2013年9月14日土曜日

Howの教室休室のお知らせ


この度、Howの教室を一時休室することとしました。


今後しばらくはHowの教室のウェブページに新しい記事を掲載することはなくなりますが、このウェブページは今後もそのまま残す予定です。

今まで一緒に考えてきたテーマを参考に、次は興味のある皆さんにHow?を突き詰めていってほしいと思います。


これからも記事を参照することや記事に関するコメント等は大歓迎です。気になることがあればいつでも聞いてください。


それではまたお会いしましょう!




お風呂掃除 ~その2~


今回は「お風呂掃除のHow」、その2です。
お風呂の汚れとその掃除方法についてです。

前回(その1)は2種類の洗剤(異なる有効成分)を使用して、それらの成分とお風呂汚れへの効き目を比較しました。

今回は効果のあった洗剤の成分の濃度の違いに焦点を当てて、実験を行いました。


【まとめ】

Sodium hypochlorite(次亜塩素酸ナトリウム)を含む洗剤にはお風呂汚れ(カビ?)を除去する効果が見られた。 Sodium hypochloriteの割合が2または2.4 %の洗剤のお風呂汚れ除去効果には、裸眼で認識できるほどの差が見られなかった。


【材料】

含まれるactive ingredient(有効成分)の同じ(sodium hypochlorite(次亜塩素酸ナトリウム))3種類の洗剤を用意しました。




Sodium hypochlorite(次亜塩素酸ナトリウム)


Lysol, Mold and Mildew Remover with Bleach 
(Reckitt Benckiser)
sodium hypochlorite 2 %

Great Value, Mold and Mildew Remover 
(Wal-Mart Stores)
sodium hypochlorite 2 %

Tilex, Mold & Mildew Remover 
(The Clorox Company)
sodium hypochlorite 2.4 %


【実験】

洗剤3種類をペーパータオルに染み込ませ(5回分の噴射)、5分間(※)、さらにもう5分間、汚れの箇所にあてておきました。その後水で洗剤を洗い流して、汚れの落ち具合を裸眼で観察・写真で記録しました。
比較のために、水をしみこませたペーパータオルでも同時に実験を行いました。

※洗剤の手順欄にある記載に従って、5分間と決めました。


まず、お風呂の汚れをテープで4分画しました。




左から順に、以下の様に水または洗剤を染み込ませたペーパータオルを汚れの上に乗せていきました。



左から順に水、Lysol、Great Value、Tilexを染み込ませたペーパータオルを載せています。




【結果】

ペーパータオルを当ててから5分後の汚れの状態。水を含んだペーパータオルに当てていた汚れ(写真中、最も左側の汚れ)に比べ、洗剤のもの(写真中、右側3つ)の方の汚れが薄くなっていることが確認できました。


1回目の観察(5分後)
左から順に水、Lysol、Great Value、Tilexを染み込ませたペーパータオルを載せていた。

ペーパータオルを当ててから10分後の汚れの状態。すべての分画で5分後よりもさらに汚れが薄くなっていることが観察されました。水と洗剤をあてた部分の汚れの差は確認できるものの、各洗剤間では差が確認できませんでした。

2回目の観察のため水で洗剤を洗い流した際、テープがはがれてしまいました。


2回目の観察(10分後)


【考察】

2回目の観察で水を含んだペーパータオルに当てていた汚れも薄くなったのは、隣の汚れに当てているペーパータオルの洗剤が染み出して(テープは紙製)きたためと考えられます。


【さいごに】

見た目の汚れ除去状態のみを考慮すれば、今回のようなお風呂汚れには、用いた3種類の洗剤のどれを購入・使用しても良いと言えるでしょう。

今回は有効成分の濃度の違い(2または2.4 %)による汚れ除去効果を見てみました。今後はこの汚れの正体や、有効成分がどのように汚れに効いているのかといったことも調べてみたいです。




2013年8月28日水曜日

乗り物酔いと酔い止め薬の仕組み ~乗り物酔いを最小限にとどめる!その1~


今回は乗り物酔いのHow!

【まとめ】

吐き気などの症状が出る乗り物酔いは別名「動揺病」と呼ばれ、視覚・前庭器官・ 固有感覚(以下の≪乗り物酔いの仕組み≫参照)の3つから受け取った体の動きに関する情報が一致しないことにより生じると考えられている。大人の約3分の1が乗り物に酔いやすいと言われている。乗り物酔いをすると冷や汗や嘔吐などの症状が見られ、これらの症状の予防方法は経験的に様々なものが知られている。


【はじめに】

≪ストーリー≫

私は子供の頃から大人の今まで乗り物酔いの症状に悩まされています。車だと大抵30分以上の乗車で乗り物酔いを起こします。今までこの症状は事前に酔い止めを飲むことで予防することが出来ていました。
しかし先日旅行に出かけた際に酔い止め薬を1週間以上毎日1~2回飲み続けたところ、旅行最終日に近づくにつれ薬がきかなくなり、乗り物酔いの症状が出てきてしまいました。
乗り物酔いを最小限に抑える方法を知りたいと思い、乗り物酔いと酔い止め薬の仕組みを調べてみることにしました。


≪乗り物酔いの症状≫

一般的な症状としては、顔面蒼白、冷や汗、頭痛、唾液分泌の増加、悪心、吐き気、嘔吐などが挙げられる。
乗り物酔いに関わる症状としてはあくび、眠気、嫌気、疲労感、腸内ガスの発生、体重の減少、過呼吸

JAFホームページセルフドクターネット中川 2008Schmal 2013より)



≪乗り物に酔いやすい人≫


一般的に、年齢が低いほど乗り物に酔いやすいと言われている。
大人では約3分の1が乗り物に非常に酔いやすく、約3分の1が環境の良くない状態で酔いやすい。残りの約3分の1はほとんど乗り物酔いをしない。

Murray 1997より)



アメリカの乗り物1:バス
私の住む地域を循環しているバスです。右はバス車内。2段に分かれていて、全てのバスが車いす対応(上限2台)です。


≪乗り物酔いの仕組み(Schmal 2013より)≫

乗り物酔いは別名「動揺病」と言い、視覚・前庭器官・ 固有感覚(※)の3つから受け取った体の動きに関する情報が一致しないことにより生じる症状であると考えられている

※前庭器官:耳の一部(内耳)にある、平衡感覚をつかさどる器官。
※固有感覚:筋・腱・関節にある固有の受容器により提供される体の運動や位置についての情報であり、身体がどのように動いたか(変化したか)を捉えるために大きな役割を果たしている。(末廣・後藤 2011

情報の不一致はほとんどが以下の2パターンの情報の不一致に分類できる。
視覚⇔前庭器官/固有感覚
三半規管⇔耳石

※三半規管:前半規管・後半規管・外側半規管の3つからなる耳の部分で、前庭器官の一部。
※耳石:平衡感覚と聴覚に関わる部分で、前庭器官の一部。



アメリカの乗り物2:自転車
上は私が以前乗っていた自転車です。下は私のルームメートが使用していたもの。私の地域ではロードバイクを使っている人・ヘルメット着用者(安全のため16歳未満はヘルメット着用が義務付けられています)が多いです。


≪酔い止め薬以外の乗り物酔いの予防方法≫

薬以外の乗り物酔い予防方法は、経験的にいくつか知られています。 私が行っている乗り物酔いの予防方法は以下の6つです。

1.前日はしっかり寝る、もしくはあまり寝ないで乗車中にずっと寝る。

2.ゆったりした服装をする。

3.乗車直前は、空腹でも満腹でもない程度のお腹の空き具合に調節する。

4.車に乗る場合は助手席(進行方法の見通しの一番良い席)に乗る。(※自分が運転手の場合は酔いません。)

5.乗車中は遠くの景色を見る。(本を読むなど、視線を下や近くに向けない)

6.乗車中、換気が出来るのであれば換気を行い、新鮮な空気を吸う。


JAFホームページセルフドクターネットによるとこの他にも

・柑橘類は食べない。(消化が悪く、吐きやすくなる)
・乗車前や乗車中にアルコールを飲まない。
・後ろ向きの座席は避ける。
・おしゃべりや音楽などで気分を楽にする。
ガソリンや車内の臭いを極力少なくする。
・タイヤの空気圧を事前にチェックする。(揺れの原因となる)
・精神的に健康な状態で乗車する。

という対策があるそうです。


また、手軽にできるものではありませんが、研究によって以下の方法等によっても乗り物酔いを軽減できることが報告されています。(Sherman 2002

・P6と呼ばれる手首のつぼに電気的刺激を与えると、乗り物酔いが軽減された(Hu 1922Bertolucci and DiDario 1995より)

プリズム眼鏡(※)をかけた子供は乗り物酔いによる嘔吐が有意に減った(Vente 1988より)


アメリカの乗り物3:電車
日本と違い、アメリカで電車を見ることは稀で、移動のために人が乗ることはほとんどないだろうと思います。主に貨物の運搬に使われています。


【乗り物酔いを最小限に抑える方法を考える

酔い止め薬の成分と仕組みを調べ、それが最も効果的に効くようにするにはどうすればよいかを考えます。

まずは市販の酔い止め薬の成分を見てみます。

≪酔い止め薬の成分(センパア・QT 1錠中)≫


d-クロルフェニラミンマレイン酸塩(d-chlorpheniramine maleate)2 mg

・スコポラミン臭化水素酸塩水和物(scopolamine hydrobromide hydrate)0.25 mg

・添加物:ゼラチン、D-マンニトール、アスパムテール、香料

ゼラチンはタンパク質、D-マンニトール、アスパムテールは糖類です。


今回は酔い止め薬の成分を挙げるまでにとどめます
次回以降はこれら酔い止め薬の成分が効果を発揮する仕組みを調べ、その効果を最大限にする方法を考えたいと思います。

お楽しみに!



2013年7月31日水曜日

お風呂掃除 ~その1~


今日は「お風呂掃除のHow」、その1です。
複数回に分けて実験を行い、お風呂の汚れとその掃除方法について考えていきたいと思います。


【まとめ】
お風呂の汚れ(カビ?)は、Lysol(sodium hypochlorite(次亜塩素酸ナトリウム)を含む)によって除去できた。


【はじめに】

≪ストーリー≫

アメリカに来てはじめて一人暮らしをし、掃除で四苦八苦しています。
簡単に、よく汚れが落ちるようにするために、洗剤選びは重要だと気が付きました。
そこで、洗剤についてインターネットで検索してみましたが、意見は様々。汚れのついたものや汚れ自体の種類が違えば洗剤やその使い方も変わってくるでしょうから、当然なのだろうと思います。

今回は私が頭を悩ませたものの一つ、お風呂の汚れをとるために試した洗剤を紹介し、その成分と汚れのとれやすさについて今回を含め、複数回にわたり実験を行うことで考えたいと思います。

洗剤とは

洗剤とは界面活性剤などを主成分とし、身体以外の汚れを落とすことを目的に作られた製品。

洗剤の種類

洗剤は用途別には以下の3種類に分けられる。
衣類用洗剤、台所用洗剤、住宅・家具用洗剤

今回は住宅・家具用洗剤、特にお風呂用の洗剤に焦点を絞りました。


【材料】

2種類の洗剤を購入しました。

Kaboom, Shower, Tub & Tile Cleaner with OxiClean
 (Church and Dwight)

Lysol, Mold and Mildew Remover with Bleach 
(Reckitt Benckiser)


【使ってみた】

写真のようなタイルとタイルの間の汚れ(カビと思われる)に対して2種類の洗剤を使用し、どちらの洗剤がこの汚れを落とす効果が高いか調べました。

各洗剤の使用方法に従って使用し、唯一写真の様に汚れをほぼ完全に落とすことができた洗剤は「Lysol」でした。Kaboomを用いても汚れの状態にほとんど変化はありませんでした。

Lysol使用前(写真上)と使用後(下)
右上の黒い汚れが取れました。

Lysol使用前(写真上)と使用後(下)
タイルの隙間全体の赤黒みがかった汚れが取れました。


【洗剤の成分比較】

なぜLysolのみがタイル間の汚れを落とすことができたのか、洗剤同士の成分(Active ingredient(汚れ落としに効果のある成分)のみ)を比較して考えてみました。
洗剤はそれぞれ1種類のactive ingredientを含んでいました。

・Kaboom
Sodium octylsulfonate


・Lysol
Sodium hypochlorite 


2つのactive ingredientの違いはナトリウムイオン(Na+)以外のイオンにしかありません。
私はKaboomに含まれるsodium octylsulfonate(オクタンスルホン酸)はLysolのsodium hypochlorite(次亜塩素酸ナトリウム)に比べ酸化または還元をする作用(※)が弱いために、汚れを落とす効果が小さいのではないかという予想を立てました。

※酸化・還元:電子を放出したり(酸化)電子を受けとったり(還元)すること。これらによって、場合によっては原子の間に新たな結合ができたり切れたりして原子どうしのつながりが変わっていく。


【おわりに】

この予想を元に次回は、他の洗剤を購入する、もしくは自分で洗剤を製作して実験を行い、他にどのような成分で同様の汚れを落とすことが出来るか調べたいと思いました。
購入する洗剤の候補の1つは「Clorox, Disinfecting Bathroom Cleaner (Clorox)」です。この洗剤のactive ingredientはn-Alkyl dimethyl benzyl ammonium chloride 0.1375%とn-Alkyl dimethyl ethylbenzyl ammonium chloride 0.1375%で、こちらは洗剤中に塩素イオン(Cl-)が存在します。


Clorox, Disinfecting Bathroom Cleaner 
(Clorox)

様々な洗剤の成分を検証すると同時に、汚れの正体が何なのかもはっきりとさせたいです。
こちらはどのように調べたらよいか、今検討中です。

漂白の仕組みについても、もっと勉強しなければいけません。



今回紹介した洗剤は家庭用ですが、取り扱いを誤ると危険です。
お風呂掃除の時、私はゴーグル・マスク・手袋を欠かしません。
皆さんも洗剤は気を付けて取り扱ってください。



2013年6月30日日曜日

先天性欠如歯 ~歯が人より少ないのはどうして?~


今日は「歯の本数」のHow!


【まとめ】

歯が先天的に足りない「先天性欠如歯」と呼ばれる症状は3種類に分けられる。この症状には遺伝的要因をはじめ様々な原因があると考えられ、研究が進んでいる。


【はじめに】

≪ストーリー≫

成人は通常28本の歯があるはず(親知らずを含めると32本)ですが、私は先天的に歯が5本足りません。(親知らずを含めると9本)
乳歯は通常の本数あったのですが、永久歯が先天的に少なかったのです。

歯医者さんは「最近歯が少ない人が多いんだよ」とおっしゃっていましたが、周りの人に歯の先天性欠如について話すと、意外に知られていない事実なのだということに気が付きました。

歯が少ないからといって特別大変なわけではありませんが、私以外の家族に歯が先天的に少ない人はいないため、私だけどうして歯が少ないんだろう?という疑問を持っていました。

今回はこの先天性欠如歯について、何が原因なのか調べ、考えてみました。


≪先天性欠如歯とは?≫

先天(性)欠如歯/先天欠損歯/無菌症(congenitally missing teeth/hypodontia/oligodontia/anodontia)とは、生まれつき乳歯または永久歯の数が足りない状態のこと。

患者によって欠損している歯の本数・場所は異なり、(親知らずを含めず)欠損している歯が6本までの症状をhypodontia、6本より多い場合をoligodontia、全ての歯が欠損している症状をanodontia/total anodontiaという。逆に通常より歯の本数が多い状態をhyperdontiaと呼ぶ。

私は5本足りないのでhypodontiaとなりますね。

Hypodontia患者の80%が1~2本の欠損、10%以下が4本以上の欠損、6本以上欠損している患者は1%以下。これまでの研究で人口のおよそ2.6~11.3%が先天性欠如歯、さらに、Hypodontiaは3:2の割合で女性に多いということがわかっている。(※日本を含まない12ヶ国での調査による)

http://ejo.oxfordjournals.org/content/26/1/99.full.pdf+html(詳細、英語)
http://www.quintpub.com/userhome/qi/qi_36_4_Larmour_3.pdf(※詳細、英語)
http://www.ha-channel-88.com/jiten/senntennkessonn.html(概要、日本語)


≪先天性欠如歯の治療≫

先天性欠如歯の患者への治療はいくつか種類があります。

1.歯科矯正

歯が無い事で生じた歯の隙間を矯正によって歯を寄せることで埋める。

2.インプラント

人工歯根をあごの骨に埋め込み、その上に人工の歯を装着し、歯の隙間を埋める。

3.入れ歯

歯の隙間を埋める様に作られた入れ歯(取り外し可能な人工の歯)を装着する。

4.ブリッジ 

隙間の両端の歯を削って支柱とし、橋の様に人工の歯をかけて隙間を埋める。(装着後は取り外さず、普通の歯の様に扱う)

私の場合は2~3年歯科矯正をしていました。

-------

ここでアメリカの歯に関するグッズを紹介!

まずは歯ブラシ。上が日本から持ってきたもの。下がアメリカで購入したもので、ブラシ部分が日本の物に比べて大きいです。でもどちらも大人用なんですよ!



今は以下の電動歯ブラシを使用しているため、上の歯ブラシは掃除用になっています。(笑)


-------

【先天性欠如歯の原因】

ここから先天性欠如歯の原因を考えていきます。まず、これまでにわかっていることを調べました。

≪わかっていること≫

■Total anodontia(全ての歯の欠損)に関して

Ectodermal dysplasia(外胚葉形成異常)など、病気の一症状としてあらわれることがある。
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022391396900153(詳細、英語)

■Oligodontia(6本より多い歯の欠損)に関して

これまでにoligodontiaにはMSX1、PAX9、AXIN2という3つの遺伝子いずれかが関連しているという報告がある。MSX1とPAX9の変異は歯の形成制御に障害を引き起こし、AXIN2の変異によってcolon cancer(結腸がん/大腸がん)とoligodontiaが生じることがわかっている。
Oligodontiaにはこれら以外に遺伝的なものや環境等の要因も関係しているだろうと言われている。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1601-6343.2008.00410.x/pdf  (英語)
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-263X.2008.00915.x/pdf (PAX9遺伝子、英語)

■Hypodontia(6本までの歯の欠損)に関して

双子を被験者とした研究で、hypodontiaには遺伝的要因が大きく関わっていると示唆されたものの、他にも様々な原因があり、hypodontiaはそれらの相互作用の結果であると考えられている。

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6963769 (双子を被験者とした研究、英語)
http://www.quintpub.com/userhome/qi/qi_36_4_Larmour_3.pdf (英語)

------

アメリカの歯のグッズその2!

アメリカでは歯磨き後、マウスウォッシュ(mouthwash)を使うのがポピュラーです。
色々なタイプのものがありますが、私は写真のようにアルコールの入っていない(alcohol free)マウスウォッシュを使っています。


------

≪Hypodontiaの原因≫

私はhypodontiaであるため、hypodontiaに注目してその原因を考えてみました。

1.遺伝子(DNA)の変異または欠損
2.栄養不足
3.その他物理的・化学的な害


1.遺伝子(DNA)の変異または欠損

これまでの研究でも調べられているように、歯の形成等に関わる遺伝子(DNA)に変異が入っていたり、欠損していたりする可能性があります。
自宅で遺伝子の配列を調べることが出来ないので確かめられないけれど、いつか私と家族、そして同じhypodontia患者の遺伝子配列(Hypodontiaに関連していると言われている遺伝子)を調べて比較してみたいです。


2.栄養不足

例えば、歯の主成分であるハイドロキシアパタイト(カルシウムやリンなど、※)が不足していたことが考えられます。

※歯の成分:http://dental-style.com/news/?p=370


3.その他物理的・化学的な害

歯や歯茎に加わった圧力、摂取した化学物質などにより歯の形成や保護が妨げられた可能性が考えられます。


もし2.や3.が原因であるとしたら、骨など体の他の部分にも影響がありそうなので、1.が原因である可能性が高いのではないでしょうか。
遺伝子(DNA)であればその配列だけでなくエピジェネティクス(DNA配列の変化なしに起こる、遺伝子のはたらきの変化・制御)も関わっていることも考えられます。


【おわりに】

予想以上にポピュラーな症状であったhypodontia。(人口の2.6~11.3%)それでもまだわかっていないことが沢山あるのですね。

親知らずも生えてくる人とそうでない人がいます。この違いはどうして生じるのでしょうか?次回以降、親知らずについても調べ、考えてみたいです。

私が小学生の時に矯正を担当してくださった先生はその頃から今までずっとお世話になっていて、私が渡米する前にも診察を受けました。その際は「デンタルフロスは確かアメリカ生まれだよね。色々な味があるけど、ミント味なんかいいよ。」と教えてもらいました。


こちらで使っているデンタルフロス。ミント味好きです。



【謝辞】

お世話になっている歯医者さん


2013年5月7日火曜日

日焼け止め


日中の日差しが強くて日焼け止めが欠かせなくなってきています。

そんな今日は「日焼け止めのHow!」


【まとめ】

日焼け止めの成分はベンゼン環を持ち、紫外線を吸収するはたらきをしている。

日焼け止めはそれぞれUVB防止効果・UVA防止効果を示しているSPF・PAを参考に選び、使い分けると良い。


【はじめに】

≪ストーリー≫

日本だと毎日使う日焼け止めはSPF15や30、スポーツや海など日差しの強い場合にはSPF 50を使うのがふつう。
しかしアメリカでSPF 110の日焼け止めを発見!
勝手に100が上限だと思っていたけれど、そうではなかったんだ・・・。

そういえばそもそもSPFってなんだっけ?
日焼け止めはどうやって日焼けを防いでいるのだろう?


SPF100やSPF110など普通に見かけます。


≪まずSPFの定義を確認≫

SPFとはSun Protection Factorの略。
紫外線の中でも日焼けの原因になるUltraviolet B (UVB) raysをどれだけ防ぐ効果があるかを示した値です。

UVBはsunburn(赤い日焼け:紅斑、日にあたってすぐできる)の原因となります。


日本においてSPFは「日本化粧品工業連合会SPF測定法基準」に従って、以下のように求められます。


1.国際標準化機構(ISO)の「ISO24444」(※)に従い測定。

※詳しいSPFの計算方法

ISOの基準書は購入しないと読むことが出来ず、著作権の問題もあるためここにはそのまま掲載できませんが、関連する論文を元に測定方法を解説します。

SPF = (日焼け止めを塗った肌のMED)/(日焼け止めを塗っていない肌のMED)

MED(Minimal Erythema Dose)は「日焼け止めを塗っていない肌に、確認できる最小の紅斑(赤い日焼け)が出来るのに必要な紫外線量」のことで、定められたテスト(2mgの日焼け止めを肌1平方センチメートルに塗る)で測定されます。

http://www.scielo.br/pdf/rbcf/v40n3/14.pdf (英語)
http://www.safersunscreens.com/truthaboutspf.html (英語)



2.1.の測定によって得られたSPFiを平均し求まったSPFの小数点以下を切り捨てて表す。

SPFは高いほど日焼けを防止する効果が高いということになります。

日本で販売されている日焼け止めのSPFの上限値は50に設定されており、計算で求まったSPFが51以上の時、その95%信頼区間(※)の下限値も51以上の時はSPF 50+と表します。

※95%信頼区間:「本当のSPFがA~Bの範囲の数値に収まる」というと100回に95回は当たっているという範囲のこと。

アメリカでも2011年にSPFの表示の上限は50とするという提言がありましたが(それ以上の数値の日焼け止めの効果に差がある証拠がないとして)、それ以上のSPF表記の日焼け止めがまだ沢山あります。なぜだろう?と思い調べると、SPFのラベルの表示の変更についてはまだ義務化がされていませんでした。しかし、年々減っているような?気がします。

http://www.jcia.org/n/biz/gl/02-2/(日本語、SPF測定法基準)
http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=46523(英語、ISO 24444)
http://www.fda.gov/forconsumers/consumerupdates/ucm258416.htm(英語、FDA)

--------

ふう。定義の確認は疲れますね。(私だけ?(笑))

ちょっと休憩で、ビーチの写真です。
私の住む場所から車で1時間半の場所で、四輪駆動車であればビーチをドライブすることも出来ます。



ビーチは日差しが強いので、SPFの高い日焼け止めを選ぶ必要がありますね。

--------

気を取り直して、次はPAの定義です。

≪PAの定義≫

日焼け止めにはSPFの他にPA(+, ++, +++, ++++)という記号も載っています。
これは何を示しているのでしょうか?

PAはProtection Grade of UVA(UVA防御指数)で、Ultraviolet A (UVA)の防止効果を表す指標です。


紫外線には異なる波長の3種類があり、UVBを防止する(SPFではこの防止の程度がわかる)だけでは足りないようです。

他の2種類はUVAとUltraviolet C (UVC)で、A, B, Cの順に波長が短くなります。UVCはそのほとんどがオゾン層で吸収されてしまいますが、UVAはオゾン層に吸収されず、suntan(色素沈着による黒い日焼け、日にあたってしばらくしてからできる)の原因になります。(UVBはsunburnの原因でしたね。)

そのためSPFだけでなく、PAをチェックする必要があるのです。


日本においてSPFは「日本化粧品工業連合会UVA防止効果測定法基準」に従って、以下のように求められます。

1.ISO24442に従い測定。

現在使われていると思われる測定方法についての論文は見つかりませんでした。


2.ISO24442 に基づき測定し得られたUVAPFi を平均し求められたUVAPF の小数点以下を
切り捨てた値をつかってPAを分類・表示。

PAには次の4段階があります。
   PA+ :PFA2以上4未満
   PA++ :PFA4以上8未満
   PA+++:PFA8以上16未満
   PA++++:16以上

PAの+の数が多いほど、UVAを防ぐ効果が高くなります。
PA++++を含む上の基準は日本で2013年1月1日に新たに発効されたもので、それより前はPA+++が一番大きな値でした。


アメリカではこのように細かいPA表示は行われていません。そのかわりに「Broad protection」(UVB以外にUVAからも防げる)と書いてあり、どれくらい効果があるのか製品どうしの比較がしにくいです。
PA表示に関する論文が少なく、測定方法について詳しくわかなかったのは、アメリカでSPFほど認知されていないからかもしれません。

http://www.env.go.jp/chemi/uv/uv_pdf/01.pdf (日本語)
http://www.jcia.org/n/all_pdf/topinfo/JCIA_release20121114-UV-PF.pdf(日本語)
http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=46521(英語、ISO24442)


≪SPFやPAを元に、どう日焼け止めを選べばいいの?≫

1.時間と場所を考慮する

紫外線量は紫外線にあたっている時間と紫外線の強さを掛け算して求めることが出来ます。

外に出ている時間が長いほど紫外線に長くあたることになります。
また、日差しは10時から14時頃が最も強く、高度の高い場所ほど紫外線の強さはさらに強くなります。

このあとに出てきますが、SPFが高いほど肌への負担が大きいようなので、時間と場所を考えて適切なSPFの日焼け止めを使うと良いと思います。


2.カバーする紫外線の範囲を考慮する

UVAとUVB両方を防ぐ日焼け止めが良いでしょう。

http://www.scielo.br/pdf/rbcf/v40n3/14.pdf (英語)
http://www.epa.gov/sunwise/doc/sunscreen.pdf (英語)

--------

休憩第二弾!

私の住む地域にはspring(水源地)が多く、暖かくなるとその水源地から浮き輪を使って川下りができます。水源地は本当にきれいで写真のようにエメラルドグリーンです。そこで泳げてしまうのだから驚きです。



浮き輪で1時間くらいぷかぷかのんびりと川を下っていきます。

こういう場所に行くときも日焼け止めは欠かせませんね。
SPFとPAをチェックして、適切なものを塗りましょう。

--------

【日焼け止めのHow】

日焼け止めの表示が理解できたところで、では、日焼け止めはどうやって皮膚を紫外線から守っているのでしょうか?
調べ、考えてみました。


≪日焼け止めの成分≫

家にある異なる3つの日焼け止めの成分を比較してみました。
(どれもSPF 50以上ですね・・・)

成分はactive ingredients(日焼け防止に関わる成分)とinactive ingredients(日焼け防止には直接関係のない成分)に分かれています。

今回はactive ingredientsのみ比較します。


- Ultra Sheer SPF 55 (Neutrogena)

Neutrogenaはスキン/ボディケア商品などで有名なブランドです。

avobenzone 3.0 %, homosalate 10.0 %, octisalate 5.0 %, octocrylene 2.8 %, oxybenzone 6.0 %



- Ultra Sheer SPF 70 (Neutrogena)

avobenzone 3 %, homosalate 15 %, octisalate 5.0 %, octocrylene 2.8 %, oxybenzone 6 %



- ultra GUARD SPF 90+ (Coppertone)

Coppertoneは日焼け関連の商品を多く出している企業です。

avobenzone 3 %, homosalate 15 %, octisalate 5.0 %, octocrylene 10 %, oxybenzone 6 %



SPFが異なることで割合の変化している成分はhomosalateとoctocryleneでした。

avobenzoneはUVAを、homosalate, octisalate, octocryleneはUVBを、oxybenzoneはUVBとわずかにUVAを吸収することがわかっています。

そのためSPFの変化と共にUVBを吸収する成分がふえているのは納得ですね。

http://www.epa.gov/sunwise/doc/sunscreen.pdf(英語)



≪それぞれの成分はどのようにして紫外線の吸収に貢献しているの?≫

それぞれの化学構造式を書いてみましょう。


avobenzone


homosalate


octisalate



octocrylene


oxybenzone

上記の分子に見られる特徴・官能基(※)を挙げてみます。

※複数の原子の集まり

・ベンゼン環(二重結合のある六角形のもの)
・ケトン(R - (C=O) - R)
・エーテル結合(‐O-)
・エステル結合(- O- C=O-)
・ヒドロキシル基(- OH)
・アルキル基(‐ CnH2n+1)
・アジ基(≡N)

具体的には矢印の部分などが上に挙げた特徴・官能基にあたります。




挙げた特徴の中で紫外線の吸収に貢献しているのは「ベンゼン環」でしょう。
ベンゼン環のような共役二重結合(二重結合が一つおきに連なったもの)は光を吸収する性質を持っています。
これはベンゼン環中の電子の状態(二重結合に関わるπ(パイ)電子と呼ばれるもの)が光のエネルギーを吸収して状態が変化するためです。


では、その他の特徴・官能基の役割は何なのでしょう?

私の予想では、ヒドロキシル基・アルキル基は肌への吸着を促す役割をしていると思います。
ヒドロキシル基は過去の記事『コーンフレークとマシュマロのお菓子』(http://howroom.blogspot.com/2013/04/blog-post.html)で出てきたように、水素結合をつくるので、親水性があります。一方アルキル基は疎水性のため皮脂などの油分と吸着しやすいと思います。

ベンゼン環・ヒドロキシル基・アルキル基以外の特徴・官能基は、ベンゼン環の電子の状態の違いに関わっていると思います。
例えばUVAを吸収するavobenzoneとUVBを吸収するhomosalateではベンゼン環の近くにある官能基が異なります。avobenzoneはケトンとエーテル結合、メチル基などですが、homosalateはエステル結合やヒドロキシル基ですね。
違う原子どうしの組み合わせは異なる電子の状態をしており、原子どうしの結合の強さ等が変わります。
上に挙げた隣接する異なる官能基等はベンゼン環の電子の状態/原子の結合状態に影響を与え、その結果、吸収する光のエネルギー(波長)の違い(UVAを吸収するかUVBを吸収するか)があらわれているのではないでしょうか。


これらの性質によりUVA, UVBを吸収すること、さらに肌に塗っても安全であるということを満たした化学物質が日焼け止めの成分に選ばれたのだろうと思います。

http://www.epa.gov/sunwise/doc/sunscreen.pdf(英語)
http://www.skinacea.com/sunscreen/uv-filters-chart.html#.UX6Z-LV1F8F(英語)
http://www.shimadzu.com/an/uv/support/fundamentals/apl.html(英語)
http://www.an.shimadzu.co.jp/uv/support/lib/uvtalk/uvtalk2/apl.htm(日本語)


≪SPFが高いほど肌への負担が大きい?≫

上で見たようにSPFが高いほど、含まれる日焼け防止に関わる成分が多くなります。
これらの成分は紫外線を吸収して電子の状態が変わった後、熱を放出します。

これら成分が直接肌に触れることやその発する熱が肌を痛めると言われているため、常に高いSPFの日焼け止めを塗っていればよいというわけではないようです。

化学物質の肌への影響はいつか詳しく調べて考えたいですね。


【おわりに】

改めて日焼け止めの事を調べ考えて、今まで適当に日焼け止めを選んでいたなと反省しました。(SPFが50より大きい値のものを買っていたり・・・)

今日からは表示や成分をチェックして、TPOにあわせて日焼け止めを塗ります。
目にはぬれないので、サングラスを着用します!(忘れがちですが、これも重要だと思います)

みなさまも良い夏を迎えてください!



【参考】

http://www.env.go.jp/chemi/uv/uv_pdf/01.pdf(日本語、環境省)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18410801(英語)
http://asp.eurasipjournals.com/content/2010/1/483562(英語)
http://pharmaxchange.info/press/2011/03/the-ageing-skin-part-4a-sunscreens/(英語)
http://tinyurl.com/ct2nezd(英語)
http://tinyurl.com/chevgt8(英語)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0190962289700840(英語)


2013年4月17日水曜日

変形イチゴ

暑くなってきて、よくフルーツを食べるようになりました。
今日は最近食べた「イチゴ」のHowを考えます。


【まとめ】

今回出会ったイチゴは、元の花床のサイズ・花床の肥大の程度が大きかったために、このような変形イチゴになってしまったのだろう。


【はじめに】

フルーツや野菜などを食べているとたまに面白い形のものに遭遇しますよね?
今日はそんなイチゴに出会ったので、何が起こってこんな形になったのか、考えてみました。


今回出会ったイチゴ(左)と普通のイチゴ(右)

【手順】

1.イチゴの構造

観察をはじめる前に、イチゴの構造を調べました。

イチゴの可食部分は図の様に痩果(そうか、子房にあたる)と花床がふくらんだものからなっています。花床とは花をつけている茎の先端の部分のことです。

イチゴのように1つの花床にたくさんのめしべが集まってできている果実を「集合果」というのだそうです。

また、今回私が見つけた変形イチゴは「乱形果」という種類の変形イチゴ(変形果)に分類されることがわかりました。
イチゴの可食部断面図(左)とイチゴの花断面図(右)


イチゴの構造・その他情報(日本語)
http://homepage3.nifty.com/malus~pumila/hana_to_kajitu/hana_to_kajitu/hana_to_kajitu.htm
http://kosodate.nishinippon.co.jp/science/topics/041.shtml
http://www.naro.affrc.go.jp/training/files/2006-17material.pdf

イチゴの構造・その他情報(英語)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643811003021
http://www.fao.org/docrep/005/y2515e/y2515e04.htm
http://www.springerimages.com/Images/LifeSciences/1-10.1007_978-90-481-2967-6_29-2
http://www.nal.usda.gov/pgdic/Strawberry/book/bok9teen.htm


2.イチゴの観察(外観)

ヘタは1つで、普通のイチゴと変わらなかった。
可食部も形以外は普通のイチゴと違いがなかった。


3.イチゴの観察(内側)

まずヘタを取った状態で普通のイチゴと比べてみました。


変形イチゴ(左)と普通のイチゴ(右)


次にさらにスライスして変形イチゴ内部を見ました。


変形イチゴの内部

断面を見てわかったことは、花床の髄にあたる部分がすべて一続きになっていることです。



断面比較(左:変形イチゴ、右:普通のイチゴ)


【変形イチゴのでき方を予想してみた】

観察から、この変形イチゴのでき方を予想しました。

ヘタが1つであることと、花床の髄にあたる部分がすべて一続きになっていることから、このイチゴは普通のイチゴ同様、1つの花からできたイチゴであると考えました。

普通のイチゴとの違いは、元の花床のサイズ and/or 花床の肥大の程度が大きかったことに原因があるのだと思います。

元の花床のサイズが大きい理由として考えられるのは、発生時の異常です。花をつける茎の先端にある細胞が分化(※)する際に何らかの原因で花床になる細胞が増えてしまったのではないでしょうか。(詳しくは末尾の【Mikanのつぶやき】をどうぞ)

※分化:細胞分化とも言う。ある細胞の形や性質が特殊になっていくこと。

花床の肥大の程度が大きくなる要因としては、栽培時に行うオーキシン処理(※)が過剰であったことが考えられます。オーキシンとは植物ホルモンの1種で、その役割の1つに果実の肥大を促進する作用があります。

※イチゴ栽培時のオーキシン処理
http://tinyurl.com/bpp5pjy(日本語)
http://www1.gifu-u.ac.jp/~fukui/04-8-1.htm(日本語)
http://www.nal.usda.gov/pgdic/Strawberry/book/bok9teen.htm(英語)
http://www.jstor.org/stable/2437903(英語)


【おわりに】

使ったイチゴはミキサーにかけ、イチゴミルクプリンにして食べました。
日本のイチゴより甘くないので、さっぱりおいしいプリンに仕上がりました。

ちなみにこのイチゴは2パック(合計約500g)で5ドルでした。日本の物と比べると若干安いですかね・・・?

【Mikanのつぶやき】

実は花床の発生について、私はまだよくわかっていません。

がく、花弁、おしべ、めしべ(心皮)が花をつける茎の先端にある細胞(花芽分裂組織)からどのように分化については、それを調節する遺伝子・メカニズムが「ABCモデル」というもので説明されています。
花床は花芽分裂組織からは分化しないのでしょうか?それとも、がく、花弁、おしべ、めしべ(心皮)どれにもならなかった花芽分裂組織が花床となるのでしょうか?それとも・・・?

どなたかご存知の方がいたら教えてください!

【参考】
http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~algae/BotanyWEB/top.html(植物用語、日本語)
http://www.jstor.org/stable/2437903(オーキシンとイチゴの形、英語)
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9780470650585.ch8/summary(イチゴの生長と熟成、英語)
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1677-04202005000400001&script=sci_arttext&tlng=pt(ABCモデル、英語)
http://pubs.cas.psu.edu/freepubs/pdfs/AGRS097g.pdf(英語)