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メチルグリオキサール(Methylglyoxal)は1960年代、ハンガリー人セント=ジェルジ・アルベルト(Szent-Gyorgyi Albert)によって発見されました。彼はビタミンCの発見と壊血病研究によって1937年ノーベル生理学・医学賞を授与されています。また、ビタミンPとイソフラボンの発見者としても有名であり、細胞メカニズムの研究でも名高く、米国マサチューセッツ研究所での筋肉研究分野でも功績を残しています。
彼は1963年にメチルグリオキサールとプロミンを発見し、この2物質はケトアルデヒドと呼ばれ、それぞれ相反する作用を持ちメチルグリオキサールは細胞増殖抑止として働き逆にプロミンは細胞成長促進を亢進させる作用がある事を発見しました。
メチルグリオキサールは解糖系の側枝(上図FDP→DHAP→メチルグリオキサール)によって産生されます。解糖系とはほとんど全ての生物に共通し存在する糖の代謝経路で、食物より得た高エネルギー物資グリコースからエネルギー源としてのATP*(adenosine triphosphateアデノシン三燐酸)を作り出す最初の段階を言います。メチルグリオキサールについて京都大学大学院農学研究科によれば次のような所見が述べられています。“解糖系は生物種を超えて普遍的なエネルギー生産系です。その解糖系からメチルグリオキサールという物質が生成します。メチルグリオキサールは解糖系から生成するにもかかわらず、あらゆる細胞の生育を阻害してしまいます。なぜそのような物質が、しかも解糖系から生成するのかについては長年の謎となっています。
その解糖系からメチルグリオキサールという物質が副産物として生成されますが、上図のようにメチルグリオキサールは酵素GlyoxylaseⅠとⅡ(上図緑字)によって解毒され、Pyruvate(ピルビン酸)に換えられTCA cycle(酸素を利用したATP産生過程の回路、クエン酸回路とも呼ぶ)に向かいます。

メチルグリオキサールの活性力

メチルグリオキサールはケトンとアルデヒドの両方の性質を持ち蛋白質を変性させてしまうことから強い抗菌活性作用を持っています。
ジェルジ・アルベルト博士の研究ではメチルグリオキサールの役目として生物体の全細胞、ヒトでは約60兆個の細胞から成り立ち、生きて行くには常に新細胞を作り続けなければなりません。新細胞を作るためにはもとの細胞のDNAをコピーして新細胞が生まれます。この段階でコピーミスや細胞分裂に関連し遺伝子が外部攻撃を受けるなどDNAの損傷によって異常細胞(発がん性細胞)が発生すると考えられています。こうした細胞に対しメチルグリオキサールはアポトーシス (apoptosis)を誘導する役目を果たしていると発表しています。
アポトーシスとは、多細胞生物の生体を構成する細胞の死に方の一種で、身体の恒常性維持(生体が環境の変化に対応して、内部状態を一定に保って生存を維持する現象)のため積極的に引き起こされる、管理、調節された細胞の死、すなわちプログラムされた自殺死です。正常な細胞はそれぞれの細胞が身体にとって有益な機能を保持し、細胞分裂の回数もその機能に合った有限の分裂回数で成り立っています。古くなり、或いは病原体などによってダメージを受けそれぞれの機能を果たせなくなった細胞は、排除する事で生体の恒常性を安定的に保っています。それらは身体にとって有益な機能を果たさない、または、古くなって本来の機能を失い、しかも排除されることもなく無制限に分裂する異常細胞(発がん性細胞)などを指します。こうして常に恒常性を維持するため細胞のアポトーシスを誘発し細胞コントロールの役目を担っている物質がメチルグリオキサールであるとされています。ストレスや加齢によりメチルグリオキサール産生が低下するとあらゆる疾患の起因となる可能性が増大します。糖尿病患者には体内での産生不足によるインスリンの外部投与によって病状を軽減するのと同じようにメチルグリオキサール産生の低下状態にあるときは外部からのメチルグリオキサール供給が重要であると博士は結論付けています。
全ての病気は細胞の異常死が原因となり、それが組織、器官、内臓の損傷となり発生するとされています。これらは前述のようにアポトーシスにおける細胞核だけが破壊され、細胞の縮小化が進みやがて死に至るのとは大きく異なります。アポトーシスは正常細胞への悪影響が無いプログラム化されたものです。つまり、細胞の縮小化によって他の細胞に迷惑がかからないように消えてゆく死滅を言います。そのためには死後の細胞は白血球などが処理し易いような形に誘導されます。一方、細胞膜を傷めその内容物によって周辺細胞にダメージを与えたりする病気や事故などあらゆるストレスによって起こる細胞の死をアポトーシスに対しネクローシスと呼ばれます。細胞全体が外力によって起こる壊死を意味します。この場合、酵素をはじめ、様々な物質が死滅した細胞から飛散し周辺の細胞に大きなダメージを与えてしまいます。従ってネクローシスはアポトーシスに見られる精密に制御されたものとは全く異なります。
アポトーシスによる細胞の死は新陳代謝として、新しい細胞再生を促します。この時点で重要となることに、死んだ細胞が排除されないと再生が起こらない事から新陳代謝が順調に進行しません。治癒システムの本体は、正に死んだ細胞や細菌・ウイルスなどの病原微生物や異物を分解・排除する機構であると考えられています。死んだ細胞や異物など不要物をいち早く排除し、新たな細胞の再生を促すことにより、組織、器官、内臓を修復することで結果的に様々な病気を治します。この自然治癒力の本体がメチルグリオキサールであると示唆され、排除作業の機構を担うのがマクロファージ(食細胞)です。日常のストレスや加齢などにともなってメチルグリオキサールやマクロファージの活性度が低下することは、いたしかた無い事ですがメチルグリオキサールの摂取によってマクロファージの活性化が多いに昂進され全ての細胞に対し発がん性阻止などが考えられています。

今後ますます注目されるであろうメチルグリオキサール

メチルグリオキサールについての詳しいことは現在やっと研究が盛んになったところで不明な点が多く残されていますが恒常性維持に大きな役割を担っていることは否定できない重要な物質であるといえます。化学薬剤の抗生物質・抗ウイルス剤・抗がん剤などとは全く異なる作用機序(作用メカニズム)による強い抗菌・抗ウイルス・抗癌活性など恒常性維持機能を担う物質として今後大いに注目をされる研究分野と言われています。

*ATP(adenosine triphosphate)はアデノシンという物質にリン酸基(P)が三分子結合したアデノシン三燐酸で、生きている細胞内には必ず存在する物質です。この結合は高エネルギーリン酸結合とよばれます。ATP分解酵素の働きによってこの結合が切れるときにエネルギーを放出し生体内の様々な反応に利用されます。 つまり、加水分解によってアデノシン三燐酸が1つのリン酸を放出しアデノシン二燐酸になる段階でエネルギーを出す物質です。全ての生物のエネルギー源となり、どこでも利用できる事から化学エネルギーの通貨とも呼ばれます。 ATPは主に解糖系の酵素GA3PD(Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase)やミトコンドリア内のクエン酸回路・電子伝導系のATP合成酵素などで作られます。人体では糖質(炭水化物)などが肝臓や各消化器官でグルコース(ブドウ糖)に変換されます。その後、血流に乗って運ばれたグルコースはインスリンにより細胞に取り込まれて解糖系・クエン酸回路・電子伝導系などでATPが作られエネルギーを得ています。



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