なぜ睡眠時間が短くても元気になれる人がいるのか?

毎晩7〜9時間の睡眠をとることが重要であるということは誰もが聞いたことがあるでしょう。この推奨事項は頻繁に繰り返され、もはや福音となっています。摂取量が少ないと、記憶障害、代謝の問題、うつ病、認知症、心臓病、免疫力の低下など、短期的および長期的に健康状態が悪くなる可能性が高くなります。

しかし近年、科学者たちは、一貫してほとんど目を閉じず、摩耗しても問題がない珍しい品種を発見しました。

生まれつきショートスリーパーと呼ばれる人々は、一晩に 4 ～ 6 時間の睡眠しか必要としないように遺伝的に組み込まれています。これらの異常値は、量ではなく質が重要であることを示唆しています。科学者たちがこれらの人々の行動がどのように異なるのかを解明できれば、睡眠の性質そのものについての洞察が得られるかもしれないと期待している。

「要するに、私たちは睡眠とは何なのか、ましてや睡眠が何のためにあるのかを理解していないのです。平均的な人は人生の 3 分の 1 を眠っていることを考えると、これはかなり信じられないことです」とカリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経内科医、ルイス プターチェク氏は言います。

科学者たちはかつて、睡眠とは次の日の仕事に備えてコンピューターの電源を切るような休息期間にすぎないと考えていました。トーマス・エジソンは、睡眠は時間の無駄であり、「洞窟時代の遺産」であると呼び、一晩に 4 時間以上眠ることはないと主張しました。彼の白熱電球の発明は、他の人々の睡眠時間の短縮を促進しました。現在、歴史的に多くの米国成人の睡眠時間が 5 時間未満となっています。

しかし、現代の睡眠研究は、睡眠が活動的で複雑なプロセスであることを示しており、必ずしも短縮したくないものです。科学者たちは、睡眠中に私たちの体と脳がエネルギー貯蔵を補充し、老廃物や毒素を排出し、シナプスを刈り込み、記憶を固定しているのではないかと考えています。その結果、慢性的な睡眠不足は健康に重大な影響を与える可能性があります。

睡眠と睡眠不足について私たちが知っていることのほとんどは、アレクサンダー・ボルベリーというハンガリー系スイス人の研究者が1970年代に提案したモデルに由来しています。彼の睡眠の 2 つのプロセス モデルは、サーカディアン リズムと睡眠恒常性という別々のシステムがどのように相互作用して、いつ、どのくらいの睡眠時間を制御するかを説明しています。概日時計は、光や暗闇などの外部の合図に基づいて、睡眠と覚醒の 24 時間サイクルを決定します。一方、睡眠恒常性は、起きている間に増加する内圧によって駆動され、睡眠中に減少し、空腹のように満ち引きします。

これらのパターンにはバリエーションがあります。 「朝型人間と夜型人間がいることは以前から知られていましたが、ほとんどの人はその中間にいます。ショートスリーパーとロングスリーパーが存在することは以前から知られていましたが、ほとんどの人はその中間にいます」とプターチェク氏は言います。。 「彼らは活動していましたが、認識されなかった理由は、これらの人々が一般的に医者に行かないからです。」

プターチェク氏と、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の人間遺伝学者で神経科学者の同僚、イン・フイ・フー氏が、早寝早起きが呪いだと感じている女性を紹介されたとき、状況は変わった。女性は「寒くて暗くて寂しい」早朝に自然に目が覚めました。彼女の孫娘たちも彼女と同じ睡眠習慣を受け継いでいます。研究者らは、この珍しいタイプの朝ヒバリの遺伝子変異を正確に特定し、その結果を発表した後、何千人もの超早起き者が現れました。

しかし、フーさんは、このパターンに当てはまらないある家族に興味をそそられたことを思い出します。これらの家族は早起きはしましたが、早寝はせず、わずか約 6 時間の睡眠ですっきりしたと感じていました。彼らは、他の遺伝的特徴と同様に家族内で遺伝する症状である家族性の自然な睡眠時間が短いと特定された最初の人々でした。フー氏とプターチェク氏は、睡眠不足の原因を DEC2 と呼ばれる遺伝子の変異によるものだと突き止めました。

研究者らはさらに、DEC2変異を遺伝子操作してマウスに導入し、この動物が同腹子よりも必要な睡眠時間が短いことを示した。そして、この遺伝子の働きの一つが、覚醒を促進するオレキシンと呼ばれる脳内ホルモンのレベルの制御を助けることであることを発見した。興味深いことに、オレキシン欠乏症は、日中の過度の眠気のエピソードを特徴とする睡眠障害であるナルコレプシーの主な原因です。しかし、睡眠時間が短い人では、オレキシンの生成が増加するようです。

時間が経つにつれ、研究チームは自然な短い睡眠に関連する 7 つの遺伝子を特定しました。 3世代にわたるショートスリーパーがいるある家族で、研究者らはADRB1と呼ばれる遺伝子に突然変異を発見した。この遺伝子は、睡眠の調節に関与する脳幹の領域である橋背部で非常に活性が高い。研究者らがマウスの脳の領域を刺激して眠りから目覚めさせる技術を使用したところ、ADRB1変異を持つマウスはより簡単に目覚め、より長く起きていることが判明した。

研究者らは、ショートスリーパーの父子ペアにおいて、睡眠覚醒サイクルの調節に関与する別の遺伝子NPSR1の変異を特定した。同じ突然変異を持つマウスを作成したところ、行動試験では、マウスの睡眠時間が短くなり、夜間の短い睡眠に典型的に見られる記憶障害が見られないことが判明した。

研究チームはまた、睡眠サイクルが短い2つの血縁関係のない家系で、GRM1と呼ばれる遺伝子に2つの異なる変異を発見した。繰り返しますが、これらの変異を組み込んだマウスは睡眠時間が短くなり、明らかな健康への影響はありませんでした。

マウスと同様に、生まれつき睡眠時間が短い人は、睡眠不足による悪影響を受けないようです。どちらかといえば、彼らは非常にうまくやっています。研究によると、そのような人々は野心的で精力的で楽観的で、ストレスに対する顕著な回復力と痛みの閾値が高いことがわかっています。彼らはさらに長生きするかもしれません。

ショートスリーパーに関する研究結果に基づいて、一部の研究者は、睡眠の古い 2 プロセス モデルを更新する時期が来たのではないかと考えています。これは、プターチェクが第 3 の影響というアイデアを開発した方法です。更新されたモデルは次のように展開される可能性があります。朝、概日時計は 1 日を始める時間であることを示し、睡眠恒常性はベッドから出るのに十分な睡眠をとったことを示します。次に、3 番目の要素である行動衝動が、外に出て仕事をしたり、仲間を見つけたり、食料を集めたりすることを強制します。夜になると、このプロセスは逆に進み、睡眠に向けて体を落ち着かせます。

おそらく、ショートスリーパーは、他の人をベッドに留めておく生来のプロセスを克服できるほど、意欲的に取り組んでいるのでしょう。。 しかし、どういうわけか、ショートスリーパーの脳は非常に効率的に眠るように作られているため、少ない時間でより多くのことができるのかもしれません。

効率的な睡眠

「7～8時間に何か魔法があるわけではありません」とノースウェスタン大学概日睡眠医学センター所長のフィリス・ジー氏は言う。ジー氏は、ショートスリーパーの脳をより効率的にする方法を無数に想像できます。彼らは、最も回復力のある睡眠段階である徐波睡眠を多くとっているでしょうか?彼らは脳と脊髄を満たす液体である脳脊髄液をより多く生成し、より多くの老廃物を除去できるようになるのでしょうか?代謝率が異なるため、入眠のサイクルが早くなっているのでしょうか?

「重要なのは効率、睡眠効率です。私はそう感じています」とフーは言います。 「睡眠に関して身体が必要とすることは何でも、短時間で完了させることができます。」

Fu 氏と Ptáček 氏による最近の研究では、生来の睡眠時間が短い人は、アルツハイマー病などの神経変性疾患の一因となる有毒な脳凝集物をより効果的に除去できる可能性があることが示唆されています。研究者らは、睡眠時間が短い遺伝子を持つマウスと、アルツハイマー病になりやすい遺伝子を持つマウスを交配させた。アルツハイマー病マウスでは、人間の場合、認知症の特徴である異常なタンパク質（アミロイド斑やタウもつれ）が蓄積しました。しかし、ハイブリッドマウスの脳では、あたかも睡眠突然変異が動物を守っているかのように、このようなもつれやプラークの発生はほとんどありませんでした。

Fu 氏は、心臓病、糖尿病、または睡眠不足に関連するその他の病気のモデルで同様の研究を実施すれば、同様の結果が得られるだろうと信じています。

睡眠のさらに深い秘密

これまでに特定されたショートスリーパー遺伝子がどのようにして睡眠不足による悪影響から人々を守るのか、またこれらの遺伝子の変異がどのようにして睡眠の効率を高めるのかはまだ明らかになっていない。答えを見つけるために、フーとプターチェク はショートスリーパーを共同研究室に連れてきて、睡眠中の脳波を測定し始めました。彼らの睡眠研究は新型コロナウイルス感染症のパンデミックによって頓挫したが、軌道に乗せたいと熱望している。

研究者らは、他の睡眠異常値を理解することにも興味を持っています。睡眠時間は、ほとんどの行動と同様、釣り鐘曲線に従います。ショートスリーパーはカーブの一方の端に座り、ロングスリーパーは反対側に座ります。 フー博士は、長時間睡眠に関連する遺伝子変異を 1 つ発見しましたが、長時間睡眠者はスケジュールが社会の規範や要求と一致していないため、研究が困難です。睡眠時間が長い人は、学校や仕事に行くために早起きせざるを得なくなることが多く、その結果睡眠不足が生じ、うつ病やその他の病気を引き起こす可能性があります。

しかし、睡眠には強い力がありますが、 遺伝的要素だけでなく、環境によっても形成される可能性があります。より良い睡眠が可能であることを知り、その基礎を理解することで、睡眠を最適化するための介入への道が示され、より多くの人がより長く健康的な生活を送ることができるようになります。

たとえば、ジー氏の研究室は、記憶処理を強化する深い睡眠の遅い波を促進するために音響刺激を利用することを工夫しており、これがショートスリーパーの成功の秘訣の1つである可能性がある。ある研究では、研究参加者が眠っている間、ピンクノイズ（ホワイトノイズよりも柔らかく自然な、雨や海に似た音）を再生しました。翌日、参加者は単語のペアを学習して思い出すテストでさらに多くのことを覚えました。 「記憶力を高めることはできますが、睡眠時間を長くしたり、必ずしも短くしたりするわけではありません」とジー氏は言う。 「まだまだ学ぶべきことはたくさんあると思います。」

研究者らは今のところ、睡眠時間は人によって異なることを認識し、必要な睡眠時間を確保することに重点を置くことを推奨している。プターチェクは今でも、誰もが毎晩8時間眠らなければならないと誰かが説教するのを聞くと逆立ってしまう。 「それは、国民全員の身長が5フィート10でなければならないと言っているようなものです」と彼は言う。 「遺伝学はそのようには機能しません。」

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