著者の所属・活動拠点の国は、ブラジル、アメリカです。

掲載誌：Toxics

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

アセチルサリチル酸（ASA）は、鎮痛・解熱・抗炎症などに使われる世界で最も広く消費される薬のひとつです。論文によると、ASAは下水中で最大220 µg/Lの濃度で検出された報告があり、下水汚泥からも検出されています。下水汚泥の多くは肥料として農地にまかれ、水の乏しい地域では下水の灌漑利用も広がっています。そのため、ASAが農地へ繰り返し入り込む可能性がありますが、農地土壌での実態はまだよく分かっていません。

これまで植物とASAの研究は、乾燥や塩害などへの耐性を高める目的で、マイクロモルからミリモルという比較的高い濃度を与えるものが中心でした。一方、土壌中の水に溶けた汚染物質は、1リットルあたりナノグラム（ng/L）という非常に薄い濃度で存在することが多く、この程度の残留濃度でASAが植物にどう作用するかはほとんど調べられていませんでした。研究チームは、こうした微量のASAが作物の根の発達や細胞の健全性を損ない、細胞内の酸化と還元のバランス（レドックス恒常性）に関わる反応を変えるという仮説を検証しようとしました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、土壌中の水に含まれうる濃度範囲として、ASAを1、10、100、1000 ng/Lの4段階で植物に与えました。ASAは界面活性剤のTween 80を使って溶かしたため、Tween 80だけを含む対照も用意しましたが、蒸留水の対照との間に有意な差はありませんでした。また、ASAは水中で分解してサリチル酸に変わることがあるため、実験期間を通じて溶液の安定性も確認しました。

ニンジン、トマト、キュウリの種子については、発芽、根の伸び、根の形、そして抗酸化反応を調べました。これらは環境汚染物質の影響評価に国際的な指針で推奨されている試験植物です。

さらに、化学物質に敏感なことで知られるタマネギの球根を、毎日取り替える試験液に7日間、25℃の暗所で浸し、各条件につき5個の球根を使って根を調べました。根の長さと見た目の形に加え、根の先端で盛んに分裂している細胞を顕微鏡で観察し、細胞分裂の活発さ（細胞毒性の指標）と、染色体の異常（遺伝毒性の指標）を数えました。細胞分裂の評価には各条件1万個、染色体異常の評価には各条件2000個の細胞を使いました。あわせて、活性酸素を処理する酵素の働きや、細胞膜の脂質が酸化されて傷む程度（脂質過酸化）も測定しています。

主な報告結果

ニンジン、トマト、キュウリのいずれでも、1 ng/Lと10 ng/Lでは発芽にも根の伸びにも影響は見られませんでした。一方、100 ng/Lと1000 ng/Lでは、発芽率に有意な変化はなかったものの根の成長が有意に抑えられ、発芽と生育の指標（GI）は24.05〜79.05%となりました。研究チームはこれを植物毒性の可能性を示すものと報告しています。

活性酸素の処理に関わる酵素（カタラーゼ、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ、スーパーオキシドジスムターゼ、グアイアコールペルオキシダーゼ）の働きは、すべての植物で変化し、特に100 ng/Lと1000 ng/Lで顕著でした。変化の大きさは植物の種類によって異なり、ニンジンで最も大きく、トマトとタマネギが中間、キュウリで最も小さいという結果でした。脂質過酸化は増えており、酵素以外の抗酸化物質による埋め合わせの反応は見られませんでした。

タマネギの根では、100 ng/Lと1000 ng/Lで細胞分裂や染色体への影響が確認され、1000 ng/Lでより強く現れました。観察された異常には、分裂中の染色体が正しく並ばない状態や、染色体同士がくっつく状態などが含まれていました。

ASA溶液の安定性については、7日後でもサリチル酸への分解は1%未満にとどまり、実験期間中のASAの純度は99%を超えていたと報告されています。

この報告が示すこと

研究チームは、微量のASAでも根の発達が損なわれ、染色体の異常や酸化と還元のバランスに関わる反応の変化が起こりうるという仮説が支持されたと結論づけています。影響は根の成長、抗酸化反応、細胞膜の傷み、染色体と、生物のさまざまな段階にわたって確認されました。低い濃度で生育が促され高い濃度で抑えられる「ホルミシス」と呼ばれる型ではなく、濃度が高いほど影響が出る傾向に近いとしています。また、サリチル酸への変化はわずかだったため、観察された反応へのサリチル酸の関与は限られていたと考えられるとしています。

影響が出た濃度は、作物のストレス耐性を高める目的で使われてきたmg/L単位の濃度より何桁も低いものです。研究チームは、こうした農業利用での反応との違いは、濃度や与え方、何を測ったかの違いを反映している可能性があるとしています。

一方で限界も示されています。活性酸素の量そのものは測っていないため、結果は酸化と還元のバランスの変化や酸化による損傷を示すものであり、活性酸素の産生増加を直接示すものではありません。実験は管理された条件で行われたもので、実際の農地では土壌の性質や吸着、分解などがASAの存在量や植物への取り込みやすさに影響しうるため、自然の条件で同じ影響が現れるかは土壌と植物を含む系での検証が必要だとしています。さらに、他の植物や生物に当てはめる際には、種ごとの吸収や代謝、感受性の違いを考慮すべきだと述べています。

原著論文の著者・所属：Carla Rafaela Somera（Chemical Engineering Course, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Edson Araujo de Almeida（Postgraduate Program in Chemistry, Maringá State University, Maringá 87020-900, Paraná, Brazil）、Matheus Cristiano Hermann Massariol（Chemical Engineering Course, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Diego Espirito Santo（Postgraduate Program in Biological Sciences, State University of Londrina, Londrina 86057-970, Paraná, Brazil）、Danielle Cristina da Silva de Oliveira（Academic Department of Chemistry, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Adriele Rodrigues dos Santos（Experimental Coordination, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Gideã Taques Tractz（Postgraduate National Network in Management and Regulation of Water Resources, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Regiane da Silva Gonzalez（Postgraduate Program in Food Technology, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、Osvaldo Valarini（Postgraduate Program in Food Technology, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil; Postgraduate Program in Technological Innovations, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）、C. A. Downs（Haereticus Environmental Laboratory, Gladstone, VA 24553, USA）、Ana Paula Peron（Postgraduate Program in Food Technology, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil; Postgraduate Program in Technological Innovations, Federal Technological University of Paraná, Campo Mourão 87301-899, Paraná, Brazil）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Carla Rafaela Somera, Edson Araujo de Almeida, Matheus Cristiano Hermann Massariol, et al. Acetylsalicylic Acid at Trace Concentrations Induces Cellular Toxicity and Phytotoxicity in the Roots of Cultivated Plants. Toxics（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-09-11. DOI: 10.3390/toxics14090809. 原著ライセンス：CC BY.