LDLコレステロールが酸化されると

高血圧や脂質異常症などの生活習慣病は、脳や心臓の血管障害の要因になるともいわれています。動脈硬化を引き起こすのは血中脂質の異常ですが、本来ヒトの体にとって必要なLDLコレステロールが活性酸素によって酸化されると、血管壁に蓄積され、血管を細く硬く老化させてしまうのです。

酸化を防ぐアスタキサンチン

しかし強い抗酸化作用を持つアスタキサンチンは、このLDL コレステロールの酸化を防ぎ、さらにLDLコレステロールを回収するHDLコレステロールを増やす働きもあるといわれています。

血液中の脂質異常を防ぎ、血管の老化を抑制

22～65歳のメタボリックシンドロームの予備軍17名にアスタキサンチンを3か月摂取してもらった研究では、血管の傷を修復し、糖尿病や動脈硬化の予防に役立つ「アディポネクチン」というホルモンの分泌が増加したことも報告されています。
このようにアスタキサンチンはいくつもの効果で血液中の脂質異常を防ぎ、血管の老化を抑制してくれるのです。

血液流動性の改善作用

また別の研究では、酸化ストレス負荷の強い閉経後女性を対象にアスタキサンチン6mg 含有ソフトカプセルを1 日２カプセル、8 週間連続摂取させたところ、目の疲れや肩こり、冷え性などが改善され、アスタキサンチンによる血液流動性の改善作用が報告されています。

■抗加齢QOL 共通問診における症状スコア

酸化ストレス負荷の強い閉経後女性を対象に、アスタキサンチン6mg含有ソフトカプセルを1日２カプセル（朝1カプセル、夕１カプセル）を8週間連続摂取させ、試験開始前と8週間後に抗加齢QOL共通問診表を用いて調査。

■血圧および血管機能

上記実験の被験者（閉経後女性）の血管年齢を算出した。その結果、収縮期血圧（-4.6%,p=0.021）、拡張期血圧（-6.9％ ,p＜ 0.001）が有意に低下した。CAVI は血管固有の硬さ・緊張度を示し、ABI は下肢動脈の狭窄・閉塞を評価した。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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日本における肥満者の割合

食生活の変化や運動不足、ストレスなどの影響で、中高年のみならず若年層でも肥満や脂質代謝異常症などを抱える人が増えているといわれます。2009年度の国民健康・栄養調査によれば、20歳以上の日本における肥満者の割合は、男性で30.5％、女性20.8％、全体で25. 7％となっており、成人のおよそ４人に１人が肥満ということになります。
なかには肥満が原因で内臓脂肪が増え、生活習慣病や血管の病気になりやすくなるメタボリックシンドロームを引き起こすケースも少なくありません。

アスタキサンチンの体重増加抑制作用

高脂肪食肥満モデルマウスによる抗肥満作用試験によると、標準食群、高脂肪食群、高脂肪食＋アスタキサンチン投与群と群別して経過観察したところ、アスタキサンチン６mg/kg、30mg/kgを投与した群は高脂肪食群に比べて有意に体重増加の抑制が認められました。
さらに運動負荷を加えることによって、アスタキサンチンの体重増加抑制作用が増強されることもわかっています。

メタボ予防やダイエットにも

別の研究では、アスタキサンチンは脂質代謝（脂肪酸β酸化）の活性化とエネルギー産出の律速となるクエン酸サイクルの活性化がそのメカニズムの一部であることが明らかになっており、これらの結果からメタボリックシンドロームの予防やダイエットにもアスタキサンチンが有効であることがわかっています。

Each value represents mean ± SE.
＃：P＜ 0.05,＃＃：P＜0.01,＃＃＃：P＜0.005vs.normal diet.
＊：P＜ 0.05,＊＊：P＜0.01,＊＊＊：P＜0.005vs.high-fat diet.

高脂肪食肥満モデルマウスを標準食群、高脂肪食（食事中脂肪分 40％）群、高脂肪食＋アスタキサンチン1.2mg/kg,6mg/kg,30mg/kgの５群に群別。60日間強制経口投与を行った。その結果、アスタキサンチン,6mg/kg,30mg/kg投与群は、高脂肪食群と比較し、有意に体重増加の抑制が認められた。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチン美容・健康力』より

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紫外線によるコラーゲンの老化変性

目立つ毛穴やたるみ、水分量や皮脂量の低下など、加齢による肌の変化は誰にとっても悩ましいものですが、特に紫外線を浴びやすい顔まわりは、たるみやシワなどが現れやすいといわれています。
これは加齢による自然老化のみならず、紫外線が肌の真皮層にもダメージを与えるためで、コラーゲン繊維が橋を架け合うように結びつき肌のハリや弾力を作り出している真皮層が傷つけられることでコラーゲンが老化変性し、たるみやシワなどができやすくなってしまうのです。

一重項酸素にアスタキサンチン

原因となるのが、紫外線によって真皮層で発生する一重項酸素と呼ばれる活性酸素。しかし、この〈悪玉〉ともいえる一重項酸素に対して、強力な抗酸化能を持っているのがアスタキサンチンなのです。

表皮のみならず、皮膚細胞内でも

アスタキサンチンは表皮のみならず、皮膚細胞内でもUV-Ａによるコラゲナーゼ酵素の発現の増加を有意に抑制し、程度は弱いもののエラスターゼ酵素の遺伝子、タンパク、酵素活性発現の増加を消去する効果を持っていることがわかっています。

アスタキサンチンを含むクリーム製剤の試験結果

また、ヘマトコッカス藻由来アスタキサンチンを含むクリーム製剤を長期連続使用したヒト試験結果では、皮膚の保湿を向上させ、皮溝キメの均一性を促し、肌弾力を良好に保ち、シワを軽減する効果があることが示唆されています。

■アスタキサンチン含有クリーム製剤外用試験

角層水分量の変化（４週間）40±２歳女性乾燥肌11名

被験者は乾燥肌で小ジワやシワが気になると自覚する40±２歳健常女性11名で、１日１回夜、洗顔後に指定の化粧水を塗布後、ヘマトコッカス藻由来アスタキサンチン（５％含有抽出物）を目周、口元の塗布を必須とし、他に顔面の小ジワの気になる部位に使用するよう指示した。その結果、クリーム製剤使用前に比べ、目尻および頬部の角層水分量が有意に上昇した。

■アスタキサンチン含有クリーム製剤外用（２週間）20名

皮膚計測専門家４名による皮膚写真判定

30～40代の健常な女性（平均年齢 36歳、普通肌６名、乾燥肌７名、混合肌７名）20名を被験者に、ヘマトコッカス藻由来アスタキサンチン（５％含有抽出物）を0.7mg/g配合したクリーム製剤を処方し、目元クリームとして２週間使用させた。その結果、皮膚計測専門家による目じりの皮膚写真判定において半数が改善したことが確認できた。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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眼精疲労とは

モノを見るとき、私たちは眼球周囲の毛様体筋という筋肉によって水晶体の厚みを変え、ピント調節をしています。目を酷使すると、この筋肉が疲労して調節機能がうまく働かなくなり、目がしょぼしょぼしたり、かすみや痛みを感じたり、これが眼精疲労といわれる状態です。

眼精疲労の一因となっている光

その一因となっているのが「光」の影響。紫外線は活性酸素を発生させ老化を促進することで知られていますが、それは目も例外ではありません。
そこで注目されているのが、抗酸化作用のみならず抗炎症作用も有するアスタキサンチンです。

紫外線による障害を軽減化

紫外線を照射した角膜障害モデルのマウスに、独自試作したアスタキサンチン点眼薬を点眼した実験では、アスタキサンチンが紫外線による角膜障害を有意に軽症化し、活性酸素も減少することが明らかになりました。

ピント調整力も有意に

また、日常的にパソコン業務などが多く、眼精疲労を自覚する健康成人を被験者に、非アスタキサンチン群（対照群）とアスタキサンチン6mg経口摂取群 （アスタキサンチン群）の２群に分け、試験食品を４週間連日摂取させたところ、アスタキサンチン群では調節力が有意に改善しました。

眼精疲労度評価

客観的眼精疲労度評価でも「目が疲れやすい」「目の奥が痛い」「しょぼしょぼする」「まぶしい」「肩がこる」「腰が痛い」「イライラしやすい」の8項目で改善が見られたと報告されています。

■アスタキサンチンによる紫外線照射後の角膜上皮厚

紫外線を照射した角膜障害モデルのマウスに対しアスタキサンチンを点眼した目は、溶媒のみを点眼した反対目と比較して、有意に紫外線角膜障害が軽度であった。

■健常成人におけるアスタキサンチン摂取後の調節力変化

日常的にパソコン業務などが多く、眼精疲労を自覚する健康成人を被験者に、試験食品を４週間連日摂取させたところ、14日目以降アスタキサンチン摂取群では調節力が有意に向上した。（**：ｐ＜0. 01）

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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末梢性疲労と中枢性疲労

疲労は、筋肉そのものが一時的に能力を低下し収縮しにくくなる「末梢性疲労」（肉体的疲労）と、身体活動を続ける意欲やモチベーションが低下してしまう「中枢性疲労」（精神的疲労）に大別されます。

末梢性疲労の原因

末梢性疲労の原因となるのは、エネルギー不足と疲労物質の蓄積です。運動時に筋肉を収縮させる主なエネルギー源は糖質と脂質で、通常この二つは均等な割合で利用されますが、激しい運動をすると筋グリコーゲンなどの糖質がエネルギーとして利用される割合が多くなり、さらに運動が長時間に及ぶと体内に貯蔵されているグリコーゲン量が減少して筋肉収縮のためのエネルギーを生み出すことができなくなってしまうのです。

アスタキサンチンが脂肪や脂質をエネルギーに変える

しかしアスタキサンチンを摂取すると、運動のエネルギー源として脂肪が優先的に利用され、糖質の利用が抑えられることがわかっています。これは体内に蓄積されている脂肪や、摂取した脂質をアスタキサンチンがエネルギーに変えやすくしているためだと考えられています。

効果的な筋力アップトレーニング

アスタキサンチンを摂取すると、持久力が高まり、疲労回復も早いことから、より効果的な筋力アップトレーニングが望めます。これがアスタキサンチンが、近年プロ・スポーツ選手からも注目を集めている所以なのです。

アスタキサンチンをマウスに４週間摂取させたところ、運動中のエネルギー基質として、より多くの脂質が利用されたことを観察した。

ランニング後のマウスの筋肉中に含まれるグリコーゲン量を測定したところ、アスタキサンチン摂取群において運動による減少抑制がみられた。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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酸素とエネルギーの消費が多い脳

脳はヒトの体のなかで最も多くの酸素を必要とする器官で、呼吸の際に吸い込む酸素の30～50％を消費しています。

また脳の重さは体重の２％程度にもかかわらず、そのエネルギー消費量は全体の20％近くを占め、酸素とエネルギーの消費が多い脳では絶えず大量の活性酸素が発生していると考えられています。この活性酸素が、脳梗塞や脳出血といった脳疾患の発症にも深く関与しているといわれているのです。

すべては血液脳関門で選別される

脳の健康を守るためには抗酸化が求められますが、脳は生命活動を維持するために最も重要な部分であり、またデリケートな器官であるため、その入り口には「血液脳関門」という関所のようなものが存在します。不要な物質はそこですべてはじかれ、必要な栄養素のみが選別されるのです。

脳の関所を通過できるアスタキサンチン

そのシステムは非常に厳重で、抗酸化物質として有名なビタミンCやビタミンＥ、β-カロテンでさえ通ることはできません。
ところがアスタキサンチンは、他の抗酸化物質が通れない血液脳関門を通過することができる数少ない物質なのです。
関所の通行手形のみならず、強い抗酸化作用を持つアスタキサンチンは、酸化ストレスから脳を守り、脳の衰えを防ぐ効果や脳疾患の予防にも有意であると期待されています。

神経細胞に対しDHAヒドロペルオキシド（DHA-OOH）がアラキドン酸とリノール酸のヒドロペルオキシドより強く細胞死を誘導。また DHA-OOH誘導した細胞死にはミトコンドリア経路を介したアポトーシスの関与が示唆された。

アスタキサンチンは DHA-OOHと 6-ヒドロキシドパミン（6-OHDA）により誘導された活性酸素種（ROS）の生成を抑制することが明らかとなった。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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薄毛になる背景

薄毛とは頭髪の量が減って地肌が見えてしまう状態のことで、日本人男性の3人に1人は薄毛を気にしているといわれています。
髪の毛の本数は変わらないまま毛が細くなる場合と、毛が抜け落ち本数そのものが減ってしまう場合があり、背景にはホルモンの影響や遺伝的要素、食生活、ストレスなどが考えられています。

男性の薄毛と女性の薄毛

男性の薄毛の多くは壮年性脱毛（男性型脱毛）と呼ばれ思春期以降に多く見られますが、女性の場合、個人差はあるものの加齢とともに30代頃から頭頂部を中心に本数が少なくなり、40代に入ると毛が細くハリやコシがなくなる傾向があります。

アスタキサンチンの養毛効果

そこで、ヤマハ発動機株式会社ライフサイエンス部が行った試験によると、ヘアサイクルが休止期に入った７週齢の雄マウスを使用し、0.5％アスタキサンチン塗布群、１％ミノキシジル塗布（陽性コントロール）群、溶媒塗布（陰性コントロール）群の３群に分けてマウスの背部体毛の養毛状態を観察したところ、アスタキサンチン塗布群は陰性コントロール群と比較して養毛効果が認められることが明らかになりました。

養毛の進行速度はスピーディ！

初期の発毛スピードは陽性コントロール群よりも遅いものの、毛が生え始めてからの養毛の進行速度は速く、これはアスタキサンチンの特異な効果と考えられています。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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ディフェンス要素を含む豊かな機能性

海洋の食物連鎖を中心に生み出される天然の赤い恵みアスタキサンチンは、これまでの数々の研究によって疾病予防や抗疲労、抗光老化といったディフェンスの要素を多分に含んだ機能性を有していることが明らかになっています。
なかでも注目されているのが、アスタキサンチンの持つ強力な抗酸化作用です。一般にカロテノイドは抗酸化作用を持っており、ヒトの健康促進に有用な機能性食品としても広く用いられていますが、アスタキサンチンはカロテノイドのなかでもとりわけ強い抗酸化能を持ち、同時にアスタキサンチン自体は酸化されにくいという特性があるのです。
その強い抗酸化能の理由として、アスタキサンチンが細胞膜を貫通した状態で細胞内に存在することから、水溶性の細胞膜表面と脂溶性の細胞膜内の活性酸素を効率よく捉えることができるためと考えられています。

アスタキサンチンの大きなポイント

また、アスタキサンチン自体が酸化されにくいということも、抗酸化物質としての大きなポイントです。ときに抗酸化物質と呼ばれるものには二面性があり、生体内では抗酸化物質として作用している物質が、食品などでは逆に酸化を促進してしまうことが知られています。ビタミンＣに代表されるこのような物質プロオキシダントと呼ばれますが、アスタキサンチンは抗酸化作用時の励起状態から基底状態に戻る時間が短く、活性酸素を発生するプロオキシダントになりにくい性質を持っているのです。

カロテノイドの魅力

カロテノイドとは赤、橙、黄色などを示す天然色素の一群で、微生物、動物、植物などからこれまで800種類以上のカロテノイドが発見されています。トマトやニンジン、パプリカや緑黄色野菜、フラミンゴやロブスターの示す色はカロテノイド色素による着色です。
自然界におけるカロテノイドの生理作用は多岐にわたり、特に光合成における補助集光作用、光保護作用や抗酸化作用等に重要な役割を果たすといわれていますが、実は海洋のみならず強い紫外線にさらされる環境にある植物や藻類のなかにもアスタキサンチンを蓄積するものが存在するのです。

極限状態に生息する生物にはアスタキサンチンが含まれる

その一つが、高山に咲くキンポウゲ科フクジュソウ属の「アドニス」。日本のフクジュソウは黄色ですが、ヨーロッパ原産のアドニスは赤い色をしており、キンポウゲ科植物ながら花弁があります。そしてもう一つが、世界中の雪渓や氷河に生息する「雪渓緑藻（雪氷藻類）」です。これは極寒かつ紫外線の強い環境下、雪や氷の表面に繁殖する特別な藻類で、雪の表面を赤くすることから〈赤雪〉とも呼ばれています。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチンの美容・健康力』より

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アスタキサンチンとは、自然界に存在する色素成分カロテノイドの一種で、エビやカニなどの甲殻類やサケ・タイといった魚類など、特に海洋に広く分布する天然の赤い色素です。一般によく知られているβ-カロテンやリコピン、ルテインといった陸上植物由来のカロテノイドよりも地球上における存在量が多く、その理由は多様な海洋生物に含まれているためといわれています。ゆえにアスタキサンチンは「マリンカロテノイド」とも呼ばれているのです。

アスタキサンチンの研究が活発に

アスタキサンチンの研究は、1938年にオーストリア出身のノーベル化学賞受賞者リヒャルト・クーンがロブスターから赤い色素を単離したことをきっかけにスタートしました。最初に注目されたのはその色素で、アスタキサンチンの商業的利用は水産分野から始まります。世界各地で養殖業が盛んになるにつれ、サケ・マス・タイ・ハマチなどの養殖魚の色揚げ剤としてアスタキサンチンが広く利用されるようになったのです。その後、1982年に開催された日本水産学会春季大会において、『カロテノイドの抗酸化作用について』と題した革命的な研究発表が、幹渉博士（現・三重大学名誉教授）によって行われました。そのなかでアスタキサンチンの一重項酸素消去活性が初めて明らかにされ、抗酸化作用をはじめとするアスタキサンチンの生理活性の研究が大きく動き出したのです。

有効素材としてヒトの健康促進にも活用

以降、数々の研究によってアスタキサンチンの優れた機能性が次第に明らかになりましたが、ヒトの健康促進に活用するためには、サケなどの食品からだけでは所要量が足りず、天然資源を探索して大量生産する必要がありました。オキアミ、ファフィア酵母、ヘマトコッカス藻などが有力候補として挙がるなか、淡水性単細胞緑藻であるヘマトコッカス藻が最適と認められ、1994年には大量培養に成功。現在アスタキサンチンのヒトへの利用は、ヘマトコッカス藻由来のアスタキサンチンが主流となっています。

ヘマトコッカス藻について

コナヒゲムシ科ヘマトコッカスは、アスタキサンチンを高産生することで知られる単細胞性の微細藻類。成育に適した環境下では光合成によって増殖しますが、栄養分の不足や強い光にさらされるなど環境が何らかのストレス状態に置かれると、ヘマトコッカス藻は自己防衛のため休眠状態に形態変化します。この過程において大量のアスタキサンチンを細胞内に蓄積するのです。ヘマトコッカス藻は他の生物に比較してアスタキサンチン含有量が格段に高く、アスタキサンチンの商業生産に広く用いられています。

栄養書庫発行 : 『Nutrient Library-23 アスタキサンチン美容・健康力』より

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カロテノイドとは

私は京都薬科大学在学中に卒業研究のテーマとして一般に赤トンボと呼ばれるアキアカネのカロテノイド成分研究を手掛けて以来、現在まで40年以上もカロテノイドの研究に携わってきました。
カロテノイドとは、赤、橙、黄色などを示す脂溶性テトラテルペン色素のことで、自然界に生きる微生物、植物、動物に広く存在しています。天然のカロテノイドはおよそ800種類が報告されていますが、代表的なものとしては、本書のテーマでもあるエビやカニの甲羅やサケ・タイといった魚類に含まれるアスタキサンチン、トマトのリコピンやニンジンのβ-カロテン、卵黄のルテインなどがあります。カロテノイドは光合成生物が生産する物質量の 0.1％を占めるといわれ、その生産量は年間約１億トンと考えられています。二次代謝産物としては天然に最も広く分布する化合物の一つなのです。

動物は自身の体内でカロテノイドを生合成できない

しかし、微生物と植物は酢酸やメバロン酸などからカロテノイドを生合成することができますが、動物は自身の体内でカロテノイドを生合成することはできません。動物の体内に存在するカロテノイドはすべて食物から摂取したものに由来しています。数々の食物連鎖を経て蓄積され、さらに代謝変換されるため、動物のカロテノイドにはさまざまな構造の化合物が存在するのです。

アスタキサンチンとサケ

サケを例に挙げてみましょう。水産動物であるサケは自身の体内でアスタキサンチンを作ることができません。その起源は藻類が生合成したβ-カロテンです。この藻類を食べた甲殻類がβ-カロテンを体内でアスタキサンチンに代謝変換し、次に大洋を回遊中のサケが甲殻類をエサとして食べることでアスタキサンチンを体内、特に筋肉に蓄積します。自然界の食物連鎖によって、サケのなかにアスタキサンチンが取り込まれていくのです。

サケのオスは繁殖期になると筋肉のアスタキサンチンを表皮に移行させて体色が赤くなり、性的成熟度をメスにアピールします。一方、サケのメスは卵にアスタキサンチンを移行させ、卵を成熟させます。サケは繁殖・産卵期になると河川を遡上することで知られていますが、このとき多くのエネルギーを消費し、酸化ストレスにさらされます。実はこの酸化ストレスの防御にもアスタキサンチンが役立っているのです。

そして遡上、繁殖のためにアスタキサンチンを使い果たし、産卵をすませた後のサケの筋肉は白く変化します。一方、河床に産み落とされたサケの受精卵に含まれるアスタキサンチンは、太陽光や紫外線といった障害から胚を護り、成長過程で起こるさまざまな酸化ストレスから仔魚を護ります。

アスタキサンチンをはじめとするカロテノイドとヒトの健康

このような例は、オホーツク海に生息するクリオネなど他の多くの水産動物でも認められ、アスタキサンチンをはじめとするカロテノイドが動物の生殖や発生の過程において重要な役割を担い、また免疫力の向上にも役立っていることが明らかになっています。
日本はカロテノイド研究で世界をリードする立場にありますが、私たちが長年行ってきた「生物はなぜカロテノイドを必要としているのか？」という基礎研究を端緒に、その生理作用に着目した〈カロテノイドとヒトの健康〉分野での研究と実用化が進められています。アスタキサンチンをはじめとするカロテノイドを有効素材として、新たな健康への扉が開き始めているのです。

眞岡 孝至（まおか たかし）

薬学博士
一般財団法人 生産開発科学研究所　食物機能研究室室長

京都薬科大学大学院修士課程修了。その後、京都薬科大学大学助手（天然物化学）を経て、1991年薬学博士に。93年より財団法人生産開発科学研究所に勤務し、現在は同研究所食物機能研究室の室長を務める。2017年一般財団法人生産開発科学研究所の理事に就任。主な研究テーマは、天然物化学、特に天然カロテノイドの構造研究とそれらの生理活性ならびに利用の研究。天然の抗酸化活性成分の食品、水畜産への応用など。

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