抗酸化物質：作用の仕組み、種類、食品中の供給源と用途

抗酸化物質の作用

分子レベルでは、多くの抗酸化物質がフリーラジカルに電子または水素原子を供与し、より反応性の低い形に変換することで、ラジカル生成の連鎖反応を終結させる。ほかには、酸化を触媒する金属イオンをキレートしたり、損傷した分子を修復したりするものもある。その基礎となる化学現象には、電子移動と反応性中間体の安定化が関わる。生物系では、低分子の抗酸化物質と酵素系が組み合わさって酸化過程を調整している。

種類と代表例

抗酸化物質は、起源により内因性と外因性に、また化学的性質によっても分類できる。重要な例には次のものがある。

• 内因性酵素：スーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼ、グルタチオンペルオキシダーゼ。これらは活性酸素種の中和を触媒するタンパク質である。
• ビタミンおよび低分子化合物：ビタミンC（アスコルビン酸）、ビタミンE（トコフェロール類およびトコトリエノール類）、グルタチオン。
• 植物化学成分：植物性食品に含まれるカロテノイド、フラボノイド、その他のポリフェノール。

供給源と用途

食事由来の抗酸化物質は、果物、野菜、ナッツ、全粒穀物、茶、ならびに一部の飲料に豊富に含まれる。これらは腐敗や酸敗を遅らせることで食品保存にも寄与する。医学と研究では、酸化ストレスに関連する状態に対する保護作用の可能性が研究されている。工業分野では、保存期間を延ばすため、材料や化粧品に添加される。

歴史と発展

抗酸化活性という概念は、酸敗を防ぐ化合物が見いだされた20世紀初頭の化学および食品科学に由来する。数十年を経て、酸素由来の反応性種が生体分子を損傷しうること、また生物が防御系を進化させてきたことが明らかになるにつれ、この考え方は生理学へと広がった。ビタミンや植物ポリフェノールの研究が進んだ20世紀後半には、食事由来の抗酸化物質への関心が高まった。

限界と注目すべき点

抗酸化物質は有害なラジカルを中和できる一方、活性酸素種は細胞内で重要なシグナル伝達の役割も担う。そのため、外因性の抗酸化物質が過剰になると、正常な生理機能を妨げる場合がある。高用量の抗酸化サプリメントによる広範な健康上の利益について、臨床的なエビデンスは一貫しておらず、結果は用量、形態、個人の状況に左右される。現在の指針では、日常的な高用量サプリメントよりも、植物性食品を豊富に含むバランスの取れた食事から抗酸化物質を得ることが重視されている。作用機序と応用に関する研究は現在も活発に続いている。