メラトニンとセロトニンは大きな関係があることが分かってきています。
世界の夜の光。衛星からの写真。右端には日本が見える。アジアの中でもひときわ明るいことがわかる。()
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~3000ルクスの照度のある光が必要なので、蛍光灯などの明るさでは不十分です。光が目の網膜に入ると信号が脳に伝わり、セロトニンが生成されます。ただし、直接太陽を見るのは危険ですので避けてください。朝起きたら、カーテンを開けて太陽の光を部
現在、日本人の40~59歳では約5人に1人が、60歳以上では約3人に1人が、何らかの睡眠障害を抱えているそうです。確かに、夜型の現代社会は、コンビニや飲食店などの「24時間営業」は当然という時代に突入しており、街には深夜まで煌々と灯りがともっています。また、就寝直前までテレビやパソコンに触れ、ベッドに入ってからもスマートフォンを見ている人は多いようです。
先述のとおり、メラトニンの分泌は、夜になってから=太陽光がなくなってから始まります。自然の流れでは太陽が沈んでいる時間帯なのに、蛍光灯やブルーライトといった人工的な光を断続的に浴びることにより、体のリズムが乱れることは、想像に難くありません。
このことが原因でおこる不眠症は、体内時計がずれる「リズム障害」とも言われています。現代では10代~20代の若い世代にも当然起こりうる不眠障害・リズム障害ですが、メラトニンの分泌量が激減している50代以降の中高年の方々には、少しでも回避したい問題であり、質の良い睡眠をとるための重要なポイントです。
まずは、眠りを司るメラトニンとは何か、その仕組みについて解説します。
しかし、実は加齢によってメラトニンの分泌量は低下していくこともわかっています。
1歳~3歳頃までが最も多く、思春期以降は減少に転じ、70歳を超えるとピーク時の10分の1以下になるという報告があります。0歳の赤ちゃんが夜泣きをする理由の一つとして、メラトニンの分泌量がまだ不安定な時期だからと言われたり、一方で、高齢者が夜眠れずに昼夜逆転するケースが起こるのは、メラトニンの昼夜の分泌量に差がなくなってくることも一因と考えられたりしています。
このように、メラトニンは加齢とそれに伴う睡眠の問題に深く関係しています。「しっかり睡眠時間が確保できない」「眠りの浅い状態が続く」など、一般に『睡眠障害』と呼ばれているものは、認知症と密接に関わっていることもわかっています。
加齢に伴うメラトニンの減少が睡眠障害を誘発し、それが認知症にも繋がっているとするなら、メラトニンの分泌量低下の予防は認知症予防にも貢献する……という考え方ができるかもしれません。
第二のメカニズムは、覚醒力(赤矢印)です。覚醒力はから発信されるシグナルの指示で、交感神経の活性化、覚醒作用のあるホルモンの分泌、深部体温(脳温)の上昇などによりもたらされます。覚醒力は日中を通じて増大し、徐々に強まる睡眠欲求に打ち勝ってヒトを目覚めさせます。普段の就床時刻の数時間前に最も覚醒力が強くなり、その後が分泌される頃(就床時刻の1~2時間前)に急速に覚醒力が低下します。このため、私たちは夕食後に団欒するなどすっきり目覚めていても、就床時刻あたりで急に眠気を感じるようになります。仮に覚醒力がなければ、徐々に強まる睡眠欲求のため日中の後半は眠気との戦いで質の高い社会生活は営めなくなるでしょう。
メラトニンは目に入ってくる光によってその分泌量が減るようになっているみたいで、
夜間勤務、交代勤務などにより概日リズムが崩れると集中力も落ち消化器症状などの体調不良が出現します。
それにより、夜間勤務の事故(例えばチェルノブイリ原発、マイスリ-島原発、鉄道事故)発症率が高まり、事業コストも高くなります。
概日時計とは体内時計の一種で、その中枢は脳の視床下部に存在し、約1日の周期で時間を刻んでいます。この概日時計は、地球の自転に伴って生じる明暗サイクルに体を同調させる役割もあります。目から入った光は明るさや色の知覚とは異なる経路(図左の点線)で脳の概日時計に伝わります。私たちの研究では夜にだけ分泌されるメラトニンと呼ばれるホルモンが、光によって抑制されるという特徴を使って、光の影響を調べています(図右)。
だから自然と浅い眠り、短時間睡眠になってしまうみたい(-_-;)
認知症には多くの種類がありますが、認知症患者全体の60%以上を占めているのが『アルツハイマー型認知症』です。アルツハイマー型認知症は、脳の〝老廃物〟〝ゴミ〟と考えられている物質「アミロイドβ」の増加が関係しています。このアミロイドβは睡眠中に排出されるので、睡眠の質が下がると増加・蓄積し、アルツハイマー型認知症の発症リスクが高まったり、すでに発症している場合は、進行が加速してしまったりということも考えられます。
しかし、メラトニンの分泌を促し、睡眠の質や量をコントロールしていくことにより、認知症の危険因子であるアミロイドβの排出や蓄積を軽減することが期待できます。
冒頭でふれたように、抗酸化作用もあるため、エイジング対策のサポートにもなり得るものです。
年を重ねても、体内でできるだけ多くのメラトニンが作られるよう、日常的に工夫してみましょう。
メラトニンは、脳内にある松果体から分泌されるホルモンです。季節のリズムや睡眠・覚醒リズム、また、視交叉上核が司る体内時計といった「概日リズム(サーカディアンリズム)」を調節する働きがあります。
つまり、歳を取ると寝られなくなるのはメラトニンが減少するからです。
1日のなかでメラトニンの分泌が高まる時間になると、その作用で手足などの末端から熱が放散されやすくなり、体の深部体温が低下します。
メラトニンの原料であるセロトニンは、必須アミノ酸であるされます。
メラトニン(Melatonin, N-acetyl-5-methoxytryptamine)はその大部分が脳内の松果体で産生されるホルモンです。メラトニンは必須アミノ酸のトリプトファンを原料(基質)として合成されます(図)。その過程で、セロトニンをN-アセチルセロトニンに変換するN-アセチルトランスフェラーゼ(NAT)の活性が体内時計と外界の光の両者の調節を受けます。具体的には、体内時計(視床下部の視交叉上核:しこうさじょうかく)が発振する概日リズムのシグナルは室傍核(しつぼうかく)、上頸神経節を経て松果体に伝達されてNAT活性を「抑制」します。体内時計の活動は昼高夜低であるため、結果的に松果体でのメラトニンの産生量、すなわち血中メラトニン濃度は逆に昼間に低く夜間に高値を示す顕著な日内変動を示します。
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これは「熱放散」と呼ばれ、人間は深部体温が下がると体が休息状態に入りやすくなり、その結果、眠気を感じるようになります。つまり、メラトニンは体内時計などに深く関わるほかにも、直接的な睡眠作用を持っているのです。
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人工衛星から撮影された夜の地球の写真をつなぎ合わせると、光によって世界地図が浮かび上がってきます。夜の光は私たちが安心して生活を送るためには欠かせません。しかし、最近の研究で、明るい夜がヒトの概日時計や睡眠に悪影響を及ぼしていることが指摘されています。私たちの研究室では、健康で人間に優しい光環境をデザインするために、光がヒトの生体に及ぼす影響を明らかにしています。
セロトニンは夜になると松果体でメラトニンの原料へと変化します。
メラトニンは、脳の松果体で作られるホルモンです。私たちの体において、夜と昼のリズムを調節しています。暗い環境になると、松果体からメラトニンが分泌され、寝つきを助けます、一方、明るい環境になると、メラトニン分泌は低下します。
メラトニンにとってセロトニンは不可欠なホルモンということが分かりますね。
NAT活性は外界の光の影響も受けます。光が瞳孔を通って網膜にあるメラノプシン発現網膜神経節細胞(intrinsically photosensitive RGC:ipRGC)を刺激すると、そのシグナルが網膜視床下部路を経て視交叉上核に到達して体内時計を活性化し、上述の経路を通じてNAT活性を抑制します。日中は照度が数万〜十数万ルクスもある太陽光のような強い光によってメラトニン分泌量は著しく低下しますが、夜間であっても明るい人工照明が目に入ることによってメラトニン分泌量は低下します。例えば家庭照明の数百〜千ルクス程度の照度の光でもメラトニン分泌が抑制されることがあります(個人差あり)。ipRGCは青色光(ブルーライト)に反応しやすく、白色LEDには青色光成分が多く含まれているため、睡眠や体内時計を乱すのではないかと指摘され、「ブルーライト問題」として有名になりました。このように、メラトニン分泌は体内時計と環境光の両方から調節を受けています。
また、メラトニンは加齢とともに分泌量が減少するといわれています。
メラトニンと同じ働きをする睡眠導入剤もあり、これを服用することで眠りをコントロールする方法もありますが、ここではまず、生活の中で自然に取り組めることを2つ紹介します。
ここからはメラトニンを分泌させるために欠かせない三つのポイントを紹介します。
1つ目は、光を浴びるとメラトニンの分泌が抑制されます。光の刺激が目に入ると、視床下部にある視交叉上核という部分に伝わります。そこから、松果体へ情報を伝えます。この松果体がメラトニンの分泌を抑制します。
どれも日々の生活に気軽に取り入れられるので、実践してみてくださいね。
睡眠と同時に性腺刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモン、メラトニンなどの生体ホルモンが分布されることが分かっていますが、ここではメラトニンという睡眠ホルモンについて、その作用やメカニズムについて解説します。
ウェルミルは、女性ホルモンや男性ホルモンをリモート検査します。
2つ目は、メラトニンが日中に抑制されていると、夜間のメラトニンの分泌量が増えます。ですから、日光浴などで日中に十分光を浴びることは大切です。
喫煙者を1週間禁煙させてメラトニン25mg服用すると、という報告があります。
夜の光の影響は誰でも同じでしょうか?大人と子どもで夜の光の影響をメラトニンで調べてみました。驚いたことに子どもは大人の2倍も光の影響を受けていることがわかりました。コンビニくらいの明るさの光で実験をしてみたら、子どもはほぼ完全にメラトニンの分泌が抑えられていました。最近では、の中で、人工照明の影響を調べるために、あえて人工照明の無い中でキャンプ生活を送る子どもたちの概日時計について調べています。
メラトニンは日中に分泌したセロトニンが原料となって分泌されます。
一方で、GPCRの構造を網羅的に比較したところ、Giシグナル伝達受容体では、細胞内側の空間がGsシグナル伝達受容体に比べて狭いという特徴がわかりました(図4)。さらにGsシグナル伝達受容体に比べて、Giシグナル伝達受容体では細胞内ループなどを介した相互作用が弱く、GiのC末端のみで相互作用していることが明らかになりました。イタリアScuola Normale Superiore di PisaのRaimondi准教授による構造情報を用いたバイオインフォマティクス解析の結果から、Gsシグナル伝達受容体間ではGタンパク質と受容体の相互作用が保存されている一方で、Giシグナル伝達受容体ではばらつきが大きく、受容体ごとにやや柔軟な相互作用を形成していることが明らかになりました。以上からGi共役とGs共役の選択性はTM6の構造変化の程度の違いだけで決まるというこれまでの考えに対し、受容体の細胞内側の空間的な特徴や、細胞内ループを介したGタンパク質との相互作用など、より多くの要素が複合的に選択性に寄与することが明らかになりました。
メラトニンは、必須アミノ酸であるトリプトファンからセロトニンをへて作られます。
例えば、活動する日中には脳の温度を高く保ち、夜間は体から熱を逃がして脳を冷やします(熱放散)。
そのため就床前の眠気が強くなる時間帯は、脳が急速に冷える時間と一致しています。寝入る前に赤ちゃんの手足がぽっかりしているのは熱放散をしているためです。また同じ頃、体内時計ホルモンであるメラトニンが分泌を始め入眠を促します。これら以外にも様々な生体機能が協調しあいながら、ハーモニーを奏でるように質の高い眠りのために作用します。
朝方になると覚醒作用を持つ副腎皮質ホルモンの分泌が始まります。また、脳の温度が自然に高くなります。このような準備状態が整って私たちは健やかな目覚めを迎えます。
体内時計と睡眠のしくみ | 体内時計を調節するホルモン、メラトニン
『メラトニン』は、私たちの体内で合成されるホルモンの一つで、一般に「体内時計」と呼ばれている〝体のリズム〟を整える働きをしています。人だけでなく、すべての脊椎動物の体内で分泌されている物質で、特に、睡眠と覚醒に影響を与えていることで知られています。
メラトニンの血中濃度は夜間になると上昇し、これが、人が「休息をとる」「睡眠をとる」というシグナルになります。ちなみに、夜行性の動物にとっては「活動を始める」というシグナルとして伝わっているそうです。
さらに、近年の研究でメラトニンには『抗酸化作用』があることもわかってきました。人の体内で起こる酸化は、「活性酸素」の悪影響によって体が錆びているような状態になり、がんや生活習慣病などの原因となってしまう状態です。抗酸化作用は、この活性酸素を抑えてがんの予防や生活習慣病の改善を促す働きで、美容に着目したエイジング対策としても期待できるものです。