する)作用が強く、酸素以上に強い酸化力を持ちます。

 そして、活性酸素によって遺伝子(DNA)が傷つけられれば、突然変異を起こして「癌の原因」になることがあり、また、蛋白質や細胞膜が酸化されれば細胞の老化が進みます。

 呼吸で体内に取り込まれた酸素の約2~3%は、電子伝達系でのエネルギー代謝時に還元され、「スーパーオキシドアニオン」「過酸化水素」「ヒドロキシルラジカル」あるいは「一重項酸素」などの活性酸素に変わると言われています。

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上図は「活性酸素の種類」です

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活性酸素は、体内で「上図の順番」で発生しています



 また、細胞内における活性酸素の主要な発生源はミトコンドリアなのですがミトコンドリアから発生した活性酸素は、ビタミンEやビタミンCなどの抗酸化物質、および、スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)やカタラーゼといった抗酸化酵素によって消去されます。

 つまり、正常細胞には、活性酸素で障害を起こさないようにするための防御機構が備わっているのです。

 ところが、癌細胞では、これらの抗酸化力(抗酸化物質や抗酸化酵素の量)が低下しています。これは、元々癌細胞が酸素を使わない代謝系でエネルギーを産生し、ミトコンドリアの酸化的リン酸化の活性が低下しているためです。

 よって、癌細胞は、活性酸素のダメージによって細胞死や細胞傷害を起こさないために、ミトコンドリアの活性、すなわち酸化的リン酸化をさらに抑制する必要があります。このようにして、癌細胞は、ますます酸素を使わないようになるのです。

 これはつまり、癌細胞は酸素を使わない生き方を選ぶ方が生存に有利になるということであり、ワールブルグ博士の言葉で表現すれば、

 「癌とは嫌気的な生き物

なのです。

 そして、逆に言えば、

 「癌細胞は酸素を使った代謝が増えれば死滅する

という弱点を持っていると言う事になります。

 このように、癌細胞は酸素を使わない代謝(嫌気性解糖系)に頼っている為、ブドウ糖の取り込みが増え、ブドウ糖への依存度が非常に高くなっています。

 「癌細胞はブドウ糖中毒に陥っている

と言っても過言ではありません。

 「ミトコンドリア老化説」という仮説があります。

 これは、老化やそれに伴う多くの病気が、細胞呼吸の際にミトコンドリアから漏れ出す活性酸素によって引き起こされるという考え方に基づくもので、例えば、運動(酸素を消費する行為)等を積極的に行うことは老化を促進するというものです。

 また、体重あたりの酸素消費量が少ない動物ほど、長生きするというデータもあります。

 つまり、ゾウやカバやウマがネズミやリスより寿命が長いのは、体重当たりの酸素消費量が少ない為であり、逆に、酸素消費が多ければ活性酸素が多く発生して老化が早く進むと言う事です。

 この説にのっとれば、癌細胞は、できるだけ酸素を使わない方が寿命を延ばせると言う事が分かっているようにも思えます。











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