Role of Metabolism in Physiological Function of Polyphenol Catechins Seigo BABA Nutritional Science Center, Health and Bioscience Laboratories, Meiji

270 オ レオ サ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004)

論 文 要 旨

隅 囹用 暉

_{生体 に お け る ポ リ フ ェ ノ ール の 代 謝 と}

生 理 機 能

カ テ キ ン類 につ い て

馬 場 星 吾a・ 寺 尾 純 二b a明 治 製 菓(株)ヘ ル ス ・バ イ オ研 究 所 栄 養 ・機 能 セ ン タ ー (〒350-0289埼 玉 県坂 戸 市 千 代 田5-3-1) b徳 島 大学 医 学 部 栄 養 学 科 食 品 学 講 座 (〒770-8503徳 島 市 蔵 本 町3-18-15) 野 菜 や 果 物 な どの 植 物 性 食 品 に含 まれ る ポ リフ ェノ ー ル は生 活 習慣 病 の 予 防 に 関 わ る フ ー ドフ ァ ク ター と して 注 目 さ れ て い る。 こ こ で はポ リ フ ェ ノ ー ル の バ イ オ ア ベ イ ラ ビ リテ ィー に つ い て,と くに フ ラ ボ ノ イ ド化 合 物 で あ る カ テ キ ン類 の 生 体 へ の 吸収 代 謝 と生 理 活 性 との 関 連 につ い て 最 近 の 研 究 成 果 を報 告 す る。 ラ ッ トや ヒ トに お い て(+)一 カ テ キ ンや(一)一 エ ピ カ テ キ ン は没 食 子 酸 が 結合 した カ テ キ ン類 に 比 べ て吸 収 さ れ や す く,血 漿 中 で は主 に グ ル ク ロ ン 酸 抱 合 体,硫 酸 抱 合 体,メ チ ル化 体 お よ びそ れ らの 複 合 体 と して存 在 す る。 た だ し,ラ ッ トと ヒ トで はそ の代 謝 物 分 布 に相 違 が あ り,ヒ トで は硫 酸 抱 合 体 が 相 当量 存 在 す る。 カ テ キ ン類 の生 理 機 能 と して抗 酸化 活 性 が 考 え られ るが,代 謝 物 にお い て もカ テ コー ル 構 造 が保 持 され た もの は抗 酸 化 力 を もつ 。 ま た,カ テ キ ン代 謝 物 は抗 酸 化 活 性 以 外 に も カス パ ー ゼ 活 性 阻 害 やMAPキ ナ ー ゼ 不 活性 化 に よ る神 経 細 胞 の アポ トー シス 抑 制 作 用 を有 す る こ とが 報 告 され た 。 した が っ て,カ テ キ ン類 の 機 能 を正 し く評価 す る た め に は 生 体 吸 収 率 と代 謝 変 換 を考 慮 しな けれ ば な らない 。 (連絡者=馬 場星吾)Vol.4,No.7,271(2004) 一 2一

オ レオ サ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) 271

纏

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謳

玄

生 体 に お け る ポ リ フ ェ ノ ー ル の 代 謝 と生 理 機 能

一 カ テ キ ン類 に つ い て 一

Role

of Metabolism

in Physiological

Function

of

Polyphenol

Catechins

馬場星吾

明 治 製 菓(株)ヘ ル ス ・バ イ オ 研 究 所 栄 養 ・機 能 セ ン タ ー 〒350-0289埼 玉 県坂 戸 市 千代 田5-3-1 Seigo BABA Nutritional Science Center, Health and Bioscience Laboratories, Meiji Seika Kaisha, Ltd., 5-3-1, Chiyoda, Sakado-shi, Saitama 350-0289, JAPAN

寺尾純二

徳 島 大 学 医 学 部 栄 養 学 科 食 品 学 講 座 〒770-8503徳 島市 蔵 本 町3-18-15

Junji TERAO

Food Science Laboratory, Department of Nutrition

The University of Tokushima School of Medicine

3-18-15 Kuramoto-cho Tokushima 770-8503, JAPAN

Abstract: Polyphenols present in plant foods and beverages have attracted much attention as food factors in the prevention of life style-related diseases and health promotion. Here we presented recent studies on the bioavailability of polyphenols, in particular, the relationship between the absorption/metabolism of catechins and their physiological functions including antioxidative effect. In either rats or humans, both (+)-catechin and (-)-epicatechin were found to be more absorptive than gallate-binding catechins. In plasma, they are present mainly as conjugated metabolites, namely glu-curonides, sulfates and their methylated products. Nevertheless, their metabolite profiles are different between rats and humans. For example, considerable amounts of sulfates accumulate in human plasma. Catechin metabolites still possess antioxidative effect as long as catechol structure is unchanged. Alter-natively, catechin metabolites were recently reported to suppress the induction of apoptosis in nervous cells. Therefore, biological activity of catechin metabolites should be clarified in detail in order to esti-mate the physiological function of dietary catechins.

Key words : Flavonoids, Catechin, Intestinal Absorption, Antioxidant, Conjugated Metabolite

1は じめ に 最 近,ポ リ フ ェ ノ ー ル の 機 能 性 が 話 題 と して 巷 間取 り 上 げ られ る こ とが 多 い 。 ポ リ フ ェ ノ ー ル とは 分 子 内 に 複 数 の フ ェ ノ ー ル 性 水 酸 基 を 有 す る芳 香 族 化 合 物 で あ る が,こ こで 注 目 さ れ て い る ポ リ フ ェ ノ ー ル と は野 菜 や 果 物 に 普 遍 的 に 含 ま れ る フ ェ ノ ー ル カ ル ボ ン 酸 誘 導 体 (コ ー ヒ ー 酸 や フ ェ ル ラ 酸 な ど)や フ ラ ボ ノ イ ド化 合 物 (イ ソ フ ラボ ンや ア ン トシ ア ン類 を含 む)な どの 低 分 子 化 合 物 が 代 表 的 な もの で あ る。 さ ら に植 物 性 食 品 中 に は 高 分 子 ポ リ フ ェ ノ ー ル で あ る加 水 分 解 型 タ ンニ ン(ガ ロ タ ンニ ン,エ ラ ジ タ ン ニ ンな ど)や 縮 合 型 タ ンニ ン(プ ロ ア ン トシ ア ニ ジ ン類)が 含 ま れ て い る こ と もあ る。 こ の う ち フ ラ ボ ノ イ ドの摂 取 量 は1日 当 り数100mgと 見 積 も られ て お り,が ん や 生 活 習 慣 病 の 予 防 に 関 わ る フ ー ドフ ァク タ ー と して 大 き な 関心 を集 め て い る。 フ ラ ボ ノ イ ドはC6-C3-C6の ジ フ ェ ニ ル プ ロ パ ン骨 格 を もつ 一 連 の 化 合 物 群 で あ り,そ の 基 本 構 造 か ら フ ラバ ノ ン,フ ラ バ ノ ー ル,フ ラ ボ ン,フ ラ ボ ノ ー ル,ア ン ト シ ア ニ ジ ン,イ ソ フ ラ ボ ン に 分 類 す る こ とが で き る 。 天 然 に は 4000種 類 以 上 の フ ラ ボ ノ イ ドが 存 在 す る とい わ れ る が, 植 物 性 食 品 中 の 成 分 と して は 非 栄 養 性 色 素 類 の 範 疇 に あ る。 さ て,フ ラ ボ ノ イ ドの 生 理 機 能 を 評 価 す る た め に は ヒ トで の バ イ オ アベ イ ラ ビ リテ ィ ー を 明 らか に す る必 要 が あ る 。 す な わ ち,消 化 管 か らの 吸 収 と体 内へ の 蓄 積 お よ び代 謝 排 泄 の プ ロ セ ス を解 明 し な け れ ば な ら な い 。 水 溶 性 の 高 い フ ラボ ノ イ ドは胆 汁 酸 ミセ ル に溶 解 しに くい た め,小 腸 で は ほ とん ど吸 収 され ず,大 腸 に 到 達 して 腸 内 細 菌 に よ り分 解 さ れ た 後,そ の 一 部 が 吸 収 され る と近 年 ま で 思 わ れ て い た 。 しか し,か な らず し もそ う で は な 連 絡 者:馬 場 星 吾 E-mail:seigo _baba@meiji.co.jp

272 オ レ オ サ イ エ ンス 第4巻 第7号(2004) く一 部 の フ ラ ボ ノ イ ドは小 腸 粘 膜 か ら も吸 収 さ れ る こ と が 明 らか に な っ た 。 吸 収 と と も に代 謝 さ れ る こ と に よ り,血 流 中 で は主 に抱 合 体 代 謝 物 と し て存 在 す る こ と も 報 告 され た。 そ こ で,フ ラ ボ ノ イ ドの 生 理 機 能 は代 謝 物 へ の変 換 を踏 ま え て 議 論 す べ き状 況 に な っ て い る 。 現 在 の と こ ろ 実 験 動 物 や ヒ トで の 吸 収 代 謝 機 構 の研 究 が 進 ん で い る の は野 菜 に多 い フ ラ ボ ノー ル 型 の フ ラ ボ ノ イ ドで あ る ケ ル セ チ ン と茶 や カ カ オ 豆 に多 い フ ラバ ノ ー ル 型 フ ラ ボ ノ イ ドで あ る カ テ キ ン類 で あ る 。 そ こ で 本 稿 で は カ テ キ ンに 焦 点 を あ て,吸 収 代 謝 と生 理 活 性 との 関係 に つ い て 著 者 ら の研 究 成 果 を含 め て 現 在 まで に得 られ た 知 見 を紹 介 した い。 ケ ル セ チ ン に つ い て は 著 者 らが 既 に発 表 した 総 説 等1"6)を 参 照 さ れ た い 。 2カ テ キ ン類 の生 体 内 動 態 と抗 酸 化 活性 2・1生 体 内 動 態 を解 明 す る 意 義 チ ョコ レー ト,コ コ ア,茶 類,果 物,ワ イ ン な ど,日 常 我 々が 口 にす る 食 品 に 含 ま れ て い る カ テ キ ン類 は,フ ラ バ ノ ー ル 骨 格 を 有 す る フ ラ ボ ノ イ ドの 一 種 で あ り, Fig.1に 示 す よ う な(+)一 カ テ キ ン(以 下,カ テ キ ン), (→ 一エ ピ カ テ キ ン(以 下,エ ピ カ テ キ ン),C環3位 に 没 食 子 酸 が 結 合 した エ ピ カ テ キ ン ガ レー ト等 の多 様 な化 合 物 が 存 在 す る。 これ ま で の 疫 学 調 査 か ら心 疾 患 や が ん とい っ た生 活 習 慣 病 の リス ク低 減 に こ れ ら カ テ キ ン類 が 関与 す る との 報 告 が あ り,生 体 内 に お い て カ テ キ ン類 が 何 らか の 生 理 機 能 を発 揮 す る こ と が 示 唆 され て い る7)。 実 際,カ テ キ ン類 に はinuitroやinviuoの 評 価 系 に お い て,抗 酸 化 作 用,抗 炎 症 ・抗 ア レル ギ ー作 用,抗 変 異 原 作 用,LDLコ レ ス テ ロ ー ル 酸 化 抑 制,抗 動 脈 硬 化 作 用,肝 障 害 抑 制 作 用,胃 粘 膜 障 害 抑 制 作 用,血 小 板 凝 集 抑 制 作 用 等 の 多 彩 な生 理 機 能 を有 す る こ とが 知 られ て い る 。 カ テ キ ン類 の 生 体 内 に お け る 吸 収,代 謝,排 泄 とい っ た 生 体 内 動 態 に 関 す る知 見 も詳 細 に解 明 さ れ つ つ あ る 。 1986年 に ア メ リ カ の ア イ オ ワ州 で 実 施 さ れ た12年 間 に 渡 る疫 学 調 査 で は,カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンの 摂 取 量 と 心 疾 患 罹 患 と の 間 に は逆 相 関 が 認 め られ た 一 方 で,没 食 子 酸 が 結 合 し た カ テ キ ン類 に そ の よ うな 関 係 は 認 め られ な か っ た8)。 カ テ キ ン や エ ピ カ テ キ ンの 生 体 利 用 性 は 没 食 子 酸 を含 む カ テ キ ン類 と比 較 して 高 く,先 の 疫 学 結 果 は カ テ キ ン類 の 生 体 利 用 性 や 生 体 内 代 謝 の 相 違 が 一・因 と して 考 え られ興 味 深 い。 心 疾 患 や が ん の よ う に そ の 発 症 の 一 因 が 酸 化 ス トレス で あ る と考 え ら れ る 疾 病 に 対 して 食 事 由 来 の カ テ キ ン類 摂 取 が ど の よ う に 関 与 して い る の か を把 握 す る こ と は 生 活 習 慣 病 予 防,ひ い て はQOL改 善 と い う点 か ら非 常 に 重 要 で あ る 。 こ の よ う な観 点 か ら,吸 収 ・代 謝 を含 む フ ラ ボ ノ イ ドの 生 体 内 動 態 の 評 価 は,ど の よ う な代 謝 物 が 生 体 内 で 抗 酸 化 活 性 を有 して い る の か,さ ら に は 細 胞 内 の 情 報 伝 達 に どの よ う に 関 わ っ て い る の か と い っ た 点 に つ な が る も の で あ り,生 活 習慣 病 を は じめ とす る種 々 の 疾 病 予 防 の メ カ ニ ズ ム解 明 に 必 要 不 可 欠 で あ る と考 え ら れ る。 2・2カ テ キ ン,エ ピ カ テ キ ンの 吸 収 カ テ キ ン の 吸 収,代 謝 に 関 して は ラ ッ トや モ ル モ ッ ト を用 い た研 究 成 果 が1960年 代 の後 半 に,ま た1970年 代 に は ヒ トを対 象 と した 論 文 が 発 表 さ れ て い る9"11)。Das は カ テ キ ン摂 取 後 の 健 常 人 男 性 の 尿 に11種 類 の 代 謝 物 が 検 出 され,摂 取24時 間 以 内 に摂 取 量 に 対 して 約7.5% が排 泄 さ れ た と報 告 した 。 エ ピ カ テ キ ン につ い て は既 に 1940年 代 に摂 取 量 の 約20%が 尿 中 に排 泄 さ れ た と の 報 告 が あ る12)。1980年 代 に入 りHackettら は ア イ ソ トー プ で 標 識 した カ テ キ ン を 摂 取 後,そ の 約55%が 抱 合 体 や メ チ ル 化 体 とい っ た 代 謝 物 と して尿 中 に排 泄 され て い る と報 告 した13)。ま た,食 品 に含 ま れ る カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンの 吸 収 につ い て は,ラ ッ トに ぶ ど う種 子 抽 出 物 を 摂 取 させ た と こ ろ,摂 取 量 の20%か ら40%が 尿 中 に排 泄 さ れ た との 報 告 が あ るが,筆 者 ら も ラ ッ トに コ コ ア を 経 口投 与 し た と こ ろ,投 与 量 に対 して30%か ら50%の エ ピ カテ キ ンが 尿 中 に排 泄 され た こ とを確 認 して い る1415)_。 ヒ トを 対 象 と した 試 験 にお い て も,チ ョコ レー トや コ コ Fig. 1 Structure of Catechins.

オ レ オ サ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) 273 ア摂 取 後,摂 取 量 に 対 して25%か ら30%の エ ピ カ テ キ ンが 尿 中 に排 泄 さ れ て い た16)。これ らの 結 果 は,摂 取 し た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンの 少 な く と も数 十%が 吸 収 さ れ る こ と を示 して い る 。 一 方,没 食 子 酸 が 結 合 した カ テ キ ン類(エ ピ カ テ キ ン ガ レ ー ト,エ ピ ガ ロ カ テ キ ン ガ レ・・一一…ト等)の 投 与 量 に 対 す る尿 中 へ の 排 泄 率 は0.1%前 後 で あ り17・18),他の フ ラ ボ ノ イ ドの 吸 収 に つ い て も種 類 に よっ て か な りの 差 が 認 め られ る こ とか ら,体 内 へ の 吸 収 に は そ れ ぞ れ の フ ラ ボ ノ イ ドが もつ 化 学 構 造 や 物 性 (極 性,生 体 内 で の 安 定 性),或 い は 食 品 中 で の 存 在 形 態 (配 糖 体 ま た は ア グ リ コ ン)等 が 影 響 して い る もの と考 え られ る 。 2・3カ テ キ ン,エ ピ カ テ キ ンの 生 体 内 に お け る代 謝 そ れ で は生 体 内 に 吸 収 さ れ た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン は生 体 内 で どの よ うに代 謝 され て い る の で あ ろ う か 。 筆 者 ら は,カ テ キ ン な ら び に エ ピ カ テ キ ン経 口投 与 後 の ラ ッ ト血 漿 に 含 ま れ る カ テ キ ン とエ ピ カ テ キ ンの 測 定 を 試 み た 。 そ の 結 果,カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンは 投 与 後 速 や か に 吸 収 さ れ,そ の 多 くが グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体,硫 酸 抱 合 体,メ チ ル 化 体 の い ず れ か 或 い は これ らの 複 合 体 と して 存 在 し て い る こ とが 明 らか に な っ た19・20)。さ ら に ラ ッ ト各 組 織 中 に分 布 し て い る酵 素 活 性 を測 定 した と こ ろ,グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 酵 素 は消 化 管 上 部 お よ び 下 部 に,メ チ ル化 酵 素 は肝 臓 お よび 腎 臓 に,硫 酸 抱 合 化 酵 素 は肝 臓 にお い て 強 い活 性 が 認 め られ,特 徴 的 な 組 織 分 布 が み とめ られ た 。 従 っ て,吸 収 さ れ た エ ピ カ テ キ ンは こ れ ら酵 素 に よ る 代 謝 を 受 け る と 思 わ れ る。 他 の 研 究 グ ル ー プ か ら も同 様 の 報 告 が あ り,例 え ば ラ ッ トの 十 二 指 腸 や 空 腸 を用 い たin8itu試 験 で は,エ ピ カ テ キ ンの 腸 管 通 過 時 に多 量 の グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体 が 生 成 され る こ と や,カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン を ラ ッ ト肝 臓 と イ ン キ ュ ベ ー シ ョ ンす る と メ チ ル 化 或 い は グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ンが 生 成 す る こ とが 示 さ れ て い る21-23)。 以 上 の よ うに,体 内 吸 収 さ れ た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン は血 漿 中 で は そ の 大 部 分 が 代 謝 物 と して 存 在 す る こ とが 明 らか と な っ た が,強 調 す べ き こ と して ラ ッ ト血 液 中 の 代 謝 物 は グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体 が 中心 で あ り,硫 酸 抱 合 体 は マ イ ナ ー 成 分 で あ る こ とが 挙 げ られ る。 これ は,腸 管 吸 収 時 に お け る グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 が そ の 一 因 で あ る と 考 え られ る 。 ま た消 化 管 上 部 で 吸 収 され る こ と な く大 腸 に到 達 した カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンか らは,大 腸 に 存 在 す る 腸 内細 菌 に よ っ て エ ピ カ テ キ ンの 分 解 産 物 で あ る ヒ ドロ キ シ フ ェ ニ ル プ ロ ピ オ ン酸,ヒ ドロ キ シ 安 息 香 酸, ヒ ドロ キ シ 馬 尿 酸 とい っ た フ ェ ノ ー ル 酸 類 が 生 成 され る こ と,さ らに こ れ の 分 解 物 が 吸 収 され て抱 合 体 を 形 成 し た 後,尿 中 に排 泄 さ れ る と い っ た代 謝 経 路 も明 ら か に な っ て き た24-26)(Fig.2)。 以 上 を ま とめ る と,Fig.3に 示 す よ う に上 部 消 化 管(小 腸)に お い て は,摂 取 した カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンは 腸 管 吸 収 時 に グ ル ク ロ ン酸 抱 合 され,そ の 後 肝 臓 や 腎 臓 で メ チ ル 化 或 い は一 部 が 硫 酸 抱 合 化 とい っ た修 飾 を うけ る一 方,下 部 消 化 管(大 腸)に お い て は 上 部 消 化 管 で 吸 収 さ れ る こ とな く到 達 し た(一 部 は腸 管 循 環 に よ り到 達)カ テ キ ン や エ ピ カ テ キ ンが, 腸 内 細 菌 に よ り低 分 子 の フ ェ ノ ー ル酸 等 に分 解 され て 吸 収,抱 合 化,排 泄 と い っ た 代 謝 経 路 を た ど る と考 え られ る。 ヒ トに お け る 食 品 摂 取 時 の カ テ キ ンや エ ピ カテ キ ンの 吸 収,代 謝 に 関 す る 研 究 結 果 も い くつ か 報 告 さ れ て い

Fig. 2 Structure of Phenolic Acids.

Fig. 3 Proposed Scheme of Possible Metabolic Fate in Rats of Administered (+)-catechin and -epicatechin. C, (+)-catechin or -epicatechin; UGT, UDP-glusuronosyl transferase; PST, phenylsulfotransferase; COMT, catechol-O-methyltransferase; GlcA, glucuronide moiety; Sulf, sulfate moiety; Met, methyl moiety; Conj, conjugate moiety; HHA, 3-hydro-xyhippuric acid; HBA, 3-hydroxybenzoic acid; HPPA, 3-hydroxyphenylpropionic acid.

274 オ レ オサ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) る。Donovanら は赤 ワ イ ン摂 取 後 の カ テ キ ンが 摂 取 犠 1.5時 間 を ピー ク と して 吸 収 され て い る こ と,そ し て 血 液 中 に お い て ラ ッ トと同 様 に そ の 多 くが 抱 合 体 や メ チ ル 化 体 とい っ た代 謝 物 と し て存 在 して い る こ と を明 らか に し た27・28)。筆 者 ら も男 性 健 常 人 を 対 象 と した コ コ ァ や チ ョコ レー ト摂 取 後 の エ ピ カ テ キ ンの 吸 収 を 観 察 した と こ ろ,摂 取1∼2時 間 を ピ ー ク と し た 吸 収 が 認 め られ, 先 の 報 告 と 同 様 に そ の 多 く は 代 謝 物 と し て 存 在 し て レ た16)。こ れ らの 結 果 は吸 収 さ れ た カ テ キ ンが 抱 合 化,メ チ ル 化 とい っ た代 謝 を う け て い る点 で は ラ ッ トと ヒ トカ 共 通 して い る こ と を示 して い る が,血 液 中 の代 謝 物 プ 「ロ フ ァ イ ル は ラ ッ トと ヒ トの 問 で か な りの 相 違 が 認 め られ た 。 即 ち,先 に も述 べ た よ う に ラ ッ ト血 漿 中 の 主 要 代 諺 物 は グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体 や メ チ ル 化 体 で あ る の に 対 し て,ヒ トで は そ れ らに加 え て硫 酸 抱 合 体 も相 当 量 存 在 し て い た の で あ る 。Vaidyanathanら は ヒ ト肝 臓 な ら び に 腸 管 に お い て エ ピ カ テ キ ン の グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体 は ほ と ん ど生 成 され ず,肝 臓 で 硫 酸 抱 合 体 が 生 成 さ れ る こ と, そ の 一 方 で ラ ッ ト肝 臓 に お い て は グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 ガ 効 率 的 に 進 行 す る こ と を報 告 した29)。こ の こ とは,ラ ッ トと ヒ トの 抱 合 化 酵 素 の ア イ ソ ザ イ ム や 組 織 局 在 性 が 杜 違 して い る こ とを 示 唆 して お り,そ の結 果 と して 動 物 租 問 で の 代 謝 物 分 布 の 相 違 が み ら れ た もの と推 測 され る 、 そ こで,筆 者 らは エ ピ カ テ キ ン経 口 投 与 後 の 血 液 な らひ に尿 中 に存 在 す る エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 を ヒ トお よ び ラ ッ トか ら数 種 類 単 離 して 構 造 を 比 較 解 析 し た 。 そ の 結 果, ラ ッ トと ヒ トと の 問 で 代 謝 物 分 布 が 異 な る こ とが 明 らガ に な っ た30)。これ は,動 物 実 験 で得 られ た 結 果 を ヒ トに 外 挿 す る際 に 十 分 な注 意 を要 す る一 つ の 事 例 で あ る。 ラ ッ トに カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン を摂 取 させ る と,尿 中 に は 抱 合 体 や メ チ ル化 体 な どの代 謝 物 が排 泄 され,あ る程 度 血 漿 に 存 在 す るエ ピ カ テ キ ン代 謝 物 分 布 を 反 映 す る こ とが わ か っ た 。 しか し意 外 な こ と に,尿 中 に お い て は グ ル ク ロ ン酸 ・硫 酸 抱 合 化 あ る い は メ チ ル 化 され た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン の他 に,血 漿 中 に は ほ と ん ど存 在 して い な か っ た 未 変 化 体 の エ ピ カ テ キ ン も相 当 量 含 ま れ る こ とが 示 さ れ た15・20)。ヒ トに お い て も 同様 の 傾 向 が 読 め られ て お り10)。そ の 生 理 的 意 義 は現 在 の と こ ろ不 明 で あ る が,エ ピ カ テ キ ンの 尿 中 排 泄 時 に何 らか の 代 謝 過 擢 が 存 在 して い る こ と を示 して お り興 味深 い 。 2・4カ テ キ ン,エ ピ カ テ キ ン の 代 謝 物 構 造 と抗 酸 化 活 性 吸 収 され た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン は そ の 多 くが 代 謝 され る こ と は 先 に述 べ た とお りで あ る が,こ の 事 実 は カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンの 生 理機 能 や疾 病 予 防 の メ カ ニ ズ ム の解 明 に お い て 代 謝 物 を 考 慮 しな が ら研 究 を進 め る こ とが 重 要 で あ る こ と を意 味 す る 。 筆 者 らは コ コア あ る い は エ ピ カ テ キ ン を 経 口 投 与 し た 後 に得 られ た ヒ ト血 漿 を,金 属 イ オ ン或 い は ア ゾ 化 合 物 で 強 制 的 に酸 化 させ た と こ ろ,プ ラセ ボ投 与 後 の 血 漿 を 同 様 に 酸 化 させ た と き と比 較 して 血 漿 中 に 生 成 され る過 酸 化 脂 質 の 量 が 抑 制 さ れ る こ と,即 ち摂 取 し た エ ピ カ テ キ ン摂 取 に よ り血 漿 抗 酸 化 力 が 上 昇 す る こ と を 明 らか に した15・31-33)。この 結 果 は,こ れ ま でinuitro評 価 系 で報 告 さ れ た カ テ キ ン や エ ピ カ テ キ ンそ の もの の 抗 酸 化 活 性 ば か りで な く,経 口摂 取 後 に代 謝 物 と して 血 漿 中 に存 在 す る カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン も抗 酸 化 活 性 を維 持 して い る こ と を示 唆 す る もの で あ る。 そ れ で は,ど の よ う な代 謝 物 が 活 性 を維 持 して お り,さ らに 代 謝 物 の 構 造 と抗 酸 化 活 性 との 間 に は どの よ うな 関 係 が 存 在 す る の で あ ろ う か。 Borsら34)は,フ ラ ボ ノ イ ドの ラ ジ カ ル 捕 捉 能 に つ い て,(1)B環 の カ テ コー ル構 造,(2)C環2,3位 の 二 重 結 合 な らび に4位 の オ キ ソ基,(3)C環3位,A環5位 の 水 酸 基 の3つ が 構 造 上 重 要 で あ る と述 べ て お り,Rice-Evansが1996年 に発 表 した フ ラ ボ ノ イ ドの 構 造 と抗 酸 化 活 性 に 関 す る総 説 の 中 で も,上 記(1)か ら(3)の構 造 を全 て 有 す る フ ラ ボ ノ ー ル 骨 格 の ケ ル セ チ ンが 他 の フ ラ ボ ノ イ ドと比 較 して 高 い ラ ジ カ ル 捕 捉 能 を有 す る こ とが 記 載 さ れ て い る35)。逆 に い え ば,代 謝 物 に 変 換 され た 際 に こ れ らの構造 を 維 持 す る こ とが抗 酸 化 活 性 を 失 わ な い こ と につ な が る と考 え られ る。 そ こで,フ ラバ ノ ー ル骨 格 で あ る カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンに つ い て 考 え て み る と,構 造 上C環2,3位 の 二 重 結 合 を も た な い こ と か ら,代 謝 を う け た 際 にB環 カ テ コー ル構 造 が 維 持 され て い るか 否 か が 抗 酸 化 活 性 にお い て 大 きな ポ イ ン トに な る もの と思 わ れ る。 実 際 にB環 水 酸 基 の ア セ チ ル化 あ る い は グル コ シ ル化 に よ っ て カ テ コー ル 構造 を修 飾 し た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン のDPPHラ ジ カ ル 補 捉 能 は,未 修 飾 の も の と比 較 して 著 し く減 少 す る こ と,ま た種 々 の フ ラ ボ ノ イ ドを用 い たABTSラ ジ カ ル 消 去 能 もB環 の 水 酸 基 の 数 に 比 例 し て上 昇 す る こ とが 明 らか と な っ て い る36・37)。銅 イ オ ン と の キ レ ー ト能 に 関 す る 試 験 で も ケ ン フ ェ ロ ー ル,ケ ル セ チ ン,ル チ ン,ル テ オ リ ン の 中 で,B環3' 位 の 水 酸 基 が 存 在 し な い ケ ンフ ェ ロ ー ル が 他 と比 較 して キ レー ト能 が 劣 る との 報 告 が あ る38)。 こ れ ら の 結 果 は, フ ラ ボ ノ イ ド,特 に カ テ キ ン類 の 場 合,カ テ コー ル構 造 の 維 持 が 抗 酸 化 活 性 に 関 わ る ラ ジ カ ル捕 捉 や 金 属 イ オ ン の キ レー ト能 に 重 要 で あ る こ と を示 す も の で あ る。 Haradaら は カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン経 口 投 与 後 の ラ ッ トの 血1液,胆 汁,尿 中 にA環5位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ た カ テ キ ン な ら び に エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 や, A環5位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ る と と も にB環3' 一 _6一

オ レオ サ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) 275 位 が メ チ ル化 され た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 が 存 在 す る こ とを 確 認 した39)(Fig.4)。Spencerら も ラ ッ ト 肝 臓 を用 い てA環5位 ま た は7位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ン代 謝 物,な らび に メチ ル化 酵 素 を 用 い てB環3'位 ま た は4'位 が メ チ ル 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ンを合 成 し,エ ピ カ テ キ ン経 口 投 与 後 の ラ ッ ト血 液 中 に存 在 す る こ と を確 認 した40)。一 方,筆 者 らは,ヒ トを 対 象 と した エ ピ カ テ キ ン摂 取 後 の 血 中 エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 を 同 定 し,ラ ッ トとの 場 合 と の比 較 を行 っ た30)。そ の 結 果,興 味 深 い こ と に ラ ッ トとは 異 な る 代 謝 物 の 存 在 が み とめ られ た 。 す な わ ち,ヒ トで はB環3ノ 位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 され た エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 や,B環3!位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 され る と と も にB環4'位 が メチ ル 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ン代 謝 物,A環5位 ま た は7位 が グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ る と と もにB環4'位 が メ チ ル化 さ れ た エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 が 存 在 す る こ と を 明 らか に し,ラ ッ トとの 結 合 位 置 が 異 な る こ とを 確 認 した(Fig. 5)。 こ れ ら代 謝 物 の ラ ジ カ ル捕 捉 能 を指 標 と した 抗 酸 化 活 性 は,B環 が メ チ ル 化 或 い は グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 さ れ た 代 謝 物 に お い て 著 し い 減 弱 が 認 め ら れ た 。 こ の こ と は,生 体 内 に存 在 す る カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ン代 謝 物 の 中 で も と くにB環 の カ テ コー ル構 造 が 維 持 さ れ た 代 謝 物 が 抗 酸 化 活 性 を維 持 して お り,抗 酸 化 とい う面 で 生 体 に 大 き く寄 与 して い る もの と考 え られ る 。 2・5カ テ キ ン,エ ピカ テ キ ン の 新 た な生 理 機 能 性 これ ま で 述 べ て きた よ う に,吸 収 さ れ た カ テ キ ンや エ ピ カ テ キ ンは 生 体 内 で 多 くが 代 謝 され る もの の,少 な く と も代 謝 物 の 一 部 は血 漿 中 で 抗 酸 化 活 性 を 維 持 して お り,抗 酸 化 力 と い う点 で生 理 機 能 を発 揮 して い る こ とが 明 らか に な っ て きた 。 一 方 で,生 体 内 で 生 成 さ れ た 代 謝 物 の 臓 器 分 布 や そ の 抗 酸 化 性 以 外 の 生 理 機 能 に 関 し て は,あ ま り多 く の 知 見 が 得 ら れ て い な い 。 し か しな が ら,カ テ キ ン代 謝 物 がIL-1β 刺 激 時 に お け る血 管 内 皮 細 胞 へ の 単 球 接 着 や 活 性 酸 素 産 生 を抑 制 す る こ とや,エ ピ カ テ キ ン投 与 後 の ラ ッ ト脳 中 に グ ル ク ロ ン酸 抱 合 化 あ る い は メチ ル化 さ れ た エ ピ カ テ キ ンが 検 出 され た との 報 告 もあ り,こ れ ら の 結 果 は新 た な生 理 機 能 性 の 解 明 とい う 点 で 注 目 され る41・42)。Rice-Evansら の研 究 グ ル ー プ は, 過 酸 化 水 素 や 酸 化LDLコ レス テ ロ ー ル に よ り誘 導 さ れ た ヒ ト繊 維 芽 細 胞 や 神 経 細 胞 の ア ポ トー シ ス が,B環3ノ Fig. 4 Structures of Plasma Epicatechin Metabolites in Rats.

276 オ レオ サ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) 位 が メ チ ル 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ン 代 謝 物 に よ り 抑 制 さ れ る 一 方 で,A環5位 ま た は7位 に グ ル ク ロ ン酸 が 抱 合 化 さ れ た エ ピ カ テ キ ン 代 謝 物 に は そ の よ う な 作 用 が 認 め ら れ な か っ た こ と を 報 告 し て い る40・43・44)。そ の メ カ ニ ズ ム と し て,カ ス パ ー ゼ3の 活 性 抑 制 や 細 胞 情 報 伝 達 の 上 流 に 存 在 す るMAPキ ナ ー ゼ(ERK1/2,JNK)の 不 活 性 化 を 指 摘 し て い る が,同 様 の 報 告 はC環3位 に グ ル ク ロ ン 酸 が 抱 合 化 さ れ た ケ ル セ チ ン代 謝 物 に つ い て も な さ れ て い る45)。 ま た,炎 症 局 所 に お け る 白 血 球 か ら の β一グ ル ク ロ ニ ダ ー ゼ の 放 出 が,血 液 中 の フ ラ ボ ノ イ ド代 謝 物 の 脱 抱 合 を 引 き起 こ し て,種 々 の 生 理 機 能 を 発 揮 す る 可 能 性 を 指 摘 す る 報 告 も あ る46)。 す な わ ち,抗 酸 化 活 性 が 認 め ら れ な か っ た 代 謝 物 に お い て も,複 雑 な プ ロ セ ス を 経 な が ら他 の 様 々 な 生 理 活 性 を 発 揮 す る 可 能 性 を 秘 め て い る 。 し た が っ て,生 体 内 に 存 在 す る 多 種 多 様 な カ テ キ ン 代 謝 物 の 新 規 な 機 能 性 が 解 明 さ れ る こ と が 今 後 期 待 さ れ る 。 文 献 1)寺 尾 純 二,吉 川 敏 一 編 「フ ラ ボ ノ イ ドの 医 学 」19-23pp 講 談 社 サ イ エ ン テ ィ フ ィ ク(1999) 2)J.Terao,」.Med.1nvest.,46,!59-68(!999) 3)寺 尾 純 二,室 田 佳 恵 子,文 斉 鶴,板 東 紀 子,山 西 倫 太 郎,栄 養 一 評 価 と治 療,19,337-43(2002) 4)文 斉 鶴,寺 尾 純 二,ビ タ ミ ン,76,421-6(2002) 5)寺 尾 純 二,文 斉 鶴,室 田 佳 恵 子,食 と 生 活 習 慣 病, 178-85(2003)

6) K. Murota & J. Terao, Arch. Biochem. Biophys., 417, 12-7 (2003)

7) P.C. Hollman, E.J. Feskens & M.B. Katan, Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 220, 198-202 (1999).

8) I.C.W. Arts, D.R. Jacobs, Jr., L.J. Harnack, M. Gross& A.R. Folsom, Epidemiology, 12, 668-75 (2001). 9) L.A. Griffiths, Biochem. J, 92, 173-9 (1964).

10) N.P. Das & L.A. Griffiths, Biochem. J, 110, 449-56 (1968).

11) N.P. Das, Biochem. Pharmacol., 20, 3435-45 (1971). 12) E. Gero, Arch. Int. Physiol., 54, 201 (1946).

13) A.M. Hackett & L.A. Griffiths, Drug Metab. Dispos., 9, 54-9 (1981)

14) J.L. Donovan, C. Manach, L. Rios, C. Morand, A. Scal-bert & C. Remesy, Br. J. Nutr., 87, 299-306 (2002) 15) S. Baba, N. Osakabe, M. Natsume, Y. Muto, T. Takizawa

& J. Terao, J. Agric. Food Chem., 49, 6050-6 (2001). 16) S. Baba, N. Osakabe, A. Yasuda, M. Natsume, T.

Takiza-wa, T. Nakamura & J. Terao, Free Radic. Res., 33, 635-41 (2000).

17) B.A. Warden, L.S. Smith, G.R. Beecher, D.A. Balentine & B.A. Clevidence, J. Nutr., 131, 1731-7 (2001). 18) M. Suganuma, S. Okabe, M. Oniyama, Y. Tada, H. Ito &

H. Fujiki, Carcinogenesis, 19, 1771-6 (1998). 19) M.K. Piskula, & J. Terao, J. Nutr., 128, 1172-8 (1998).

20) S. Baba, N. Osakabe, M. Natsume, Y. Muto, T. Takizawa & J. Terao, J. Nutr., 131, 2885-91 (2001).

21) K. Okushio, M. Suzuki, N. Matsumoto, F. Nanjo & Y. Hara, Drug Metab. Dispos., 27, 309-16 (1999).

22) G. Kuhnle, J.P.E. Spencer, H. Schroeter, B. Shenoy, E.S. Debnam, S.K. Srai, C. Rice-Evans & U. Hahn, Biochem. Biophys. Res. Commun., 277, 507-12 (2000).

23) J.L. Donovan, V. Crespy, C. Manach, C. Morand, C. Besson, A. Scalbert & C. Remesy, J. Nutr., 131, 1753-7 (2001).

24) A.R. Rechner, G. Kuhnle, P. Bremner, G.P. Hubbard, K.P. Moore & C.A. Rice-Evans, Free Radic. Biol. Med., 33, 220-35 (2002).

25) L.Y. Rios, M.P. Gonthier, C. Remesy, I. Mila, C. Lapierre, S.A. Lazarus, G. Williamson & A. Scalbert, Am. J. Clin. Nutr., 77, 912-8 (2003).

26) M.P. Gonthier, V. Cheynier, J.L. Donovan, C. Manach,C. Morand, I. Mila, C. Lapierre, C. Remesy & A. Scalbert, J. Nutr., 133, 461-7 (2003).

27) J.L. Donovan, J.R. Bell, S. Kasim-Karakas, J.B. German, R.L. Walzem, R.J. Hansen & A.L. Waterhouse, J. Nutr., 129, 1662-8 (1999).

28) J.R. Bell, J.L. Donovan, R. Wong, A.L. Waterhouse, J.B. German, R.L. Walzem & S.E. Kasim-Karakas, Am. J. Clin. Nutr., 71,103-8 (2000).

29) J.B. Vaidyanathan & T. Walle, Drug Metab. Dispos., 30, 897-903 (2002).

30) M. Natsume, N. Osakabe, M. Oyama, M. Sasaki, S. Baba, Y. Nakamura, T. Osawa & J. Terao, Free Radic. Biol. Med., 34, 840-9 (2003).

31) E.L. Da Silva, M. Piskula & J. Terao, Free Radic. Biol. Med., 24, 1209-16 (1998).

32) S. Baba, N. Osakabe, M. Natsume, A. Yasuda, T. Takiza-wa, T. Nakamura & J. Terao, Br. J. Nutr., 84, 673-80 (2000).

33) S. Baba, N. Osakabe, M. Natsume & J. Terao, Free Radic. Biol. Med., 33, 142-8 (2002).

34) W. Bors, W. Heller, C. Michel & M. Saran, Methods Enzymol, 186, 343-55 (1990).

35) C.A. Rice-Evans, N.J. Miller & G. Paganga, Free Radic. Biol. Med., 20, 933-56 (1996).

36) F. Nanjo, K. Goto, R. Seto, M. Suzuki, M. Sakai & Y. Hara, Free Radic. Biol. Med., 21, 895-902 (1996). 37) A. Sekher Pannala, T.S. Chan, P.J. O'Brien & C.A.

Rice-Evans, Biochem. Biophys. Res. Commun., 282, 1161-8 (2001).

38) J.E. Brown, H. Khodr, R.C. Hider & C.A. Rice-Evans, Biochem. J., 330, 1173-8 (1998).

39) M. Harada, Y. Kan, H. Naoki, Y. Fukui, N. Kageyama, M. Nakai, W. Miki & Y. Kiso, Biosci. Biotechnol. Biochem., 63, 973-7 (1999).

40) J.P.E. Spencer, H. Schroeter, A.J. Crossthwaithe, G. Kuhnle, R.J. Williams & C. Rice-Evans, Free Radic. Biol. Med., 31, 1139-46 (2001).

41) T. Koga & M. Meydani, Am. J. Clin. Nutr., 73, 941-8 (2001).

オ レ オサ イ エ ン ス 第4巻 第7号(2004) 277

42) M.M. Abd El Mohsen, G. Kuhnle, A.R. Rechner, H. Schroeter, S. Rose, P. Jenner & C.A. Rice-Evans, Free Radic. Biol. Med., 33, 1693-702 (2002).

43) J.P.E. Spencer, H. Schroeter, G. Kuhnle, S.K. Srai, R.M. Tyrrell, U. Hahn & C. Rice-Evans, Biochem. J., 354, 493-500 (2001).

44) H. Schroeter, J.P.E. Spencer, C. Rice-Evans & R.J.

Williams, Biochem. J., 358, 547-57 (2001).

45) M. Yoshizumi, K. Tsuchiya, Y. Suzaki, K. Kirima, M. Kyaw, J.H. Moon, J. Terao & T. Tamaki, Biochem. Bio-phys. Res. Commun., 293, 1458-65 (2002).

46) K. Shimoi, N. Saka, R. Nozawa, M. Sato, I. Amano, T. Nakayama & N. Kinae, Drug Metab. Dispos., 29, 1521-4 (2001).