私時計を嫌いになるのは簡単です。彼らの止められない前進は私たちを目覚めさせ、遅刻したことを恥じさせます。それらは、人生そのものと同じように、楽しい瞬間はすべてはかないものであることを常に思い出させてくれます。しかし、たとえ時刻を知る装置をすべてまとめて地中深く埋めたとしても、私たちは時計から逃れることはできません。私たちは一つだからです。
私たちは、特定の時間に貪欲になり、他の時間にはそうではないこと、午後半ばの不景気は本物であること、そして体内時計が二日酔いに対応していないため、午前4時までパーティーをしてもその後8時間眠る可能性は低いことを知るために、サーカディアンリズムの複雑さを研究する必要はありません。しかし、この包括的な毎日のサイクルをより深く理解するには、私たち動物の自己を真に知る必要があります。
生物学的に言えば、私たちのほとんどは毎日 16 ～ 17 時間起きていますが、その間、私たちは常に変化を続けています。サリー大学の時間生物学教授デブラ・スキーン氏は、「私たちの体は毎分違う」と言う。彼女は私たちの化学組成、身体機能、エネルギーレベルだけでなく、私たちの動機、行動、気分、注意力についても言及しています。 「あらゆる時点で、上昇または下降するリズムがあります。ピークに達するものもあれば、中間点にあるものもあります。これはダイナミックなシステムです。」
私たちの中には、早起きするヒバリもいますし、真夜中に石油を燃やすフクロウもいます。これは、私たちの固有の時計が私たちに固有であるためです。これらのさまざまなクロノタイプは、知られているように、正常な遺伝的変異であるとスキーン氏は言います。少し速く走る人もいれば、少しゆっくり走る人もいます。放っておけば、さらに前か後ろに滑り落ちてしまうだろう。
「時間が経つと、地球上の生命との同期が完全に失われます。ですから、時計を毎日 24 時間にリセットするには、光と闇の役割が重要なのです。」と彼女は言います。明暗サイクルは「すべての動物が反応するために進化してきた最も強力で一貫した信号」です。これが、夜間に過剰な人工光の悪影響について私たちがますます意識するようになっている理由です。渡り鳥やウミガメの幼体と同じように、人工光は私たちのシステムを混乱させます。
私たちは皆、多かれ少なかれ同じ 24 時間の光のサイクルに保たれていますが、クロノタイプが異なるため、他の人より早く起きたり、遅く寝たりすることを好む人もいます。スキーン氏の研究チームは、夜型人間が規則正しい起床、就寝、朝食、昼食の時間を厳守することで体内時計を2時間早く快適に走るよう訓練したとしても、その訓練をやめると体内時計に従って「遅いタイプに戻ってしまう可能性がある」ことを発見した。
概日時計は生存を確保するために設計されています。これを行うには、何が起こるかを予測する必要があります。あなたが目覚めても反応しません。起きる1～2時間前に、密かに体が目覚める準備をしているのです。 「視床下部のマスタークロックによって直接駆動されるコルチゾールホルモンが上昇し始めているため、目が覚める頃にはほぼピークに達しています」とスキーン氏は言う。 「そして、コルチゾールが必要です。コルチゾールはブドウ糖の供給源となり、立ち上がって世界に立ち向かう勇気を与えてくれるからです。」
マンチェスター大学生物学的タイミングセンター所長のロバート・ルーカス氏は、「1日の中での行動の根本的な変化には、身体のさまざまな側面の調整が必要だ。つまり、1日の中でお腹が空いてたくさんの食事を楽しみにしている時間帯があるとしよう。これは脳のモチベーションの変化だが、その食べ物が到着することを予測するには、消化器系と肝臓の調整された変化も必要である」と述べている。
それは時間を追跡し、必要なときにすべてが起こるようにする体内時計です。ルーカス氏は、「ルーチンを細かく切り変え続けると、この調整が崩れてしまい、身体の予測能力がうまく機能しなくなる可能性があります。時計が変わっても、多少なりとも経験することはありますが、時差ボケがあると間違いなく起こります。」と述べています。サリー大学のスキーン氏のチームは、真夜中に食事をすると、食べ物は正午に食事をした場合と同じように代謝されず、その結果、血中を循環するトリグリセリド（脂肪）のレベルが高くなるということを発見しました。
覚醒システム全体も働いており、起きている時間が長くなるほど、それを維持するための戦いは難しくなります。 「夜はよく眠れたとしても、砂時計のように、起きている時間をカウントするものがあるのです。睡眠圧は一日中蓄積します。」とスキーン氏は言います。しかし、これほど長い一日なので、最後のパートを安全に乗り切るためには、さらなるブーストが必要です。そのため、午後遅くまたは夕方に、私たちはエネルギーと認知機能の二次的なピークを経験します。 「これが私たちの覚醒の概日リズムです」とスキーン氏は言い、これが就寝時間まで起きていられるようサポートします。
もし光が私たちの主時計を調整しているとしたら、日照時間の季節変動が私たちの行動を変えることになるでしょうか？ 「夜明けと夕暮れが変化するとき、私たちはシステムに多少の柔軟性を持たせています。羊や鹿のような動物は、季節に応じて生殖能力、肌の色、体重を変化させます。私たちがまだ答えようとしている大きな疑問は、人間にはどのくらいの季節があるのかということです。」とスキーン氏は言います。勉強するのは難しい、なぜなら「私たちは環境が大きく変わり、照明や暖房がついているので、私たちの体は外が暗い冬であることを知りません。だから私たちは季節を受け入れる能力があると思っていますが、私たちが今どのように世界を変えたかを見つけるのは難しいのです。」と彼女は言います。
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生物学者の身体に対する全体的な理解が深まるほど、体内時計の真の複雑さについてのより有益な手がかりが浮かび上がってきます。たとえば、腸内微生物叢には独自の概日リズムがあります。その日常生活は、私たちが食べた後の栄養素の消化と抽出を助けたり、セロトニンなどの神経伝達物質を生成したりするなどのタスクを実行する際に、私たちの日常生活と相互作用します。ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）の研究者らによると、細胞内のエネルギー源であるミトコンドリアにも独自の概日リズムがあるという。
彼らの2019年の論文では、 ミトコンドリアの一日、UCLの神経科学教授グレン・ジェフリー氏は、彼らは「朝早くから非常に熱心に活動している」ことを示したという。 「彼らは、私たちがまだ眠っているときに夜明けが来ることを知っています。」そのとき、彼らはエネルギーを生成し始めます。「だから、彼らはあなたに準備をさせているのです。これはおそらく私たちの進化の状態に戻ります。朝早く目が覚めたとき、あなたは本当に無防備になっています。夜中に何かがあなたを監視している可能性があります。あなたは起きたいと思っており、非常に機能的でありたいと思っています。」
ミトコンドリアは、私たちがまだ突き止めていない他の多くの重要な身体機能を実行しているとジェフリー氏は疑っているが、ミトコンドリアが老化と死に大きな影響力を持っていることはわかっており、非常に基本的なものである。彼らが生成するエネルギーは、細胞内に存在する化学物質である ATP (アデノシン三リン酸) の形で供給されます。 ATP は常に生成され、燃焼されます。 「毎日これで体重を増やします」とジェフリーは言います。 「これは膨大なプロセスです。ATP なしではこの世で何もできません。」 ATPは朝にピークに達し始めるため、代謝も高まります。 「代謝が非常に速い状態になっています」とジェフリーは言います。 「ベッドから這い上がるときは、そのような気分ではないかもしれませんが、実際にはそうなのです。」
正午頃、ミトコンドリアの速度が低下し始め、エネルギー生成が減少し、夕方までにミトコンドリアの活動は大幅に低下します。ジェフリー氏は、夕方の運動後に筋肉痛がひどくなるのはこのためだと言う。夜、ミトコンドリアによって生成される ATP が低下すると、体は第 2 の方法で ATP エネルギーを生成できます。しかし、ジェフリーによれば、「解糖と呼ばれるこの悪い経路が使われています。解糖は非常に非効率的で、日の遅くにランニングに行くと、本当に一生懸命走り、すべての筋肉が痛くなります。それは解糖のせいです。解糖は古いフォード・コルティナのようなものです。動きはしますが、大量のゴミを生み出します。」彼が言うクソとは炎症促進物質のことだ。
私たちの概日リズムと同様に、ミトコンドリアの体内時計は太陽光によって導かれます。 「彼らはいつも光を見ています。そして、彼らがとても興奮するのは、彼らが互いに会話することです。ですから、私が足の指のミトコンドリアをいじり始めると、翌朝には体の残りの部分のミトコンドリアが何が起こっているのかを正確に知ることになります。」とジェフリーは言います。
ジェフリーはキャリアの初期を北極で過ごし、特に動物が光と闇にどのように対処するかを観察しました。彼は、一日中暗いとき、同僚たちが照明をつけるだけでなく、「火を起こすのがとても好きだ。火は太陽と同じ波長の光を生み出す」ことに気づきました。
「ミトコンドリアはバッテリーです」と彼は続けます。 「それらの両端に電極を当てて電荷を見ることができます。電荷が十分に低下すると、細胞死の信号が送られます。そして、細胞死を知らせるミトコンドリアが十分にあれば、生物は死にます。」太陽光はバッテリーの充電に役立ちます。
今年の初めに、彼のチームは、「あなたを通常の太陽光の下に屋外に連れ出し、分光計と放射計を背中に置き、太陽に向けると、ミトコンドリア機能を改善するあなたの体を通過する長波長の光を測定できる」ことを実証する論文を発表した。曇りの日でも日差しが無いように感じることがあります。そうではないとジェフリーは言います。実際、彼はこう言います。「ミトコンドリアに必要な長い波長の光は雲によって散乱されるので、曇りの日であることは問題ではありません。それほど重要ではありません。」
マンチェスターのルーカス氏のチームは、昼間の光の重要性と、それを最大限に活用するために屋外に出ることが、夜間の人工光によって引き起こされる毎日の身体リズムへの混乱を防ぐのに役立つかどうかを研究している。
写真: モデルによるポーズ。 Westend61/ゲッティイメージズ
「これらの体内時計にとって、夕方と夜間に光にさらされることは有害であるという理解があります」と彼は言う。 「しかし、もう一つ起こったことは、電灯のおかげで、私たちは一日のほとんどを屋内で過ごすことができるということです。つまり、私たちはまた、 ない 私たちが進化の歴史を通じてさらされてきたはずの、自然で非常に明るい昼間の光にさらされています。ほとんどの人にとって、日中の光への露出を変えることは、夕方と夜間の光への露出を変えることよりも扱いやすいことですよね？」言い換えれば、夕方にテレビを見ることやソーシャルメディアの使用をやめるよう人々を説得することは、日中に外を散歩するように説得することよりも難しいということです。
ルーカスによれば、それはすべてルーチンの問題であり、これは非常に個人的なものであるため、1 日を通しての正確な生物学的座標について一般化するのは困難です。 「『人は夜が一番よく眠る』と言うとすぐに、『実は私は4時まで起きているのが大好きなんです』と言う人がいるでしょう。これらのことには大きな個人差があります。」彼は、年齢を重ねるにつれて自分のルーチンが変化していることに気づきました。 「今では朝の6時に確実に起きています。18歳のときはそうではありませんでした。ですから、間違いなく柔軟性があり順応性があります。」
しかし、普遍的な真実は、「誰もが体のほぼすべての側面でこのようなリズミカルな変化を経験するということです」とルーカスは言います。そしておそらく、自分自身とより調和し続けるためには、その瞬間に感じていることを超えて起こっている複雑な身体全体の変化を覚えておくことが有益です。
「あなたの人生の経験は眠気を感じているかもしれません」とルーカスは言います、「しかし、その下には体が準備しなければならないことがたくさん隠されています。お腹が空いているとき、元気いっぱいのとき、そしてそれらすべてのことについても同じことが当てはまります。」