パッシブ・フラックス・サンプラー法によるヒト皮膚ガス測定に関する研究
8BSKM007
指導教員
1.

戸髙惣史
関根嘉香
2-1 皮膚ガス捕集方法

緒言
近年、ヒト皮膚から放散する微量生体ガス（皮膚皮膚ガスは、モノリスシリカ系吸着材（ジーエルサ）の存在が明らかとなり、健康状態との関連

イエンス社製，MonoTrap® SG DCC18）を用いたパッに関心が集まっている。演者は、癌患者および People

シブ・フラックス・サンプラー（PFS）5)により捕集

Allergic To Me (PATM)を主訴する被験者、食品摂取した。PFS を頸部に 1 時間取り付け、皮膚ガスを捕前後の皮膚から放散する揮発性有機化合物(VOCs)集した。頸部は捕集 48 時間前から洗浄を制限した。の調査を行ってきた。本稿では、ヒト皮膚ガスに及捕集後、吸着材をねじ口試験管に移し、ジクロロメ

ぼすニュージーランド産ブラックカラント摂取の影

タン 500 µL および内部標準物質 400 ppm を 25 µL 添

響について調査したものを記載する。

加し、15 分間超音波抽出した。抽出後、ガスクロマ

ガス1）

加齢に伴う皮膚ガス成分として 2-ノネナールおよ

トグラフィー/質量分析計により定量し、(1)式を用いて放散フラックス E(ng cm-2 h-1)を求めた。

びジアセチルが知られている。2‐ノネナールは皮脂

1.0 cmに含まれる不飽和脂肪酸と過酸化物の反応によってMonoTrap®
SG DCC18

生成し 2)、30 代半ばから加齢に伴い放散量が増加する。一方、ジアセチルは、皮膚常在菌による汗中乳酸の代謝物でありScrew cap
made of PP3)

、中年男性から比較的高い放散

0.1 cm
1.7 cm

ガス成分として γ-ラクトンが報告されている 4)。ブラックカラント（カシス）には抗酸化物質が含まれており、摂取によって 2-ノネナールの生成を抑える

Diffusion length(0.8 cm)
Human skinFig.1 Schematic view of the passive flux sampler for humanskin gas and sampling at forearm

ことが期待される。そこで本研究では、ニュージーランド産ブラックカラント粉末摂取が VOCs の皮膚

𝐸=放散量および室内空気に及ぼす影響を調査した。
2.

PTFE ring

0.9 cm量で検出される。対して、若年女性に特徴的な皮膚𝑊
𝑆・𝑡

E：放散フラックス(ng cm-2 h-1)
W：捕集量(ng)S：捕集面積(cm2)… (1)t：捕集時間(h)2-2 室内拡散濃度の推定

方法

被験者は成人 14 名（男性 9 名、女性 5 名、49～64

室内拡散濃度の推定には Near-Field and Far-Field

歳のイギリス人）とした。摂取する食品として、

model6)を用いた。このモデルは仮想居室内においてNZBC 粉末およびプラセボ食品とした。試験デザイ

隣接する他者が放散源から化学物質を認知できるかンとしてランダム化プラセボ対象二重盲検クロスオ

シミュレーションをする方法である。Near-Field 内のーバー比較試験を行った。被験者を A, B 群に分け、室内拡散濃度 CNF は(2)式で表され、Far-Field 内の室A 群では NZBC 粉末を 1 日 6 g、7 日間摂取し、最終内拡散濃度 CFF は(3)式で表される。仮想居室は内容摂取から 2 時間後に皮膚ガスを捕集した。7 日間の積 V および換気回数 N を設定し、片腕程度の距離休止期間の後、同様にプラセボ食品も摂取し、皮膚r=0.6 m の半径を Near-Field、それ以外の空間をガスを捕集した。NZBC 粉末 6 g はアントシアニン

Far-Field とした。

138.6 mg、ビタミン C 49 mg、炭水化物 5.2 g、ポリ𝐶𝑁𝐹 =フェノール 271.6 mg を含有している。B 群は NZBC

𝑀𝑄+𝑀…(2)𝛽𝐶𝐹𝐹 =𝑀𝑄…(3)

M：放散速度(ng h-1)
M＝放散フラックス(ng cm-2 h-1)×皮膚面積(cm2)×露出度
Q：換気量(m3 h-1)
Q=内容積 V(m3)×換気回数 N (h-1)
3 -1𝛽：空気交換量(m h ) 𝛽=1/2(1/2πd2)v
d=半球の直径 1/2d=隣人との距離 v=0.06 m/s

粉末とプラセボ食品の摂取タイミングを逆にした。
本研究は、University of Chichester および東海大学湘南校舎「倫理委員会の承諾を得て実施した。

6

結果・考察Dermal emission flux (ng cm-2 h-1)

3.

被験者の皮膚ガスから 79 種類の VOCs を検出することができた。まず、Fig.1 に NZBC 粉末摂取後とプラセボ食品摂取後の 2-ノネナールおよびジアセチルの放散フラックスの比較を示す。NZBC 摂取により、2-ノネナールの放散フラックスは有意に減少した。
このことから NZBC の抗酸化作用が不飽和脂肪酸の体内の酸化を抑制することが明らかになった。一方、作用は関与しないので放散フラックスに有意な差はボ食品摂取後の γ-オクタノラクトンおよび γ-デカノラクトンの放散フラックスの比較を示す。NZBC 摂取により、各放散フラックスは有意に増加した。考えられる原因として、γ-ラクトンが、腸内で血管に取り込まれ、血中から揮発して直接皮膚から放散したことが推測された。腸内 γ-ラクトンの生成機序は不明であるが、乳酸菌や酵母等は不飽和脂肪酸を用は食物繊維が含まれている為、NZBC 摂取により乳酸菌が増殖し、γ-ラクトンの生成が促進された可能4634221054

γ-Octanolactone

3p<0.05

γ-Decanolactone
p<0.05232110Diffusion concentration (µg m-3)性が考えられる。
Fig.1,2 の例として 2-ノネナールおよび γ-デカノラ

1.5

クトンの放散フラックス E を用いて求めた室内拡散濃度 C を隣人との距離 1/2d に対して推定した結果を2-Nonenal
placebo
NZBC
odor threshold
0.46 µg m-31.0Fig.3,4に示す。2-ノネナールの室内拡散濃度は NZBC
粉末摂取により 0.2 m 以降から臭気閾値 8)を下回っ0.5た。γ-デカノラクトンにおいては空気中での臭気閾値の報告はない為、参考として溶液中の臭気閾値 9)

0.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0を用いて空気中での臭気閾値にDistance(m)Fig.3 Estimated diffusion concentration of 2-nonenal as afunction of distance.
5換算した。
γ-デカノラクトンの室内拡散濃度は NZBC

Diffusion concentration (µg m-3)

粉末摂取によって 0.2 m 以内の室内拡散濃度が臭気閾値を上回った。
結論

NZBC 粉末摂取よって 2-ノネナールの室内拡散濃度は低下し、γ-ラクトンの室内拡散濃度は増加したことから体臭の改善に繋がる可能性が示唆された。
5.

Diacetyl

60placebo
NZBCplacebo
NZBC
Fig.2 Comparison of dermal emission fluxes of γ-Octanolactoneand γ-Decanolactone with intake of placebo and NZBC powderfor healthy volunteers(n=14)
2.0

いて γ-ラクトンを生成する報告がある 7)。NZBC に

4.

758

Dermal emission flux (ng cm-2 h-1)

なかった。次に Fig.2 に NZBC 粉末摂取後とプラセからヘンリー定数

102-Nonenalp<0.050placeboNZBC
placebo
NZBC
Fig.2 Comparison of dermal emission fluxes of 2-nonenal anddiacetyl with intake of placebo and NZBC powder for healthy
volunteers(n=14).

ジアセチルは皮膚常在菌の代謝生成物なので抗酸化10)12

参考文献

1) Sekine, Y., Toyooka, S., Watts, S.F., J. Chromatogr.B., 859, 2, 201-207(2007)
2) Haze S. et al., J. Invest. Dermatol., 116, 520(2001)
3) Matsui H. et al., Proc. of the Society for Biotechnology, 65, 134(2013)4) Ohta, M., et al., Proc. of annual meeting of Society of Indoor Environment, YP-20(2018)
5) Kimura, K., et al., J. Chromatogr. B., 1028, 181-185(2016)6) Ramachandran, G., Occuoational Exposure Assessment for Air Contaminants, 17, CRC press, 286-289(2005)
7) L. Janssens, et al., Process Biochemistry, 27, 195 (1992)
8)http://orea.or.jp/about/ThresholdsTable.html
9) http://www.leffingwell.com/odorthre.htm
10)http://www.chemspider.com

γ-Decanolactone

43placebo
NZBC
odor threshold
1.8 µg m-3

2100.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0Fig.3 Estimated diffusion concentration of γ-Decanolactone asa function of distance.

7