Tohazugatali Medical Review - 1097992700

1：とはずがたり：2004/10/17(日) 14:58: 医学・病院・地域医療など今までTER http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1046080617/l10で扱ってた話題を独立させます。

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TERの過去レスは>>2-5あたり
4896：とはずがたり：2017/07/07(金) 14:40:51: 2016年12月21日
世界史を変えた新素材
動物が生み出した最高傑作――コラーゲン
佐藤健太郎
http://kangaeruhito.jp/articles/-/1902

■ヒトはなぜ旅をするのか

…　ここではないどこかへ、時間を忘れて旅をしたいという思いを持つ人は、何も筆者だけではあるまい。人間という生き物は、みな遺伝子のどこかに漂泊の旅への思いが刻まれているのだと思う。でなければこんなにも、人類が世界の隅々まで広がることはなかっただろう。灼熱の砂漠から南極の果てまで、かくも生息範囲を広げた動物は人間の他に一種もいない。

人類の伝播ルート

　なぜヒトは旅するのだろうか。普通に考えればわざわざ旅などせず、どこか安全なひとところにじっと留まって暮らす方がよさそうなものだ。筆者の勝手な考えを書くなら、あちこち出歩くことを好む人は、新しいものに出会いやすいからではないだろうか。今までになかった優れたものを見つけ出し、活用することが、文明の進展には不可欠であった。

…　マット・リドレー著「繁栄」には、その実例としてタスマニア島のケースが挙げられている。この島はかつてオーストラリア大陸と地続きであったが、海面の上昇によって1万年ほど前に本土から切り離された。すると、よそで開発された新技術は入ってこず、持っていた技術も継承者がいなくなるたびに消えていく。結局タスマニアからは、ブーメランや骨製の釣り針、魚とりの罠や衣服などを作る技術が、わずか数千年で失われてしまったという。外部との交流を断たれて自給自足の状態に追い込まれると、進歩が止まるどころか衰退さえ起きてしまうのだ。筋力ではなく頭脳を武器として生きる人類には、過酷な旅のリスクを冒してでも、移動と交流、交易を行なうことが決定的に重要なのだ。

マット・リドレー『繁栄』（早川書房）

　もちろん、好むと好まざるに関わらず、長い旅をしなければならないことも多かった。その証拠として、アメリカ先住民族はほとんど血液型がO型であるという事実がよく挙げられる。彼らは、当時まだ地続きであったベーリング海峡を渡って、アジアからアメリカ大陸に移り住んだ人々の子孫だ。この時の厳しい旅で、たまたまA型やB型の遺伝子を持つ人が減少してしまい、現在に至っていると考えられている。

　なぜ彼らは、こうした過酷な旅に出なければならなかったのだろうか？彼らがアメリカ大陸に渡った約2万5千年前は、地球が経験した（今のところ）最後の氷河期であったのだ。食糧のある新天地を求め、彼らは長くあてのない旅に出るほかはなかったのだ。

　人類はこの他にも、寒冷化による食料危機に何度も襲われており、それを裏付ける証拠もある。人類は、その個体数の割りに、驚くほど遺伝的特徴が均質であることが知られている。数百万年の歴史を経て、70億以上の個体がいる以上、もっと遺伝子に多様な変化が起きていてもよいはずなのだ。

　その原因として、トバ・カタストロフ理論という説が唱えられている。今から7万5千年ほど前、インドネシアにあるトバ火山が巨大噴火を起こした。その溶岩の量は、1980年に起きたセント・ヘレンズ火山大噴火の約3000倍という、途方もない大噴火であった。この時巻き上げられた火山灰は、以後数千年にわたって全地球に激烈な寒冷化をもたらす。人類は、わずかな食料と陽光を追い求め、あちこちさまようはめになったことだろう。

　この時かろうじて生き延びたわずか数千組の夫婦が、現代に生きる全ての人類の祖先になったと考えれば、先に述べた遺伝子の均一性が説明できるという。人類は真に絶滅ぎりぎりの、際どいところまで追い込まれていたのだ。
4897：とはずがたり：2017/07/07(金) 14:41:01: ■人類を救った毛皮

　このように、人類は何度も氷河期を経験してきたし、そうでない時期にも、寒冷な地域を旅せねばならぬことも多かった。そうした人類にとって、長らく唯一の防寒着であり続けたのが、動物の毛皮であった。

　毛皮の利用は、旧石器時代には始まっていたとみられ、洞窟や墳墓に残された当時の絵画もそのことを裏付ける。狩猟生活を営んでいた我々の祖先にとって、毛皮は何より手に入りやすく、優れた防寒着であった。強力な獣の皮をまとうことで、その力を我が身に取り入れようという、霊的な意味合いも強かったことだろう。そして様々な色や模様の動物の毛皮を身にまとうことは、服飾文化の記念すべき第一歩でもあった。

　毛皮を採取するには、動物の丈夫な皮膚を切り裂き、余分な肉や脂肪を削り取る必要がある。得られた皮は、柔らかくするために「なめす」加工をすることで初めて、使いやすい「革」となる。いずれの工程も、想像以上に熟練を必要とするし、石器や縫い針など用いる道具の製造も高い技術を要する。毛皮作りは、人類最初の「職人芸」を育む場ともなったであろう。こうして作り出された毛皮の衣服が、人々を寒さから守り、多くの命を守ってきたであろうことは想像に難くない。旅する宿命にある人類にとって、過酷な環境から身を守ってくれる毛皮の存在は、この上なく心強い味方であったのだ。

■コラーゲンの秘密

　皮革は柔軟性・保温性に富み、丈夫で軽い。様々な代替材料が現れた今もなお、革製品が人気を集めるのも当然と思える。この秘密は、皮の主成分であるコラーゲンの性質に依るところが大きい。

　コラーゲンというと、一般には化粧品など美容関連製品をイメージする方が多いと思う。しかし実際には、我々の体にたくさん含まれるタンパク質の一種だ。コラーゲンは細胞と細胞の隙間を埋め、互いに貼り合わせる役割を持つ。

　骨もまた、コラーゲンを重要な成分としている。コラーゲン繊維の間をリン酸カルシウムの結晶が埋めた、鉄筋コンクリートに似た構造であるため、非常に頑丈なのだ。要するに、我々の体を支え、形を保たせているのはコラーゲンであるといっても差し支えない。このため、人体のタンパク質のうち、3分の1はコラーゲンだといわれる。

骨や皮膚に大量に含まれるI型コラーゲン

　しかし圧倒的多数派のコラーゲンは、タンパク質としては異端児でもある。タンパク質は、20種あるアミノ酸が一定の配列で長くつながったものだ。しかしただスパゲッティのように長く伸びているのではなく、決まった形に折り畳まって球状になっている。タンパク質は必要な化合物を作り出したり、情報を伝えたりなどそれぞれ機能を持っているが、こうして一定の形に折り畳まっていないと、機能を発揮できない。

　しかしコラーゲンは、長く伸びた鎖が3本絡まり合った、三重らせんの長い繊維として存在している。また、多くのタンパク質は細胞内ではたらくが、コラーゲンの仕事場は細胞の外だ。このようなタンパク質は、他に類を見ない。

　さらにコラーゲンは、他のタンパク質にはほとんどみられない、奇妙なアミノ酸を持っている。プロリンやリジンというアミノ酸に、ひとつ余計に酸素がくっついたものだ。他の何万種というタンパク質のほとんどが、20種のアミノ酸の組み合わせだけで驚くほど多彩な機能を引き出しているというのに、コラーゲンは全くの掟破りをやってのけている。

　わざわざ掟破りをしただけのことはあり、この余分な酸素は重要な役目を演じる。先ほど、コラーゲンは3本の鎖が絡み合った三重らせん構造をとると述べた。プロリンについた余分な酸素は、隣の鎖の水素と「水素結合」という力で結びつき、より合わせられた3本の鎖がほどけぬようにロックをかける役目を負っているのだ。

　このロックがかからないと、実に悲惨な運命が待っている。ビタミンCの摂取が不足すると、酸素の取り付けがうまく行なわれなくなり、水素結合のロックがかからなくなる。すると丈夫なコラーゲンができなくなり、全身の血管がもろくなるなどの症状が出る。これが壊血病で、現在ではほとんど見られないが、大航海時代の船乗りたちの間で猛威を振るった。人体を支える重要物質なればこそ、少しの欠陥が生命活動全体に大きなダメージを与えてしまうのだ。
4898：とはずがたり：2017/07/07(金) 14:41:18: 　コラーゲンの特別な仕組みはこれだけではない。架橋結合という、コラーゲンの三重らせんの繊維同士を、橋架けするようにつなぐ特殊な結合があるのだ。これまた他のタンパク質ではほとんど見られない、掟破りの構造だ。これにより、鎖同士がところどころでつながり合って網の目のようになり、極めて丈夫なネットワークが出来上がる。

　橋架けの数が増えれば全体に丈夫になるが、柔軟性を失うことにもなる。実は、人間の皮膚のコラーゲンでは、加齢に従ってこの架橋が増えていくことが知られている。ヒトの皮膚が加齢とともに柔軟性を失い、しわができてくるのは、この架橋の増加が原因の一つだ。

　女性のみなさんにとっては架橋結合は憎んでも余りある存在であろうが、この結合が強靭なコラーゲン繊維を作り、毛皮の丈夫さ、保温性のもとともなったことを思えば、なかなか足を向けて寝られない存在でもある。コラーゲンがなければ、人類はとうの昔に寒冷化によって滅んでいただろう。植物が創り出した材料の最高傑作がセルロースなら、動物の生み出した最高傑作はコラーゲンをおいて他にない。

武器としてのコラーゲン

　コラーゲンは、皮膚を作るばかりではない。前述のように、骨もコラーゲンを主要成分として含んでいるし、腱などはほぼ純粋なコラーゲンの塊といってもよいほどだ。これらもまた、我々の祖先にとっては重要な材料となった。　…

　もちろん、骨は単純な棍棒として使われただけではない。たとえば長野県の野尻湖からは、旧石器時代のものと見られる、動物の骨製のナイフやスクレイパー、尖頭器などが出土している。青銅など金属の仕様が普及するまで、骨は貴重な硬質材料であり続けた。

　骨は、記録媒体ともなった。19世紀末、清の学者・王懿栄（おういえい）は、持病の治療のために「竜骨」と呼ばれる漢方薬を買い求めたところ、何やら文字らしきものが刻まれていることに気づいた。これこそが甲骨文字で、漢字の原型となったものであった。

　殷王朝の時代には、牛や鹿の肩甲骨に熱した金属棒を押し当て、そのヒビの形で吉凶を占っていた。その結果をそのまま骨に刻み込んだのが甲骨文字であり、3000年後に掘り出されて正体のわからぬままに漢方薬として用いられていたのだ。古代の漢字に造詣が深い王懿栄の目に触れていなければ、さらに多くの貴重な史料が、粉末となって人々の胃袋に消えていたことだろう。骨という、硬く劣化の少ない媒体に刻まれていたおかげで、漢字のルーツが現代の我々の目に触れることになったのは、もっけの幸いというものであった。

弓矢の時代

　コラーゲンの兵器への応用としては、弓矢なども重要な用途のひとつだった。弓の素材として、コラーゲンをたっぷり含んだ弾性の高い骨や腱が使われたのだ。

　最古の弓矢は、ヨーロッパで出土した約9000年前のものだが、実際にはさらに古くから使われていたとみられる。それまでにも石刃などの武器は使われていたが、遠距離から正確に標的を狙い射つことができる弓矢の出現は画期的であり、これによって筋力にもスピードにも劣る人類が、強い獲物を安全に狩れるようになった。弓矢の出現により、人類は一挙に食物連鎖の頂点へと駆け上ったのだ。

　弓矢は広く用いられ、更に長い飛距離と速射性を求めて改良が加えられていった。当初は材料として主に木材が用いられていたが、これだけでは弾力と剛性に限界がある。そこで、弓の裏に動物の骨や腱を貼り付けた「複合弓」が開発された。小型で軽量なので、馬に乗ったままでも扱いやすい複合弓は、騎兵にとって格好の武器となった。モンゴル帝国の世界征服においても、複合弓は主要な役目を演じている。

　強力な弓のためには、弾性の高い骨や腱に加え、これらをしっかりと木材に貼り付ける接着剤が必要不可欠となる。このために利用されたのが、膠（にかわ）であった。

　前編で述べた通り、コラーゲンは三重らせん構造を取る。しかしこれを水中で煮込むと、鎖がほどけてばらばらになり、たっぷりと水分を取り込んでふやけた塊になる。これがゼラチンで、ゼリーや煮凝り、グミなど食材として重要だ。
4899：とはずがたり：2017/07/07(金) 14:41:52: >>4896-4899

　膠もまた、ゼラチンを主成分とした素材だ。コラーゲン（collagen）という言葉は「膠」を語源とし、絵画技法の「コラージュ」（collage）と同根の言葉だ。日本語でコラーゲンのことを「膠原」というのはこのためだ。

骨や腱もコラーゲンなら、膠もコラーゲンが元になっているわけで、要するに複合弓はコラーゲンでコラーゲンを貼り付けた武器であったわけだ。優れた材料を真に活用することが、世界を制する力になったよい例といえる。

コラーゲンの今

　金属や陶器などの普及により、骨器などは活躍の場を減らしていく。一方で、毛皮は相変わらず人々の憧れであり続けた。エジプトのファラオたちは、ヒョウやライオンの毛皮を身にまとうことで神性を表現したし、ヨーロッパの王や貴族も豪奢な毛皮を着ることで贅を競い合った。有名なナポレオンの戴冠式を描いた絵にも、白貂（しろてん）の毛皮をたっぷり使ったマントが描き込まれている。毛皮は長い歴史の中を通して、権力と富の象徴の地位を保ち続けてきた数少ない素材だ。

　このため、特に近代以降、世界中で組織的な毛皮獣の猟が行なわれた。美しい毛皮を持つ動物たちにとっては、これは災難以外の何物でもなかった。多くの動物が毛皮狩りの対象となり、絶滅または絶滅寸前に追い込まれている。日本でも、明治に入って外貨獲得のためにニホンカワウソが乱獲され、あっという間に生息数は激減した。1979年以来確かな目撃例はなく、2012年ついに「絶滅種」の指定を受けることとなった。

　近年野生動物への保護意識が高まり、毛皮着用に対する反対運動が起きたこと、合成皮革（布地に合成樹脂を塗布して作る）の進歩によって、見た目も保温性も天然のものに劣らない製品が登場したことにより、ようやく毛皮獣の減少には歯止めがかかりつつある。その他の皮革製品も、以前に比べれば目にする機会は少なくなっている。

　しかしコラーゲンという材料自体は、まだまだお役御免とはなりそうにない。生体とのなじみがよいコラーゲンは、再生医療や生体材料開発において、欠かせぬ素材であるからだ。特殊な構造であるコラーゲンは、他のタンパク質に比べてアレルギーを引き起こしにくいし、細胞培養の足場としてもこれ以上ないほど好適なのだ。

　単純には、外科手術の際にコラーゲンで作った糸で傷を縫えば、やがて糸はゆっくりと分解吸収されるため、抜糸の必要がない。美容整形の際にコラーゲン注入が行なわれるのも、これと同じ理由だ。コンタクトレンズや歯周病の治療にも、コラーゲン製品が用いられているものがある。

　自分の細胞を培養し、皮膚や臓器などを人工的に作って移植する再生医療においても、コラーゲンは欠かせぬ役割を担うだろう。生命が生み出した最高のスーパーマテリアルであるコラーゲンは、今後も人類の伴走者として、文明の最先端を走り続けていきそうだ。

佐藤健太郎

さとうけんたろう　1970年、兵庫県生まれ。東京工業大学大学院理工学研究科修士課程修了。医薬品メーカーの研究職、東京大学大学院理学系研究科広報担当特任助教等を経て、現在はサイエンスライター。2010年、『医薬品クライシス』（新潮新書）で科学ジャーナリスト賞。2011年、化学コミュニケーション賞。著書に『炭素文明論』（新潮選書）『「ゼロリスク社会」の罠』（光文社新書）『世界史を変えた薬』（講談社現代新書）『国道者』（新潮社）など。

Webでも考える人 2016年312月21日掲載
※この記事の内容は掲載当時のものです