理法魚(りほぎょ)男子の役立つブログ🌟

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2分で面白いほど理解できる科学(3):絶対知っておくべきアルコールの知識

漁村生まれの理系法律系男子です。略して理法漁(りほぎょ)男子として活動しています。化学、知的財産権(特に特許法)、英語を使ったグローバルな仕事をしています。

先日、読書の方から要望を頂き、「2分で面白いほど理解できる科学」シリーズを始めました。このシリーズでは、会話形式で、2分で簡単に理解できるような構成にしていますので、暇な時に多くの方に読んで頂ければ幸いです。

第2回では、「血が青色だったら一酸化炭素中毒にならない?」という小題で、イカやタコなどの軟体動物は、人間のヘモグロビンとは異なり、ヘモシアニンというタンパク質を使って全身に酸素を運搬しているから、一酸化炭素中毒にならないことを解説しました。

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今回は、「絶対知っておくべきアルコールの知識」という小題で、理法漁男子と、友達のまみとの会話形式で話をします。

私、お酒好きで、毎日飲んでるんだけど、そもそもお酒に含まれているアルコールって何なの??詳しく教えてよ。

オッケー。お酒に入ってるアルコールは、エタノールと呼ばれるアルコールの一種なんだ。みんなエタノールのことをアルコールと言ってるんだけど、実は、アルコールっていうのは、ヒドロキシル基と呼ばれる、酸素原子と水素原子とからなる基(ーOH基)をもつ化合物の総称なんだ。

知らなかったわ。じゃあ、ーOH基をもつ化合物って他にどんなものがあるの??

科学者は、色んなアルコールを扱っているけど、よく知られているのがメタノールとよばれるアルコールなんだ。お酒に主に含まれるエタノールは、CH3CH2OHという構造式で表されるんだけど、メタノールは、CH3OHという構造式で表されるんだ。構造式を見たらわかるように、お酒に含まれるエタノールから、炭素原子<C>1つと、水素原子<H>2つを取り除いた構造がメタノールなんだ。

へぇーーーー。エタノールとメタノールの違いは、炭素原子1つと水素原子2つの違いなんだね。そんな近い構造をしているのに、なんで、お酒にはエタノールが使われていて、メタノールは使われていないの??

良い質問だね。ここが化学の面白いところなんだけど、たったこれだけの構造の違いなのにメタノールを飲むと、摂取量によっては視力障害や呼吸困難、ひどければ死に至るんだ。

えっ!!すごく近い構造なのに!化学ってこわいね。でも、エタノールとメタノールを見分ける方法はあるんでしょ??

残念ながら、見分けるのは不可能に近い。僕も研究室でメタノールを洗浄に使っていたんだけど、エタノールと見分けはつかなかったよ。メタノールは無色透明で臭いも強くないから、正直お酒に入っていてもわからないと思う。

それは大変ね。でも、何でそんな効果の違いがでるの??私でもメカニズムを理解できるかな?

化学式を使わずに、簡単に説明するな。お酒を飲むと、エタノールの大部分が小腸で吸収されて肝臓に送られるんだけど、肝臓に存在するアルコール脱水素酵素により、アセトアルデヒドに分解され、さらに、アルデヒド脱水素酵素により、酢酸に変えられるんだ。お酒で酔うのは、肝臓で分解しきれなかったアセトアルデヒドが原因なんだ。アセトアルデヒドの影響で顔が赤くなったり、頭痛を引き起こすんだよ。人によって、お酒の強さが違うのは、脱水素酵素の量が違うからなんだ。

結局、分解しきれなかったアルコールやアセトアルデヒドはどうなるの??

血液中を通って全身を巡るんだけど、再び肝臓に戻ってくるから分解されて酢酸になるんだよ。酢酸は最終的に、無害な水と二酸化炭素に変えられるんだ。

なるほどね。じゃあ、メタノールを飲んでしまったらどうなるの??

メタノールはアルコール脱水素酵素により、ホルムアルデヒドに分解され、さらにアルデヒド脱水素酵素により、ギ酸に変えられるんだ。このホルムアルデヒドやギ酸がかなり有毒で、ひどければ失明や死に至ることがある。

なるほどね。分解されて、エタノールはアセトアルデヒド、酢酸となり、メタノールはホルムアルデヒド、ギ酸となるんだね。そのホルムアルデヒド、ギ酸がかなり有毒だから、メタノールは失明や死に至ることがあるのね。メタノールって恐いんだね。でも、何でメタノールが失明と関係あるの??

実は、人間が光を感じるために、ロドプシンという物質が重要な役割を果たしているんだけど、ロドプシンは、ビタミンAの主要成分であるレチノールがアルコール脱水素酵素により分解されたレチナールと、オプシンというタンパク質との結合により合成されるんだ。もうわかったかな??

うんおそらく。アルコール脱水素酵素は網膜にもいるってことだよね??メタノールを飲むと、アルコール脱水素酵素により、網膜でかなり有毒なホルムアルデヒドが作られて、視力に関わる細胞を殺してしまうんじゃないの??

その通りだ。化学って面白いだろ??たった、炭素原子1つと、水素原子2つの構造上の違いで、これだけの違いがあるんだよ。

うん、すごい面白いと思った。また、いろいろ教えてね。

了解。