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No.3 銅の抗菌作用

(アイル2005年3月掲載)

みなさんと一緒に勉強してきた2003年1月からの「新・やさしい技術 銅シリーズ」も、いよいよ今回をもって終了となります。最終回のテーマは以前から微生物の繁殖を抑制する力があることが知られて来た「銅の抗菌作用」についてです。
近年問題視されているさまざまな菌にも有効なことが明らかにされ、今後ますます衛生や医療分野で大きく活躍していくことが明らかにされ、今後ますます衛生や医療分野で大きく活躍していくことが期待される銅のパワーについてお話しします。

微生物の繁殖によるぬめりを抑える銅製品

モンちゃん
寒さも緩んできて、やっと春らしくなってきましたね!冬も楽しいことがたくさんあるけど、やっぱり暖かくなるとホッとするなぁ。
アンサー氏
そうだね。ところでモンちゃん、さっき薬をたくさん飲んでいたみたいだけど、風邪でもひいたの?
モンちゃん
ああ、あれは薬じゃなくてサプリメントですよ。私の食生活って外食とかコンビニのお弁当とか多いんで、サプリで栄養バランス整えようと思って。今年は“目指せ、健康美人!”です。
アンサー氏
おお、自分の食生活を見直すとは偉いね。やっぱり健康第一だからね。ところで、栄養といえば銅も人体には欠かせない栄養素のひとつだっていうことは知っているかな。
モンちゃん
えっ、そうなんですか。鉄分のサプリメントは飲んでいるけど……。
アンサー氏
銅は微量元素と呼ばれ、血液や色素をつくったり、骨や血管を正常に保ったりするほか、脳の働きを助ける役割をしているんだよ。
モンちゃん
大切な栄養素なんだ。銅って、私たちの生命とも密接に関わっているんですねぇ。
アンサー氏
栄養素というだけではなく、抗菌作用が高いというところでも、私たちの生命と深く関わっているともいえる。今回は、そんな銅の抗菌について話をしよう。銅には微生物の繁殖を抑える力があることは、モンちゃんも知っているよね。
モンちゃん
はい、これまでも「やさしい技術」で何回かその話がでてきましたよね。
アンサー氏
銅の化合物は、わずかな量が水に混ざるだけでとても強い殺菌作用が生まれる。この作用は、金属微量作用あるいは極微作用と呼ばれ、銀や水銀にもあるんだ。ちなみに金属微量作用は1893年に植物学者のネーゲリーという人によって発見されたというほかに、1886年にツベルクリンを発明したことで知られる細菌学者のコッホによって発見されたという二つの説があるんだよ。
モンちゃん
殺菌作用というのは、つまり微生物の発生を抑えるってことですね。
アンサー氏
その通り。銅イオンには、微生物や藻類水生生物などを死滅させる力があるんだ。その作用を利用した台所グッズなんかも人気があるよ。
モンちゃん
銅製流しバスケットとか三角コーナーとかですね!我が家でも愛用していますよ。以前はプラスチック製のものを使っていたんだけど、すぐぬめりが出て掃除が大変だったんです。その点、銅製のものはぬめりが出なくて掃除もラクチン。重宝しちゃってます。

微量金属作用を応用した銅バスケット・三角コーナー
微量金属作用を応用した銅バスケット・三角コーナー
出展:(社)日本銅センター 新・銅と衛生

アンサー氏
そう、そのイヤなぬめりの原因こそが微生物の繁殖によるものだからね。ぬめりがなくなると掃除しやすい他にもバスケットの網目を細かくできるという利点が生まれる。網目が細かくなれば、それだけ雑排水からの汚染を低く抑えることができるというわけさ。
モンちゃん
環境にも優しいですね。
アンサー氏
既にある地域では銅製流しバスケットを各世帯に配布して、雑排水による水質汚染を減らすということを実施しているらしいよ。では、実際に銅にどれほどの殺菌力があるのか見てみよう。

O-157やレジオレラ菌に対しても、強い抗菌作用を発揮

アンサー氏
モンちゃんは食中毒というと何を思い出すかな。
モンちゃん
う~ん、最近だとO-157かなぁ。ここ何年かで、すっかり有名になっちゃいましたもんね。猛威をふるった時は、私の友人もちょっとお腹壊しては「O-157かも!」と心配していましたよ。
アンサー氏
そのO-157だけど、正式名は病原性大腸菌O-157という大腸菌の一種なんだ。場合によっては生命も奪う危険な菌として知られている。しかも、O-157は夏場だけでなく年間通して注意が必要とされているんだよ。
モンちゃん
強力な大腸菌ですね。恐るべし!
アンサー氏
そうだね。でも銅はこの菌に対して、すぐれた抗菌効果を発揮することが実験によって明らかになったんだ。
モンちゃん
実験って、どのように行うんですか。
アンサー氏
まず、直径9cmの殺菌を施したシャーレを用意し、そこに菌を含ませた寒天培地を固める。その上に銅と黄銅各3cmの角板を置いて培養するんだ。ほら、この右の写真がその結果だよ。

銅板の抗菌試験
銅板の抗菌試験

出展:(社)日本銅センター 新・銅と衛生

モンちゃん
この白いツブツブが培養されたO-157菌ですね。あらっ、すごい、銅板を取り除いた下はきれいなままだわ。
アンサー氏
これは菌がまったく育っていないっていう証拠だよ。これと比較するために同じ実験を銅の変わりにろ紙でやったところ、ろ紙の下にはびっしりと菌が育っていたという結果がでている。
モンちゃん
O-157も防ぐなんて、頼もしい殺菌作用ですね!
アンサー氏
じゃあ、もうひとつ興味深い実験結果を見せよう。これも近年話題になっている菌で行った実験なんだが……レジオネラ菌という名前を聞いたことはあるかな。
モンちゃん
あ、知ってます。ニュースとかでもやっていましたよね。確か、お風呂なんかで感染する菌だったんじゃないかしら。
アンサー氏
そう、循環器できれいにしていたはずのお湯に、この菌が繁殖していたというニュースが流れたことがあったね。もともとは自然界の土壌や淡水にいる細菌で人から人への感染はないんだけれど、循環式浴槽やクーリングタワーの冷却水、給湯設備などのほかガーデニング用堆肥から感染する危険性がある。
モンちゃん
循環式のお風呂なんて見た目はきれいなお湯なのに……。この菌も感染すると生命を落す場合があるでしょ。怖いわ。
アンサー氏
この実験では、銅イオン濃度と作用時間の関係を調べたんだ。銅イオンというのは、銅が水と接した時に溶出するもの。それで、濃度を段階的に変えた銅イオン溶液にレジネオラ菌を接種して、3時間、6時間、24時間、4日間ごとに作用させて培養してみたんだ。ほら、この写真では3時間後と4日間の実験結果が見ることができる。

銅イオン溶液の殺菌抗力実験
写真:銅イオン溶液の殺菌抗力試験

出展:(社)日本銅センター 新・銅と衛生

モンちゃん
あらっ、あららら、銅イオン濃度が高いものは菌がまったく無くなってる!濃度が濃くて、作用時間が長いほど、確実に殺菌できるというわけですね。すごい。この力を利用すれば安全な入浴環境をつくることができますね!
アンサー氏
銅に抗菌および殺菌力があることについては前から知られていたけど、その作用力の強さにあらためて驚かされた感じだね。
モンちゃん
とすると衛生面から見ても、やっぱり銅管は給水や給湯用などにとても適しているっていうことですね。
アンサー氏
そうだね。世界でもこうした銅管の優れた特性は認められていて、アメリカでは1920年代の後半から、水道用に鋼管、鉛管に代わって銅管が使用され始めてきたんだ。ヨーロッパではオランダ、イギリス、スウェーデンで給湯のほとんどで銅管が使われている。他の国でも年々需要がのびているよ。
モンちゃん
日本ではどうなんですか。
アンサー氏
もちろん日本でも広く使われるようになってきたよ。現在、超高層ビルのほとんどで採用されているという話だ。ここに、銅管の抗菌力を実験した結果がある。銅をはじめとする7種類の管材を使ったもので、一定の濃度にした大腸菌を滅菌精製水に加え、長さ500mmの各管材検体に入れてから5時間、24時間、48時間と様子を見たものだよ。それぞれの菌液を採取し菌数(コロニー形成数)をカウントしたんだが、他の材質の管と比較して銅管にどれほど優れた抗菌力があるかがわかるよ。

銅イオン溶液の殺菌抗力実験
写真:銅イオン溶液の殺菌抗力試験

出展:(社)日本銅センター 新・銅と衛生

モンちゃん
うーん。他材質は時間とともに菌数が増えているのに、銅管だけは5時間で全滅かぁ。O-157にも強い抗菌作用が働くぐらいだから、当然の結果!って感じですけどね。
アンサー氏
しかも銅管は衛生的に優れているだけじゃなく、耐食性や経済性にも優れているんだよ。もちろん人体に悪影響を及ぼすこともないし、とても信頼できる配管材なんだ。
モンちゃん
まさしく理想の素材といえますね!

医療の分野でも大きな期待が寄せられる

モンちゃん
ところでアンサー氏、銅ってこんなに素晴らしい抗菌作用があるのに、なぜかうちのおばぁちゃんは「銅には毒があるから注意しなさい」っていうんですよ。
アンサー氏
ううむ、残念ながらそう思い込んでいる人は意外と多いんだよ。その発端となっているのは緑青についての間違った認識によるものなんだが……。
モンちゃん
緑青って、銅独特のサビみたいなものでしょ。古い寺院の銅板屋根なんかに見ることができますよね。
アンサー氏
緑青は銅板に密着した酸化皮膜の一部が時間の経過とともに緻密度の高い物質となり、銅板に同化するようなかたちで密着した皮膜を作るんだ。サビの一種ではあるけど、鉄のサビみたいにボロボロに侵食するようなこともないし。実は、これが昔から有毒としていい伝えられてきたんだよ。
モンちゃん
そういえば、おばぁちゃんも「緑青は猛毒だから」っていっていたわ。本当にそうなんですか。
アンサー氏
いや、これが違うんだ。過去において緑青が生命をおびやかしたという事故は無いのに、小学校の教科書や百科事典などには長い間有毒とか有害とか記載されていたんだよ。それで、そう信じ込んでいる人が多いんだね。
モンちゃん
ええーっ、そうなんですか。何故そんなことに……。
アンサー氏
緑青のあの色が毒々しく見えたから、昔の人がそう信じ込んでしまったという説もあるね。そもそも、緑青は水や湯にまったく溶けないから経口的に体内に吸収することはないんだ。1984年には、厚生労働省(当時厚生省)が実施した実験研究の結果、無害である事が公表されているんだよ。
モンちゃん
じゃあ、問題ないですよね。間違った認識が一般的に広まっているなんて、なんだかもったいない気がします。
アンサー氏
でも、これからは銅の抗菌作用がもっと一般的に広まっていくだろうしね。それに、近年、銅にはまた違う力があることも発見されたんだ。
モンちゃん
えっ、それは何ですか?
アンサー氏
銅イオンを投与することで、アルツハイマー病の際に脳内に沈着するタンパク質の生成を抑えるという実験に成功したんだ。アルツハイマー病は、正常であればすぐに分解されるタンパク質が脳に沈着して固まり、神経細胞を侵すのが原因とされているんだが、このタンパク質に銅イオンを混入させると銅とタンパク質のアミノ酸の一部が結合して、タンパク質の増加を防ぐことが確認されたんだよ。つまり、銅イオンがたんぱく質の構造変化に影響があることがわかったのさ。

アルツハイマー実験
アルツハイマー実験

出展:(社)日本銅センター 新・銅と衛生

モンちゃん
ということは、銅イオンがアルツハイマー病の予防や治療に役立つかも知れないんですね。
アンサー氏
ただし、この研究は始まったばかりで、実験結果もあくまでも試験官の中でのものだから、実際に生体ではどのような効果があるのかはこれから探っていく段階なんだけどね。ちなみに銅イオンのタンパク質への抑制効果はプリオン病、狂牛病やクロイツフェルト・ヤコブ病などにもうまく働くことが確認できてるよ。
モンちゃん
医療の分野でも大きく期待されているのかぁ。この研究がもっと進んで狂牛病の予防や改善効果が実証されたら、今世界中で抱えている深刻な問題も解決の糸口が見つかっていきますよね。ぜひ、がんばって欲しいです!ホント、銅の活躍は、これからもますます目が離せませんね。私もいろいろ期待したいと思います!
アンサー氏
さて、長い間みなさんと一緒に勉強してきた「新・やさしい技術 銅シリーズ」は今回で一段落。アルミや銅のことをいろいろ勉強できて、とても楽しかったです。ここで勉強したことが、みなさんの仕事や日常生活の中で役立ってくれたりしたら、嬉しいなぁ。
モンちゃん
そうだね、これからもアルミや銅の技術はどんどん進んでいくだろうから、また機会があったらぜひ一緒に勉強したいね。
アンサー氏
それでは、みなさま長らくご愛読ありがとうございました。また、いつの日かお会いしましょう!!!その時まで、さようなら!!!