アグマチン

アグマチン（Agmatine）は、アミノ酸であるアルギニンが脱炭酸化されることによって生成される生理活性物質です。これはポリアミン類の生合成経路における重要な中間体としても位置づけられています。近年、哺乳類の脳内にも存在することが確認され、神経系において多様な役割を担う「神経伝達物質候補」として注目されています。

生体内での動態

アグマチンは主に脳内で合成され、神経細胞のシナプス小胞と呼ばれる小さな袋の中に蓄えられます。神経活動に伴い細胞膜が電気的に興奮（脱分極）すると、小胞から細胞外へ放出されます。放出されたアグマチンは、アグマチナーゼという酵素によって尿素とプトレシンに分解されることで、その生理作用を終え、不活性化されます。この一連のプロセスは、古典的な神経伝達物質の挙動と類似しており、アグマチンが生体内で情報伝達に関わる可能性を示唆しています。

多彩な作用機序

アグマチンは、生体内で非常に多岐にわたる標的分子に作用することが知られています。その機能は単一の経路にとどまらず、複数の生理活性経路に同時に影響を与えることができます。

神経伝達物質 受容体およびイオンチャネルへの作用

特定の受容体への結合: α2-アドレナリン受容体やイミダゾリン受容体（特にI1およびI2サブタイプ）と結合し、これらの受容体を介したシグナル伝達に影響を与えます。ニコチン性アセチルコリン受容体やセロトニン受容体（5-HT2Aおよび5-HT3）にも作用することが報告されています。
NMDA受容体の抑制: NMDA型グルタミン酸受容体という、神経興奮に関わる重要なイオンチャネル・受容体をブロックする作用を持ちます。これは過剰な神経興奮を抑える上で重要と考えられています。
イオンチャネルの調節: NMDA受容体以外にも、特定のカチオン（陽イオン）が通過するリガンド依存性イオンチャネルや、ATP感受性カリウムチャネル、電位依存性カルシウムチャネル、酸感受性イオンチャネルなど、様々な種類のイオンチャネルの働きを調節します。

酵素・輸送体への影響

一酸化窒素合成酵素 (NOS) の調節: 生体内で重要なシグナル分子である一酸化窒素（NO）を生成する酵素であるNOSに対し、そのアイソフォーム（種類）に応じて働きを阻害したり、逆に促進したりと、二面的な作用を示すことが分かっています。
ポリアミン代謝への関与: ポリアミンの直接的な前駆体であるだけでなく、ポリアミンの輸送系や、その代謝に関わる酵素（スペルミジン・スペルミンアセチルトランスフェラーゼなど）やアンチザイムの働きを競合的に阻害することで、ポリアミン全体のバランスに影響を与えます。
膜輸送体の利用・調節: アグマチン自身の特異的な輸送系が存在するほか、有機カチオン輸送体（OCT2サブタイプ）やニューロン外モノアミン輸送体、ポリアミン輸送体など、他の物質の輸送に関わるシステムも利用したり、その働きを調節したりします。

その他の作用

アルギニンのADPリボース化という生化学反応を阻害する作用を持ちます。
間接的に、細胞外基質の分解に関わるマトリックスメタロプロテアーゼ（MMP2やMMP9）の活性を低下させる効果が示されています。
生体内で炎症や酸化ストレスに関わる最終糖化産物（AGEs）の生成を直接的に抑制します。
過酸化水素の産生に関わるNADPHオキシダーゼという酵素を活性化する報告もあります。

医療・医薬分野での可能性

アグマチンが持つNMDA受容体阻害作用やNOS調節作用、抗酸化・抗炎症作用などは、神経系の疾患や外傷に対する治療法として期待されています。特に、外部からアグマチンを投与することで、脳虚血（脳梗塞など）や神経外傷による組織ダメージを軽減し、神経細胞を保護する効果（神経保護作用）を高められる可能性が示唆されており、臨床応用に向けた研究が進められています。

歴史

アグマチンが科学的に初めて単離・同定されたのは1910年でした。ドイツの著名な生化学者であるアルブレヒト・コッセルが、ニシン属魚類の精子からこの物質を発見し、「アグマチン」と命名しました。この名称は、アミノ酸（Amino）の「A」、グアニジン（Guanidine）の「g」、プトマイン（Ptomaine）の「ma」という言葉の一部を組み合わせ、語調を整えるための要素を加えたものです。

しかし、アグマチンが哺乳類の体内に存在し、生理的な役割を担っていることが明らかになったのは、それからずっと後のことです。1990年代半ば、リーらの研究グループがウシの脳からアグマチンを単離し、それが脳内に存在するα2-アドレナリン受容体やイミダゾリン受容体に対する「内因性のリガンド（生体内で受容体に結合して作用を示す物質）」として機能する可能性があることを示しました。

存在

アグマチンは、魚介類、特に鮮魚や、特定の種類の酒類に比較的多量に含まれています。清酒には、ワインなどの他の酒類と比較してアグマチンが多く含まれることが知られています。これは、清酒の醸造過程で用いられる黄麹菌（ニホンコウジカビ）が、原料である米に含まれるアルギニンを基質としてアグマチンを産生する能力を持っているためです。

このように、アグマチンは発見から1世紀以上を経て、その生体における多面的な機能と重要性が認識され始めています。神経系における役割を中心に、その複雑な作用機序の解明と、疾患治療への応用に関する研究が現在も活発に進められています。

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