健康

研究により、概日リズムを超えた光による代謝への影響が明らかに

ジャーナルに掲載された最近の展望記事では 自然の代謝中国の研究者らは、概日時計に依存せずに、光遮断や光曝露が熱産生やグルコース恒常性などの代謝活動に与える非周期的な影響に関する最近の研究の証拠について議論した。 視点： 哺乳類の代謝における概日リズムに依存しない光調節画像クレジット: vetre / Shutterstock 光受容 日光はほとんどの生態系を動かすエネルギー源であり、一次生産者または独立栄養生物は光からエネルギーを収穫して、ほとんどの従属栄養生物のエネルギー源となるバイオマスを生産します。さらに、動物は光からエネルギーを直接収穫することはありませんが、クロモフォアと末梢組織にオプシンを発現する光受容体は、さまざまな生物学的機能の環境的合図として機能する光を感知するのに役立ちます。 哺乳類のシステムは、光を認識するために、桿体オプシンと錐体オプシンを含む目に大きく依存しています。しかし、機能的な桿体オプシンと錐体オプシンを持たない動物の光検出の観察により、本質的に光感受性の網膜神経節細胞 (ipRGC) が検出されました。ipRGC は、進化的に保存された原始的な光センサーである非視覚メラノプシンを介して、気分調節や瞳孔反射などのプロセスを調節します。 ipRGC は視床下部の視交叉上核を通じて概日リズムの設定に関与していますが、最近の研究では、ipRGC は中心扁桃体や視索上核などの脳の他の部分に光信号を伝達することにも関与していることが示されています。視床下部の視交叉上核とは独立したこれらの経路は、脳の発達からグルコース恒常性まで、さまざまな非概日リズム機能を媒介することが知られています。 夜の光 概日リズムは 24 時間の昼と夜のサイクルに依存しており、夜間に人工光にさらされると、代謝、体温調節、睡眠、運動など、いくつかのリズミカルな生理学的特性が乱れます。夕方または夜勤で働く人々からの証拠は、光が内因性のリズミカルな活動を決定する主な環境要因であることを示しています。 視床下部の視交叉上核による光同調の媒介は完全には解明されていないが、既存の研究によると、視床下部が概日リズム情報を末梢組織に伝える 2 つの経路は、メラトニンなどのホルモンの分泌と自律神経系を介したものであることが示唆されている。 しかし、光同調は光へのリズミカルな露出と昼のサイクルに依存しますが、夜間の人工光への露出を伴う実験は、概日時計によって制御されるもの以外の光露出の影響を理解するためにも使用できます。 ipRGCによる非概日リズム制御 マウスモデルを使用した研究では、メラトニンが存在しない場合でも、夜間に人工光にさらされると、コルチコステロンの分泌、耐糖能、糖新生、体温調節、食物摂取、運動などの代謝プロセスに多面的な変化が生じることが示されています。これらのプロセスの一部は、神経内分泌中枢である視床下部の室傍核への視床下部投射を介して媒介されると考えられています。 げっ歯類におけるウイルス追跡研究では、ipRGC が視床下部の視交叉上核や視床下部視索前野など、脳の他の領域に神経支配し、視床下部の視交叉上核とは独立した神経内分泌プロセスを通じて、それぞれ脳の発達や非急速眼球運動睡眠を媒介していることも示されています。 急性の青色光曝露により、視索上核は全身の代謝とエネルギー消費に不可欠なプロセスである褐色脂肪組織の交感神経調節の抑制にも関与しています。その結果、ブドウ糖誘発性熱産生が抑制され、耐糖能が損なわれ、夜間の光曝露と糖尿病との負の関連性が説明される可能性があります。 ipRGC非依存の光知覚経路 オプシンは、視床下部の視索前野で発現する非視覚ニューロプシンなど、眼球以外の領域にも存在します。マウスモデルを使用した研究では、ニューロプシンが短波長光に敏感で、褐色脂肪組織に関わる熱発生を調節することがわかりました。これらの発見は、肥満やその他の代謝障害の治療に光線療法が使用できる可能性も示唆しています。 マウスやヒトの末梢器官や組織には、他にもさまざまなオプシンが発現しており、末梢組織を通じても光知覚が起こる可能性を示唆しています。皮膚は代表的な例で、紫外線に反応してメラニン生成が起こります。 マウスの研究では、光受容能力のある脂肪組織も発見されており、パノプシンまたはエンセファロプシンが褐色脂肪組織での適応性熱産生と白色脂肪組織での脂肪分解を媒介しています。 結論 全体として、この論文では、光への曝露または光遮断が非概日リズム経路を通じて哺乳類のさまざまな代謝プロセスに与える影響について詳細に論じています。これらの経路には、視床下部の視交叉上核に関係するメラノプシンベースの経路や、末梢組織で発現する非視覚オプシンが直接刺激されて熱産生、食物摂取、グルコース代謝、メラニン形成などの代謝プロセスが調節される経路が含まれます。 1717557483 #研究により概日リズムを超えた光による代謝への影響が明らかに 2024-06-05…