私たちの体は、約37兆個ともいわれる細胞が協力し合うことで成り立っています。
そして、その細胞の中で
生命活動を支えている重要な物質のひとつが「タンパク質」です。
タンパク質というと、筋肉や肌、
髪の毛をつくる栄養素というイメージが強いかもしれません。
しかし、タンパク質の役割はそれだけではありません。
細胞の増殖を調節したり、傷ついたＤＮＡを修復したり、不要な物質を分解したりと、
私たちの生命を維持するために欠かせない働きを担っています。
実は、がんやアルツハイマー病、筋ジストロフィーなどの重篤な病気にも、
タンパク質の異常や機能の低下が深く関係しています。
ただし、これらの病気がすべてタンパク質の異常だけで起こるわけではありません。
遺伝子の変化、加齢、環境要因など、さまざまな要因が複雑に関わっています。
今回は、生命活動を支えるタンパク質の働きと、病気との関係、
そして細胞を守る重要な存在である
「がん抑制タンパク質」について詳しく解説します。
１．タンパク質は体の機能を支える重要な存在
タンパク質は、アミノ酸が鎖状につながってできた物質です。
食事から摂取したタンパク質は、消化によってアミノ酸などに分解され、
体内で必要なタンパク質をつくる材料として利用されます。
私たちの体内には、筋肉や皮膚、髪の毛を構成するタンパク質だけでなく、
さまざまな機能を持つタンパク質が存在しています。
代表的なものを見てみましょう。
– 構造タンパク質
皮膚や筋肉、細胞などの構造を支える。
– 酵素タンパク質
消化や代謝などの化学反応を助ける。
– ホルモン・受容体
体内の情報伝達や機能調節に関わる。
– 免疫に関わるタンパク質
抗体などとして病原体から体を守る。
– 修復・品質管理に関わるタンパク質
ＤＮＡの損傷への対応や、異常なタンパク質の処理を助ける。
このように、タンパク質は体を構成する材料であると同時に、
体の中で起こるさまざまな反応を制御する働きも持っています。
そして重要なのは、タンパク質は、正しい形につくられ、
適切な場所で正常に機能することが大切だという点です。
タンパク質をつくる設計図となる遺伝子に変化が起きたり、
タンパク質の立体構造が崩れたりすると、本来の働きが損なわれることがあります。
その影響が細胞や臓器に及ぶことで、病気につながる場合があるのです。
２．がんの発生に関わる「がん抑制タンパク質」
がんは、細胞が本来の制御を外れて増殖し、周囲の組織に侵入したり、
ほかの臓器に転移したりする病気です。
通常、私たちの細胞には、
必要以上に増殖しないように制御する仕組みが備わっています。
その仕組みを支えている重要な存在が「がん抑制タンパク質」です。
がん抑制タンパク質は、細胞の異常な増殖を防いだり、ＤＮＡの損傷に対応したり、
修復が難しい細胞を排除する仕組みを働かせたりすることで、
がんの発生を抑える役割を担っています。
代表的なものに、ｐ５３（ピー５３）タンパク質があります。
ｐ５３タンパク質は細胞の安全装置
私たちの細胞では、紫外線や化学物質、細胞分裂時のエラーなどによって
ＤＮＡが傷つくことがあります。
ＤＮＡは、細胞が正常に働くための重要な設計情報です。
損傷したＤＮＡを抱えた細胞がそのまま分裂を続けると、
異常が次の細胞に受け継がれる可能性があります。
そこで活躍するのがｐ５３タンパク質です。
ｐ５３は、ＤＮＡの損傷など細胞に異常が生じた際に働き、
細胞周期を一時停止させて修復の時間を確保したり、
損傷が深刻な場合には細胞死などの仕組みを促したりします。
つまり、ｐ５３は細胞の異常を放置せず、
がん化につながるリスクを抑えるための重要な安全装置なのです。
しかし、ｐ５３をつくる遺伝子であるTP53に変化が生じ、正常な機能が失われると、
細胞の異常を十分に抑えられなくなる場合があります。
その結果、遺伝子の異常を蓄積した細胞が生き残り、
がんの発生や進展につながることがあります。
がん抑制タンパク質はｐ５３だけではない
がん抑制に関わるタンパク質には、ほかにも重要なものがあります。
– ＲＢタンパク質
細胞周期を調節し、細胞が無秩序に増殖するのを抑える。
– ＢＲＣＡ１・ＢＲＣＡ２タンパク質
ＤＮＡの損傷、とくに特定のＤＮＡ二本鎖切断の修復に重要な役割を果たす。
– ＰＴＥＮタンパク質
細胞の増殖や生存に関わるシグナル伝達を調節する。
これらのタンパク質が正常に機能することは、細胞の秩序を保つうえで重要です。
なお、がん抑制タンパク質の働きが弱まったからといって、
必ずがんになるわけではありません。
がんの発生には、複数の遺伝子や細胞内の仕組みの変化などが関係しています。
また、タンパク質を食事から多く摂れば、がん抑制タンパク質が増えてがんを防げる、
という単純な関係でもありません。
大切なのは、体内で正常なタンパク質がつくられ、
適切に機能するための仕組みが維持されることです。
３．アルツハイマー病と異常なタンパク質の蓄積
アルツハイマー病は、認知機能が徐々に低下していく認知症の代表的な原因疾患です。
記憶を担う脳の領域などに変化が起こり、
記憶力や判断力、日常生活に必要な能力などが損なわれていきます。
この病気にも、タンパク質の異常が深く関わっています。
特に注目されているのが、「アミロイドβ（ベータ）」と
「タウ」という２種類のタンパク質です。
アミロイドβが脳に蓄積する
アミロイドβは、ＡＰＰというタンパク質が分解される過程で生じるペプチドです。
健康な脳でもつくられますが、アルツハイマー病では、
アミロイドβが脳内に蓄積し、
細胞の外側に老人斑と呼ばれる沈着物を形成することがあります。
アミロイドβの蓄積や凝集は、
神経細胞同士の情報伝達や脳内の環境に悪影響を与えると考えられています。
ただし、アミロイドβが蓄積することだけですべての症状を説明できるわけではなく、
ほかの病理変化や個人差も重要です。
タウタンパク質の異常も関係する
タウタンパク質は、
神経細胞の内部で微小管という構造を安定させる働きを持っています。
微小管は、神経細胞内で物質を運ぶための通路としても機能します。
ところが、アルツハイマー病ではタウタンパク質に異常が生じ、
神経細胞の内部に凝集して蓄積することがあります。
こうした変化は神経細胞の機能障害と関係し、
病気の進行に関与すると考えられています。
つまり、アルツハイマー病では、タンパク質が単に不足するのではなく、
本来の働きが変化したり、異常な形で蓄積したりすることが問題になるのです。
なお、アミロイドβやタウの異常が確認されたからといって、
必ずしも同じ経過で認知症が進むわけではありません。
発症や進行には、年齢、遺伝的要因、血管の健康状態など、
さまざまな要素が関係しています。
４．筋ジストロフィーと筋肉を支えるタンパク質
筋ジストロフィーは、筋肉の細胞が徐々に傷つき、
筋力の低下や筋肉の萎縮などが生じる遺伝性の病気の総称です。
その原因のひとつとして知られているのが、
筋肉の構造や機能を維持するタンパク質の異常です。
代表的な疾患であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーでは、
「ジストロフィン」というタンパク質が不足したり、
ほとんどつくられなくなったりします。
ジストロフィンは筋肉を守る支え
筋肉は、収縮と弛緩を繰り返すことで体を動かしています。
このとき、筋肉の細胞膜には大きな力がかかります。
ジストロフィンは、細胞内部の骨格と細胞膜周辺のタンパク質群をつなぎ、
筋肉の細胞膜を機械的な負荷から守る役割を担っています。
しかし、ジストロフィンが十分に機能しないと、
筋肉が収縮するたびに細胞膜が傷つきやすくなります。
その結果、筋肉の細胞が損傷し、
長い時間をかけて筋力低下や筋肉の変性が進行します。
デュシェンヌ型筋ジストロフィーは、
ジストロフィンをつくるＤＭＤ遺伝子の変化によって起こります。
一方、筋ジストロフィーには複数の種類があり、
原因となる遺伝子やタンパク質も異なります。
このことからも、タンパク質は単なる筋肉の材料ではなく、
筋肉を正常に動かし、細胞を保護するためにも欠かせないことがわかります。
また、食事からタンパク質を十分に摂取することは筋肉の維持に重要ですが、
筋ジストロフィーの原因となる遺伝子の変化やタンパク質の異常を、
食事だけで治すことはできません。
５．なぜタンパク質の異常が病気につながるのか？
ここまで紹介した３つの病気には、それぞれ異なる仕組みがあります。
がんでは、細胞の増殖を抑えるタンパク質などの機能が失われることがあります。
アルツハイマー病では、特定のタンパク質の異常な蓄積が問題になります。
筋ジストロフィーでは、
筋肉の構造を支えるタンパク質などが正常に働かなくなることがあります。
このように、病気の原因となるタンパク質の異常は、
大きく分けると次のように整理できます。
機能が失われる
例：がん抑制タンパク質
細胞の増殖を抑えたり、ＤＮＡの損傷に対応したりする働きが弱まる。
異常な形で蓄積する
例：アミロイドβ・タウ
タンパク質の凝集や蓄積が、神経細胞の機能障害などに関係する。
構造を支えられなくなる
例：ジストロフィン
筋肉の細胞膜が傷つきやすくなり、筋肉の損傷につながる。
さらに、体内には、異常なタンパク質を折りたたみ直したり、
分解して処理したりする仕組みもあります。
例えば、シャペロンと呼ばれるタンパク質は、
ほかのタンパク質が正しい形になるのを助けます。
また、ユビキチン・プロテアソーム系やオートファジーと呼ばれる仕組みは、
不要になったタンパク質などの分解・除去に関わっています。
こうした品質管理の仕組みが適切に働くことも、
細胞の健康を維持するために重要です。
ただし、これらの仕組みを活性化すれば、
あらゆる病気を予防・治療できるというわけではありません。
６．正常なタンパク質を維持するためにできること
それでは、私たちは日々の生活の中で、
タンパク質が正常に働く体づくりのために何ができるのでしょうか。
① タンパク質を不足させない食生活
タンパク質は、筋肉や皮膚、酵素、免疫に関わる物質などを
つくるために欠かせない栄養素です。
肉、魚、卵、大豆製品、乳製品などを組み合わせ、
必要量を継続して摂取することを意識しましょう。
特に４０歳代以降は、体型を気にして食事量を減らしすぎたり、
極端な糖質制限や脂質制限をしたりすることで、
タンパク質やほかの栄養素まで不足しないように注意が必要です。
ただし、タンパク質を多く摂れば、
がん抑制タンパク質やジストロフィンなどが直接増えるわけではありません。
食事は体をつくる材料を補うためのものであり、
遺伝子の異常を修復する万能な方法ではありません。
② ビタミンやミネラルもバランスよく摂る
体内でタンパク質をつくり、正常に機能させるためには、
タンパク質だけでなく、さまざまな栄養素が必要です。
野菜、果物、豆類、魚介類、全粒穀物などを取り入れ、
ビタミンやミネラルを含む食品もバランスよく食べましょう。
特定の食品やサプリメントに偏るのではなく、
多様な食品から必要な栄養素を摂ることが基本です。
③ 適度な運動と十分な睡眠を心がける
適度な運動は、筋肉の維持や心血管の健康に役立ちます。
また、十分な睡眠は、脳や体の機能を維持するために重要です。
さらに、禁煙、飲酒量の見直し、紫外線対策、血圧や血糖値などの管理も、
健康を長く維持するための大切な習慣です。
ただし、これらの生活習慣によって、
すべてのタンパク質異常や遺伝性疾患を防げるわけではありません。
筋ジストロフィーなどの遺伝性疾患や、がん・認知症の発症には、
生活習慣だけでは変えられない要因もあります。
気になる症状がある場合は、食事やサプリメントだけで対応しようとせず、
医療機関に相談することが大切です。
タンパク質は生命を守る重要な働き手
タンパク質は、筋肉や肌、髪の毛をつくる材料であるだけでなく、
細胞の増殖を調節し、ＤＮＡの損傷に対応し、
神経細胞や筋肉の正常な機能を支える重要な存在です。
がんではｐ５３などのがん抑制タンパク質、
アルツハイマー病ではアミロイドβやタウ、
筋ジストロフィーではジストロフィンなどが、
病気に関係する重要なタンパク質として知られています。
このようなタンパク質の働きを知ることは、
私たちの体がどれほど精密な仕組みによって
維持されているのかを理解することにもつながります。
４０歳代からの健康と美容を考えるうえでも、極端な食事制限を避け、
タンパク質をはじめとする必要な栄養素をバランスよく摂取し、
運動や睡眠などの生活習慣を整えることが大切です。
毎日の食事と生活習慣を見直し、
細胞が正常に働ける体の土台をつくっていきましょう。
