地球をめぐる不都合な物質　拡散する化学物質がもたらすもの｜日本環境化学会

化学物質に壁を越えさせない

それでは、食べ物や飲み物を介して取り込んでしまった有害な化学物質が、もしも消化管から吸収されてしまったら、私たちヒトや動物の体は、どうやってこれらの化学物質から身を守るのでしょうか？

実は、ここでも防御機構が働きます。

私たちヒトを含む高等動物は、血管から各臓器に化学物質が入らないような巧妙なしくみを持っています。化学物質は、血管壁の小さな穴に入り込むことにより、体内に自然に拡散してしまうケースがあります。これを防いでくれるのが、特定の化学物質と結びつく「結合タンパク質」です。

血液中に存在するさまざまなタンパク質の中には、化学物質を運搬する役割を担っているものがあります。化学物質には、タンパク質に結合しやすいものと離れやすいものがありますが、離れやすい化学物質は血管から細胞の中に取り込まれやすく、各臓器内に運ばれることになります。

化学物質と結合する力が弱いタンパク質は、栄養素など、体に重要な化学物質を各臓器に運ぶ分には都合が良いのですが、毒性の高い化学物質の場合には好ましいものではありません。反対に、化学物質と結合する力が強いタンパク質は、栄養物の効率的な運搬には向いていませんが、有害な化学物質を細胞に配達する能力も低くなります。つまり、強力な結合力のあるタンパク質は重要な生体防御機構の一つとなります。実際に、大きな結合タンパク質に結合している化学物質は、ほとんどの場合、血管壁にある小さな穴を通ることができません。

また、化学物質の中には、細胞膜に発現している、トランスポーターと呼ばれるタンパク質を介して取り込まれるものがあります。トランスポーターとは文字通り、物質の輸送をするタンパク質の総称で、化学物質を細胞内外に移動させます。

トランスポーターは、化学物質の取り込みにおいても活躍しますが、細胞から危険な化学物質を外に追い出す「汲み出しポンプ」の役割も担っています。トランスポーターがたくさんあると、トランスポーターと相性の良い化学物質が次々に外に追い出され、結果的に細胞の中に取り込まれにくくなる場合があります。

一部の抗がん剤は、繰り返し使用するとトランスポーターの量を増やすことが知られています。そのため、抗がん剤が細胞に取り込まれにくくなり、かえって抗がん剤が効かなくなる原因にもなっています。

脳には、化学物質が簡単には入り込まないようになっています。脳にいきわたっている血管の細胞は、細胞どうしがぎゅっと密着して化学物質が通りにくくなっているほか、細胞にトランスポーターが発現し、入ってくる化学物質をすぐに外に追い出しています。これを血液‐脳関門と呼んでいます。