酸化促進剤

酸化促進物質は、活性酸素種を生成するか、抗酸化システムを阻害することによって酸化ストレスを誘発する化学物質です。^[1]これらの化学物質によって生成される酸化ストレスは細胞や組織に損傷を与える可能性があります。たとえば、鎮痛剤パラセタモール（アセトアミノフェン）の過剰摂取は、活性酸素種の生成によって部分的に肝臓に致命的な損傷を与える可能性があります。 ^[2]^[3]

物質によっては、条件に応じて抗酸化物質または酸化促進物質として働くものがあります。^[4] 重要な条件には、化学物質の濃度や、酸素または遷移金属が存在するかどうかなどがあります。熱力学的には非常に有利ですが、分子状酸素または過酸化物のそれぞれスーパーオキシドまたはヒドロキシルラジカルへの還元はスピン禁制です。これにより、これらの反応の速度が大幅に低下し、好気性生命が存在することができます。その結果、酸素の還元には通常、最初の一重項酸素の形成、またはマンガン、鉄、銅などの遷移金属の還元によるスピン軌道結合のいずれかが伴います。この還元された金属は、1つの電子を分子状酸素または過酸化物に渡します。^[要出典]

金属

遷移金属は酸化促進剤として働く。例えば、慢性マンガン中毒は典型的な「酸化促進」疾患である。^[5] 酸化促進遷移金属の慢性存在に関連する別の疾患は、鉄レベルの上昇に関連するヘモクロマトーシスである。同様に、ウィルソン病は組織中の銅レベルの上昇に関連する。このような症候群は、共通の症状を伴う傾向がある。したがって、これらはすべて、（例えば）ヘモクロマトーシス（別名「青銅糖尿病」）の偶発的な症状である。酸化促進除草剤パラコート、ウィルソン病、線条体鉄も同様にヒトのパーキンソン病に関連付けられている。パラコートはげっ歯類にパーキンソン病のような症状を引き起こす。^[要出典]

線維症

線維症または瘢痕形成も、酸化促進剤に関連する別の症状です。たとえば、眼間銅または硝子体カリコーシスは、眼間鉄と同様に、重度の硝子体線維症に関連しています。肝硬変もウィルソン病の主な症状です。パラコートおよび抗腫瘍剤ブレオマイシンによって引き起こされる肺線維症も、これらの薬剤の酸化促進特性によって引き起こされると考えられています。これらの薬剤によって生成される酸化ストレスは、線維芽細胞から筋線維芽細胞への変換の正常な生理学的シグナルを模倣している可能性があります。^[^{引用が必要}^]

酸化促進ビタミン

還元剤であるビタミンは酸化促進剤となる可能性があります。ビタミンCは過酸化水素などの酸化物質を還元する際に抗酸化作用を発揮しますが、^{[6]金属イオンを還元して}フェントン反応によるフリーラジカルの生成を引き起こすこともあります。^[7]^[8]

2 Fe ²⁺ + 2 H ₂ O ₂ → 2 Fe ³⁺ + 2 OH · + 2 OH ⁻

2 Fe ³⁺ + アスコルビン酸 → 2 Fe ²⁺ + デヒドロアスコルビン酸

この反応における金属イオンは、還元、酸化、そして再還元される可能性があり、このプロセスは酸化還元サイクルと呼ばれ、活性酸素種を生成する可能性があります。^{[引用が必要]}

抗酸化ビタミンの抗酸化作用と酸化促進作用の相対的な重要性は現在研究が進められている分野ですが、例えばビタミンCは体内で主に抗酸化作用を持つようです。^[7]^{[9]しかし、}ポリフェノール抗酸化物質^[10] 、亜鉛^[11]、ビタミンE ^[12]などの他の食事性抗酸化物質については、利用できるデータがあまりありません。

医療での使用

いくつかの重要な抗癌剤は、DNAに結合して活性酸素種を生成します。これには、アドリアマイシンやその他のアントラサイクリン、ブレオマイシン、シスプラチンが含まれます。腫瘍には抗酸化防御のレベルが低いため、これらの薬剤は癌細胞に対して特異的な毒性を示す可能性があります。最近の研究では、代謝の変化に起因する酸化還元調節不全と、活性酸素種を介した有糸分裂および生存シグナルへの依存が、悪性細胞の特定の脆弱性を表しており、これは酸化促進性非遺伝毒性酸化還元化学療法によって選択的に標的とすることができることが実証されています。^[13]

光線力学療法は、一部の癌やその他の疾患の治療に使用されます。光線力学療法では、光感受性物質を投与し、その後、適切な波長の光を対象物に当てます。光が光線力学物質を刺激して活性酸素種を発生させ、病変組織や望ましくない組織を損傷または破壊します。^[要出典]

参照

参考文献

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