亜鉛探訪No.013
視覚と亜鉛
『亜鉛探訪013』へようこそ！
| 視覚の仕組みを知ることは、健康を守るうえでとても大切なことです。今回の記事では、亜鉛が視覚にどう関わっているのかを分かりやすくお話しします。視覚の仕組みを一緒に探ってみましょう！ |
1. 視力と亜鉛の関係性
| 視力や眼の健康を維持するために、亜鉛が重要な役割を果たしています。網膜をはじめとする視覚関連の細胞には亜鉛が豊富に存在し、視覚機能の正常な働きに関与しています。特に、亜鉛は網膜の神経細胞の機能維持に役立っており、神経伝達の調節や視覚信号の伝達にも関与しています。 |
2. 網膜における亜鉛の重要性
| 亜鉛は、網膜内の神経細胞が健康に働くために欠かせない元素です。多くの研究では、外因的に亜鉛を投与した場合に視覚機能が向上することが示されていますが、通常の生活環境ではその濃度に到達することは少なく、亜鉛の適切な濃度が視力維持に重要であることがわかっています。 |
3. 亜鉛の適正濃度とその影響
| 体内の亜鉛濃度が不足したり過剰になると、視力や網膜の働きに悪影響を及ぼすことがわかっています。例えば、亜鉛が不足すると夜盲症や視覚機能の低下につながる可能性があり、適切な亜鉛の摂取が眼の健康にとっていかに大切かを示しています。 |
4. 亜鉛と視覚に関わる重要な研究
| 最近の研究によると、亜鉛だけでなく鉄や銅といった微量元素も視覚機能に影響を与えます。例えば、Ugarte らは、亜鉛と鉄、銅が網膜の代謝や毒性に与える影響を詳しく解説しています。また、Smart らの研究によれば、亜鉛は視覚に関わる抑制性や興奮性のアミノ酸受容体イオンチャネルの調節に重要な役割を果たしていることがわかっています。 |
5. 亜鉛を適正に摂取するためのポイント
| 視力を守るためには、毎日の食事で亜鉛を適切に摂取することが大切です。亜鉛は牡蠣や牛肉、カシューナッツなどに豊富に含まれています。過剰摂取を避けながらバランスの良い食生活を心がけましょう。 |
参考文献１
タイトル
文献
| Metallomics. 2014 Feb;6(2):201-8. |
要約
| この総説は、脊椎動物の網膜細胞における亜鉛の作用について幅広い視点から議論しています。主に外因的な亜鉛投与に基づいた研究を取り上げていますが、使用される亜鉛濃度が実生活環境下で遭遇するレベルとは異なるため、示唆に富む一方で生理的な意義には限界があるとしています。この課題は、神経細胞での亜鉛濃度を特異的に測定できるプローブがないために生じています。 |
| それにも関わらず、亜鉛イオン（Zn²⁺）をキレートして除去した際の影響を調査した研究から、有用な知見が得られています。また、亜鉛や鉄、銅といった微量元素が網膜の生理や病態に与える影響については、Ugarteらの総説で詳述されています。さらに、Smartらの総説では、亜鉛が抑制性および興奮性アミノ酸受容体イオンチャネルに及ぼす調節作用について詳しく説明されています。 |
原文訳
| この総説では、脊椎動物網膜の細胞に対する亜鉛の作用に関連する幅広いトピックを取り扱う。この総説の大部分は、亜鉛を外因的に投与した研究に依拠しているため、結果は非常に示唆に富むものの、生理学的意義に欠ける。この見解は、これらの研究で使用された亜鉛の濃度は、通常の生活環境下では遭遇しない可能性があるという事実から生じている。この警告は、神経細胞から放出されたり、神経細胞に作用したりする可能性のある Zn(2+) の濃度を測定する、亜鉛に特異的なプローブが存在しないことに起因する。 |
| しかし、Zn(2+) をキレート化し、その除去の影響をその存在下で得られた知見と比較した研究から、多くの関連情報が得られている。体内の微量元素の枯渇または過剰摂取の影響についてより詳細な議論を求める読者には、Ugarte らによる最近の総説を参照していただきたい。この総説では、網膜生理学および疾患における必須微量元素である鉄、亜鉛、銅の相互作用、毒性、代謝活性について詳細に説明している。 |
| また、Smart らは、亜鉛による抑制性および興奮性アミノ酸受容体イオンチャネルの調節に関する素晴らしい総説を発表している。 |
参考文献２
タイトル
文献
| Surv Ophthalmol. 2013 Nov-Dec;58(6):585-609. |
要約
| この抄録は、必須微量金属である鉄、亜鉛、銅が網膜の正常な機能と疾患において果たす重要な役割について述べています。これらの金属は、光伝達や視覚サイクル、神経伝達などの網膜機能に関与し、タンパク質と結合してその機能を調整したり、遊離状態で細胞機能に関与することもあります。しかし、遊離状態の金属が過剰になると毒性を示すため、金属トランスポーターや特定の貯蔵分子により恒常的なレベルを維持し、網膜細胞を保護しています。 |
| 金属の恒常性は代謝経路と密接に関わり、これにより金属濃度や酸化・還元状態が調整されています。網膜での金属不足や過剰は、全身的な金属不足や遺伝的なホメオスタシス異常に起因し、網膜の機能障害や疾患につながる可能性があります。たとえば、鉄の蓄積は老化と関連し、加齢黄斑変性症（AMD）のリスクを高める要因とされています。また、亜鉛欠乏は暗順応の不良と関連し、AMD患者では網膜と網膜色素上皮（RPE）の亜鉛濃度が加齢と共に低下します。銅欠乏は視神経障害と関連しますが、網膜機能には影響が少ないとされています。 |
| これらの知見に基づき、AMDの治療において、鉄のキレーションや亜鉛サプリメントの活用が有効ではないかと期待されています。 |
原文訳
| 必須微量金属である鉄、亜鉛、銅は、網膜の生理学と疾患の両方において重要な役割を果たしている。 これらの金属は、光伝達、視覚サイクル、神経伝達プロセスなどの様々な網膜機能に関与しており、タンパク質やその他の分子に強固に結合してその構造や機能を調節したり、結合していない遊離金属イオンとして働いたりしている。 |
| 遊離 "または緩く結合した金属イオンのレベルが上昇すると、毒性作用を発揮する可能性があり、網膜細胞をその毒性から守るために恒常的なレベルを維持するために、金属トランスポーター、シャペロン、金属と強固に結合して無毒性生成物を形成する特定の貯蔵分子の存在など、適切なメカニズムが存在する。 金属の恒常性レベルを維持する経路は密接に連関しており、様々な代謝経路が直接・間接的に金属の濃度、コンパートメント化、酸化・還元状態に影響を及ぼしている。 |
| 網膜におけるこれらの金属の欠乏や過剰は、全身的な枯渇や過負荷、あるいは網膜の金属ホメオスタシスの維持に関与する遺伝子の突然変異から生じる可能性があり、これは網膜の機能障害や病理と関連している。 網膜における鉄の蓄積は老化の特徴であり、加齢黄斑変性症（AMD）などの網膜疾患の発症に関与している可能性がある。 |
| 亜鉛欠乏は暗順応不良と関連している。 ヒトの網膜とRPEにおける亜鉛濃度は、AMDでは加齢とともに減少する。 |
| 銅欠乏は視神経障害と関連するが、網膜機能は維持される。 |
| AMDにおける鉄と亜鉛のホメオスタシスの変化から、鉄のキレーションや亜鉛のサプリメントが治療に役立つのではないかと考えられている。 |
参考文献３
タイトル
| Zn2+イオン：興奮性・抑制性シナプス活動の調節因子 |
文献
| Neuroscientist.2004 Oct;10(5):432-42. |
要約
| この抄録は、中枢神経系における亜鉛イオン (Zn²⁺) の役割について述べています。Zn²⁺は特定のニューロンによってシナプス小胞に蓄積され、刺激を受けるとカルシウム (Ca²⁺) 依存的に放出されます。蛍光色素や放射性標識、選択的キレーターを用いることで、脳内でのZn²⁺の分布と放出パターンが明らかになりました。 |
| Zn²⁺は、興奮性と抑制性の両方の神経伝達の調節に関与する可能性があります。興奮性のNMDA受容体はZn²⁺によって阻害される一方、非NMDA受容体への影響は少ないようです。抑制性伝達では、GABA(A)受容体を介する伝達がシナプス前メカニズムによって増強されることがある一方、シナプスGABA受容体の多くはZn²⁺の直接的な調節を受けないと考えられます。 |
| 脊髄においては、グリシン作動性伝達もZn²⁺によって増強される可能性があります。 |
| さらに、シナプスから放出されたZn²⁺が神経細胞に浸透し、シナプス後のシグナル伝達経路に影響を与え、直接的な伝達物質として働く可能性も示唆されています。 |
| 全体として、Zn²⁺が特定の興奮性および抑制性シナプスにおいて神経伝達の調節因子として機能することが支持されています。 |
原文訳
| 中枢神経系におけるZn(2+)の役割は、数十年間謎のままであった。 この二価陽イオンは、特定のニューロンによってシナプス小胞に蓄積され、刺激によってCa(2+)依存的に放出される。 Zn(2+)蛍光色素、放射性標識Zn(2+)、選択的キレーターを用いて、このイオンの脳内分布と放出パターンが確立された。 |
| 生理学的条件下での分布と放出の可能性を考えると、Zn(2+)は興奮性と抑制性の神経伝達の両方の調節因子として働く可能性がある。 興奮性のN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体はZn(2+)によって直接阻害されるが、非NMDA受容体は比較的影響を受けないようである。 |
| 対照的に、GABA(A)受容体を介する抑制性伝達は、シナプス前メカニズムを介して増強され、伝達物質の放出に影響を与える。しかし、一部の緊張性GABA抑制はZn(2+)によって抑制されるかもしれないが、ほとんどのシナプスGABA受容体はこの陽イオンによって直接調節されることはないだろう。 |
| 脊髄では、グリシン作動性伝達もZn(2+)によって増強の影響を受けるかもしれない。 最近、シナプスから放出されたZn(2+)が神経細胞に浸透することから、このイオンがシナプス後のシグナル伝達経路に影響を与え、直接的な伝達物質として作用する可能性が示唆されている。 |
| 全体として、本研究は、特定の興奮性および抑制性シナプスにおけるZn(2+)の神経調節的役割を広く支持している。 |
