83）植物が産生する二次代謝産物は薬の宝庫
体がみるみる若返るミトコンドリア活性化術83
ミトコンドリアを活性化して体を若返らせる医薬品やサプリメントを解説しています。
【眼の出現によって動物の進化が急速に起こった】
地球が誕生したのは約46億年前で、その地球に最初の生命（=生物）が出現するのは８億年後の今から約38億年前です。最初の生物は、はっきりした核を持たない（核膜をもった核が無い）原核生物です。これらの生物は、海の中を漂う有機物を利用し、酸素を使わずに生息していました。
約38億年前に誕生した生命は、33億年もの年月をかけてようやくクラゲやカイメンに進化しました。しかし、5億4300万年前、生物は突如として爆発的に進化し、わずか500万年の間に多様な形態を持つ多種類の生物が出現しました。
この爆発的な進化は「カンブリア紀の爆発」と呼ばれています。カンブリア紀の爆発的進化は、後生動物（原生動物以外の全ての動物）の35の門を生み出しました。現在の生物の体系はこの時期に全て出現しました。
このカンブリア紀の爆発的進化は「眼」の出現がきっかけになったという仮説がアンドリュー・パーカー（Andrew Parker）によって提唱されています。（「眼の誕生：カンブリア紀大進化の謎を解く」草思社2006年）
カンブリア紀の初頭に眼を備えた最初の生物として三葉虫が出現しました。眼の出現とともに動物の外観が突如として重要になりました。つまり、動物が視覚を獲得したことで食う・食われるという関係が激化し、捕食する側も捕食される側も淘汰圧が強まって、進化が促進されたのです。
見ることのできる捕食者は、獲物を追跡し、攻撃し、食べるために、硬い部品 (例えば、四肢、顎、および鋭い口の部分) が突然必要になったかもしれません。彼らの獲物は、目を持っていたかもしれないし、持っていなかったかもしれませんが、硬い殻やトゲ、カモフラージュ、さらには不可視性 (クラゲに見られるように) を発達させることによって適応しなければなりませんでした。
能動的な活発な捕食を行う側は攻撃力を高めるように進化し、捕食される側は対抗策を進化させる必要があり、爆発的と言える急速な進化が500万年の間に起こりました。このアンドリュー・パーカーの仮説は「光スイッチ説」と呼ばれています。
カンブリア爆発の後、約2億5千百万年前には、地球規模の激烈な環境変動により生物が大量絶滅しました（ペルム紀・三畳紀絶滅）。ついで約6600万年前に起きた小惑星衝突を引き金とする環境の変化によって恐竜などが大量絶滅しました（白亜紀・第三紀絶滅）。その後、哺乳類が進化し繁栄しました。
【植物は捕食者から身を守るために毒を持っている】
植物と動物の違いは移動できるかどうかです。動物は素早く動き、移動することによって食物を得ることができます。一方、植物は「土に根を生やして移動しない」という基本的な生き方を選択した段階で、動くことができる動物とは異なる生存戦略が必要になります。
当然のことながら、植物には眼は必要ありません。動いて逃げることができないので、視覚があっても何のメリットも無いので、進化で眼を獲得するような淘汰圧や進化圧は発生しません。
生物が生き残って繁栄するには、様々な外敵や環境ストレスから身を守る防御機構を持つことが重要です。動物の場合、外敵に対しては逃げるという手段があります。病原体に対しては、リンパ球などの免疫システムが体を守ってくれます。暑さや寒さに対しては自律神経系による体温調節機能が存在します。
当然、植物にも、捕食者や病原菌や環境ストレスから自己を守るメカニズムが存在します。そのようなメカニズムを獲得した植物が地球上で生き残り、繁栄することになります。
全ての生き物は、敵から防御し、自分の仲間を繁殖させるための様々の方法を獲得しながら進化してきました。生存に有利な手段を持った生き物が生き残り、自分や仲間を守れないと絶滅するのが自然の摂理となっています。
植物にとって「動けない」ということは、生存や繁殖において最大の弱点と言えます。移動できなければ自分から離れた場所に種を播くことができませんし、逃げることができなければ捕食者から簡単に食べられます。
おいしい実や果物を作るのは、動けない状態で自分の子孫を増やすための手段の一つです。果物の中には種子があり、果物を食べた動物（哺乳類や鳥）が遠くへ運んでどこかで排泄すると、動物の消化管の中で消化されなかった種子が播かれることになります。移動できない植物は、子孫を増やすには動物に運んでもらうしかないため、動物や鳥が食べるようにおいしい実を作るように進化したと考えられています。
植物にとって実を食べてもらうことはメリットになりますが、葉や根を食べられると繁殖できません。動ければ敵から逃げるという抵抗手段がありますが、動けない場合は、動物や鳥や虫から食べられないようにする手段を持つことができれば生存と繁殖に有利になります。
例えば、トゲは植物の防御機構の一つです。植物には消化が困難なセルロースなどの繊維が多く、消化酵素（アミラーゼやトリプシンなど）の阻害物質を含んでいたり、低栄養になるように進化しているのも、草食動物と戦う手段の一つと考えられています。不快な臭いや味で捕食者を近づけないのも防御機構の一つです。捕食者がその植物を食べる気を起こさせないようにすることが、植物にとって生存のための基本戦略になるのです。
レッドクローバーに含まれる植物エストロゲンが捕食者（ヒツジなどの草食動物）の生殖能力を低下させることが知られています。つまり、レッドクローバーは自らの生存・繁殖の手段の一つとして、植物を食べる草食動物の繁殖を制限するために植物エストロゲンを産生している可能性が指摘されています。
植物エストロゲンによる草食動物の不妊の例はヒツジとクローバーの関係だけではなく、アルファルファ（ムラサキウマゴヤシ）による牛の不妊、サブタレニアン・クローバーによるモルモットやヒツジの不妊、ラジノクローバーによるマウスやウサギの不妊などが報告されています。
人間は、骨粗しょう症や更年期障害の治療や、美容やがん予防の目的で植物エストロゲンを利用していますが、植物エストロゲンは植物が生き残る戦略（捕食者を不妊にして数を減らす）として合成している植物毒の一種だと言えます。したがって人間でも、植物エストロゲンを過剰に服用すればホルモンバランスを乱し不妊などの原因となります。適量を使えば、美容やがん予防や更年期障害の治療に使えることになります。
さらに、細胞に毒作用のある化学成分を合成・蓄積することによって動物や鳥や虫からの攻撃を防いでいます。植物が多くの毒を持っているのは、捕食者から自分を守るためです。毒草や毒キノコを摂取して人間が死ぬ場合もあります。このような毒は適量を使うと病気の治療に有効なものもあります。
植物には血液の凝固を阻害して出血しやすくする成分も知られています。これを大量に摂取した動物は出血を起こして死ぬ可能性があり、植物が身を守る一つの毒ですが、このような成分は血栓の予防の治療に使えます。
このように植物が捕食者から身を守るために持っている毒は、適量に使うと病気を治す薬として利用できるのです。
【植物は病原菌や虫を遠ざける化学物質を生成する】
植物体に病原菌や寄生菌が侵入すると、植物細胞は抗菌性物質（生体防御物質）を生成する場合があります。このような生体防御物質をファイトアレキシン（phytoalexin）といいます。例えば、赤ブドウの皮などに含まれ寿命延長作用やがん予防効果が話題になっているレスベラトロール（Resveratrol）もファイトアレキシンの一つです。
レスベラトロールはスチルベン合成酵素（stilbene synthase）によって合成されるスチルベノイド（スチルベン誘導体）ポリフェノールの一種で、気候変動やオゾン、日光、重金属、病原菌による感染などによる環境ストレスに反応して合成されます。
また、アブラナ科植物のホソバタイセイに含まれる抗菌成分のグルコブラシシンも病原菌の感染から身を守るために作られます。ホソバタイセイの葉に病原性ウイルスを感染させたり機械的に傷をつけるとグルコブラシシンが多く作られてくることから、グルコブラシシンはホソバタイセイの生体防御の役割をしていると考えられています。このグルコブラシシンを人間が摂取すると、体内でインドール-3-カルビノールやジインドリルメタンのようながん予防成分に変換します。
図：アブラナ科植物のホソバタイセイは、葉が「大青葉（タイセイヨウ）」、根が「板藍根（バンランコン）」という生薬になる。この植物に含まれるグルコブラシシンには抗菌・抗がん作用が認められている。グルコブラシシンは加水分解してインドール-3-カルビノールになり、さらに胃の中の酸性の条件下では、インドール-3-カルビノールが２個重合したジインドリルメタンになる。ジンドリルメタンの抗がん作用が多く報告され、米国ではサプリメントとして販売されている。
ブロッコリー、カリフラワー、キャベツなどのアブラナ科野菜には、グルコシノレートという分子中に硫黄原子を含む成分が多く含まれています。このグルコシノレートはミロシナーゼという酵素によって分解され、イソチオシアネートという非常に辛い物質を生成します。
細胞内ではミロシナーゼとグルコシノレートとは隔離されて接触しないように貯蔵されています。しかし、昆虫などの捕食者にかじられると、細胞が壊れてグルコシノレートとミロシナーゼが接触して酵素反応が起こり、イソチオシアネートが生成します。イソチオシアネートは虫や病原菌を排除する効果があります。
図：グルコシノレートは分子中にイオウ（硫黄）原子を多く含み、グルコースが結合している（①）。グルコシノレートは植物内でミロシナーゼと接触しないように安定して蓄えられているが、昆虫などの捕食者にかじられると、細胞が壊れてグルコシノレートとミロシナーゼ（②）が接触して酵素反応が起こり、イソチオシアネートが生成する（③）。
がん予防物質として有名なスルフォラファンは、グルコシノレートの一種のグルコラファニン（glucoraphanin）という物質がミロシナーゼによって分解されて生成します。つまり、スルフォラファンはイソチオシアネートの一種です。グルコラファニンはブロッコリーやカリフラワーに多く含まれています。スルフォラファンは抗酸化酵素やフェースII解毒酵素の活性を高めて、強いがん予防効果を発揮することが知られています。
細胞が壊れてグルコシノレートとミロシナーゼが反応して生成するイソチオシアネートは昆虫などの捕食者を忌避させる効果を発揮します。
図：グルコシノレートの一種のグルコラファニンがミロシナーゼで分解されるとスルフォラファンというイソチオシアネートが生成する。
アリウム（Allium）属の野菜（ニンニク、ニラ、ネギ、タマネギ、アサツキ、チャイブなど）に共通しているのは、豊富なイオウ化合物を含んでいて、酵素の作用で分解して臭気成分や薬理成分を生成することです。
たとえば、ニンニクの細胞内にはアリインという無臭の成分が含まれています。ニンニクを切ったり、すりおろしたりすると同じくニンニクに含まれているアリナーゼという酵素の作用によってアリインが強いニオイを発するアリシンという成分に変化します。
アリシン（allyl 2-propenethiosulfinate）の正体は揮発性のイオウ化合物で、各種の細菌やカビに対し強い抗菌活性を持っています。
このように、植物は病原菌からの感染や、虫や動物から食べられるのを防ぐために、生体防御物質や毒になるものをもっています。このような物質は、人間でも抗菌作用や抗ウイルス作用が期待できます。また、抗菌・抗ウイルス作用をもった成分の中には抗がん作用を示すものもあります。
【植物は環境ストレスから身を守る物質を持っている】
植物にとって敵は捕食者や虫や病原菌だけではありません。太陽からの強い紫外線、温度変化、乾燥など様々な環境からのストレスに対しても植物は抵抗性を持たなければなりません。
植物は光合成を行うことで生命を維持しています。日光の紫外線の刺激から発生する活性酸素から身を守ることは、植物にしてみれば至極当然のことで、その植物が貯えている物質の中に強力な抗酸化物質やラジカル消去物質を数多く含んでいます。生薬は「抗酸化物質の宝庫」といわれますが、植物由来であるから当然のことなのです。
植物に含まれる抗酸化物質として、カロテノイドやビタミンC・Eなどの天然抗酸化剤のほか、フラボノイドやタンニンなどのポリフェノール類・カフェー酸誘導体・リグナン類・サポニン類などが知られています。
カロテノイドとビタミンCは光合成過程で発生する各種活性酸素種の消去剤としての役割を担っています。ビタミンEも植物界に広く分布し、脂溶性であるため細胞膜の脂質の過酸化に対して強い抑制作用を示します。ビタミンCは水溶性の抗酸化性ビタミンで、ビタミンEと相乗作用して抗酸化能を高めます。
フラボノイドやタンニンはその構造の中にフェノール性OH基を多数持つためポリフェノール類と呼ばれています。フェノール性OH基が水素をラジカルに渡して安定化させ、自らは安定なラジカルとなることによってラジカル消去活性を示します。
フラボノイドとは、植物に多く含まれている黄色やクリーム色の色素のことです。紫外線を吸収する作用を持ち、活性酸素を除去する抗酸化作用が強く、紫外線による酸化障害から守る作用がありますので、葉・花・果実など日光のよく当たる部分に多く含まれ、ほとんどの植物がもっています。
例えば、イチョウの葉はフラボノイドの宝庫で、イチョウの葉特有のフラボノイドには、抗酸化作用のみならず、体内の血管を広げ、血流を改善する効果もあります。ドイツやフランスなどでは痴呆症の薬としても利用されています。
植物の渋みの原因物質であるタンニンも強い活性酸素消去活性を持っています。クロロゲン酸（３ーカフェオイルキナ酸）を始めとするカフェー酸誘導体は植物界に広く分布しています。これらはいずれも強い抗酸化作用が認められています。
カフェー酸の２量体であるロズマリン酸は、ヨーロッパで多く用いられているハーブのロズマリー（マンネンロウ）や薬用サルビア（セージ）などのシソ科植物の主要成分でもありますが、このロズマリン酸にも強い抗酸化活性や抗炎症作用が認められています。
ゴマ油は酸化に対して安定ですが、それはゴマの種子に多量に含まれているリグナン類の優れた抗酸化作用によるものです。胡麻に含まれる成分セサミンが肝臓がんの発生を抑える働きを持つことが、動物の発がん実験の研究で明らかになっており、その作用機序として抗酸化能が重視されています。
生体の防御システムをくぐり抜けて発生した活性酸素やフリーラジカルを体外から抗酸化剤やフリーラジカル消去物質を投与して消去すれば、がん細胞の発生や悪化を防ぐ効果が期待できます。
つまり、植物の抗酸化成分はがんの発生や再発の予防、がん細胞の悪化進展の抑制に効果が期待できます。
【植物が産生する二次代謝産物は薬の宝庫】
植物は光エネルギーを使って、空気中の二酸化炭素と、土壌から根によって吸い上げた水や無機塩類から、糖やアミノ酸など様々な物質を合成して蓄積しています。
この光合成によって、光のエネルギーを、糖やアミノ酸などの有機化合物の中に化学エネルギーとして変換し、貯蔵するのです。
このような植物が合成する物質は一次代謝産物と二次代謝産物に大別されます。
一次代謝は生命体にとって必須な細胞の増殖や恒常性維持に関与する代謝です。生物に共通に存在するタンパク質や核酸や脂質や糖質の合成や、エネルギーを産生する代謝経路に関わる化合物が一次代謝産物と呼ばれます。
一次代謝産物は人間を含め、全ての生物が持っている化合物なので、薬として利用されるケースは多くありません。
一方、二次代謝産物は、基本的な細胞活動に必須ではありません。一部の生物種に存在し、それが存在しない生物種もいるような代謝産物です。
例えば、鎮痛薬として医療に利用されているモルヒネはケシという植物の未熟果実に存在しますが、他の植物には存在しません。モルヒネは大量に摂取すると血圧低下や呼吸抑制などの強い毒性作用があります。つまり、植物のケシは捕食者となる動物から自分を守る防御物質としてモルヒネを作っており、それを人間が医薬品として利用しているのです。
その他の二次代謝産物の例としては、微生物における抗生物質の産生や植物における色素産生や感染防御物質などが挙げられます。二次代謝産物には植物の感染防御や生体防御に関連するものが多くあります。このような成分は毒性に加えて、様々な薬理学的特徴を発揮し、医薬品開発に利用されています。
前述にように、野菜や果物に含まれるポリフェノールやカロテノイドやビタミンCやEなどの抗酸化物質は、植物が日光の紫外線の害から身を守るために作っているのですが、人間はそれらを摂取することによって活性酸素やフリーラジカルを消去して、老化やがんの予防に役立てています。
また、昆虫や鳥や動物から食い荒らされないように、これらの生物に対して毒になるものを作っており、それらが人間の病気の治療にも使われています。毒は適量を使えば薬になるということです。「毒にも薬にもならない」という言葉がありますが、基本的に毒にならないような物質は薬にもならないということで、薬になるような物質は大量に摂取すれば毒になるようなものです。
植物体は病原菌や寄生菌が侵入すると、植物細胞は抗菌性物質（生体防御物質）を生成する場合があります。このような物質は、人間でも抗菌作用や抗ウイルス作用が期待できます。また、抗菌・抗ウイルス作用をもった成分の中には抗がん作用を示すものもあります。
熱帯地域やジャングルなど過酷な環境で生育する植物には、そのような抗菌作用や抗炎症作用や抗がん作用の強い成分が多く含まれているので、病気の治療に役立つ成分が多く含まれている可能性も指摘されています。
【人類は病気の治療に役立つ物質を植物から見つけてきた】
全ての生命体には自分の病気や体の異常を自分で治す力が備わっています。怪我をしても傷は自然と治っていき、ウイルスや細菌が感染しても体の免疫力はこれらの病原菌を排除してくれます。この自然治癒力があるからこそ、医学がなかった太古の時代から生物は連綿と種を維持することができたのです。
多くの生物は、体に備わった自然治癒力によって種を絶やすことなく生存してきました。しかし、ものを考える能力を持ち、道具を作ったり利用することができるようになった人類は、体の不調や病気を治すための方法を考え出すようになりました。これが医療や医学の発達の初まりといえます。
チンパンジーには道具を利用する能力があります。そして、病気になるとある種の植物をあたかも薬草を食べるかのように摂取している姿も目撃されています。体の不調を薬草のようなものを使って治す発想は、道具を使って自分の能力を高める手段とするのと同じようなものです。身の周りにある天然のものの中に、体の治癒力を高めたり、症状を和らげたりするものが見つかると、それを子孫に伝え、さらに良いものを作りだそうとするのは、脳が発達して思考力や想像力をもった人類では当然の結果でした。
つまり、薬を使って病気を早く治そうという考えは、病気の苦しみから逃れたいという本能の一つであり、脳の発展した霊長類から可能になったと言えます。しかし文字を持っていないサルやチンパンジーには、その知識を残したり発展させることは限界があります。
ところが、文字を発明した段階で、人類はその知識を書き残し、より効果のある薬を発達させることが可能になりました。古代エジプトの象形文字の文書や、古代中国の甲骨文字の文書の中に、すでに薬草の効能や薬の処方の記録が残っています。
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？