1. ねないと、おなかが すくの?
1. 2晩の寝不足で、食欲のホルモンはどう動いたか
1. 2晩の睡眠制限で、レプチンとグレリンはどう変わったか(2004年)
ねむる 時間を へらすと、たべたい 気もちは どう なるのでしょう。2004年に、アメリカの 大学で、20さいごろの 男の人 12人が きょうりょくした じっけんが ありました。
1つめは、2日つづけて 4時間だけ ベッドに いる 日です。2つめは、2日つづけて 10時間 ベッドに いる 日です。4時間の ほうでは、じっさいに ねむった 時間は、へいきんで 3時間53分でした。
すると、4時間の ほうでは、からだの 中の ホルモンが かわって いました。「おなかいっぱい」の 合図を 出す レプチンは 18%へり、「おなかが すいた」 気もちを 高める グレリンは 28%ふえました。おなかが すいた 感じは 24%高く、あまい ものや しょっぱい ものを たべたい 気もちも 強く なりました。
ただし、これは 男の人 12人の、2日だけの じっけんです。子どもや 女の人、ずっと つづく ねぶそくの 話では ありません。
シカゴ大学のグループが2004年に報告した実験があります。協力したのは、20代前半の健康な男性12人です。2晩つづけて4時間だけベッドにいる条件と、2晩つづけて10時間ベッドにいる条件を、それぞれ体験しました。実際に眠った時間の平均は、短いほうが3時間53分、長いほうが9時間8分でした[2]。
すると、4時間の条件では、満腹の合図にあたるレプチンが平均18%低く、食欲を高めるグレリンが平均28%高くなっていました。感じる空腹感も24%高く、甘いもの、塩味のもの、でんぷん質のものを食べたい気持ちが強まったと伝えられています[1][2]。レプチンは脂肪から出て脳に働き、食べたい気持ちをおさえるホルモン、グレリンは胃のペプチドとして見つかったホルモンです[3][4]。
ただし、条件はとても小さな実験です。12人の男性が、2晩だけ寝不足になった結果で、子どもや女性、長くつづく寝不足の話ではありません。それでも、寝不足のあとに食べたくなる感じを、血液中のホルモンの数字で示した点が、この実験の見どころです。
では、この結果は、だれが試しても同じになるのでしょうか。
シカゴ大学などのグループによる2004年の実験では、20代前半の健康な男性12人が協力し、2晩つづけて4時間ベッドにいる条件と、2晩つづけて10時間ベッドにいる条件を、順に経験した。ここで注意したいのは、「ベッドにいた時間」と「実際に眠った時間」が別だという点で、報じられた平均は4時間条件で3時間53分、10時間条件で9時間8分である[2]。
この比較で、4時間条件は10時間条件より、レプチンが平均18%低く(P=0.04)、グレリンが平均28%高く、空腹感が24%高かった[1]。レプチンは、脂肪が増えると脂肪から分泌され、脳の受容体に結合して食べたい気持ちをおさえる[3]。名前はギリシャ語で「薄い・細い」を意味する leptos に由来する。一方、グレリンは1999年にラットの胃から見つかった28アミノ酸のペプチドで、成長ホルモンの分泌を促す物質として探されていた。名前は「育つ」を意味する語根 ghre から付けられた[4]。つまり、「おなかいっぱい」の合図が弱まり、「おなかがすいた」の合図が強まった形になる。甘いもの、塩味のもの、でんぷん質のものを食べたい気持ちが強まったことも、大学の発表で紹介されている[2]。
ただし、この実験の限界ははっきりしている。対象は12人の若い男性で、期間は2晩にすぎない。子ども、女性、数か月つづく寝不足については、この研究は何も語っていない。では、ほかの研究でも同じ結果が出るのだろうか。
2. おなじ じっけんでも、けっかが ちがうことが あります
2. 同じ「寝不足」でも、研究によって結果が割れる
2. 1,024人の調査と、結果が割れた追試(2004〜2008年)
おなじ 年に、アメリカで もっと 大ぜいの 人を しらべた 研究も ありました。1,024人の 人たちです。ねむる 時間が みじかい 人ほど、体の 大きさの めやす(BMI)が 高い 人が 多かった と ほうこくされました。
でも、これは 「しらべて みたら、そうなって いた」と いう 研究です。ねぶそくが げんいんだと 言い切る ことは できません。
べつの じっけんでは、男の人 9人が 1ばん ぜんぜん ねない 日を すごしました。すると グレリンは 22%ほど 高く なりましたが、レプチンは かわりませんでした。ホルモンの うごきが、ぜんぶ そろって かわる わけでは なかったのです。
ですから、「ねぶそくなら ぜったいに こうなる」とは 言えません。
同じ年、アメリカのウィスコンシン睡眠コホートの1,024人を調べた研究も出ました。8時間未満しか眠らない人が全体の74.4%で、その中では、睡眠が短い人ほどBMI(体格の目安)が高い傾向がありました。さらに、睡眠5時間は8時間にくらべて、レプチンが15.5%低く、グレリンが14.9%高くなると予測されました。ただし15.5%は「ふだんの睡眠時間」、14.9%は「検査の前の晩の睡眠時間」で比べた数字で、同じ条件ではありません[5]。
これは、人々を観察して関係を調べた研究です。寝不足が原因でホルモンが変わったとまでは言えません。論文の結論も、「食欲が増えるだろう」という推測にとどまっています[5]。
実験のほうも、そろいません。2008年のリューベック大学のグループは、健康で標準体重の男性9人で、一晩まったく眠らない条件を試しました。7時間眠った場合に比べ、グレリンは22±10%高く、空腹感も強まりました。ところが、レプチンには差が出ませんでした。グレリンだけが動き、レプチンは動かなかったのです[6]。
つまり、「睡眠不足なら必ず食欲のホルモンが変わる」とは書けません。そうなることがある、という程度の強さで受け取るのがよさそうです。それでも、眠りと食欲が結びついているらしいという感触は、別の方向からも出てきました。
2004年には、同じ年に別の方向からも報告が出た。アメリカのウィスコンシン睡眠コホートの1,024人の調査(Taheri ら)で、8時間未満の人は全体の74.4%、およそ760人にあたる。この人たちでは、睡眠が短いほどBMIが高かった。さらに、睡眠5時間は8時間と比べて、レプチンが予測で15.5%低く、グレリンが予測で14.9%高かった[5]。ここで15.5%は「習慣的な睡眠時間」、14.9%は「検査前夜の睡眠時間」を使った数字で、条件がちがうため、並べて同じ大きさと読んではいけない。
この調査は観察研究であり、寝不足が原因だと証明したものではない。論文の結論も、「食欲が増えるだろう」という推測の段階だ[5]。だからこそ、条件をそろえた実験が大切になる。ところが、そちらの結果は割れた。
2008年、リューベック大学のグループ(Schmid ら)は、健康で標準体重の男性9人で、一晩まったく眠らない条件を試した。7時間眠った場合と比べて、グレリンは22±10%高く、空腹感も強かったが、レプチンには差がなかった。2004年の12人の実験ではレプチンが下がっていたのに、ここでは動かなかったことになる[6]。
同じ「寝不足」でも、徹夜か、2晩の制限か、制限が何時間かで条件が変わる。人数も少なく、人によるちがいの大きさも結果に響く。そのため、食欲のホルモンの変化は「睡眠不足で起こることがある」と読むのが、いまの強さに合っている。一方で、眠りと食欲を脳の中でつなぐ物質は、じつは別の研究から先に見つかっていた。それがオレキシンである。
3. たべたい 気もちを 高める ぶっしつが、めざめにも かかわって いた
3. 食欲の物質を探したら、マウスが突然眠りこんだ
3. オレキシンの発見(1998〜1999年):食欲の研究から睡眠の研究へ
1998年、やなぎさわ まさしさんたちは、ラットの のうの 中で、あたらしい 小さな ぶっしつを 2つ みつけました。「オレキシン」と 名づけられました。このぶっしつを のうに 入れると、ネズミは たくさん たべました。
つぎの 年、アメリカの チームは、オレキシンを つくれない マウスを つくりました。たべる ことを しらべる ためです。ところが、ふしぎな ことが おきました。うごき まわって いる じかんに、きゅうに たおれこむ ように ねむって しまったのです。
ひるまに とつぜん ねむって しまう びょうきに、とても よく にた ようすでした。研究した 人たちは、「オレキシンは ねむりと めざめを 調整して いる」と 考えました。
たべたい 気もちの 手がかりを さがしたら、めざめの スイッチに 出会った のです。
1998年、柳沢正史らのグループは、ラットの視床下部から、新しい神経ペプチドを2種類見つけました。視床下部は、食欲やエネルギーの調節の中心にあたる、脳の奥の部分です。ペプチドは、アミノ酸がつながった小さな物質のことです。見つかったものは、オレキシンAとBと名づけられました。脳に注入したラットは食べる量が増え、絶食するとオレキシンをつくる遺伝子の働きが上がりました[7]。名前のとおり、食欲の物質として見つかったわけです。
翌1999年、テキサス大学を中心とするグループが、オレキシンをつくれないようにしたマウスを調べました。このマウスは、人のナルコレプシー(日中に突然眠りこむ病気)に非常によく似た症状を示しました。研究者は「オレキシンは眠りと覚醒の状態を調節する」と提案しています。オレキシンを含む神経は視床下部の外側にだけあり、睡眠の調節に関わる脳の広い範囲に枝をのばしていました[8]。
大学の発表では、食欲の研究のためにつくったマウスが、活動の盛んな時間帯に急に倒れこむ様子が予想外に見つかった、と紹介されました[9]。この「予想外」は紹介記事の言い方で、論文の抄録には書かれていません。食欲を調べるためにつくったマウスが、眠りの病気によく似た症状を見せた。この予想外の出会いが、食欲と目覚めを結びつけて考えるきっかけになりました。
それなら、食欲と目覚めは、どこでつながっているのでしょうか。
食欲を高める物質を探した研究が、眠りの研究に流れこんだ経緯は意外性がある。1998年、柳沢正史らは、ラットの視床下部(脳の中で食欲やエネルギーの調節の中心にあたる部分)から、新しい神経ペプチドを2種類見つけ、オレキシンA・Bと名づけた。名前は食欲を意味するギリシャ語に由来するとされる。脳に注入したラットは食べる量が増え、絶食するとオレキシンの遺伝子の働きが上がった[7]。ペプチドとは、アミノ酸がつながった小さな物質である。
ところが翌1999年、オレキシンをつくれないようにしたマウス(ノックアウトマウス)が、ナルコレプシーに非常によく似た症状を示した。ナルコレプシーは、日中に突然眠りこんでしまう病気である。研究者は「オレキシンは眠りと覚醒の状態を調節する」と提案した。しかも、オレキシンを含む神経は視床下部の外側にだけあり、睡眠の調節に関わる脳の広い範囲に軸索を伸ばしていた[8]。これは、食欲の物質が、眠りと目覚めの司令塔のような場所にも枝を伸ばしている、という解剖学的な裏づけになる。
テキサス大学サウスウェスタン医療センターの発表では、食欲の研究のために欠損マウスをつくったところ、活動の盛んな時間帯に急に倒れこむ様子が予想外に見つかった、と紹介されている。欠損マウスのすべてがナルコレプシーを示し、正常なマウスは1匹も示さなかった[9]。ただし「予想外」は紹介記事の言い方で、論文の抄録には書かれていない。
では、食欲の物質が目覚めに関わるとして、それは日常のどんな場面で役に立つのだろうか。
4. おなかが すくと、どうして めが さえるの?
4. おなかがすくと、なぜ目が冴えるのか
4. 絶食でオレキシン神経はどう働くか(2003年のマウスの実験)
2003年に、マウスを つかった 研究で しらべました。オレキシンを つくる しんけいは、体の エネルギーの 様子を 見はって いる ようなのです。
たとえば、れいぞうこの 中を のぞいて、からっぽなら 「おきて さがしに 行こう」と 声を かける 見はり番が いる、と 思って みて ください。ごはんを たべない ときに、オレキシンの しんけいが 目を さまさせる、と いう 考えです。
ただし 本当は、小さな 見はり番が いる わけでは ありません。のうの しんけいが、ブドウとうや ホルモンに 合わせて、はたらきを かえて いるのです。
オレキシンの しんけいを なくした マウスは、たべものを あたえなくても、起きて いる 時間も 動く 時間も ふえませんでした。ただし、これは マウスの 話で、人でも 同じ 強さで 起きると 言う ことは できません。
1日食べずにいると、かえって目が冴えて落ち着かなくなる。そんな経験を思い出した人もいるかもしれません。2003年に、マウスを使った研究が、その仕組みの一部を示しました[10]。
この研究によると、オレキシン神経は、体のエネルギーの状態を見張り、絶食に応じて覚醒の度合いを上げています。取り出したオレキシン神経の活動は、ブドウ糖とレプチンで抑えられ、グレリンで高まりました。つまり、おなかいっぱいの合図で静まり、おなかがすいた合図で活発になる神経です[10]。
決め手になった実験があります。オレキシン神経をなくしたマウスは、絶食しても、起きている時間も活動も増えませんでした。食べ物がないとき、じっとしていないで起きて探しに行くための仕組みの一部だと考えられています。ただし、これはマウスの実験です。人でも同じ強さで起こるとは書けません[10]。
ここで、1つ目の章の結果を思い出してください。寝不足の人では、グレリンが高くなっていました。オレキシン神経はグレリンで活発になります。同じ向きの話に見えますが、寝不足の人のオレキシン神経がどう動くかは、この記事の資料では示されていません。つなぎ方は、まだ仮説の段階です。
食欲と覚醒がつながっているなら、空腹で目が冴えるのも説明できるのではないか。この問いに、2003年のマウスの研究(Yamanaka ら)が答えた。オレキシン神経はエネルギーの状態を見張り、絶食に応じて覚醒度を上げている[10]。
単離したオレキシン神経の活動は、ブドウ糖とレプチンで抑えられ、グレリンで高まった。ブドウ糖とレプチンは「満ちている」合図、グレリンは「足りない」合図にあたるので、オレキシン神経は、その両方を受け取る位置にいることになる。決定的だったのは、オレキシン神経をなくしたマウスで、絶食しても起きている時間や活動が増えなかったことである[10]。つまり、食べ物が足りないときに起きて動き回って探す、という行動の一部を、オレキシン神経が担っている可能性が高い。
ここで1章に戻ると、寝不足の人ではグレリンが高かった。グレリンはオレキシン神経を活性化させるので、同じ向きに見える。しかし、寝不足の人でオレキシン神経がどう動くのかは、この記事の資料には示されていない。この仮説の穴を埋めるのは、これからの研究である。もう1つの注意は、これがマウスの実験である点で、人で同じ強さの反応が起きると読んではいけない。
ここまで、食欲側と覚醒側のつながりを見てきた。では、眠りの側のホルモンは何をしているのだろうか。
5. よるの あかりと、ねむりの ホルモン
5. 眠りの側のホルモン、メラトニンと夜の光
5. メラトニンの日内変動と夜間照明
ねむりの ほうにも、ホルモンが あります。メラトニンです。のうの 中の 小さな 場所から 出て、ひるは 少なく、よるに 多く なります。
よるに 明るい 光を あびると、メラトニンが 出にくく なる ことが あります。家の でんきぐらいの 明るさでも、そう なる ことが あると 言われて います。
眠りの側のホルモンとして知られるのが、メラトニンです。脳の松果体から出るホルモンで、血液中の濃さは昼に低く、夜に高くなります。夜に光を浴びると分泌が抑えられることがあり、家庭の照明ほどの数百〜1,000ルクス程度の光でも抑えられる場合があると、厚生労働省のe-ヘルスネットで説明されています[11]。ただし、必ず抑えられるわけではありません。
オレキシンやグレリンが「起きるか、食べるか」を決める側の話だとすれば、メラトニンは「夜が来た」という合図を伝える側の話です。この記事では、2つの話がどうつながるかまでは扱いません。メラトニンと体内時計は、別の記事(circadian-rhythm-sleep)にくわしく書いています。
眠りの側には、メラトニンがある。松果体から分泌されるホルモンで、血中濃度は昼に低く、夜に高い。さらに、夜に光を浴びると分泌が抑えられ、家庭の照明ほどの数百〜1,000ルクス程度の光でも、抑えられることがある[11]。ただし、「必ず抑えられる」とは言えない。
オレキシンが「食べるか、起きるか」の側なら、メラトニンは「夜だ」と体に伝える側にあたる。この記事では2つの関係には踏みこまない。メラトニンの日内リズムは、別の記事(circadian-rhythm-sleep)で扱っている。
6. きょう できる ことを 1つ
6. 1週間、眠った時間とおやつの気持ちを書きとめてみる
6. 自分の記録で確かめる:睡眠時間と「食べたい気持ち」の1週間
1週間、ノートに 2つだけ 書いて みましょう。朝は、きのうの 夜に なん時間 ねたか。夕方は、おやつを たべたい 気もちが、0から 5の どれくらいか、です。
ねむった 日と、あまり ねむれなかった 日で、ちがいが あるでしょうか。1人の きろくで、答えが 出るとは かぎりません。ぐうぜんの ことも あります。それでも、あなたの 体の ようすが、少し 見えて くるかも しれません。
家にある紙と鉛筆だけでできる、小さな確かめ方があります。1週間、朝に「前の晩に何時間眠ったか」、夕方に「おやつを食べたい気持ちが0〜5のどれくらいか」を書くだけです。
ここまで見てきたように、研究でさえ結果は割れていました。あなたの1週間の記録で、答えがはっきり出るとは限りません。そのかわり、眠りと食欲の関係を「ほんとうにそうなるのか」と自分で考える練習にはなります。眠った時間と食べたい気持ちが、自分の場合はどう並ぶかを考えるきっかけになります。
さらに先に進むなら、出典欄の論文は、どんな条件で調べたか(人数、年齢、何時間眠らせたか)を読むと、結果が割れた理由が見えてきます。
家にある紙と鉛筆で、自分の記録を取ることができる。朝に「前の晩の睡眠時間」を、夕方に「おやつを食べたい気持ち」を0〜5で書き、1週間続ける。研究の結果が割れていたのと同じで、1人の1週間で原因と結果を言い切ることはできない。ただし、1週間の記録で、睡眠時間と食べたい気持ちがどう並ぶかを観察する手がかりにはなる。
さらに調べるなら、出典欄の論文抄録(Europe PMC)で、対象の人数・年齢・睡眠制限の長さ・血液検査のタイミングといった条件を比べてみるとよい。同じ「寝不足」でも条件が少しずつちがうことが、結果が割れる理由に近づく入り口になる。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
論文の抄録は英語です。条件の細かい点は、原典の本文で確かめてください。
- Spiegel K, et al. "Brief communication: Sleep curtailment in healthy young men is associated with decreased leptin levels, elevated ghrelin levels, and increased hunger and appetite." Annals of Internal Medicine, 2004. 抄録 Europe PMC (PMID 15583226) (12人の実験の数値)
- University of Chicago Medicine, "Sleep loss boosts appetite, may encourage weight gain", 2004. uchicagomedicine.org (被験者の条件と実際の睡眠時間)
- Lasker Foundation, "Leptin: A hormone that regulates appetite and body weight". laskerfoundation.org (レプチンの働きと名前)
- Kojima M, et al. "Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach." Nature, 1999. 抄録 Europe PMC (PMID 10604470) (グレリンの発見と名前)
- Taheri S, et al. "Short sleep duration is associated with reduced leptin, elevated ghrelin, and increased body mass index." PLoS Medicine, 2004. 抄録 Europe PMC (PMID 15602591) (1,024人の調査)
- Schmid SM, et al. "A single night of sleep deprivation increases ghrelin levels and feelings of hunger in normal-weight healthy men." Journal of Sleep Research, 2008. リューベック大学の研究紹介 (一晩の徹夜の実験と、結果が割れる点)
- Sakurai T, et al. "Orexins and orexin receptors: a family of hypothalamic neuropeptides and G protein-coupled receptors that regulate feeding behavior." Cell, 1998. 抄録 Europe PMC (PMID 9491897) (オレキシンの発見)
- Chemelli RM, et al. "Narcolepsy in orexin knockout mice: molecular genetics of sleep regulation." Cell, 1999. 抄録 Europe PMC (ノックアウトマウスの症状)
- ScienceDaily, テキサス大学サウスウェスタン医療センターの発表の紹介, 1999. sciencedaily.com (発見の経緯の紹介)
- Yamanaka A, et al. "Hypothalamic orexin neurons regulate arousal according to energy balance in mice." Neuron, 2003. 抄録 Europe PMC (オレキシン神経と絶食)
- 厚生労働省 e-ヘルスネット「メラトニン」. kennet.mhlw.go.jp (メラトニンの昼夜の変動と光の影響)
なおした ところ
更新履歴
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