体内時計が乱れてくると、2型糖尿病、肥満、心血管疾患、がんなどのリスクが高まる。

体内時計の性質を解明し、それをコントロールする治療法の開発に期待が高まっている。

5月に東京で開催された第61回日本糖尿病学会年次学術集会で、「時間生物学」の最新の研究が紹介された。

体内時計が狂うと糖尿病や肥満に

体内時計と食事や運動との関係を調べる「時間生物学」が注目されている。2017年のノーベル医学・生理学賞は「体内時計」に関する研究に授与された。

体には体内時計が備わっており、ヒトを含む生き物はそれをコントロールしながら生活をしている。

夜になると眠くなり、朝になると覚醒に向かうのは、体外の時間情報を必要としない自律性のリズムである体内時計が備わっているからだ。

体内時計のずれが臓器間の不調の原因に

この体内時計は環境に同調するために、主に光と食事によって、調整されることが分かっている。食事は栄養をとるためのものだが、体内時計を環境に同調させる刺激としての役割も担っている。東京大学の深田吉孝教授らは、刺激を与えると細胞の中にある体内時計を変化させる新たな遺伝子をみつけた。マウスやヒトなどの細胞を使った実験で、特定のタンパク質をつくりだすことで、細胞内で変化する周期が遅くなることを解明した。

マウスの研究で明らかになったことだが、本来と異なるタイミングで食事をとると、肝臓など代謝にかかわる臓器は素早く応答し、これらの臓器では体内時計がずれてしまう。

すると、体内時計のタイミングが臓器間でずれを起こすことになり、臓器間に「時差ぼけ」に似た状態が生じる。臓器はお互いに連絡をとりあって活動しているので、このずれは体にとっての負担となる。

こうした体のリズムに合わない食事の摂取が、2型糖尿病をはじめとした疾患や、健康障害を引き起こす原因になっていると考えられている。

体内時計のリズムを安定化させるタンパク質を発見

体内時計を正しく調整するためには、規則正しい食事や運動の習慣が重要になってくる。早稲田大学の柴田重信教授らは、体内時計を食事で同調させる新しいメカニズムを発見した。食事に含まれるタンパク質やアミノ酸が体内時計に影響しており、インスリンに代わる働きをしているという。

体内時計はインスリン分泌にも影響し、糖尿病にも関わると考えられている。

食事を適切なタイミングで摂取することで、体内時計を同調させ、生活リズムを維持できると考えられている。食事による体内時計の同調には「炭水化物―インスリン」のシグナルが重要だ。

末梢時計は炭水化物に含まれるインスリンのシグナルを利用して同調するが、タンパク質が豊富な食事では「IGF-1」(インスリン様成長因子-1)や「グルカゴン」が、インスリンに代わって同調シグナルを引き起こすことが分かった。

「インスリン様成長因子」(IGF)は、肝臓や骨格筋などで産生される、インスリンに類似した作用をするペプチドホルモン。「グルカゴン」は、グリコーゲンとして蓄えられたグルコースを血液中に放出するよう働きかけ、血糖値を上昇させる働きをするホルモンだ。

さらに研究グループは、タンパク質がもつ20種類のアミノ酸の中で、「システイン」がIGF-1の上昇を伴ってより強力な同調作用を引き起こすことも突き止めた。

運動はどの時間帯に行うと良いのか

糖尿病の食事ガイドラインでは、総エネルギーの15〜20%をタンパク質から摂ることが推奨されている。タンパク質を十分に摂ることが体内時計を正常に調整するのに役立つ可能性がある。糖尿病治療では運動療法も欠かせない。「時間運動学」という視点で、運動をどの時間帯に行うと良いのかを解明する研究も行われている。

ウォーキングなどの有酸素運動をはじめると、しばらくは糖質が主なエネルギー源になる。それが尽きてくる20分くらいから体脂肪が使われだす。

朝食前の血糖値の低い状態であると、血中の糖がすぐに底をつき、体脂肪が使われるようになる。空腹のときに有酸素運動をすれば、体脂肪を早く使い始めることができることは研究でも確かめられている。

極端な空腹時の運動は避けた方が良い

血糖値が下がってくると、肝臓のグリコーゲンが使われる。グルカゴンというホルモンが肝臓のグリコーゲンをブドウ糖に分解して、血液中に送り出し、血糖値を一定に保とうとする。ウォーキングを行うときに注意したいのは、食事直後（30分以内）や極端な空腹時は、避けた方が良いということ。とくに糖尿病の人は、血糖降下薬を使っていると低血糖を起こすおそれもあるので注意が必要だ。

肝臓のグリコーゲンを分解するときに、筋肉のタンパク質も同時にアミノ酸に分解する。糖質がエネルギー源にならない場合、筋肉量が減ってしまうおそれがある。

また、体脂肪が分解されるときにできる「遊離脂肪酸」が大量に血液中に増えると、心臓の状態が良くない人では大きな負担をかけてしまう。

運動はどの時間帯に行っても効果がある

さらに空腹時に運動をしてしまうと、運動の後すぐに食事をしたくなり、食べ過ぎてしまいがちだ。福岡大学の研究では、運動は朝・昼・夕のどの時間に行っても効果があることが分かった。研究では、1日を通して、1分運動＋30秒休憩×3セットを30分おきに行う「細切れの運動」が、食後の血糖値の上昇をもっとも抑えられることが判明した。

研究では、運動タイミングの違いが毎食後の血糖上昇抑制に与える影響について、24時間血糖値が測定可能なCGMを用いて検証した。その結果、20分おきの2分間の歩行運動が、食後の血糖上昇をもっとも抑制することが明らかになった。

短時間の運動であっても、頻回にわたり繰り返し運動することで糖取り込みが進み、血糖値の上昇を抑えられるという。

体内時計の乱れを調整する方法

● 食事が体内時計を調整している

「運動するのに最適な時間は人によって異なる可能性はあります。血糖値の日内変動を細かく調べれば、1日のどの時間に運動をすれば良いかも分かるようになるでしょう」と、研究者は述べている。

生活リズムの乱れが、体内時計の調整を難しくする。食事の時間が規則正しくないと、体内時計のコントロールが乱れ、肝臓など代謝にかかわる臓器に負担をかけ、さらにリズムが乱れるという悪循環をまねく。

就寝3時間前までに夕食を済ませるなど、できるだけ規則正しく食事することを心がけよう。

● 1日3食をきちんと摂る

朝食、昼食、夕食のバランスは体内時計に大きく影響する。規則的に3食を摂ることが体内時計の調節に役立つ。

● 朝食が体内時計をリセットする

体内時計のリズムを整えるには、朝食が大切だ。食事をすることで、インスリンが分泌され、時計遺伝子が発現して時計がリセットされる。光の刺激と同様に、朝食を食べることで、眠りから活動に向かうリズムが整えられる。

● 朝はしっかり食べると効果的

忙しい毎日の生活リズムでは、食事は朝は小食で、昼と夜にしっかりと摂るという人が多い。しかし、体内時計を考えると、朝にしっかりとした食事を摂る方が、2型糖尿病や肥満を改善するのに効果的であることが研究で示されている。

● 規則正しい生活で体内時計を調整

夜更かしや夜間のスマートフォンの使用などによる体内時計の乱れが、睡眠障害や肥満などを引き起こし、糖尿病を悪化させる原因となる。体内時計の異常は、気分や感情にも強く影響する。

● 睡眠は糖尿病に大きく関わる

正常であれば、食事によりとりこまれたブドウ糖などを、インスリンが全身の臓器で利用できるように働くので、血糖値は一定の範囲に保たれている。

睡眠の質の低下や時間の短縮は、インスリンの働きを低下させたり、食欲を増進させるホルモンの分泌を増やしたり、食欲を抑制するレプチンの分泌を抑えたりして、過食や肥満を助長して、糖尿病をますます悪化させる。

● 睡眠障害や不眠の治療も大切

睡眠障害や不眠と糖尿病の悪循環は明らかになっている。糖尿病の人は適切な睡眠習慣を心がけることが大切だ。

不眠を改善する睡眠薬は安全で効果的なものが使えるようになっている。「最近、よく眠れていない」と感じていれば、早めに主治医の先生に相談することが必要だ。

［ Terahata ］