コラム４５１〜５００

　ゼアキサンチンはカロテノイドの一種です。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ゼアキサンチンは、目の網膜に含まれるカロテノイドの一種です。黄斑中央部において、ゼアキサンチンは主要な構成物質ですが、網膜周辺部位ではルテインが主要な構成物質になっています。

　化学式は C₄₀H₅₆O₂で、橙色から黄色を示す脂溶性の色素成分です。

　ゼアキサンチンは、人間の体内においてはルテインとともに黄斑部に存在することで、目の健康維持に深く関与しています。黄斑部は眼球で最も光が集まる部分であり、視力を支えている非常に重要な部位です。ゼアキサンチンの持つ抗酸化作用は、黄斑部を光のダメージから守る働きがあります。

　ゼアキサンチンは強力な抗酸化作用を持つため、活性酸素による水晶体の酸化に対しても有効であると考えられています。なお、ゼアキサンチンやルテインを豊富に含む緑黄色野菜の摂取頻度が高まると、それに比例して白内障発症のリスクが抑えられることも明らかとなっています。

　ルテインやゼアキサンチンの含有量が多い食べ物はケールやほうれん草、カブの葉、コラードグリーン、ロメインレタス、クレソン、フダンソウ、カラシナといった濃い緑色の葉物野菜です。そのほか脂肪や肝臓中、卵黄（飼料に由来する）にも含まれています。

　リコピンはカロテノイドの一種です。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　リコピンはリコペンとも呼ばれ、カロテノイドの一種に分類されています。植物などに含まれる赤い色素で、トマトに豊富に含まれていることで有名です。トマトの鮮やかな赤色はリコピンによるものであり、果肉が赤いスイカもリコピンが含まれているのが理由です。

　化学式は C₄₀H₅₆ で13個の二重結合が深赤色および抗酸化性を与えています。

　植物と藻類や他の光合成有機体では、リコピンは多くのカロテノイドの生合成における重要な中間体です。構造的には、8個のイソプレン単位が集まったテトラテルペンであり、炭素と水素からのみ構成されるため水には溶けません。

　カロテノイドはカロテン類とキサントフィル類に分類され、リコピンはカロテン類に属している栄養素です。リコピンはカロテノイドの中でも秀でた抗酸化作用を持つ成分であり、その効力はβ-カロテンの2倍以上、ビタミンEの約100倍にも匹敵します。

　トマトやニンジン、スイカ、グミ、パパイヤなど赤色の果物・野菜に含まれています。イチゴやサクランボには含まれていません。トマトのリコペンは、ニンニクやタマネギで調理すると吸収されやすくなります。

　また、リコピンは生のトマトに含まれている状態よりも、トマトジュース、トマトペースト、トマトケチャップなどの加熱加工を施された状態の方が体内に吸収されやすい構造であるといわれており、トマト製品に含まれているリコピンは、サプリメントによる摂取と同程度の吸収率であるとされています。

　ルテインはカロテノイドの一種です。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ルテインとはカロテノイドの一種で、抗酸化作用を持つ黄色の天然色素です。アスタキサンチンと同様にキサントフィル類に分類されています。秋の黄色の葉の色素としてとり出され、初めキサントフィルと呼ばれましたが、のちにキサントフィルの意味が拡張されたため、もとの意味に用いるときルテインと呼ばれます。

　分子式は C₄₀H₅₆O₂ で、水酸基を有するカロテノイドの一種です。紫色柱状晶，融点 193℃で、水に不溶，有機溶媒に可溶です。

　体内ではゼアキサンチンと共に眼球内の黄斑部や水晶体、皮膚などに多く存在しています。ルテインの黄斑での役割は、青色光を吸収することで光によるストレスを軽減することや、酸化ストレスから防御することです。

　ヒトは体内でカロテノイドを合成できないため、黄斑の色素の維持には食事から継続的に摂取する必要があります。食事から多く摂取した場合、健康な人においても黄斑色素濃度の上昇が期待できます。

　プロビタミンA活性はなく、体内では構造を変えずに、たんぱく質に結合した状態で存在しています。不飽和二重結合（ポリエン鎖）と単結合が交互につながった長い構造により、青の光を吸収することができます。ポリエン鎖は光や熱による酸化分解を受けやすく、酸に対しても不安定です。

　ほうれん草、からし菜、ブロッコリー、ケールなどの緑黄色野菜に豊富に含まれています。脂溶性の分子であり、小腸で吸収されるには食事に脂肪が含まれていることが必要です。

　アスタキサンチンはカロテノイドの一種です。どの様な物質なのか、簡単にまとめてみましょう。

　アスタキサンチンはβ-カロテンやリコピンなどと同じくカロテノイドの一種で、キサントフィル類に分類されています。ザリガニにより構成される属のアスタクス属より名付けられました。別名「海のカロテノイド」ともいわれる赤色の天然色素で、脂溶性の成分です。

　分子式は C₄₀H₅₂O₄ で β-カロテンとほぼ同様の構造ですが、両端のシクロヘキセン環部位の水素がヒドロキシ基（3および3′位）とカルボニル基（4および4′位）に置換しています。

　自然界に広く分布しており、サケやイクラ、カニ、エビ、マダイなどに多く含まれている栄養素です。​カニやエビに含まれているアスタキサンチンは、生きているときはたんぱく質と結合しているためくすんだ色をしていますが、加熱することでたんぱく質とアスタキサンンが分離し、本来の鮮やかな赤色に変わることが特徴です。

　アスタキサンチンは高い抗酸化作用を持ち、紫外線や脂質過酸化反応から生体を防御する因子として働いていると考えられています。アスタキサンチンの肌への抗酸化力はβ-カロテンの約10倍、コエンザイムQ10の約800倍、ビタミンEの約1000倍、ビタミンCの約6000倍にも達するとされます。

　また、アスタキサンチンは光障害から目を保護すると言われています。その為、アスタキサンチンを配合したサプリメントや健康食品、スキンケア用品（基礎化粧品）なども発売されています。しかしながら、アスタキサンチンを人間が摂取した場合の有効性を示す信頼できるデータはなく、サプリメントとしての安全性についても確実な情報は存在しません。 （所要量も上限量も定まっていない）

　カスピ海ヨーグルトは強い粘りを持つことが知られています。どの様なものなのか簡単にまとめてみましょう。

　カスピ海ヨーグルトは、ヨーロッパ東部のコーカサス地方がルーツとされています。現在では、食品メーカーから粉末状の種菌やヨーグルト製品として販売されています。

　通常の乳酸菌とは異なって20℃から30℃という低い温度で増えるため、特殊な器具などを使わずに、牛乳から手軽に作りやすいことと（一般的なヨーグルトに比べて）酸味がおだやかなことが人気となった理由ともされます。

　作り方は、牛乳に種菌粉末もしくはヨーグルトの一部を溶かし、常温でそのまま放置します。菌がすみやかに牛乳を酸性にするため、他の雑菌が繁殖しにくくなり、牛乳が発酵し、ヨーグルトが出来上がります。

　乳酸菌である Lactococcus lactis subsp. cremoris （ラクトコッカス ラクティス サブスピーシーズ クレモリス）と酢酸菌である Acetobacter orientalis（アセトバクター・オリエンタリス）の2種類でこのヨーグルトの特性が保たれやすいことが分かっていいます。アセトバクター菌は、ヨーグルトの品質上の特徴にはほとんど影響しませんが、家庭で繰り返して作る場合の安定化に寄与していると考えられています。

　クレモリス菌は、生きて人間の腸内に届き、プロバイオティクスとして働くと考えられています。さらに、ヨーグルト特有の粘りを生み出す菌体外多糖（EPS：Exopolysaccharide）を産生することで、腸管内の状態に良い影響を与えているのではと考えられています。その他、整腸作用、ストレスによる肝機能の低下やアトピー性皮膚炎の抑制、免疫賦活作用、血中コレステロール値の改善、や血糖値上昇抑制作用など、様々な健康効果が報告されています。

　EPSは乳酸菌がヨーグルトの発酵中に産生する物質のひとつです。EPSは糖が繰り返し結合した高分子の多糖で、カスピ海ヨーグルトの特長的なねばりのもととなっています。クレモリス菌が作るEPSは、ヒトの消化液で分解されないことが確認されていますので、クレモリス菌とEPSはどちらも大腸まで届いて働くと考えられます。

　オルニチンはアミノ酸の一種です。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　オルニチンはもともと体内に存在する非必須アミノ酸の一種で肝臓の働きをサポートし、疲労を回復する効果があります。オルニチンはアミノ酸の中でも肝臓や筋肉にとどまらず、血液中を循環する「遊離アミノ酸」に属します。

　オルニチンは、アルギニンの分解によって生成します。分子式は C₅H₁₂N₂O₂、分子量は 132.16です。2番炭素がキラル中心であるため、1対の鏡像異性体を持っていて、天然型は L体です。

　オルニチンは、体にとって有害なアンモニアを肝臓で分解する「オルニチンサイクル」に働きかけ、疲労回復効果が期待できます。アンモニアは、人間がエネルギーを生み出す時に出る老廃物のひとつで、アンモニアが体内に過剰に発生すると、全身の疲労を感じやすくなります。有害なアンモニアは、肝臓で無害化されます。この過程は「オルニチンサイクル」と呼ばれ、アンモニアを無害な毒素に変換するものです。

　さらに、オルニチンを摂取することで、ストレスが軽減し、睡眠や気分などの自覚症状が改善するということがわかっています。日頃から疲労を感じている人が、オルニチンを摂取すると、睡眠の改善効果や、気分を鎮静化する効果があることが示唆されており、その結果、オルニチンを摂取しているとストレスの状態が低いということが判明しています。

　オルニチンはシジミに多く含まれます。他にも、チーズ、ひらめ、パンなどにも含まれています。食材から摂取すると非常に多くの量を摂取する必要があるため、サプリメントなどの健康食品を活用すると効率よく摂取できます。

γ-オリザノールは医薬品としても使われています。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　γ-オリザノール（ガンマ-オリザノール）は、米糠の脂質に含まれている、フェルラ酸とステロールとが縮合したエステル類の総称です。米糠に特有の成分でポリフェノールの一種です。

下記は γ-オリザノールの主要成分の一つ、シクロアルテノールフェルラ酸エステルの構造です。

　無味、無臭の淡黄色の粉末で、熱安定性が高いため、優れた抗酸化力を発揮するといわれています。植物ステロールの仲間として、人の体に対しては血行を良くしてコレステロールを低減させる効果、脳の機能の劣化防止などの効果があります。

　コレステロールの消化管からの吸収を抑え、血清コレステロールを低下させる作用があります。また、内分泌系および自律神経系の働きを整える作用が報告されています。脂質異常症の治療のほか、更年期障害や自律神経の機能失調によって起こる諸症状の改善に用いられ、最近ではサプリメントや健康食品、化粧品などにも使用されています。

　γ-オリザノールは、脳の視床下部に直接働きかけることで自律神経失調症に効果があるとされています。自律神経失調症は、ストレスや過労、不眠などで生活リズムが不規則なこと、女性に多く見られる更年期障害が原因で起こります。症状としてはめまい、動悸、倦怠感、頭痛、不眠などがあります。γ-オリザノールは自律神経の働きをサポートするため、症状の緩和に効果があります。また、抗ストレス作用から老人性認知症の治療にも医薬品として用いられています。

　γ-オリザノールは、コメ胚芽油や米油などに含まれています。米油にはγ-オリザノールが0.2～0.5％含まれています。

　ビタミン様物質はビタミンとは別物です。どういうことなのか簡単にまとめてみましょう。

　一般にビタミン様物質とは、体内においてビタミンに似た働きをするが体内で合成されるため欠乏症は起こらない栄養素のことを言います。生命維持のために必要というより、疾病予防や美容、健康維持のための摂取が注目されており医薬品として利用されているものもあります。

　ビタミンの定義に当てはまりませんが、ビタミンと似た作用のある物質をビタミン様物質と呼ぶことがあります。ビタミン様物質のなかには、歴史的には誤ってビタミンと考えられたもの、あるいは定義の変更によりビタミンとされなくなったものも含まれます。

一例

・生物から抽出して得られた混合物をそのままビタミンとしたり、他の研究者と独立に命名を行ったりしたために、他のビタミンと重複しているもの（ビタミンB₁₀ など）
・正確な化学構造、化学物質名が不明なもの（パンガミン酸など）
・体内でも合成されるため必須ではないもの（ヒト以外のある種の生物にとっては必須だが、ヒトには必須でないものを含む）（オロト酸、カルニチンなど）
・炭水化物・タンパク質・脂質のいずれかに分類されるためビタミンの定義から外れるもの（ビタミンFなど）
・必要摂取量が多すぎるため通常はビタミンとして扱わないもの（コリンなど）
・薬理作用はあるが必須ではないもの（塩化メチルメチオニンスルホニウムなど）
・実際には何の働きもないもの、むしろ害になるもの（アミグダリンなど）

　上記以外にも様々な物質があげられています。俗にビタミン様物質と呼ばれているものはこれらに限らず、ビタミン様物質とすら呼ぶべきでない物質や同定できない物質も含まれています。

　アミグダリンはビタミン様物質の一つです。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　アミグダリンは、ウメ、アンズ、モモ、ビワなどのバラ科サクラ属植物の種子に多く含まれる青酸配糖体の一種で、未成熟な果実や葉、樹皮にも微量含まれています。

　シアン化合物の一種であり、化学式は C₂₀H₂₇NO₁₁ 、マンデロニトリルに2個のグルコースが結合した構造を持っています。

　アミグダリンは過去にビタミンB₁₇とも呼ばれていましたが、代謝に必要な成分ではなく、不足しても人体には影響がないことから、現在はビタミンの仲間からは除外されています。サプリメント等に配合され、俗に「がんに効く」などと言われていますが、人を対象にした信頼性の高い研究でがんの治療や改善、延命に対して効果はなく、むしろ青酸中毒を引き起こす危険性があります。

　アミグダリンは植物に天然に含まれる酵素や人の腸内細菌により、マンデロニトリルとグルコースに分解され、マンデロニトリルがさらに分解されると、ベンズアルデヒドと青酸ができます。青酸は、一度に大量にとると、頭痛、めまい、悪心、嘔吐などの中毒症状を起こし、場合によってはけいれんや呼吸困難になり、死に至ることもあります。

　アミグダリンを含む食品あるいはそれを加工した商品はアーモンド、杏仁豆腐、ビワ酒や枇杷茶、カリン漬など広範囲になります。アミグダリンが分解してできるベンズアルデヒドが独特の芳香をもつため広く利用されています。なお、ベンズアルデヒドは、バラ科の果実、杏仁（アンズの仁）、アーモンド（バラ科のヘントウの仁）等に特徴的な甘い香りの成分です。

　パラアミノ安息香酸はビタミン様物質の一つです。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　パラアミノ安息香酸は芳香族カルボン酸かつアミンの一種である有機化合物です。4-アミノ安息香酸、PABAとも呼ばれます。葉酸の前駆体として生体内で合成されるほか、日焼け止めとしても用いられます。

　分子式C₇H₇NO₂、分子量137.14、融点187℃です。熱水、アルコール、エーテルに可溶です。酵母から分離されていて、葉酸の構成成分の一つとなっています。

　パラアミノ安息香酸はある種の真正細菌に必須の栄養素であり、ビタミンBxと呼ばれたこともありました。しかしヒトにとっては必須栄養素ではないことが明らかになっていて、現在ではビタミンに分類されていません。

　パラアミノ安息香酸は真菌の酵素（ジヒドロプテロイン酸シンターゼ）によって葉酸へと変換されますが、ヒトはこの酵素を持っていません。サルファ薬はパラアミノ安息香酸に構造が類似していて、この酵素を阻害するため真菌選択的に抗菌作用を示します。 ヒトはこの酵素を持っていないため影響を与えません。

　かつてパラアミノ安息香酸は紫外線をカットする日焼け止めとして広く用いられていました。現在の日焼け止めには、安全でより有効な誘導体であるオクチルジメチルPADAなどが用いられています。軟膏、散布剤、外用表面麻酔薬などに使用されていて、葉酸やアゾ色素の原料にもなります。また、パラアミノ安息香酸のエステルの誘導体（プロカインなど）やアミド（リドカインなど）の誘導体は局所麻酔薬として知られています。

　バンガミン酸はビタミン様物質の一つです。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　パンがミン酸は 1948年にアンズの種子中にはじめて発見された水溶性の物質で、その後になって米ぬかや酵母、牛や馬の血液や肝臓からも抽出されました。

　パンガミン酸がどのような化合物あるいは混合物であるかは定かでありませんが、しばしばグルコン酸とジメチルグリシンのエステル誘導体であるとされます。グルコン酸と種々のアミノ酸のエステル誘導体や、ジメチルグリシン自体がビタミンB₁₅と称して販売されています。

　水溶性で抗酸化力が強く、ビタミンB様の作用を持つためビタミンB₁₅と名付けられましたが、生体に欠かせない成分かどうかがはっきりせず、今ではビタミンの仲間には入れず、ビタミン様作用物質との見方が主流となっています。

　ビタミンEと同じような抗酸化作用があるため、肝臓の機能を高める、解毒作用をもつ、免疫力を高める、疲労回復を助けるなどの働きがあると考えられています。特に、ビタミンB₁₅の活性成分であるジクロロ酢酸ジイソプロピルアミンは、肝機能改善薬として知られています。

　ビール酵母、玄米、かぼちゃの種子、ごま、無精白の穀類などに多く含まれています。

　オロト酸はビタミン様物質の一つです。どの様な物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　オロト酸は、乳清から発見された複素芳香環化合物です。ビタミンB₁₃またはオロット酸・オロチン酸・ウラシル6-カルボン酸とも呼ばれています。アルコール発酵成就残物からネズミの成長促進因子としても発見されたのでビタミンB₁₃とも呼ばれますが、人間を含む多くの高等動物は生合成できるので必須ビタミンではありません。

　化学式はC₅H₄N₂O₄、分子量は156.10、融点345-346℃の白色の固体です。

　オロト酸は、核酸成分であるピリミジン塩基の生合成中間物質の一つであり、オロト酸から生成する UDP や CDP は核酸の生合成材料となるだけでなく、糖質や脂質の代謝に補酵素となり、種々の代謝系に影響を与えているものと考えられています。オロト酸は乳汁中に特異的に多く、幼動物に対して発育効果があります。

　水溶性のビタミン様物質のひとつとされています。葉酸やビタミンB₁₂の代謝を助ける働きをもつビタミン様物質です。根菜、小麦胚芽、ビール酵母などに多く含まれます。体内で合成ができ、乳酸菌の発育因子として効果を発揮するほか、細胞の再生を支えて肝臓障害の予防、抗酸化作用、老化の予防、乳汁分泌の促進などの作用をもつと推察されています。

　コリンは栄養素の一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　コリンは、循環器系と脳の機能、および細胞膜の構成と補修に不可欠な水溶性の栄養素です。 水溶性のビタミン様物質のひとつですが、メチオニンを十分にとれば欠乏することはありません。

　窒素を含む強塩基性化合物で、トリメチルエタノールアミン、ビリノイリンともいいます。第四級アンモニウムカチオンで、組成式は [C₅H₁₄NO]⁺ です。（陽イオンなので + がつく）

上記で X⁻ は塩化物イオン・水酸化物イオン・酒石酸イオンといったアニオン（陰イオン）です。

　コリンは、リン脂質と呼ばれる脂質の一種で、細胞膜の主要な構成成分です。体内では細胞膜や神経組織を構成するレシチンの材料とし存在しています。血管を拡張させて血圧を下げる神経伝達物質「アセチルコリン」として機能する他、記憶力を高めたり、肝機能を高める働きなどがあります。

　コリンはセリンとメチオニン（両者ともアミノ酸）を原料として生合成されます。コリン欠乏により脂肪肝のほかに腎臓障害、成長抑制などがみられます。そのため抗脂肪肝因子として水溶性ビタミンに分類されることもありますが、メチオニンを十分にとれば欠乏することはありません。

　豚レバー、牛レバー、たまご、ダイズ、エンドウマメ、牛肉、豚肉、とうふ、サツマイモなどに多く含まれています。

　イノシトールは栄養素の一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　イノシトールは、筋肉や神経細胞に多く存在している栄養素で、以前はビタミンB群の仲間として扱われていましたが、体内でも生合成でき欠乏症もないため、現在はビタミン様物質として扱われています。

　イノシトールは、シクロヘキサンの各炭素上の水素原子が1つずつヒドロキシ基に置き換わった構造（1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサオール）を持っています。化学式は C₆H₁₂O₆ でヒドロキシ基の位置により 9種類の異性体が存在しますが、ミオイノシトールのみが生物活性を有するため、通常はミオイノシトールをイノシトールと呼んでいます。

　イノシトールには脂肪肝を防ぐ効果があるとされています。イノシトールは「抗脂肪肝ビタミン」とも呼ばれ、脂肪の流れを良くして、肝臓に余分な脂肪が蓄積しないようにコントロールする働きを担っています。

　イノシトールは、神経の伝達や脳の活動を正常に保つ上で欠かすことのできない成分であり、神経細胞に栄養を供給する働きを担っています。神経細胞はあらゆる器官に刺激を伝達するほか、発毛や育毛などの頭皮の健康を指示する情報の伝達も担っています。

　イノシトールは、体内でグルコース（ブドウ糖）からも合成されますが、合成量には限界があり、それだけでは十分な量とはいえないため、毎日の食事やサプリメントで摂取することが大切です。脂肪肝、肝硬変、高コレステロール血症、動脈硬化症などに対して効果を得るために１日に必要な摂取目安量は 500～2000mgとされています。

　欠乏症状はほとんどみられませんが、不足すると脂肪肝や動脈硬化になりやすくなります。オレンジ、スイカ、メロン、グレープフルーツ、モモ、グリーンピースなどに多く含まれています。

　PFOSは界面活性剤の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　PFOS（ペルフルオロオクタンスルホン酸）は、フッ素を含む有機化合物の一種で、撥水剤や紙・布の防汚剤原料、泡消火剤成分等として広く使われてきました。

　化学式は C₈HF₁₇O₃Sです。完全フッ素化された直鎖アルキル基を有するスルホン酸で、共役塩基のアニオンが界面活性剤として用いられ、PFOS（ピーフォス、perfluorooctanesulfonate）と呼ばれます。

　水溶性は低いですが、ジメチルスルホキシド (DMSO) には溶けやすいです。蒸界面活性能が高く、水の表面張力を 15 mN/m まで低下させます。PFOSはオクタンスルホン酸フルオリドの電解フッ素化により合成されます。自然界では殆ど分解されないため、『永遠の化学物質』と呼ばれることもあります。

　PFOS は低分子化合物であり、高い親水性・親油性により界面活性能が高い。また、光学的には低屈折率であり、高い起泡性を持ちます。このことから、以下の用途で広く用いられていました。

　めっき液のミスト防止剤 (泡を安定させて弾けさせないことでミスト化を防ぐ)
　塗料のレベリング剤 (塗膜の平滑化)
　消火剤 (水成膜泡消火薬剤や中性強化消火液)
　殺虫剤
　半導体リソグラフィの反射防止剤

　PFOSは水質基準等に設定されていない、いわゆる未規制物質で、有害性に係る知見は十分ではありませんが、2002年に「化学物質の審査及製造等の規制に関する法律（化審法）」の第二種監視化学物質に指定されています。PFOS・PFOA は近年、有害性や蓄積性などが明らかとなってきたため、製造、使用等が制限されています。

　PFOAはフッ素加工などに使われる化学物質です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　PFOA（ペルフルオロオクタン酸）は、フッ素を含む有機化合物の一種で、調理器具などの表面が焦げ付かないようにフッ素加工する過程等で使われる化学物質です。

　化学式は C₈HF₁₅O₂ です。完全フッ素化された直鎖アルキル基を有するカルボン酸で、共役塩基のアニオンが界面活性剤として用いられ、PFO (perfluorooctanoate) と呼ばれます。

　ペルフルオロオクタン酸は水にはほとんど溶けません。フッ素化されていないオクタン酸よりも界面活性能が高いです。炭素－フッ素の共有結合のエネルギーが高いため、耐光性、耐熱性が高く、生分解をほぼ受けません。生体内半減期は4.3年であり、類似物質として法的規制を受けるペルフルオロオクタンスルホン酸（PFOS)の生体内半減期8.7年に比較して、短期間です。

　ペルフルオロオクタン酸は、ポリテトラフルオロエチレン合成の時の添加剤、フライパンのコーティング剤、塗料のレベリング剤、水性膜形成泡消火剤、界面活性剤などに用いられます。テフロンの商品名として知られています。

　ペルフルオロオクタン酸は水質基準等に設定されていない、いわゆる未規制物質で、有害性に係る知見は十分ではありませんが、環境中の残留性の観点からUSEPA（米国環境保護庁）等が注目している物質です。2002年に「化学物質の審査及製造等の規制に関する法律（化審法）」の第二種監視化学物質に指定されています。

　ヨウ素は体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ヨウ素は、原子番号53の元素で、周期表第17族に属するハロゲン元素の一つです。元素記号は I、原子量は 126.9です。蒸気が紫色であることから、ギリシア語で「すみれ色」を意味するiodesにちなんで命名されました。

　常温、常圧では固体ですが、昇華性があります。固体の結晶系は紫黒色の斜方晶系で、反応性（酸化力）はフッ素、塩素、臭素より小さいです。水にはあまり溶けませんが、ヨウ化カリウム水溶液にはよく溶けます。

　ヨウ素は、人間にとって必要不可欠なミネラルのひとつで、ヨードとも呼ばれます。人間の体内には甲状腺に多く存在し、約10〜20 mg存在します。甲状腺は、のどの辺りにある指先ほどの大きさの器官で、蝶が羽を広げたような形をしています。甲状腺は、代謝の維持に必要な様々なホルモンを分泌する器官で、ヨウ素は甲状腺から分泌されるホルモンの主要な構成成分となり働いています。

　ヨウ素は主にトリヨードチロニンとチロキシンという甲状腺ホルモンをつくる材料となります。ホルモンとしての働きはトリヨードチロニンの方がはるかに強く、作用するのも主にトリヨードチロニンです。トリヨードチロニンはチロキシンからもつくられますが、チロキシンからトリヨードチロニンをつくるためにはセレンが含まれる酵素が必要となるため、セレンが欠乏しても甲状腺の機能異常として甲状腺機能低下症が起こることがあります。

　ヨウ素は海水中に多く存在するため、海のミネラルとも呼ばれます。コンブやワカメ、ヒジキなどの海藻や魚介類に多く含まれており、海藻を食べる習慣のある日本では、ヨウ素が不足する心配はほとんどありません。しかし、海藻や魚介類を食べる習慣のない諸外国では欠乏しやすい栄養素といわれ、アメリカなどではヨウ素とナトリウムの化合物であるヨウ化ナトリウムを食塩へ添加して販売されています。

　ヨウ素が不足すると甲状腺腫やクレチン症をおこし、甲状腺ホルモンの生理作用が阻害されるため、肥満、疲労、代謝低下が生じます。一方、コンブの多食などによる過剰症として甲状腺腫や甲状腺機能亢進症があります。食事からとるべき量については、「日本人の食事摂取基準」（厚生労働省）により、目安量や摂取量、および過剰摂取による健康障害のリスクを下げるための上限量が設定されています。

　モリブデンは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　モリブデンは、原子番号42の元素で、周期表第6族に属するクロム族元素の一つです。金属元素の一つで、元素記号はMo、原子量は 95.94です。原鉱石モリブデナイト molybdenite（輝水鉛鉱 MoS₂）からモリブデンと命名されました。

　金属モリブデンは広い温度範囲にわたって機械的強度に富み、ステンレス合金、耐火合金などに使用され、モリブデン化合物は電子材料、顔料、触媒、潤滑剤などに使われています。酸化数＋Ⅱから＋Ⅵまでの各酸化数の化合物が多く知られています。

　モリブデンは、人体（生体）にとって必須元素で、尿酸の生成、造血作用、体内の銅の排泄などに関わっています。微生物による窒素固定で働く酵素（ニトロゲナーゼ）にも深く関与していて、地球上の窒素固定量の70%以上は、モリブデンが関与しているとされています。

　人間に必要なモリブデンは微量であり、通常の食事から十分摂取することができるため、モリブデンの欠乏症はほとんど知られていません。しかし、可能性のある欠乏症として貧血、疲労、尿酸代謝障害、不妊などの症状が挙げられます。

　過剰に摂取したモリブデンは、すぐに尿中に排泄されるため健康に害を及ぼす心配はありません。しかし、モリブデンは銅との関わりがあり、体内の銅の量が極端に少ない場合には、モリブデンの中毒症状が起こるリスクが高まります。

　食品中に含まれるモリブデンの量は非常に微量で、その量を正確に分析することはとても難しいといわれています。そのため、食品成分表にもモリブデンの量は掲載されていません。モリブデンは植物性食品の中では、豆類に多く含まれています。その理由は、マメ科の植物は空気中の窒素を摂り入れており、モリブデンを含んだ酵素を持っているためです。動物性食品の場合は、モリブデンが肝臓にある酵素の成分として存在するため、レバーに多く含まれています。

　セレンは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　セレンは、原子番号34の元素で、周期表第16族に属する酸素族元素の一つです。非金属元素の一つで、元素記号はSe、原子量は 78.96です。セレンはギリシャ神話の月の女神セレネから命名されています。これは、周期表上でひとつ下に位置するテルル（ラテン語で地球を意味する Tellus から命名）より後に発見され、性質がよく似ていたためです。

　いくつかの同素体が存在しますが、常温で安定なのは六方晶系で鎖状構造をもつ灰色セレン（金属セレン）です。金属セレンは、半導体性、光伝導性があります。これを利用してコピー機の感光ドラムに用いられます。またセレンは整流器に使われたり、光起電効果によりカメラの露出計やガラスの着色剤、脱色剤に使われます。毒性がある為、現在は使用が制限され多くの用途において代替物質が使用されています。

　セレンは、必須ミネラルのひとつで人間の体内では、抗酸化反応を司る酵素やたんぱく質を構成し、体内の抗酸化作用に重要な役割を担っています。成人の場合は体内にセレンが約15 mg存在しています。古くから毒性の強い元素として知られていましたが、1957年には研究により人間にとって絶対に必要な微量ミネラルであるということが明らかになりました。

　セレンはセレノシステインとしてタンパク質に組み込まれ、主にセレノプロテインとして抗酸化作用を発揮したり甲状腺ホルモンの代謝に関わったりしています。また、ビタミンEやビタミンCと協調して、活性酸素やラジカルから生体を防御すると考えられています。

　セレンの1日摂取量の推奨量は成人男性で30～35μg、成人女性では25μgです。上限は350～450μgとなっています。通常の食事では過剰症や欠乏症を起こすことはありません。セレンは比較的毒性が強く錠剤やサプリメントなどで過剰に取ると中毒を起こします。

　セレンを多く含む食品としては、魚介類、肉類、わらび、ミルクチョコレート、ねぎ、玉ねぎ、トマト、胚芽などがあります。

　亜鉛は体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　亜鉛は、原子番号30の元素で、周期表第12族に属する亜鉛族元素の一つです。金属元素の一つで、元素記号はZn、原子量は 65.38です。英語元素名の原型zincumという言葉は、16世紀の錬金術師Paracelsusによって、亜鉛鉱石を炉で溶かしたときの堆積の形か ら、とがった先端を意味する古代高地ドイツ語のzinkからとされています。

　地殻中には広く分布していますが、存在量はさほど多くありません。遊離した金属としては産出せず、主要鉱石は閃亜鉛鉱(せんあえんこう)ZnS、菱亜鉛鉱(りょうあえんこう)ZnCO₃、異極鉱(いきょくこう)Zn₄(OH)₂Si₂O₇・H₂Oなどです。

　亜鉛は体内で作ることができない「必須微量ミネラル」で、体内に約 2〜4g 存在し、歯、骨、肝臓、腎臓、筋肉に多く含まれます。200種以上の酵素の構成や酵素反応の活性化、ホルモンの合成や分泌の調整、DNA合成、タンパク質合成、免疫反応の調節などに作用し、身体の成長と維持に必要な栄養素です。また、味覚に関わる細胞をつくる働きもあるので、食べ物をおいしいと感じるのに欠かせません。

　亜鉛が不足すると、貧血、味覚障害、皮膚炎、免疫機能低下によって感染症にかかりやすくなるなど様々なリスクが高まります。子どもの場合は成長障害、男性の場合は性機能低下が起きることもあります。

　通常の食生活であれば過剰摂取の心配はありませんが、サプリメント等で過剰摂取すると急性亜鉛中毒になる可能性があります。急性亜鉛中毒になると胃障害、めまい、吐き気などの症状がみられます。

　亜鉛を多く含む身近な食材には、牡蠣、かたくちいわし（田作り）、しらす干し、かつお節、うなぎなどの魚介類、豚レバー、牛肉（赤肉）などの肉類などがあります。

　銅は体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　銅は、原子番号29の元素で、周期表第11族に属する銅族元素の一つです。金属元素の一つで、元素記号はCu、原子量は 63.546です。英語の元素名copperは，ローマ時代に銅鉱石を産出したキプロス島のラテン名cypriumからとられた銅のラテン名cuprum が変化したものです。

　銀、金とともに貨幣金属ともよばれています。単体は赤色の光沢ある金属で、展性、延性、加工性に富み、かつ強さがあります。熱および電気の伝導率は銀に次いで大きく、それぞれ銀の93％、98％で全金属中3番目の大きさになります。

　銅は、人間の体を構成するミネラルのうち、栄養素として不可欠な必須ミネラルのひとつです。赤血球の形成を促し、体内酵素の正常な働きと骨の形成を助けます。動脈の弾力を保って血栓を予防するなど、免疫力をサポートする働きも担います。ちなみにタコやイカの血液が青いのは、銅と結合したヘモシアニンというタンパク質が含まれるからです。

　人体には銅が約80ミリグラム含まれていて、おもに筋肉や骨、そのほかの組織や血中に存在しています。銅の人体での役割は鉄と関係が深く、血色素であるヘモグロビンは鉄と結合して合成されますが、このときの鉄の取り込みに銅が必要となります。また、鉄が腸管から吸収されるのを助ける作用もあります。そのほか、酵素の構成成分として乳児の成長、血液凝固、糖やコレステロールの代謝などに関係しています。

　銅はカニやエビなどの甲殻類や、タコやイカ、レバーなどに多く含まれるミネラルです。また、アーモンドなどの種実類や茶葉などにも含まれます。銅が不足すると鉄代謝障害による貧血、骨異常、成長障害などがおこりますが、一方で調理器具や飲料水による過剰摂取の例もあります。

　コバルトは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　コバルトは、原子番号27の元素で、周期表第9族に属する鉄族元素の一つです。金属元素のひとつで、元素記号はCo、原子量は 58.93320です。ドイツ民間伝承のいたずら好きの地の精コーボルト（koboldまたはkobalt）が銀鉱の鉱夫を無用の鉱石（輝コバルト鉱）でたぶらかすところから、鉱石についた名称が元素名になりました。

　鉄に似た光沢をもつ灰白色の金属、空気中できわめて安定しています。酸には徐々に溶けて水素を発生しますが，硝酸に対しては表面のみ酸化されて不働態をつくります。高速度鋼，永久磁石，耐熱・耐食鋼，超合金などの各種合金の成分として重要です。コバルトは砒化鉱、硫化鉱、酸化鉱として岩石圏に広く分布していますが、そのほとんどがニッケル、銅などの他の金属を伴っています。

　コバルトは、人間の体を構成するミネラルのうち、栄養素として不可欠な必須ミネラルのひとつです。他のミネラルのように単独では働かず、ビタミンＢ群の一種であるビタミンB₁₂を構成する成分として存在しています。

　人間の体内には約1.5㎎のコバルトが存在しています。ビタミンB₁₂の構成成分となっているコバルトはこのうち15％だといわれており、残りの85％については働きが明らかにされていませんが、酵素の構成成分になるものがあるとわかっています。また、ビタミンB₁₂は赤色をしていますが、これはビタミンB₁₂に含まれるコバルトが赤色であるためだと考えられます。

　ミネラルの一種であるコバルトは体内で合成することができないため、食事から補う必要があります。食品から摂取したコバルトは、腸内細菌によってビタミンB₁₂に合成されます。コバルトは、肉をはじめ、レバー、魚介類、乳製品などビタミンB12を含む食品に含まれています。特殊な微生物によってしか合成されないため、動物性食品にしか含まれていませんが、納豆やもやしなど、例外としてコバルトが含まれている植物性食品もあります。このように、コバルトは動物性食品に多く含まれることから、厳格な菜食主義者に不足しがちだといわれています。

　コバルトは骨髄で血液をつくる上で必要不可欠な成分であるため、不足すると貧血を引き起こすほか、食欲不振、消化不良、手足のしびれなどの症状が現れることがあります。また、コバルトは神経の働きを正常に保つ作用があるため、集中力や記憶力が低下する、神経過敏になるといった欠乏症も見られます。

　鉄は体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　鉄は、原子番号26の元素で、周期表第８族に属する鉄族元素の一つです。金属元素のひとつで、元素記号はFe、原子量は 55.845です。元素記号のFeは、ラテン語での名称「ferrum」に由来します。

　純粋な鉄は白い金属光沢を持っていますが、イオン化傾向が高いため、湿った空気中では容易に錆を生じ、時間の経過とともに黒ずんだり褐 色へと変色したりします。そのため天然に単体として存在することはほとんどなく、酸化物や炭酸塩の形で鉱床をなして産出します。おもな鉱石は磁鉄鉱Fe₃O₄、赤鉄鉱Fe₂O₃、褐鉄鉱Fe₂O₃・xH₂O、菱(りょう)鉄鉱FeCO₃などです。

　鉄は人体に必要なミネラルの一種で、成人の体内に約3gから5gが存在します。そのうち70％は、赤血球のヘモグロビンや筋肉中のミオグロビンに存在します。残りの30％は、肝臓や骨髄、筋肉などに貯蔵鉄としてストックされています。

　鉄が不足すると、赤血球の中のヘモグロビンが減って赤血球の数が減るため、酸素の供給が十分にできない状態となります。これを「鉄欠乏性貧血」といいます。集中力の低下や、頭痛、食欲不振などの症状があります。また、筋肉中のミオグロビンが減ることで、筋力低下や疲労感といった症状も起こります。

　必要量は健康な人の場合男女で異なり、女性は月経の有無や妊娠・授乳期にあるかどうかによって左右されます。通常の食事をおこなっていれば鉄を摂りすぎることはほとんどありません。ただ、サプリメントなどで大量に摂取すると、過剰症を起こします。

　鉄には、肉や魚に含まれるヘム鉄と、野菜などに含まれる非ヘム鉄があります。ヘム鉄は非ヘム鉄よりも吸収がよく、ヘム鉄を利用することで非ヘム鉄の吸収もよくなります。また動物性たんぱく質やビタミンCを一緒に摂ると吸収しやすくなります。

　マンガンは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　マンガンは、原子番号25の元素で、周期表第7族に属するマンガン族元素の一つです。元素記号はMnで、原子量は54.94 です。マンガンという名称はギリシャのマグネシア地方で発見された Mágnes の石に由来するラテン語で「磁石」を意味するmagnesにちなむとされています。

　単体のマンガンは銀白色の金属で、鉄に似た性質を持っていますが、鉄より硬くてもろいです。単体としては産出せず、軟マンガン鉱（MnO₂）、菱マンガン鉱（MnCO₃）などとして産出します。一番有名な用途としては、二酸化マンガンがマンガン乾電池やアルカリ乾電池の正極に使われています。

　マンガンは、地表や岩石、海水、淡水など地球上に広く存在し、多くの食材にも含まれています。また、多くの生物の体内にも存在する元素です。成人の体内には10～20mg存在しており、そのうちの25％は骨、残りは体内のさまざまな組織や臓器に広く分布し、酵素を活性化させる成分や、金属酵素の構成成分として機能しています。

　生体内では、酵素の活性化や金属酵素の構成成分として機能しています。また、骨の形成に関与するほか、糖質および脂質の代謝に働く酵素や、抗酸化作用のある酵素など多くの種類の酵素の構成成分として、成長や生殖に関係しています。

　広く食品に含まれますが、植物性の食品が主な供給源で、全粒穀類、豆類、ナッツ、茶葉に多く含まれています。

　不足すると成長異常、平衡感覚異常、疲れやすくなる、糖尿病（インスリンの合成能力が低下するため）、骨の異常（脆くなるなど）、傷が治りにくくなる、生殖能力の低下や生殖腺機能障害などが起こります。しかしマンガンは川など天然の水などに含まれ、上水道水としては多すぎてむしろ除去する場合があるなど、普通に生活していてマンガンが不足することはないとされています。

　クロムは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　クロムは、原子番号24の元素で、周期表第6族に属する金属元素の一つです。元素記号はCrで、原子量52.00です。酸化状態によってさまざまな色を呈することからギリシャ語のχρωμα（chrōma、色）にちなんで命名されました。

　単体のクロムは銀白色の金属で硬く、常温では安定しているため、空気中や水中において錆びることはありません。また、塩酸、希硫酸に溶 けます。クロム単体および3価のクロムは毒性がない一方で、6価のクロム化合物（六価クロム）は強い毒性を持ちます。クロムには3つの同素体(α、β、 γ）があり、それぞれの結晶構造は体心立方格子、立方最密充填構造、六方最密充填構造です。

　クロムは人が活動するために必要な、代謝に関わる必須ミネラルのうちのひとつです。空気、水、土壌など自然界に存在し、人の体内では約 2mgありますが、現在必須と考えられているミネラルの中では最も微量です。特に多く存在しているのはリンパ節、歯、肺で、次いで肝臓、卵巣が高く、筋肉、血液中にも微量に存在しています。

　食品中に存在するクロムのほとんどは3価クロムです 。摂取した3価クロムの吸収率はとても低く、0.5～2％と見積もられています 。主に小腸で吸収されますが、その腸管吸収メカニズムは明らかになっていません。

　生体内に存在するクロムの量は極微量ですが、インスリン作用を増強し、正常な糖質代謝、コレステロール代謝、結合組織代謝、たんぱく質代謝の維持に関係しています。クロムが不足すると、インスリン感受性の低下、窒素代謝異常、体重減少、末梢神経障害、昏迷、角膜障害などが起こります。

　クロムを多く含む食品は以下のようなものです。
○穀類：玄米や小麦胚芽などの精製していない穀類、そば
○肉類：牛肉、豚肉、鶏肉、レバー
○魚介類：あなご、ホタテ、カキ
○その他：ナッツ、豆、キノコ、海藻、ザーサイ、ココア、パルメザンチーズなど

　イオウは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　イオウ（硫黄）は原子番号16番の元素で、周期表第16族に属し、酸素族元素の一つです。元素記号はSで、原子量は32.1です。英名「sulfur」は、ラテン語で「燃える石」を意味する語に由来しています。

　単体は無臭の黄色結晶で、温泉や火山帯に産出します。水には溶けません。斜方硫黄・単斜硫黄などの同素体があります。空気中で熱すると青い炎をあげて燃え、悪臭のある二酸化硫黄（亜硫酸ガス）を生成します。火薬・マッチ・医薬品の原料、ゴム製造などに使用されています。

　イオウはタンパク質やアミノ酸の構成要素で、他の元素と結合する働きのあるミネラル分です。アミノ酸ではシステインとメチオニンが硫黄を含み、それらがさらにペプチド・蛋白質に取り込まれます。そのほか含硫アミノ酸としてはホモシステインとタウリンがあり、これらはペプチド・蛋白質には取り込まれませんが代謝上は重要です。

　体内に摂取されたイオウは主に、身体や髪の毛・爪・軟骨などの組織をつくる重要な物質です。イオウの主な働きは、ビタミンＢ群と共に糖質・脂質の代謝に働きかけ、有害なミネラルの蓄積を防ぐなどの働きをします。

　イオウを含む低分子ペプチドとして特に重要なのはグルタチオンで、細胞内でそのチオール基により還元剤として、あるいは解毒代謝に働いています。また、ビタミンB1とB7（ビオチン、ビタミンHとも）に含まれます。

　硫黄を多く含む食品は、すなわちシスチンを多く含む食品ということになり、牛肉、羊肉、牛乳、小麦粉、大根やニラ、玉ねぎなどに含まれています。ただし、肉類でシスチンを摂取する場合は、他の野菜と組み合わせて摂取することが効果的とされています。

　リンは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　リンは原子番号15の元素で、周期表 15族に属し、窒素族元素の1つです。元素記号はPで、原子量 30.97です。ギリシャ語で「光を運ぶもの」という意味の「phosphoros」から命名されました。

　単体のリンには黄リン (白リン) ，赤リンおよび黒リンの3つの同素体があります。黄リンは無色または白色ろう状で、一般に微量の赤リンを含むため黄色になります。赤リンはヨウ素などを触媒とし黄リンを 58℃以下の温度に融解すると生成します。黒リンは白リンを 1cm²あたり1万 kg以上の圧力下で数百℃に熱すると生成します。

　天然には主にカルシウムの第三リン酸塩の形で産出します。リン鉱石などとして広く存在するほか、動物体の歯や骨を形成し、また複雑な有機化合物を構成して生体中に分布します。農業においてはリン酸が、カリウム・窒素などとともに肥料の主要成分です。 リン、リン酸、リン酸肥料の原料としては骨粉、グアノ、リン灰石、リン鉱石が利用されています。

　生体内では、遺伝情報の要であるDNAやRNAのポリリン酸エステル鎖として存在するほか、生体エネルギー代謝に欠かせないATP、細胞膜の主要な構成要素であるリン脂質など、重要な働きを担う化合物中に存在しています。また、脊椎動物ではリン酸カルシウムが骨格の主要構成要素としての役割も持っています。

　リンの欠乏症状としては、脱力感、筋力低下、溶血などの症状が知られています。しかし、リンは食品中に広く分布し、さらにリン含量の高い食品が多いため不足することはほとんどありません。また、近年、血清中のリンの濃度が低いと糖尿病や高血圧などのメタボリックシンドロームの発症リスクを高める可能性を示唆する研究結果が報告されています。これらの結果については、それを否定する研究もあり、今後の研究が注目されます。

　現在の日本の食生活では、加工食品の利用が増えていることに伴って、食品添加物として使われている各種リン酸塩の摂取が多くなっているため、リン欠乏よりもむしろリンの過剰摂取の方が問題となっています。特に腎機能に障害がある場合は、尿へのリンの排出量が減るために、血液中のリン濃度が増加するので、注意が必要です。また副甲状腺機能が低下して副甲状腺ホルモンの分泌が低下したり、成長ホルモンの分泌が亢進したり、ビタミンDが過剰に存在することによっても、リンの濃度は増加します。

　リンの摂り過ぎはカルシウムの吸収を妨げ、カルシウムの摂り過ぎはリンの吸収を妨げます。そのためカルシウムとリンの摂取比率は、ほぼ同量が望ましいとされています。加工食品の摂取が多い場合には注意が必要です。

　カルシウムは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　カルシウムは、原子番号20の元素で、周期表第２族に属し、アルカリ土類金属元素の一つです。元素記号はCaで、原子量は40.08 です。カルシウムの語源は「石灰」を意味するラテン語「calx」からとされています。

　単体は銀白色の軟らかい金属です。酸や温水とは激しく反応して水素を発生します。きわめて反応しやすい元素であるため、自然界に金属単 体として存在できず、2価陽イオンとして化合物をつくっています。天然には大理石・石灰岩・石膏(せっこう)などに含まれます。動物では炭酸カルシウムとして貝殻などの、燐酸(りんさん)カルシウムとして骨の主成分になっています。

　カルシウムは主として腸内から吸収され、排泄(はいせつ)は尿および腸内の両方から行われます。とくに吸収時にはリンおよびビタミンDが必要とされ、カルシウムとリンの比率がほぼ1対1のときに吸収が最も良くなります。極度にリンの比率が大きくなると、カルシウムの吸収は疎外され、それが原因でカルシウム不足を生じることがあります。

　成人の体内に約1kg含まれていて、各種ミネラルの中で最も多く存在します。そのほとんどがリン酸カルシウムとして骨および歯のエナメル質に含まれます。ごく一部は、カルシウムイオンとして血液や筋肉、神経内にあり、血液の凝固を促して出血を予防するほか、心筋の収縮作用を増し、筋肉の興奮性を抑える働きもあります。

　カルシウムを多く含む食品としては、牛乳および乳製品、海藻、葉菜類、豆類、小魚の骨ごとの摂取があげられます。1日の摂取基準は年齢や性別によって異なりますが、成人では約600ミリグラム、成長期には成人の1.3～1.5倍が必要です。また、妊婦や授乳婦では、胎児や母乳中にカルシウムが必要なので、不足しないようにやや多めにとることがたいせつです。

　マグネシウムは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　マグネシウムは、原子番号12の元素で、周期表第２族に属し、アルカリ土類金属元素の一つです。元素記号Mgで、原子量24.305 です。酸化マグネシウムおよびオキソ酸塩の成分としてのマグネシウムは、苦い味に由来して苦土（くど、bitter salts）とも呼ばれています。

　金属としてのマグネシウムは酸素と結合しやすく、強い還元作用を持っています。空気中で長期間放置すると、表面が次第に酸化され灰色を帯びます。また、二酸化炭素、水、亜硫酸とも反応しますが、いずれも不動態皮膜となるためアルカリ金属やカルシウムと異なり腐食は進行せず、鉱油中で保存する必要はありません。

　食品として摂取したマグネシウムの吸収は主に小腸で行われ、腎臓で排泄されます。腸管での吸収はビタミンDによって促進され、過剰のカルシウムやリンによって抑制されます。摂取量が不足すると、腎臓でのマグネシウムの再吸収が促進されたり、骨からマグネシウムが放出されたりすることで、マグネシウムの血中の濃度を一定に保っています。

　マグネシウムは生体内で約50～60%がリン酸塩や炭酸塩として骨に沈着しています。残りの約40%は筋肉や脳、神経に存在します。カリウムに次いで細胞内液に多くしますが、細胞外液には1%未満しか存在しません。生体内では、多くの酵素を活性化して生命維持に必要なさまざまな代謝に関与しています。

　マグネシウムは補酵素としてまたは活性中心として300種類以上の酵素の働きを助けていています。エネルギー産生機構に深く関わっており、栄養素の合成・分解過程のほか、遺伝情報の発現や神経伝達などにも関与しています。また、カルシウムと拮抗して筋収縮を制御したり、血管を拡張させて血圧を下げたり、血小板の凝集を抑え血栓を作りにくくしたりする作用もあります。

　マグネシウムが不足すると骨の形成に影響が出るほか、不整脈や虚血性心疾患、高血圧、筋肉のけいれんを引き起こします。また神経過敏や抑うつ感などが生じることもあります。健康な人の場合、余分なマグネシウムは腎臓で排出されますが、腎臓に疾患があると血液中のマグネシウム濃度が高くなることがあります。通常の食事では摂り過ぎることはありませんが、それ以外にサプリメントや薬でマグネシウムを摂り過ぎると下痢を起こすことがあります。

　マグネシウムは、身近な食材ではあおさ、あおのり、わかめなどの藻類、干しえび、しらす、あさりなどの魚介類、きな粉、油揚げなどの豆類などに多く含まれます。

　カリウムは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　カリウムは原子番号19の元素で、周期表第1族に属し、アルカリ金属元素の一つです。元素記号はKで、原子量は39.10 です。ポタシウム（剥荅叟母、Potassium [poʊˈtæsiəm]） 、加里（カリ）とも呼ばれます。

　カリウムの単体金属は激しい反応性を持っています。電子を1個失って陽イオン K⁺ になりやすく、自然界ではその形でのみ存在します。地殻中では2.6 %を占める7番目に存在量の多い元素で、花崗岩やカーナライトなどの鉱石に含まれます。塩化カリウムの形で採取され、そのままあるいは各種の加工を経て別の化合物として、肥料、食品添加物、火薬などさまざまな用途に使われます。

　生物にとっての必須元素であり、神経伝達で重要な役割を果たします。植物の生育にも欠かせないため、肥料の三要素のひとつに数えられます。成人の体内に約200g含まれています。大部分は細胞内に存在し、細胞外液に多いナトリウムと相互に作用しながら、細胞の浸透圧を維持したり、水分を保持したりするのに重要な役割を果たしています。

　摂取されたカリウムは、小腸で吸収された後全身の組織に運ばれ、大部分が腎臓によって排泄されます。カリウム量は、腎臓での再吸収の調節によって維持されており、血中のカリウム濃度は 3.6～5.0mEq/L に保たれています。

　カリウムは、ナトリウムとともに、細胞の浸透圧を維持しているほか、酸・塩基平衡の維持、神経刺激の伝達、心臓機能や筋肉機能の調節、細胞内の酵素反応の調節などの働きをしています。また、カリウムは腎臓でのナトリウムの再吸収を抑制して、尿中への排泄を促進するため、血圧を下げる効果があります。

　カリウムを多く含む身近な食材は、刻み昆布、ほしひじきなどの藻類、あんず（乾）、いちじく（乾）などのドライフルーツ、さつまいも（干しいも）、里芋などの芋類、蒸し大豆、納豆などの豆類などがあります。

　塩素は金属ではありませんがミネラルの一種とされています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　塩素は原子番号17の元素です。元素記号は Cl でハロゲン元素の一つです。一般には、塩素の単体である塩素分子（Cl₂、二塩素、塩素ガス）を示すことが多いです。分子は常温常圧では特有の臭いを持つ黄緑色の気体で、毒性と腐食性を持っています。非常に反応性が高く、多くの金属や有機物と反応し塩化物を形成します。

　強い漂白・殺菌作用を持つため、パルプや衣類の漂白剤や、水道水やプールの殺菌剤として使用されます。ただし、気体を扱うのは困難であり、また保存性の点から水酸化ナトリウム (NaOH)水溶液と反応させた次亜塩素酸ナトリウムの形で利用されることが多いです。

　塩素は遊離の状態では存在せず、ナトリウムとの強い結合性を持つことから、塩化ナトリウム（食塩）として自然界には多く存在しています。ミネラルとしての塩素の多くは食塩として摂取されます。現代の日本人の食生活で塩素が欠乏する事は非常に考えずらく、過剰摂取ぎみであると思われます。

　人体の塩素の90％は、塩素イオンとして、血液、そのほかの体液の成分として存在し、浸透圧の調節や水素イオン濃度指数（pH）の維持にかかわっています。また、一部は、胃酸の構成部分である塩酸として、胃液とともに胃の中に分泌されます。胃酸は、タンパク質消化酵素であるペプシンの活性化に必要であり、また、食物中の不用な菌類の殺菌の働きがあります。この殺菌によって、腸内での有用細菌の発育を容易にする効果があります。

　食塩には高血圧などの予防のために摂りすぎの心配がありますが、それはナトリウムのほうで　塩素は多く摂ると汗や尿に混じり体外に流れ出てしまうので過剰症の心配はありません。塩素が不足すると胃液の酸度が低下するので、消化不良や食欲低下になる恐れがあります。

　ナトリウムは体に必要なミネラルの一つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ナトリウムは、原子番号11の元素で、周期表第1族に属し、アルカリ金属元素の一つです。ソジウム、ソーダとも呼ばれます。ナトリウム、ソジウムの名称は鉱物性アルカリを意味するラテン語の nitrum,、solida に由来し、炭酸ナトリウム（炭酸ソーダ）の古名 natron soda に基づくといわれています。

　金属としてのナトリウムは銀白色の軟らかい金属で、常温では体心立方構造をとっています。ナイフで切ったり、小孔から押し出して容易に針金状にすることができます。非常に反応性の高い金属で、酸、塩基に侵され、水と激しく反応します。空気中で容易に酸化されるため、天然には金属ナトリウム単体は存在しません。エーテルや灯油とは反応しないため、灯油などを保存液体として使用します。

　自然界では約３％の塩化ナトリウム（NaCl）を溶かし込んでいる海水として産出するほか，干上がった塩湖や地層の中に塩化ナトリウム（岩塩）の大きな層（岩塩層）として産出します。また，変成岩や火成岩を構成している長石類や角閃石類などに多少なりとも含まれています。

　ナトリウムは体内の電解質のうちの1つで、体内で比較的大量に必要とされるミネラルです。電解質は血液などの体液に溶けると電荷を帯びます。体内のナトリウムは、ほとんどが血液中または細胞の周囲の体液中に存在しています。ナトリウムには体液のバランスを正常に保つ働きがあります。ナトリウムはまた、神経と筋肉が正常に機能するのに重要な役割を果たしています。

　ナトリウムは、カリウムとともに体内の水分バランスを調整したり、細胞外液の浸透圧を維持したりといった働きを担います。筋肉の収縮、神経の情報伝達にも関係しています。ナトリウムを摂りすぎるとリンパ液や血液中の水分量が増え、むくみや血圧の上昇を招きます。過剰摂取は体調不良を招くことがあるので注意が必要です。

　ナトリウムは主に食塩として摂取されています。身近な食材では、しょうゆ、みそなどの調味料、即席めん、ハムなどの加工食品、梅干しなどの漬物などに多く含まれます。厚生労働省の「日本人の食事摂取基準（2020年版）」では、1日のナトリウムの目標量は（食塩相当量として）18歳以上の男性で7.5ｇ未満、女性で6.5ｇ未満としています。

　ミネラルは体に必要な成分です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　「ミネラル」はもともと英語の語彙であり、その語源はラテン語で「鉱石」を意味する言葉です。英語でもミネラル（mineral）は栄養素としてのミネラルを意味しますが、英語の mineral の基本的な語義は「鉱物」です。

　栄養素としてのミネラルは、一般的な有機物に含まれる4元素（炭素・水素・窒素・酸素）以外の必須元素のことを指します。無機質、灰分（かいぶん）などとも言われます。蛋白質、脂質、炭水化物、ビタミンと並び五大栄養素の1つとして数えられます。

　日本では13元素（亜鉛・カリウム・カルシウム・クロム・セレン・鉄・銅・ナトリウム・マグネシウム・マンガン・モリブデン・ヨウ素・リン）が健康増進法に基づく食事摂取基準の対象として厚生労働省により定められています。 生物の種類や性別、成長段階によって必要な種類や量は異なります。すべての要素は適度な量を摂ることが良く、欠乏症だけでなく過剰摂取も病気の原因ともなります。 ミネラルは人の体内で作ることはできないため、毎日の食事からとる必要があります。

　ミネラルのうち、ある程度まとまった量が必要なものは、カルシウム、リン、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、塩素で、日本では食品から毎日100mg以上を補給しているこれらを必須元素、または必須ミネラルと呼んでいます。一方、必要量がごくわずかなものを微量必須元素、または微量必須ミネラルと呼び、銅、鉄、クロム、マンガン、モリブデン、セレン、亜鉛(あえん)、ヨウ素、フッ素が該当します。

　ミネラルは骨や歯などの骨格を形成し、たんぱく質や脂質の成分となるなど、体の構成部分として重要な役割をになっています。また血液や体液のpH(ピーエイチ)や浸透圧を正常に保つ生体機能調整、酵素の補助因子やホルモンの成分になる働きがあります。必要量はわずかなため、ビタミンとともに微量栄養素と呼ばれています。ミネラルは体内で合成されず、外部から摂取するしかない栄養素です。

　衣料用柔軟剤などにマイクロカプセルが使われているものがあります。マイクロカプセルについて簡単にまとめてみましょう。

　マイクロカプセルは、種々の物質を封じ込める径1～100μm程度の微小な容器です。「芯物質」と呼ばれる“中身”と、それを内包する 「壁材」と呼ばれるカプセルから成り立っています。 マイクロカプセルは、この芯物質と壁材の組み合わせによって多様な機能を持っています。

　使用目的としては主に以下のようなものがあります。

(1)液体を見掛け上，固体にして粉体化する
(2)揮発物質を不揮発化する
(3)反応性物質を不活性化し反応成分どうしを混合する
(4)物質粒子の表面を被膜化することにより内包物の放出をコントロールする

　使用例としては、感圧複写紙、医薬品、香料、オイルカプセル、繊維のポリエチレンカプセル、接着剤、色素カプセル、液晶物質カプセル、カプセル化肥料などがあります。

　マイクロカプセル化法としては、化学的方法、物理化学的方法、および物理的方法に大別されます。カプセル化の手順としては以下のようになります。

(1)カプセル化媒体中に芯物質を微粒子状に分散させる (2)この系に壁膜物質を導入する (3)なんらかの方法で壁膜物質を芯物質粒子の周囲に集合，沈積，包囲させてカプセル壁を形成する (4)カプセル壁はそのままでは不安定なので、物理的または化学的方法によって強化する

　膜物質は以下のものが用いられます。

エチルセルロース
ポリビニルアルコール
ゼラチン
アルギン酸

　芯物質の代表例は香料・染料・薬品などで、これらを内包する壁材は「どういうトリガー（刺激）によって変化するか」という点からさまざまなタイプが選定されます。マイクロカプセルが破損することで芯物質が放出されるため、衣料用柔軟剤に使われる香料の場合、衣服が擦れるたびに香料成分が放出され、香りが長く続くことになります。

　DNA と RNA はよく似た物質です。どのような違いがあるのか簡単にまとめてみましょう。

　DNA と RNA はともにヌクレオチドの重合体である核酸ですが、両者の生体内の役割は明確に異なっています。DNA は主に核の中で情報の蓄積と保存を担い、RNAはその情報の一時的な処理を行っています。DNA と比べて、RNA は必要に応じて合成・分解される頻度が顕著です。

　化学構造の違いとしてはヌクレオチド中の糖が、RNA はリボースで、DNA は2'位の水酸基が水素で置換された2'-デオキシリボースである点です。このため、DNA を構成するデオキシリボースにより、DNA は二重らせん構造をとりやすくなり、安定した構造になることができます。一方、RNA を構成するリボースにはこのような性質はありません。

　1本鎖 RNA では2'位のヒドロキシ基が比較的柔軟な構造を取り反応性もあるため、DNA と比較すると不安定です。この特性から、翻訳の役割を終えた mRNA を直ちに分解することが可能になります（バクテリアでは数分、動物細胞でも数時間後には分解される）。安定 RNAでは1本鎖に水素結合を形成し、らせん構造となるなど、多様な二次構造、三次構造を取り、安定性を増しています。

　構成する塩基にも違いがあります。RNA を構成する塩基はアデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、ウラシル (U) の4種ですが、大多数の生物の DNA ではウラシル (U) の代わりにチミン（T）が用いられます。これは塩基Cは脱アミノ化という反応によってUに変化することがあるためです。最初からUだったものとCから変異したUは（1本鎖のRNAであれば）区別不可能で、元の配列が分からなくなってしまいます。これに対し DNA で用いられる塩基Tは、分子の構造的にUに自然に変わることは容易には起こらないので、Uを本来含んでいない DNA であればCが脱アミノ化を起こしても容易に認識できます。以上のことから、Uの代わりにTを用いる方が有利なので DNA ではそれが一般的になったと考えられています。

　また、ヒト染色体1本あたりの DNA 分子は2億5000万塩基対になるものもありますが、RNA は数千塩基以下で、DNA が長いのに対し、RNA は短いのが特徴です。

　DNA は生物の遺伝を司る物質の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　DNA（デオキシリボ核酸）は、核酸の一種で、地球上の多くの生物において遺伝情報の継承と発現を担う高分子生体物質です。 DNAは細胞の核に局在しますが、ミトコンドリアや葉緑体などの細胞小器官も独自のDNAを持っています。

　デオキシリボース（五炭糖）とリン酸、塩基 から構成される核酸です。含有する塩基はアデニン（A）、グアニン（G）、チミン（T）、シトシン（C）の４種で、これらの塩基の配列によってタンパク質のアミノ酸配列が決定されます。

　ヌクレオチドの糖とリン酸が結合することによって長い鎖状の分子になりますが、ふつう2本の鎖が絡み合い、アデニンとチミン、グアニンとシトシンが水素結合によってつながるため、二重らせんという構造をとります。DNA の複製の際には2本の鎖がほどけ、それぞれの鎖を鋳型にして新しい鎖ができます。

　二重になっていることで片方を保存用（センス鎖）に残し、もう片方は、遺伝情報を必要な分だけmRNAに伝達する転写用（アンチセンス鎖）とに分けることができます。また、二本鎖の片方をそのまま受け継がせることで、正確なDNAの複製を容易に行うことができるため、遺伝情報を伝えていく上で決定的に重要です。そのことはDNA損傷の修復にも役立ちます。

　DNAのヌクレオチドの並び方を塩基配列と言い、塩基配列はタンパク質のアミノ酸配列に対応しています。3つの塩基の組み合わせが20種類のアミノ酸1つずつに対応しており、mRNAに配列の情報を転写し、細胞内のリボソームでmRNAの3つの塩基が並ぶ情報（コドン）が翻訳されてアミノ酸が鎖状に繋がってタンパク質が合成されます。この連鎖は全生物に共通の原理であるためセントラルドグマと呼ばれます。

　RNA は生物の遺伝を司る物質の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　RNA はリボースを糖成分とする核酸で、リボ核酸とも呼ばれています。リボヌクレオチドが多数重合したもので、細胞の核や細胞質中に存在しています。DNAとと もに遺伝やタンパク質合成を支配しています。機能からメッセンジャーRNA（mRNA）、転移RNA（tRNA）、リボソームRNA、ウイルスRNAに分 類されています。

　RNA の核酸塩基はアデニン (A)、グアニン (G)、シトシン (C)、ウラシル (U) の4種で構成されています。アデニン、グアニン、シトシンは DNA にも同じ構造が見られますが、DNAにおけるチミン (T) がRNAではウラシルに置き換わっていて、相補的な塩基はアデニンになります。チミンとウラシルは共にピリミジン環を持つ非常に似た塩基です。

　mRNA は細胞中でタンパク質合成部位であるリボソームに DNA の情報を伝える役割をする RNA です。遺伝情報をもとにタンパク質が合成される場合には、RNAポリメラーゼの働きにより、DNAに対して相補的な配列を持つ mRNA が転写され、次にリボソームにより、mRNAの配列に基づいたタンパク質の合成が行われます。一定の時間が経過すると、mRNAはRNA分解酵素の働きによりヌクレオチドへと分解されます。

　tRNA はタンパク質を合成する翻訳の際に、特定のアミノ酸をリボソーム内部へと導入する RNA です。そこで mRNA のもつヌクレオチドの配列順序に従って特定のアミノ酸配列をもつタンパク質が合成されます。

　リボソームRNAは合成の場としてのリボソームの構造の保持等に働きます。真核生物のリボソームのrRNAは4本のRNA鎖 (18S, 5.8S, 28S, 5S) から構成されています。

　ウイルスRNAには２本鎖RNA（哺乳類や鳥類のレオウイルス，カイコの多角体病ウイルスなど）と１本鎖RNA（インフルエンザウイルス，ポリオウイルスなど）があり、DNAのような遺伝子として遺伝情報を子孫に伝える機能および鋳型として形質発現のもとになる機能をもつほか、mRNAとしての機能をもつものがあります。

　コロナウイルスは RNAウイルスの一種です。RNAウイルスについて簡単にまとめてみましょう。

　ウイルスは、ゲノム核酸としてデオキシリボ核酸(DNA)を持つDNAウイルスと、リボ核酸 (RNA)をゲノムとするRNAウイルスに分けられます。

　通常の生物はすべて、遺伝子として必ず DNAを持っています。ウイルスも自己複製を宿主細胞に行わせる遺伝子成分として、DNAをもつものが多いのですが、RNAウイルスは RNAのみを持っています。

　RNAウイルスにはゲノムRNAからDNAを介さずに遺伝情報が発現するタイプのウイルスと、ゲノムRNAをいったん逆転写酵素によってDNAとしてコピーしそのDNAから遺伝情報を読み出すタイプのものとがあります。コロナウイルスは前者になります。また、後者はとくにレトロウイルスと呼ばれます。

　RNAウイルスは更に、二本鎖RNAウイルス(dsRNA)、一本鎖プラス鎖RNAウイルス（+鎖型）、一本鎖マイナス鎖RNAウイルス（−鎖型）に分類されています。

　一本鎖プラス鎖RNAウイルスはウイルスゲノムRNAがそのまま翻訳されウイルスタンパク質が作られます。一本鎖の+鎖RNAウイルスはゲノム自体がmRNAとして機能します。SARSや新型コロナウイルスはこれに含まれます。

　一本鎖マイナス鎖RNAウイルスではウイルスに由来するRNAポリメラーゼ（RNAを合成する酵素）により相補的なRNAが合成されます。−鎖RNAウイルスゲノムはmRNAと相補的な塩基配列のためそのままではmRNAとして機能できません。これをRNA依存性RNAポリメラーゼによって+鎖に転写して機能します。

　植物ウイルスは大部分が RNAウイルスです。動物ウイルスでも、エイズ、ヒトT細胞白血病、小児麻痺 (ポリオ) 、インフルエンザなどの病原ウイルスが、RNAウイルスです。細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージにも、Qβ、f2 、MS2、R17などの RNAウイルスが知られています。

　真菌類は細菌類とは異なります。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　真菌類は葉緑素などの光合成色素をもたず、有機物を水に溶けたかたちで体表から吸収する真核生物で、細胞壁をもち、運動性はなく、単細胞あるいは糸状体からなる生物を広く指します。分類学的には真菌門とされ、変形菌門に対応するもので、接合菌類、鞭毛菌類、子囊菌類、担子菌類、不完全菌類の5亜門に分かれます。具体的にはキノコ，カビ，酵母の類で、生物として独自な進化をとげ，植物とも動物とも区別される一大生物群といわれています。

　細菌も真菌も「菌」がつくので同じ仲間だと思われがちですが、細胞の構造は全く異なります。 細菌は染色体ＤＮＡが細胞の中に裸で存在していて、原核生物の仲間です。一方、真菌（カビ、酵母、キノコの仲間）は、染色体が膜に包まれた核の中に存在し ていて、ヒトと同じ真核生物の仲間です。真菌類は、核の他にミトコンドリアや小胞体などたくさんの小器官をもっていて、細菌類より複雑な構造を持つ生物です。

　形態的には単細胞の微生物であるものから、肉眼的大きさ以上に発達する多細胞生物までを含みます。しかし、多細胞体を持つものにおいても、菌糸と呼ばれる1列に配置する細胞列までしか持たず、真の組織を発達させません。体が多数の菌糸から構成されているものは糸状菌（しじょうきん）と呼ばれ、単細胞のままで繁殖するものは酵母と呼ばれます。

　菌界は真核生物に含まれる界 (Kingdom) の一つであり、動物界や植物界などと同じレベルの分類群です。生物を二界に分類していたころは、菌類には運動性がなく細胞壁を持つことなどから植物に分類されていました。この場合、構造が単純であることもあって、葉緑体を失った退化的な植物である、と考えられていました。しかし、菌類についての理解が深まるにつれ、細胞構造や分子遺伝学的な系統解析などの研究から得られる情報などから、植物とは異なる、独自の生物群であると考えられるようになり、五界説の頃より独立した界として広く認められるようになりました。現在の分子遺伝学的情報からは、植物よりも動物に近い系統であることがわかっています。

　グラム染色法は細菌の分類に使われています。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　グラム染色法は、主として細菌類を色素によって染色する方法の一つで、細菌を分類する基準の一つになっています。1884年にデンマークの学者ハンス・グラムによって発明されました。

　当初は組織内の細菌を染め分ける方法とされていましたが、その後、全細菌を2群に分類できる点から、分類学上重要な染色法となっています。この染色法の操作は次のようになります。

(1)細菌を熱固定したあと、アルカリ性にしたトリフェニルメタン系色素（クリスタル紫など）で染色。
(2)ヨウ素液などの弱酸性媒染剤で処理。
(3)中性の脱色剤（エタノール）などで脱色。

　この3段階を経て、脱色されて赤く見える菌をグラム陰性菌、脱色されず紫色に染まる菌をグラム陽性菌と言います。この染色性の違いは細胞壁の構造の違いによります。グラム陽性菌はペプチドグリカン層が厚く、グラム陰性菌はペプチドグリカン層が薄く、さらに外膜を持っています。そしてこの細胞壁の構造の違いは、この両者が生物学的に大きく違うことを反映していて、グラム染色は細菌を分類する上で重要な手法になっています。

　グラム陰性菌は、その外膜が莢膜や粘液層で覆われた構造となっているものが多く、例外はあるものの、一般的な傾向としては相対的に病原性が高いことが多いです。このような構造は細菌細胞の抗原を隠しカモフラージュするように働きます。人間の免疫系は異物を抗原により認識するため、抗原が隠されると、侵入してきたものを人体が探知するのが難しくなります。グラム陰性菌は外膜にリポ多糖類である内毒素を持っていて、これが炎症を悪化させ、ひどい場合には敗血症性ショックを引き起こすこともあります。

　グラム陽性菌は一般的には相対的にそれほど危険ではありません。これは人体がペプチドグリカンを持っておらず、グラム陽性菌のペプチドグリカン層にダメージを与える酵素を作る能力を持っているからです。また、グラム陽性菌はペニシリンなどのβ-ラクタム系抗生物質に対する感受性が高いことが多いです。なお、こういった傾向に対する例外としては結核菌やノカルジア菌などの放線菌・糸状菌などが知られています。

　グラム陰性菌はバクテリアの分類の１つです。どういうことなのか簡単にまとめましょう。

　グラム陰性菌はグラム染色法によって染色されない細菌の総称です。グラム染色を行うと赤色ないし赤桃色に染まります。

　グラム陽性菌に比べて薄層のペプチドグリカン層をもち、エタノール（エチルアルコール）やアセトンなどの有機溶媒で洗浄すると、クリスタル紫（ヨード染色複合体）を保持できないために染色されません。

　代表的な細菌としては、球菌のナイセリアNeisseria、ゲメラGemella、桿菌(かんきん)では腸内細菌群（科）のアエロモナスAeromonas、ビブリオVibrio、プセドモナスPseudomonas、フラボバクテリウムFlavobacterium、アチネトバク ターAcinetobacter、モラキシエラMoraxella、アルカリゲネルAlcaligens、ヘモフィルスHaemophilus、ブルセラ Brusella、バクテロイデスBacteroidesなどがあります。

　グラム陰性細菌は莢膜（きょうまく）という保護膜に覆われています。この莢膜には、細菌が白血球（感染に対する防御を担う細胞）に取り込まれるのを防ぐ働きがあります。グラム陰性細菌は莢膜の下に外膜をもち、それによりペニシリンなどの特定の抗菌薬から身を守ります。この外膜は、破壊されると内毒素（エンドトキシン）と呼ばれる有害物質を放出します。グラム陰性細菌の感染では、内毒素が症状が重症化する一因になります。

　グラム陰性菌としては腸内細菌科の細菌(大腸菌、赤痢菌、サルモネラ、ペスト菌、肺炎クレブシエラ、エドワードジエラ、プロテウスなど)のほかに、コレラ菌などのビブリオ属、エロモナス属、緑膿菌、百日咳菌、レジオネラ、ピロリ菌、さらに淋菌、髄膜炎菌などのナイセリア属やリケッチア、クラミジアなど多くの病原細菌があり、酢酸菌などの発酵細菌や海洋細菌(海水中)の多くもグラム陰性菌です。

　グラム陰性菌の細胞壁にはリポ多糖が含まれていて、菌体内毒素として種々の免疫･薬理活性(発熱作用、血管内血液凝固作用、血圧降下作用など)をもってます。そのためグラム陰性菌感染症で化学療法剤の投与によって、細菌が死滅したあとその菌体が破壊され、細胞壁のリポ多糖(内毒素)が放出されると、治療が困難なエンドトキシン･ショック(内毒素ショック)をおこすことがあります。

　グラム陽性菌はバクテリアの分類の１つです。どういうことなのか簡単にまとめましょう。

　グラム陽性菌とは、グラム染色により紺青色あるいは紫色に染色される細菌の総称です。これに対して赤色あるいは桃色を呈すものをグラム 陰性菌と言います。形により、球菌 (coccus）とかん菌 (rod) に分けます。酸素の存在で増殖可能か否か、で好気性 (aerobic) 嫌気性 (anaerobic) に分けます。かん菌には胞子形成 (sporulation) をするものとしないものがあります。

　グラム陰性菌に比べて、はるかに厚いペプチドグリカン層をもち、外膜はありません。エタノール（エチルアルコール）やアセトンなどの有機溶媒で洗浄しても、いったん細胞内に入ったクリスタル紫（ヨード染色複合体）を失いません。こうした色素保持の物理・化学的な基礎理論はまだ明らかになっていません。

　この染色法による類別は、細胞の形状、鞭毛(べんもう)の着生状態といった他の形質とともに分類学上重要なもので、抗生物質などの薬剤抵抗性などと共通点をもつ場合が多いです。代表的な細菌としては球菌のミクロコックスMicrococcus、ブドウ球菌Staphylococcus、連鎖球菌Streptococcus、桿菌(かんきん)では、リステリアListeria、コリネバクテリウムCorynebacterium、乳酸桿菌Lactobacillus、アクチノミセスActinomyces、バチルスBacillus、クロストリジウムClostridium、ミコバクテリウムMycobacterium、ノカルジアNocardiaなどがあります。

　グラム陽性細菌の中には病気を引き起こすものもあれば、体の特定の部位（皮膚など）に常在するものもあります。後者の細菌は常在菌叢と呼ばれ、通常は病気を引き起こしません。

　グラム陽性菌としてよく知られているものとしてブドウ球菌、連鎖球菌、ペプトコッカスなどの球菌のほかに、芽胞形成菌のボツリヌス菌、破傷風菌、ウェルシュ菌などのクロストリジウム属と炭疽菌、セレウス菌、枯草菌などのバチルス属、ジフテリア菌、結核菌、ノカルジア、乳酸桿菌、ビフィズス菌、放線菌などの細菌や真菌があります。

　塩化セチルピリジニウムは CPC として知られています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　塩化セチルピリジニウム（CPC）は分子式 C₂₁H₃₈NCl で表される化合物で、IUPAC命名法では 1-ヘキサデシルピリジニウムクロリド 1-hexadecylpyridinium chloride と呼ばれます。

　ピリジン環を有する四級アンモニウム化合物です。ブドウ球菌を始めとしたグラム陽性バクテリアに対する強い殺菌作用があり、その他の真菌に対しても殺菌作用を示します。

　殺菌作用に優れた成分で、のどや口腔粘膜に付着した細菌を殺菌し、炎症による痛みや不快感を抑えます。また、殺菌作用により口臭を除く作用もあります。トローチやうがい薬、のどスプレー、歯みがき剤など、のどや口の中の殺菌を目的とした医薬品および指定医薬部外品に配合されています。

　トローチとして使用する場合の用法及び用量は、塩化セチルピリジニウムとして、通常1回2mgを1日3〜4回投与し、口中で徐々に溶解させます。なお、症状により適宜増減します。

　副作用はほとんどありませんが、ごくまれに発疹などアレルギー症状を起こすことがあります。現れる症状としてはまれに、発疹、発赤などが出ることがあります。

　塩化ベンザルコニウムは殺菌剤としてよく見かけるようになりました。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　塩化ベンザルコニウムは、陽イオン界面活性剤の一種です。水溶液は日本薬局方収載医薬品で逆性石鹸として殺菌・消毒用に用いられます。 消毒薬としてこの物質を有効成分とする逆性石鹸液は、オスバン、ヂアミトールなどの商品名で 50%、10%、ほか低濃度の水溶液が市販されています。

　示性式が C₆H₅CH₂N⁺(CH₃)2R•Cl⁻ (R = C₈H₁₇～ C₁₈H₃₇、長鎖アルキル）と表される四級アンモニウム塩の混合物です。第四級アンモニウム塩型のベンザルコニウム型四級アンモニウム塩に分類されています。

　無色ないし淡黄色澄明な液で、わずかに特異臭があり、振ると泡だちます。通常、水で希釈して用いられます。手指の消毒には0.05～0.1％、手術部位の消毒には0.1％、粘膜には0.01～0.05％、腟(ちつ)、膀胱(ぼうこう)、尿道の消毒には0.005％、創口の消毒や皮膚疾患には0.01％液を塗布します。器具器械類の消毒にも使われますが、せっけん、血液、膿(うみ)など有機物（陰性荷電物）の存在で殺菌力が低下、または不活化します。

　殺菌の作用機序については、蛋白変性及び酵素の切断、糖の分解と乳酸の酸化など代謝への作用、膜透過性障害による溶菌、リン及びカリウムの漏出、解糖の促進、原形質膜の活動を支える酵素に対する作用などが考えられています。

　グラム陽性、陰性菌のみならず、芽胞のない細菌やカビ類といった真菌類に対しても殺菌作用があります。しかし、結核菌及び大部分のウイルスに対する殺菌効果は期待できません。炭素原子12個からなるアルキル側鎖を有しており、有機物存在下での殺菌力がすぐれています。エタノール液は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）を含むグラム陽性菌6株及びグラム陰性菌8株の院内感染起因菌に対し殺菌効果、ウイルスの一部に対し不活化効果を示しますが、炭疽菌、破傷風菌などの芽胞形成細菌に対する殺菌効果は期待できません。

　ウイルス感染予防に除菌ウェットティッシュがよく使われます。どのようなものなのか簡単にまとめてみましょう。

　ウェットティッシュ、もしくはウェットワイプは、難水溶性のティッシュペーパー（不織布）にアルコールないし次亜塩素酸ナトリウムなどの水溶液を含ませたものです。主に衛生用の日用品で、人体や器物の表面をぬぐうことで汚れを取り除くものですが、場合によっては雑菌を殺菌する効果が期待されて利用されます。

　いわゆるティッシュペーパーは、紙を合成樹脂で加工して難水溶性を持たせてありますが、特にウェットティッシュでは合成繊維をシート状にした厚手で柔らかい風合いの不織布が用いられ、また含ませてある液体が乾かないようプラスチック製の容器かプラスチックフィルムのバッグなどの密閉パッケージに収められています。

　殺菌に特化した製品も見られますが、本来ウェットティッシュそのものには殺菌と呼べるほどの力は無く、もっぱら製品として腐敗することを防ぐ程度の濃度でしかないというのが一般的です。除菌と表記されているウェットティッシュは、『アルコールタイプ』と『ノンアルコールタイプ』の２種類に大きく分けられます。

　アルコールタイプではエタノールが主に除菌効果を発揮します。エタノールは揮発性ですので、気体となってその場からなくなります。ですので成分残留を考えるとエタノールを使用したウェットティッシュが最も安全性が高いです。

　ノンアルコールタイプは『塩化ベンザルコニウム』『塩化セチルピリジニウム』などの殺菌作用を持つ成分が使用されることが多々あります。しかしこれらの成分はエタノールなどと比較すると毒性や皮膚刺激が強く、配合上限濃度もかなり低めに設定されています。また揮発性ではないためその場に残留するリスクも無視できません。

　イブプロフェンは新型コロナワクチンでの発熱に解熱剤として使用できるくすりの１つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　イブプロフェンは、プロピオン酸系に分類される非ステロイド系消炎鎮痛剤 (NSAIDs) の1種です。日本では商標名ブルフェンで知られ、医療用だけでなく一般医薬品としても広く流通しています。関節炎、生理痛および発熱の症状を緩和し、また炎症部位の鎮痛に用います。イブプロフェンは1960年代に英Boots Groupの研究部門によりプロピオン酸の誘導体として創薬されました。

　解熱薬や鎮痛薬として使われる成分の一つです。痛みや熱の原因物質であるプロスタグランジンの体内での合成を抑え、鎮痛、解熱効果を発揮する他、抗炎症作用もあります。頭痛や関節痛、生理痛の他、かぜによるのどの痛みの緩和や解熱にも使用され、解熱鎮痛薬としてだけでなく、総合感冒薬（かぜ薬）にも配合されています。通常、関節リウマチ、関節痛、神経痛、背腰痛、頸腕症候群、月経困難症、手術・外傷後などの消炎・鎮痛、急性上気道炎の解熱・鎮痛に用いられます。

　もっとも多い副作用は胃腸症状です。重症化することはまれですが、胃潰瘍など消化性潰瘍にも念のため注意が必要です。また、人によっては発疹ができたり、喘息発作を起こすおそれがあります。アレルギー体質の人や、もともと喘息のある人は要注意です。

　そのほか、腎臓や肝臓の働きが悪くなったり、血液に異常があらわれることがあります。リウマチなどで長期に服用する場合は、定期的に肝機能や腎臓の検査、また胃の検診を受けるとよいでしょう。

　日本では1985年12月にスイッチOTCとしてエスエス製薬から「イブ」が発売され、後に同社の総合感冒薬「エスタック イブ」シリーズに配合されたり、他の鎮痛成分を併せた「イブA」を1990年に、素早く効果を発揮する「イブクイックA頭痛薬」を2006年に発売してい ます。現在では他 の大衆薬メーカーも同様の製品を販売しています。ただし小児用市販薬としては認可されていません。

　ロキソプロフェンは新型コロナワクチンでの発熱に解熱剤として使用できる薬の１つです。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ロキソプロフェンは、プロピオン酸系の非ステロイド性消炎鎮痛剤です。商品名はロキソニンで、第一三共が発売し、後発医薬品も各社から発売されています。現在、日本・メキシコ・ブラジルでよく使用されている抗炎症薬の一つです。

　消化管よりすみやかに吸収され、鎮痛・抗炎症・解熱作用が強く、消化管障害が比較的少ないとされています。肝臓、皮膚、筋肉でのカルボニル還元酵素の代謝により、体内で速やかに活性の高い trans-OH型に変換されます。発熱や炎症を引き起こす原因となるプロスタグランジンの生合成を抑制することで炎症を鎮め、腫れの抑え、鎮痛、解熱作用などを示します。

　内服剤に錠剤（60ミリグラム）、細粒（10％）、外用剤にテープ、パップがあります。

内服剤
関節リウマチ、変形性関節症、腰痛症、肩関節周囲炎、頸肩腕症候群、歯痛の消炎、鎮痛に、また、手術後、外傷後ならびに抜歯後の鎮痛、消炎に1回60ミリグラム、1日3回経口投与する。頓用(とんよう)の場合は、1回60ミリグラム、1日1～2回投与する。空腹時の投与は避ける。

外用剤
テープおよびパップは、変形性関節炎、筋肉痛、外傷後の腫脹(しゅちょう)・疼痛(とうつう)に患部に貼付(ちょうふ)する。

　副作用は、内用で消化器症状（胃部不快感、腹痛、悪心・嘔吐(おうと)、食欲不振等）、むくみ、発疹(ほっしん)、眠気等が報告されています。発現は少ないですが、重大な副作用として、アナフィラキシーショック、皮膚粘膜眼症候群、急性腎不全、うっ血性心不全、間質性肺炎、消化管出血、肝機能障害、喘息(ぜんそく)発作などがあげられています。そのため、薬剤師による対面販売が必要となる「第一類医薬品」に指定されています。

　フェノキシエタノールは防腐剤として広く使われています。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　フェノキシエタノールは、グリコールエーテルというアルコールの一種です。玉露の揮発成分として発見された成分で、全成分表示でも同じ名前で化粧品や医薬部外品の防腐剤として使用されます。

　フェノキシエタノールは、エチレングリコールの水酸基の片方とフェノールの水酸基とが、エーテル結合をした構造を持つ有機化合物です。その構造からグリコールエーテル、フェノールエーテル、芳香族アルコールに分類されています。

　フェノキシエタノールは、ホルムアルデヒドを放出する防腐剤の代用として使用され、日本及び欧州連合では、化粧品への使用濃度が1%に制限されています。ワクチンなどの医薬品・化粧品・染料・インク・樹脂・潤滑剤用の防腐剤として用いられる場合があります。

　その他の用途としては、塗料の防カビ剤、香料の保留剤、防虫剤、織物の捺染助剤、写真フィルムの添加剤、消毒薬、アセチルセルロースの溶媒、水産養殖用の麻酔薬、有機合成化学に利用されています。また、第4級アンモニウム化合物と同様に、農薬用の殺菌剤やゲル化安定剤としても使用されています。

　フェノキシエタノールは、細菌に対して、菌膜破壊、細胞質成分の漏出、組織破壊によって抗菌力を発揮します。グラム陰性菌およびグラム陽性菌、ならびに酵母型のカンジダ・アルビカンスに対して有効とされています。

　乳化剤は食品添加物の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　水と油のような、本来混じり合わないものの境界面で働いて、均一な状態を作る作用を持つものを乳化剤といいます。例えば、マヨネーズは、卵黄中に含まれるレシチンが乳化剤として働いて、サラダ油が卵や酢の中に均一に混ざっている食品です。乳化剤と界面活性剤は同義ですが、食品用として使用される場合は界面活性剤と表記せず乳化剤と呼んでいます。

　食品中で水と油が乳化している時、水の中に油が粒子となっている場合を水中油型＝O/W型（Oil in Water）と言い、反対に油の中に水が粒子となっている場合を油中水型＝W/O型（Water in Oil）と呼びます。O/W型乳化の例が牛乳、アイスクリーム、マヨネーズなどで、W/O型の例がバター、マーガリンなどです。O/W型とW/O型にはそれぞれ適した乳化剤があります。

　合成添加物としてはグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルが認可されていて、このうち最も消費量が多いのがグリセリン脂肪酸エステルです。ほかに天然添加物・既存添加物として、ダイズや卵黄から採られるレシチン、キラヤから採られるサポニン、牛乳を原料とするカゼインナトリウムなどが使用されます。

　食品に乳化剤を使用する目的は、なめらかな食感や風味の改善、老化防止、分散効果、湿潤効果、浸透効果、気泡効果、消泡効果などがあります。パンやケーキでは、デンプンに作用して食感がソフトになったり、起泡剤として使われています。また、油脂を均一に分散させて生地をなめらかにし、水分の蒸発を防ぎ老化を防止します。

　ポリソルベートは様々なワクチンに使われる添加物の一種です。どのような物質なのか簡単にまとめてみましょう。

　ポリソルベートはソルビタン脂肪酸エステルともいい、食品用乳化剤や化粧品・工業用界面活性剤として、単独または他の界面活性剤と配合して用いられます。

　O/W（水中油滴）型乳化として、ソルビタンモノステアレートとソルビタントリステアレートを組み合わせたものが、ショ糖脂肪酸エステルと配合してコーヒーフレッシュに、またレシチン・グリセリン脂肪酸エステルと配合してホイップクリームに用いられています。

　W/O（油中水滴）型乳化としては、マーガリンの水分分離防止や、パン製造時の離型剤としてソルビタンモノステアレートが、バタークリームの離水防止・保型性向上のためソルビタンジエステルや同トリエステルが用いられることがあります。消泡剤としてはソルビタントリオレエートやトリエルシネートがプリンミックスや発酵食品・佃煮などに用いられます。

　その他、医薬品や化粧品の添加物としても用いられます。（この場合、成分表示にはポリソルベートと表記する） また、プラスチック用帯電防止剤や、食器洗浄機用乾燥仕上げ剤としても用いられます。

　ポリソルベートの種類は以下の4種類です。どれも基本のポリオキシエチレンソルビタンという物質に脂肪酸を結合させたものです。また、ポリソルベートの後に、20、60、65、80と数値が表記されていますが、これは数値が高くなるにつれて油に近い性質があり、低いほど水に近い性質になります。

ポリソルベート20
別名：モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Tween 20）
主としてラウリン酸を結合させた物質です。4種の中で一番に水によく溶けます。

ポリソルベート60
別名：モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Tween 60）
主としてステアリン酸及びラウリン酸を結合させたものです。

ポリソルベート65
別名：トリステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Tween 65）
主としてステアリン酸及びパルミチン酸を結合させたものです。他の3種に比べて油との相性がよく油によく溶けます。

ポリソルベート80
別名：オレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（Tween 80）
主としてオレイン酸を結合させたものです。

　ポリソルベートはポリエチレングリコールと構造が似ています。ポリソルベートに対するアレルギーを持っている方は同時にポリエチレングリコールに対するアレルギーを持っている可能性があります。既存の様々なワクチンに使われていて、これらのワクチンに対してアレルギーを持っている場合にはポリエチレングリコールを含んでいるコロナワクチンにもアレルギー反応を起こす可能性があると言われています。