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ALA(アミノレブリン酸)って何?疑問があればここで解決!

ALAって何?


ALAとは、5-アミノレブリン酸(5-Amino Levulinic Acid、5-ALA)の略称で、別名「生命の根源物質」とも呼ばれています。
あらゆる動物や植物の生体内に存在するアミノ酸の一種で、生命維持のためのエネルギー産生に不可欠な物質です。

ALAは体内で生合成されますが、残念ながら、加齢やストレスなどでその生合成が減少してしまいます。しかしあらゆる生体内に存在するということは、食事から摂取することが可能ということです。

(もっと詳しく・・・)
5-アミノレブリン酸はケトアミノ酸の一種で、分子の両端にカルボキシル基とアミノ基をもつδ(デルタ)型のアミノ酸であることから、δ-アミノレブリン酸(δ-ALA)、d-アミノレブリン酸(d-ALA)、5-アミノ-4-オキソペンタン酸の別名もあります。

ALAの効果


ALAは医療分野と農業分野でさまざまな効果が実証されてきました。

低濃度の5‒ALA(1ppm以下)とミネラルで、ヘムたんぱくの増強作用を示すことが実証されました。
医療分野
  • 発毛
  • 貧血防止
  • 皮膚がんなどのがん治療

農業分野
  • 植物の成長促進


また高濃度の5‒ALA(数千ppm)と光で、ポルフィリンの蓄積と活性酸素防除作用を示すことが実証されました。
医療分野
  • 脱毛
  • がん治療
  • 脳腫瘍術中診断

農業分野
  • 除草剤

さらなる実用化に向けて、日々研究は進められています。美容に関する研究では、今まで不可能とされていた真皮での効果発現の可能性から、アトピーを含む強い乾燥肌への応用、しわや乾燥の改善などのアンチエイジングでの応用が期待されています。

▼私の商品レビュー記事はこちらです。
ナチュアラのALAは万能薬!?疲労・美肌・薄毛・メタボ検証します

ALAが減少する原因


体内で作られるALAの量は17歳をピークに低下してしまいます。
加齢、過労、強いストレス、睡眠不足、喫煙、運動不足、過激な運動、肥満、暴飲暴食、紫外線などで免疫が低下したり、活性酸素が発生すると病気を引き起こす原因となります。
活性酸素が発生すると、生体防御システムが働き、細胞内のヘムを分解して、抗酸化作用を持つ黄色色素のビリルビンを生成し活性酸素を除去します。現代社会ではヘム消費量が多いため、ヘムの素であるALAがより多く必要になってきます。

不足したALAを補う方法は?


ALAが不足すると、体に必要なエネルギーを作る能力が低下してしまうため、疲れやすくなったり、体温が低下したりさまざまな症状を引き起こす原因となります。ALAはすべての動植物の細胞に存在することから、理論的にはあらゆる食品から摂取することが可能ですが、実際は検出されない食品も多く存在します。女子栄養大学栄養科学研究所根岸由紀子准教授が、第2回マスコミセミナー「注目のアミノ酸ALA 最新研究報告」で食品中に含まれるALAの量を発表されました。

食品100g中に含まれるALAの含有量(μg)
食品名ALA(μg)食品名ALA(μg)食品名ALA(μg)
いも類・穀類野菜類魚介類
じゃがいも7~9ピーマン18.1たこ78.4
さつまいも-ほうれん草13.8いか38.4
米・小麦粉-トマト9.8まぐろ(赤身)0.8
豆類春菊5.2さけ・ます0.2
納豆25きゅうり2.0たい・かれい-
大豆5~7キャベツ1.3あじ・いわし-
豆腐1たまねぎ1.1魚干物-
味噌-にんじん0.8肉類
きのこ類白菜0.7牛挽き肉5.6
しいたけ5~45大根-豚挽き肉4.3
藻類果実類鶏挽き肉4.3
昆布0.7バナナ31.6牛バラ肉0.8
調味料巨峰13.6嗜好品
黒酢150.0りんご0.8ワイン110~173
醤油22.0いちご-日本酒70~353
ソース21.2


ALAは加熱しても損失しません。この表からご自身がどのくらい摂取できているのかなんとなく推測できると思います。
日本人は1日当たり50μg(=0.05mg)のALAを摂取していると推測されています。1日当たり尿中から排出される量は2mgです。体内で毎日600mgのALAが作られ、ヘモグロビンなどのヘムたんぱくに形を変えて体内に約60~70gありますが、ALAに換算して1日当たり600mg排出されています。これらのことから、最低でも1日当たり2mgのALAを摂取する必要があることがわかりますが、平均的な食事では十分なALAを摂取することができないようです。そこでサプリメントや化粧品などの研究が進められています。

ALAの役割は?


その前に、「葉緑素」と「ミトコンドリア」について、説明します。

葉緑素とは、植物や藻類の光合成において、光エネルギーを効率よく吸収する役割を果たしている物質で、別名クロロフィルともいいます。

ミトコンドリアとは、ヒト、動物、植物、菌類などあらゆる生物の細胞内にある細胞小器官のひとつで、ほぼすべての細胞に存在します。細胞の活動に必要なエネルギーであるATP(アデノシン三リン酸)を供給するのが主な役割です。ヘムやステロイドの合成などの代謝、カルシウムや鉄の細胞内濃度の調節などその他の役割もあります。「細胞のエネルギー生産工場」ともいわれています。

ここまで理解していただいたところで、本題に入りたいと思います。

ALAは、植物では葉緑素の原料、ヒトや動物ではヘムの原料でATP合成に必須な成分で、生物にとって非常に重要な役割を果たしています。

植物の場合

ALAを適量与えられた植物は、葉緑素が増え、葉の緑色が濃くなり、翌日から1~2週間光合成能力が向上した状態が続きます。1~2週間おきにALAを繰り返し与えると、光合成により代謝が盛んになり健康で大きな植物が育ちます。 また、根からの肥料吸収が促進されることも知られています。

深刻な日照不足、通常なら枯れてしまうほどの低温や塩害でも、ALAを与えるとたくましく育ってくれるのです。

ヒトや動物の場合

ALAは、ミトコンドリア内で変化しながら(Fe)とくっついてヘムとなり、さらに変化してヒトや動物などのエネルギー源である「生体のエネルギー通貨」ともいわれるATP(アデノシン三リン酸)に変化します。真核生物は、たんぱく質やDNAの合成、神経細胞の活動、筋肉の収縮などを行うときに、ATPを分解してエネルギーとして利用します。
簡単にいうと、ALAは、生きていくために欠かせないエネルギーの材料です。

ヘムは、グロビンという物質とくっつくとヘモグロビンという血液の元になります。他にもいろいろと形を変えて身体のいたるところに存在します。

ATPは、必要なとき瞬時にエネルギーとして利用できますが蓄えておくことはできません。だから常にATPを作り続ける必要があります。ATPを作る過程で水分が作られますが、この水分を代謝水といい、1日に約500ml作られています。この代謝水を作る能力のことを、基礎代謝といいます。代謝水は肌のうるおいとも深く関係しているので、ALAは美肌にも欠かせません。

(ダイエットしたい方へ)
「動くための消費カロリーとは別に、生きているだけで必要なカロリーが基礎代謝で、基礎代謝を上げるとダイエットにつながる」と一般的に理解されていると思います。せっかく作っておいてもすぐに使わなければ消えてしまうエネルギーのATPを、どんどん作り出す基礎代謝の向上した体質になることが、ダイエットの近道であると理由までわかってしまいましたね。

ミトコンドリアの元気がなくなるとどうなるの?


さまざまな病気や老化に伴って、ミトコンドリアのCOX(複合体Ⅳ)活性が低下し、生命のエネルギー通貨であるATPを合成する能力が低下してしまいます。ATPが不足することにより、老化現象をもたらすといわれる活性酸素が増加し、さらなる不調が現れてしまいます。
このような症状に心当たりはありませんか?
  • 疲れ
  • 動悸、息切れ
  • めまい
  • 無気力
  • 集中力低下
  • うつ状態
  • 肌荒れ
  • 貧血


ALAplusって何?


ALAに鉄(Fe)やコバルト(Co)などのミネラルを加えたものをALAplusと呼んでいます。
ALAだけではATPを作り出すことができません。ALA+鉄で、ヘムが合成されるんでしたよね。だから、鉄を加えることによって、ATPを作り出す能力を増加させることができるのです。

ATPを作り出す能力とは関係ありませんが、コバルトを加えることでビタミンB12が合成されます。ビタミンB12が欠乏すると疲労、抑うつ、物忘れ、悪性貧血、神経障害などさまざまな症状を引き起こしやすいといわれています。ビタミンB12は微生物以外では体内で合成することはできません。そのためヒトは必須栄養素のビタミンB12を動物性食品から摂取する必要があります。植物性食品にはほとんど含まれていません。

ALAplusの効果


  • 体温上昇で冷え性改善!
  • 脂肪の蓄積を抑えてくれる!
    活性化させると痩せる体質になるとTVでも話題になったことのある褐色脂肪細胞などに存在するUCP(uncoupling protein、ミトコンドリア脱共役蛋白質)を活性化させます。UCPはATPを作る過程を経ることなく、遊離した脂肪酸を直接熱に変える働きをするので、その結果体温を上昇させたり、体脂肪や内臓脂肪を減少させます。UCPは褐色脂肪細胞に限らず全身に幅広く存在しています。

  • 基礎代謝アップで免疫力アップ!
    基礎代謝が上がり、冷え性が改善されると、免疫力も上がり、健康維持効果が期待できます。

  • お肌の保湿性と弾力性アップ!
    20~50代の女性が、ALA配合クリームと鉄含有サプリメントを10日間使用したところ、肌水分量が120%、弾力量が109%に上昇、50代だけみると肌水分量が156%、弾力量が120%に上昇し、ALAplusによって肌の保湿性、弾力性が大きく改善されたという実験結果が出ています。

    ヒトの皮膚は外側から、表皮(角質層→顆粒層→有棘層→基底層)→真皮という構造になっています。
    (▼また手書きの微妙な絵で失礼します。

    肌の構造

    最近の基礎化粧品は優れたものが多く、美容成分の分子量を小さくして「肌の奥まで浸透」させることが可能になりました。ただし注意深く見ると、ここでいう「肌」とは、「角質層」とか「角層」のことって小さく記載されていますよね。
    コラーゲンやヒアルロン酸を代表とするの美容成分は、分子量が10万以上ととても大きいため、そのままでは肌表面(外側)で保湿することしかできません。そこで分解などの処理を施して分子量を小さくし、「角質層の奥まで浸透」させることが可能になり保湿効果を向上させています。角質層を通過できる分子量の目安は500といわれていて、このレベルでもまだ顆粒層にさえ到達することはできませんが、経験上かなりの保湿効果があると実感しています。

    ALAは分子量131.1、鉄(Fe)は分子量55.8で分子量が小さく、角質層を通過できる大きさです。顆粒層や有棘層に到達したALAは、細胞のミトコンドリア内で反応して、ATPの合成に伴い代謝水が作られます。コラーゲンなどがそれ自身に水分を蓄えて保湿するのに対して、ALAはより深いところで水分を作り出すため、若々しくみずみずしい細胞、活力のある細胞になります。さらに基底層に到達すれば、ターンオーバーも促進され、さらに真皮に到達すれば、繊維芽細胞、コラーゲン、ヒアルロン酸が質、量ともに充実して、より一層ハリや弾力に満ちた、若々しい肌になると期待されています。


ALAとATPに関わる生合成の過程


できるだけ簡単に書きましたが、ここはちょっと専門的になるので、興味のある方はどうぞ。

Shemin経路・・・真核生物のミトコンドリアとαプロテオバクテリアが利用しているALA合成経路。ヒトや動物はこの経路を利用しています。

C5経路・・・真核生物の色素体(葉緑素など)とほとんどの原核生物が利用している経路。植物や藻類などはこの経路を利用しています。

ひとつの生体内で両方の経路を持つものとして、ミドリムシが挙げられますが、通常どちらか一方の経路しか利用できません。植物は葉緑素などの色素体を持ち、C5経路を利用するので、Shemin経路は存在しません。


グリシン+スクシニルCoA【Shemin経路】          ※緑文字はヒト以外の過程です。
    ↓
5-ALA(5-アミノレブリン酸)×2 ←グルタミン酸【C5経路】
    ↓
ポルフォビリノーゲン×4
    ↓
ヒドロキシメチルビラン
    ↓
ウロポルフィリノーゲンⅢ →+コバルト:シアノコバラミン(ビタミンB12
    ↓
コプロポルフィリノーゲンⅢ
    ↓
プロトポルフィリノーゲンⅨ
    ↓
プロトポルフィリンⅨ→+マグネシウム:クロロフィル
    ↓+鉄
   ヘム
    ↓
複合体Ⅳ、ヘモグロビン、P450など
  ↓
(電子伝達系)
  ↓
(酸化的リン酸化)
ADP+Pi
  ↓
 ATP


ミトコンドリア内膜に埋め込まれている5つの巨大な呼吸鎖複合体を介してATPを作ります。
複合体Ⅰ~Ⅳで合計10個のH+が、複合体の隙間を通ってミトコンドリアの内部であるマトリックスから、ミトコンドリア内膜とミトコンドリア外膜の間の膜間スペースへ運ばれます。今回はHができる反応の説明を省略していますが、このHが関与する過程が電子伝達系です。

この状態では、隙間スペースとマトリックスにおいて、Hの濃度勾配が生じたままになってしまします。そこで水力発電所ではダムから落下する水の力で発電するようなイメージで、隙間スペースに貯まったHが複合体Ⅴの隙間を通ってマトリックスに流れ込むエネルギーを利用して、ADP(アデノシン二リン酸)とリン酸からATPを合成します。もう少し詳しく説明すると、複合体Ⅴの構造は、ミトコンドリア内膜に埋まっているF0と、その中心から伸びた軸に連結されマトリックスに突き出しているF1の2つの部分でできています。F0部分をHが通過するとF0は回転します。Hが10個通過するごとに1回転し、その回転したエネルギーがF1の3つのβ鎖に伝わって、3分子のATPが合成されます。
この複合体Ⅴが関与する過程が酸化的リン酸化です。

そしてこの全過程を呼吸鎖といいます。

この中で複合体Ⅳの構造に、2種のヘムが含まれています。前述した代謝水はこの段階で作られています。

呼吸鎖複合体
別名
複合体ⅠNADHデヒドロゲナーゼ、ユビキノン、NDH
複合体Ⅱコハク酸脱水素酵素、フマル酸還元酵素、SDH、FRD
複合体Ⅲシトクロムbc1複合体、Cyt bc1
複合体Ⅳシトクロムcオキシダーゼ、COX、SOX
複合体ⅤATP合成酵素、ATPシンターゼ、ATPシンテターゼ


ALA投与による実験結果


ヘムの材料であるALAをマウスに投与すると、ミトコンドリアのエネルギー代謝が活性化されるという実験結果が2011年に初めて公開されています。
BMC Research Notes|The effect of 5-aminolevulinic acid on cytochrome c oxidase activity in mouse liver

(もっと詳しく・・・)
ヘムの前駆体である5-アミノレブリン酸(ALA)は、ミトコンドリア内膜の呼吸鎖(好気的エネルギー代謝)において重要な役割を果たしています。ALAを経口投与するとALAが直接作用して、呼吸鎖の電子伝達系のタンパク質複合体のうち、ヘムをその構造に含む複合体Ⅳ(シトクロムCオキシダーゼ、COX(コックス))を活性化し、ATPレベルを上昇させることがわかりました。


図1:ALA投与マウスの肝臓のミトコンドリアにおけるCOXの活性
ALA投与マウスの肝臓のミトコンドリアにおけるCOXの活性



c57BL/6N種のマウスに対し、ALAを15週間経口投与した後、肝臓のミトコンドリアにおけるCOXの活性を測定したところ、ALA投与マウスでは対照マウスと比較して1.5倍に上昇しました。
p<0.05



図2:ALA投与マウスの肝臓中のATPレベル
ALA投与マウスの肝臓中のATPレベル



c57BL/6N種のマウスに対し、ALAを15週間経口投与した後、肝臓中のATPレベルは対照マウスと比較して上昇しました。



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