微量元素不足                           桜井 弘


現在までに118種類が知られている、世界を形作る構成要素、「元素」。私たち人類の身体もまた、さまざまな元素からできている。

元素のちょっとしたバランスの乱れが健康状態までをも大きく左右する。

そんな元素と人間の深遠な関係について、累計16万部を突破した「元素本」である『元素118の新知識』を著した桜井弘氏に聞いた。

 

健康を左右する微量元素のふしぎ

「マグネシウムが多く含まれる食品をよく食べている人は、心筋梗塞などの虚血性心疾患にかかりにくい」――。

 

2017年9月7日、国立がん研究センターと国立循環器病研究センターが、約8万5000人を15年間にわたって追跡調査した結果を発表した。

 

マグネシウムの含有量が多い魚や野菜・果物、豆類や海藻類をよく食べている人はそうでない人に比べ、虚血性心疾患の発症リスクが20~40%低下したという。

 

マグネシウムは、体重70キログラムの成人の体内に約105グラム含まれている。

体内における存在量が体重の0.01~1%未満に該当する少量元素とよばれる元素の一つだ。

 

このような、ごくわずかだけ体内に存在する元素がなぜ、私たちの健康にとって重要な役割を果たすようになったのか。

その背景を探るには、時計の針を5億年以上巻き戻す必要がある――。

 

今から約5億数千万年前、現在の動物種の原型となる生物たちがいっせいに姿を現し、「カンブリア大爆発」とよばれる生物進化史上に画期を成す時代を迎えたと考えられている。

カンブリア大爆発の原因にはいろいろな考え方が示されているが、実は、元素の観点からの推定も可能だ。

 

近年、約12億~6億年前の地層が欠失した場所がいくつか発見されており、大陸変動によって地層が海洋に埋没したか、長期の大雨によって土壌が海洋に流失したためと推定されている。

 

岩石や土壌に含まれていた硫黄やセレン、ヨウ素、鉄、銅、コバルト、亜鉛、モリブデン、バナジウム、タングステン、マグネシウム、カルシウムなどが海水に溶け、それ以前の海には少なかった栄養源となって植物プランクトンの大発生をもたらした。

 

このことが、プランクトンを食料源とする動物種に変革と進化をもたらしたと考えられるのだ。

脊椎をもった新しい動物種が現れはじめ、ヘモグロビンの原料となる鉄が脊髄部分から検出された動物も発見されている。

 

カンブリア紀における、このような生物の飛躍的進化をもたらした原因の一つとして、多種多様な元素の海洋への溶解が引き金になったと推定することができるのだ。

 

カンブリア大爆発によって新しく現れた脊椎動物を祖先とする私たち人間がこんにち、多種多様な元素を必要としているのは、カンブリア大爆発にまでさかのぼって考えられそうだ。

 

多種多様な元素が、生きている人の体内に存在していることは、どのようにしてわかったのだろうか。

 

歴史的に見て最も古い例は、1669年にドイツの錬金術師ブラント(1630~1692年)が人の尿を煮詰めて精製することで発見した「リン」である。

彼は、人体の成分に元素が存在することを初めて示した人物だ。

 

英国の画家ライトが描いた絵画『賢者の石を探す錬金術師』からは、当時の雰囲気とリンを発見したブラントの誇らしげな姿を窺い知ることができる。

 

賢者の石を探す錬金術師ジョセフ・ライト作『賢者の石を探す錬金術師』。

原題は"The Alchemist Discovering Phosphorus"で「リンを発見した瞬間の錬金術師」といったところ。

17世紀半ば、オランダのスワンメルダムやレーヴェンフック(画家フェルメールの友人としても有名)らは、単レンズ顕微鏡を使ってカエルや人の血液中に球状をした物質、すなわち「赤血球」が存在することに気づいた。

 

この発見を受けて、イタリアのメンギニは、血球を集めて燃やしたあとに残る微粒子中に、磁石に引きつけられる成分があることに気づき、これが鉄であることを1745年に発見した。

人間の体内に金属(鉄)が存在することを示した最初の例である。

 

以降、1808~1830年にかけては牛の骨や人の血液からマンガンが、1813年には胆汁から硫黄が、1927年には血液から銅が発見されるなど、人体中に存在する元素が相次いで発見されていく。

 

フランスのプリーストリーは1774年、赤血球が酸素と反応することに気づいた。

1780年には、フランスのラボアジェとラプラスが赤血球が酸素を体のすみずみまで運んでいることを見出し、1825年にはドイツのライトヘルトが酸素を運搬するヘム鉄タンパク質=ヘモグロビンを発見した。

 

一方、イギリスのマンらは1939年、炭酸脱水酵素が亜鉛を含む最初の金属酵素であることを発見している。

 

このようなヘモグロビンや炭酸脱水酵素の発見は、体の中の金属元素を直接検出しなくても、金属元素を含むタンパク質や酵素を発見することで、その活性の中心を担う金属元素を人間が生きていくのに必要な、「必須元素」と考えてよいことを証明する成果だった。

 

実際にこれ以降、多数の金属タンパク質・金属酵素が発見されていった。

元素の欠乏症なども見出され、体の中には金属元素を含む多くの元素が存在することが解明・認識されていった。

 

現時点で、少なくとも22種類の必須元素が、人の健康や生命の維持にきわめて重要な役割を果たしていることが明らかにされている。

それら必須元素は、体内での存在量に応じて、多量元素、少量元素、微量元素、超微量元素に分けられている。

 

 

多量元素と少量元素とで体重のおよそ99.4%を占めるが、体内存在量がわずか0.0001%にも満たないマンガンやモリブデン、コバルトやセレンといった超微量元素もまた、私たちの健康維持に大切な役割を果たしている。

この事実に驚かれる人も多いだろう。

 

微量元素はなぜ大切か

体内に占める割合がごく微量であっても、その不足や欠損が重要な影響を健康に及ぼす例は少なくない。

 

たとえば、わが国の貧血症の患者数は約1000万人にものぼるといわれている。

貧血症の種類にもいろいろあり、鉄欠乏性貧血(全体の60~80%)、悪性貧血、溶血性貧血、再生不良性貧血、続発性貧血など多様である。

どの貧血症も、基本的には赤血球中のヘモグロビンが不足している。

したがって、鉄剤を飲み、鉄を多く含む食事をとるようにと勧められる。

 

しかし、鉄剤を与えても貧血が治らない場合がある。

そこで、実験用のラットに、動物の肝臓、レタス、トウモロコシの乾燥物を鉄剤とともに与えたところ、貧血が治ることが発見された。これらの乾燥物に銅が含まれていることがその理由だった。

 

こうした実験から、銅は貧血治療に有効であることがわかったのだ。

その後、銅だけなく、亜鉛も必要であることがわかり、銅や亜鉛が体内におけるヘモグロビンの合成や輸送に関係することが明らかにされた。

 

さらに、悪性貧血には、ビタミンB12も関係していることがわかった。

ビタミンB12は、コバルトを含む唯一のビタミンである。

ビタミンB12が不足すると、骨髄でつくられる赤血球の形が正常でなくなるが、これらの結果は、ラットだけでなく、人でも同様だった。

 

 

貧血症は、鉄やヘモグロビンの不足と簡単にとらえられることが多い。

しかし、実際には鉄に加え、銅や亜鉛、コバルトも関係しており、これら各元素がヘモグロビンの合成や輸送に複合的に働いていると理解されるようになった。

 

微量元素や超微量元素が不足しただけで、大きな健康被害が出ることもあるのだということが、お分かりいただけただろう。

 

もう一つの例を紹介しよう。

アメリカのプラサドは、イランで顔つきや身長、体重、性的発育などが10歳程度にしか見えない21歳の患者(小人症)を診察したとき、当初は鉄不足ではと疑った。

 

だが、いろいろと調べるうちに不足しているのは亜鉛であると考えた。

亜鉛を投与したところ、小人症の患者の肉体的・性的発育に改善が見られ、不足していたのはやはり亜鉛だった。

 

亜鉛不足の原因は、パンにあった。

彼らがイランで日ごろ食べていた未発酵のパンには、フィチン酸という化合物が多く含まれており、これが食品中やもともと体内にあった亜鉛と結合することで、亜鉛の吸収を抑えている、あるいは亜鉛の体外への排出を促していると理解されるようになった。

 

これは、人における亜鉛欠乏症を発見した最初の例であり、この研究をきっかけとして、亜鉛欠乏と食事の関係が注目されるようになった。

 

私たちの日常にひそむ「微量元素不足」の危険性

私たちの日常にも、微量元素不足の危険はひそんでいる。

倉澤隆平博士が長野県で調べた興味深い結果を紹介しよう。

 

約1400人の住民の血清中の亜鉛濃度を調べたところ、血清亜鉛値80マイクログラム/デシリットルを基準にして考えると、長野県の人びとは亜鉛欠乏の傾向にあることがわかった。

長野県の人びとだけが特殊な食事をしているわけではないので、これは日本国民全体にも当てはまると考えられる。

 

老齢化ともに亜鉛が不足していくことは以前から指摘されていたが、亜鉛が不足すると、食欲減退や生活活性の低下、抑うつ傾向、味覚異常が現れ、長期に病床にある場合には褥瘡などが起こりやすくなると警告されている。

 

現在までに、人体からは亜鉛を含むタンパク質や酵素が300種類以上発見され、細胞への亜鉛の出し入れを調節しているトランスポーターも約30種類ほど知られているが、これらと亜鉛欠乏との関わりは、これからの研究を待たねばならない。

 

いずれにしても、健康を守るため、あるいは病気の原因を探る方法の一つとして、微量元素をよく考えることは大切だ。

健康診断のときに、血液中の微量元素濃度を診断項目に加えることができれば、原因不明の病気を含め、将来の健康を考える重要な指標になると期待される。

 

元素は「友だち」

私たちは宇宙の星くずから生まれ、地球に存在している多くの元素を利用して進化し、いくつかの元素は私たちの生存や健康と深い関わりをもっている。

 

この地球に存在する多くの元素は、ロシアの化学者メンデレーエフ(1837~1907年)が発明した「元素周期表」にまとめられた。中学生のころ、「すいへーりーべぼくのふね……」と唱えながら元素の配列を覚えた、あの周期表である。

 

63種類の元素の整理からスタートした「元素周期表」は、その後も発展を続け、現在では118種類の元素が収められている。

この周期表は、ダーウィンの進化論、アインシュタインの相対論と並ぶ、人類の宝物といえる。

 

周期表に掲載されている118種類の元素のうち、自然界に存在する約90種類の元素の一つひとつが私たちの体をつくり、命を動かしている。

 

イギリスの哲学者ラッセル(1872~1970年)はかつて、「ヨウ素が不足すると、賢者だった人がお馬鹿さんになる。精神現象は物質的な構造と深く関係しているように思える」といった。

 

現在では、ヨウ素だけでなく、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、マンガンなどが、神経や精神の働きに関係していることがわかってきている。

 

アメリカのサイエンス・ライターであるキーンは、「私たちは頭のてっぺんからつまさきまで、周期表に支配されている」と述べている。

 

私たちの体内で重要な役割を果たしている微量元素をはじめ、個性豊かな118個の元素たち。

彼らは私たちの生命と毎日の生活にとってかけがえのない大切な友人たちだ。

 

たくさんの元素が並んでいる周期表は、一見無味乾燥に見えるかもしれない。

けれどもそこは、命を、健康を、地球を、宇宙を考えるための素敵なガーデンだ。

 

彼らに関する最新情報が詰まった『元素118の新知識』を片手に、このガーデンを巡り歩き、元素たちと無二の親友になってください!

 








          たきがみ博士の想い

 

誰でも、自分の中に伝統がある。自分が経験したすべての過去の累積、それが”いま”のわたし。

過去とは思いだすこと、現在(いま)は過去の必然、そして、未来は想い、選択すること。

いまは、変えられない。

しかし、人には明日があり、未来がある。明日は、こうありたいと想いを持つことができる。

 

すてきな明日に向かって、”これからへの想い”を具体化するJourney、しっかり楽しみたいと思います。

そして、”いま、ここ”を丁寧に活きる。

みずからの人生の軌跡を、すてきな笑顔でみつめるために。

 

旬(ときめき)亭 亭主 たきがみ博士
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  との付き合い方を学ぶ機会なり 

☆自分の短所を受け入れるとき、

  自分らしさという魅力が生まれる 

☆最も空しい人生とは、

  すべてが思い通りになる人生である 

☆幸せは得るものではなく、気付くもの


☆樹木は、上に伸びる前に下に伸びる 

☆他人との対立は、

  自分の心の中の対立に過ぎない 

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