フリーラジカルをやさしく解説！活性酸素との違いと肌で起きることとは？

健康や美容の話でよく見かける「フリーラジカル」。なんとなく体に悪そうだけれど、活性酸素と同じものなのか、よくわからないですよね。

結論から言うと、フリーラジカルは対になっていない電子をもつ、反応しやすい原子や分子のことで、活性酸素と重なる部分はあっても同じものではありません。体の中では呼吸のたびに生まれ、まわりの脂質と反応して酸化の連鎖を起こし、体は酵素とビタミンでその連鎖を止めています。まずは、言葉の意味から見ていきましょう。

フリーラジカルとは、対になっていない電子をもつ原子や分子

フリーラジカルとは、対になっていない電子をもつ原子や分子のことで、単にラジカルとも呼ばれます。電子が対になっていないと、不安定で、まわりの物質と反応しやすくなるからです。

安定した原子や分子では、いちばん外側の電子が2つずつ対になっています。その対の片方が失われて1つだけ残ると、残った電子が相手を探すように、ほかの物質と反応しやすい状態になります。化学用語の国際的な決まりでも、ラジカルは対になっていない電子をもつものとされ、「フリー」を付けずにラジカルと呼ぶことが勧められています。

点は電子です。対にならない電子が1つ残ったものがラジカルです。

よく混同されるイオンは、プラスかマイナスの電気を帯びた原子や分子のことです。ラジカルは電子が対かどうか、イオンは電気を帯びているかどうかと、見ている基準が別なので、両方にあてはまるものもあります。フリーラジカルは、悪者の名前ではなく、電子の状態を表す言葉です。

活性酸素とは、重なるけれど同じではない

フリーラジカルと活性酸素は、重なる部分はあっても同じものではありません。ラジカルかどうかは電子の状態の話、活性酸素かどうかは酸素を含んで反応しやすいかどうかの話で、物差しが違うからです。

活性酸素は、酸素原子を含む反応性の高い物質の総称です。そのうちスーパーオキシドアニオンやヒドロキシルラジカルはラジカルですが、過酸化水素は活性酸素なのにラジカルではありません。スーパーオキシドアニオンは、ラジカルであり、同時にマイナスの電気を帯びたイオンでもあります。

反対に、ラジカルなのに活性酸素としては扱われないものもあります。たとえば、ビタミンEがラジカルを受け止めたあとになるビタミンEラジカルです。2つの言葉は、別の物差しで分けた呼び名と考えると整理しやすくなります。

体の中では、呼吸のたびにラジカルが生まれている

体の中のラジカルは、細胞が酸素を使ってエネルギーをつくるときに、毎日生まれています。呼吸で取りこんだ酸素の一部が、ふだんから不完全に還元されて（電子を受け取りきれずに）、活性酸素やラジカルに変わるからです。

細胞の中のミトコンドリア（エネルギーをつくる小器官）では、電子を受け渡しながら、最後に酸素を水に変えています。このとき電子が途中で酸素に渡ってしまうと、ラジカルであるスーパーオキシドアニオンができます。これは酵素ですぐに過酸化水素に変えられますが、過酸化水素は鉄イオンのような金属にふれると、ラジカルのヒドロキシルラジカルに変わることがあります。

肌では、紫外線もきっかけになります。紫外線のエネルギーを吸収した物質は、それ自体がラジカルとして働いたり、酸素と反応して活性酸素をつくったりします。ラジカルは、ラジカルではない物質からも、くり返し生まれてくるのです。

ラジカルは脂質と反応し、酸化を連鎖のように広げる

ラジカルがかかわる代表的な反応は、脂質の酸化です。油の仲間である脂質は、ラジカルによる酸化で傷みやすい性質があり、しかもその酸化が次々と広がっていくからです。

脂質の酸化は、ラジカルと反応した脂質が新たなラジカルになり、それがまた隣の脂質と反応する、というように次々と広がる連鎖反応で進みます。こうしてできるのが過酸化脂質です。皮膚の表面では、皮脂に含まれるスクワレンや、角層の細胞のすき間の脂質に由来するコレステロールが、紫外線によって過酸化され、過酸化脂質になります。

体のビタミンEは、枠の段階で連鎖を断ち切ります。

体の中でも、フリーラジカルや活性酸素は細胞膜の脂質やたんぱく質と反応し、酸化が進むと細胞の働きが損なわれることにつながります。ラジカルの反応の特徴は、1つの反応が、次の反応を呼ぶことにあります。

連鎖を止めるのは、体の酵素とビタミンE・ビタミンC

体には、酸化の連鎖を防いだり止めたりするしくみが備わっていて、その中心が体の酵素とビタミンE・ビタミンCです。ラジカルを先に片づける守りと、広がる連鎖を途中で断ち切る守りの、2段がまえになっています。

ひとつめは、スーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼなど、体の中の酵素による予防の守りです。ふたつめはビタミンCやビタミンE、カロテノイドなどで、生まれたラジカルを捕まえて、連鎖の始まりを抑えたり、広がる連鎖を断ち切ったりします。

油に溶けるビタミンEは、細胞膜の中で脂質の酸化を運ぶラジカルを捕らえ、自分がビタミンEラジカルになることで連鎖を止めます。そしてビタミンCが、働いたあとのビタミンEをもとの形に戻します。肌では、ビタミンEは皮脂にのって表面に届きますが、紫外線を浴びると主に角層で減っていきます。ビタミンEとビタミンCは、助け合って酸化を抑える関係です。

「老化の原因」という説は、いまは単純すぎると考えられている

フリーラジカルが老化の原因と聞くと、とても気になりますよね。ただ、フリーラジカルが老化の原因だという説は、いまは単純すぎると考えられています。酸化のダメージを増やしても寿命が変わらない結果が重なったからです。

この説は、なぜ老いるのかを説明する主流の説として広まりました。ところがその後、主な抗酸化の遺伝子を働かなくしたマウスで、酸化によるダメージは増えたのに寿命は変わらなかったという結果が重なりました。

いまでは、酸化によるダメージは、老化にかかわるさまざまなダメージのひとつとして考えられています。ラジカルは、老化をひとりで決める悪者ではなく、体の中で起きる反応のひとつです。

まとめ

• フリーラジカルは、対になっていない電子をもつ不安定な原子や分子です。電気を帯びたイオンとは基準が別です
• 活性酸素とは重なりますが同じではなく、過酸化水素はラジカルではない活性酸素です
• 体の中では、ミトコンドリアで酸素を使うたびにスーパーオキシドアニオンなどのラジカルが生まれます
• 脂質の酸化は、ラジカルが次々と受け渡される連鎖反応で広がり、肌の上では紫外線がきっかけになります
• 体の酵素とビタミンE・ビタミンCが連鎖を抑えます。「老化の原因」という説は、いまは単純すぎると考えられています

フリーラジカルは悪者の名前ではなく、電子の状態を表す言葉です。体の中で生まれ、連鎖し、止められる流れとして知っておくと、「酸化」という言葉の意味がぐっとわかりやすくなります。

この記事を書いた人:あるコスメオタク日本化粧品検定1級

中央大学大学院に通う大学院生。韓国コスメが好きすぎて、気になったアイテムは自腹で試して回っている一消費者です。スキンケアと、成分・制度の背景を調べるのが好きです。公的資料やメーカーの公式情報にあたって、「化粧品にできること・できないこと」を分けて書くことを心がけています。(運営方針)

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