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ヒトを含む脊椎動物は、突然の恐怖や差し迫る危険に直面すると、身体に「急性ストレス反応」が起きる。瞳孔は拡大し、周囲の音は聞こえなくなる。鼓動は一気に速まり、血圧が上がって呼吸が激しくなるだろう。すべては筋肉にエネルギーを送って危機的状況に対応できるようにするためだ。

恐怖や危険の生理学的反応として、生存のために戦うか逃げるかの準備を整える「闘争・逃走反応」は、これまでアドレナリンの作用によって引き起こされると考えられてきた。ところが、このほど『Cell Metabolism』で発表された新たな研究によると、闘争・逃走反応を促すのは骨から放出される「オステオカルシン」と呼ばれるたんぱく質なのだという。

なぜ骨なのか？ それは脊椎動物の骨が、何に特化して進化してきたのかを考える必要がある。

「骨」から放出されるオステオカルシンの秘密

「骨はただの石灰化した管の集合体にすぎないという考えは、われわれの生物医学的文化に深く根付いています」と、コロンビア大学教授で遺伝発達学を専門とするジェラルド・カーセンティは説明する。彼は10年ほど前の研究で、骨格から放出されるオステオカルシンが血流に乗って膵臓、脳、筋肉などの生物学的機能に影響することを明らかにしている。

オステオカルシンは非コラーゲン性たんぱく質の25パーセントを占めるもので、一見すると骨とは無関係だと思われる身体の部位に、さまざまな作用を引き起こす。例えば、細胞のグルコース摂取能力を高めて代謝を調節したり、持久力を高めてより速く走れるようにしたりする。また、生殖能力を高めたり、記憶力を改善したりする作用もあるという。

そこで研究チームは興味深い仮説を立てた。これらの生理学的変化のほとんどは、野生で捕食動物に狙われている状況下など、予測不可能で危険な環境での生存を助けるものである。ならば脊椎動物の「骨」は、突然の危険から身を守るために進化したのではないだろうか──。

「骨は生物を危険から守るために進化したものだと考えるなら、オステオカルシンのホルモン的機能は意味をもち始めます」と、カーセンティは言う。「頭蓋骨は脳を外傷から守り、骨格は脊椎動物が捕食者から逃れることを可能にします。耳のなかの骨でさえ危険が近づいていることを警告してくれます」

マウスでの実験の結果わかったこと

研究チームは、マウスを使ってこれを実験した。マウスが本能的に恐れる捕食動物（キツネ）の尿や、電気ショックなどのストレスを与えて、生理学的変化および血液を分析したのだ。

すると数分以内に、血中オステオカルシン濃度が急上昇することが明らかになった。対照的に、マウスの天敵ではない動物（ウサギ）の尿では、オステオカルシン濃度に変化はみられなかった。

実験ではオステオカルシン濃度が上昇すると、マウスの心拍数、体温、および血糖値が上昇し、急性ストレス反応である「闘争・逃走反応」が起こった。興味深いことに、アドレナリンを生成する副腎を切除したマウスや副腎不全患者でも、急性ストレス反応は“正常に”機能した。これとは対照的に、オステオカルシンやその受容体がつくられないように遺伝子操作されたマウスは、これらのストレスにおいて無関心だったという。

研究チームは最終的に、恐怖に晒されていないマウスに大量のオステオカルシンを注射することで、急性ストレス反応を促すことに成功している。つまり、骨から放出されるオステオカルシンこそが、危険を知覚したときに起こる「闘争・逃走反応」に関与しているという証拠というわけだ。

ちなみに人間の場合はめったに捕食動物に遭遇したりはしないが、人前での講演や、反対尋問のストレスに晒されると、オステオカルシン濃度が急増することがわかっている。

近年の研究では、動物の細胞内で単一の遺伝子を不活性化させるだけで、多臓器間の関係性が特定され始めている。「骨」はその一例にすぎず、筋肉や心臓もほかの臓器に影響を及ぼすのだという。

この研究では、脊椎動物の骨はストレスを生み出す器官であり、オステオカルシンはストレスホルモンであることが提示された。「ほかにも多くの新たな臓器間シグナルが発見されることは間違いないでしょう」と、研究チームは締めくくっている。