わたしたちが寒さでガタガタと震えるとき、脂肪細胞は体温を上げるために脂肪を燃焼している。このため効率のいいダイエットにもなるとされる「震え」だが、この現象を深く追求するにつれ、ヒトを含む哺乳類のエネルギー代謝には「太陽の光」が重要な役割を果たしている可能性が浮上してきた。

科学学術誌『Cell Reports』でこのほど発表された研究では、ヒトを含む哺乳類の脂肪細胞によるエネルギー代謝に必須なふたつの要素が明されている。その要素とは、オプシンと呼ばれる光受容体と、特定の波長をもつ太陽の光なのだという。

この知見からは、現代病のメタボリックシンドローム（メタボ）なども、日光浴不足が要因のひとつである可能性が浮上してきている。

太陽の光を受容する「オプシン」の存在

「わたしたちの体は長い年月をかけ、太陽の下で進化してきました。光受容遺伝子であるオプシンも、そのひとつです」と、シンシナティ小児病院医療センターの発達生物学者であるリチャード・ラング博士は説明する。「しかし、わたしたちは現在、ほとんどの時間を人工照明のなかで過ごしています。そしてそれは太陽光の完全なスペクトルを提供していません」

ヒトを含む哺乳類には、「光を体に取り込む仕組み」がある。研究チームによると、これを可能にする光受容体であるオプシン（Opn3）は、目だけでなくさまざまなタイプの組織で見つかるという。例えば、皮膚や眼にある光受容体を介して取り込まれた太陽の光は、体内時計や、視覚にまつわるものの調節にかかわっていることが、これまでの研究で明かされていた。

しかし、現代人の多くは日中のほとんどを屋内で過ごし、外では日焼け止めを塗り、徹底的に日光を避ける傾向にあるのは周知の事実だ。近年の研究でも、ビタミンDの欠乏や子どもたちの視力低下は、日光浴不足による健康問題としてよく知られるようになってきた症例でもある。

皮膚の下にある光受容体の役割

そこで研究チームは、脂肪細胞で発現する光受容タンパク質遺伝子の役割を調べるために、マウスで実験を試みた。研究チームは、まずマウスを4～5℃の肌寒い環境において、震えが体温を温存する仕組みを確認した。寒さで凍えないようにすべく震えが起きるのは、ヒトもマウスも一緒なのだ。

体温を一定に保つためには、2種類の脂肪細胞（白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞）がかかわっていることがわかっている。白色脂肪細胞とは、いわゆる「贅肉」であり、脂肪をエネルギーとして蓄えている。褐色脂肪細胞はこれらの脂肪を燃焼して熱を生産し、体温が下がりすぎないように一定に保つ役割がある。寒さによる震えの実験は、これら脂肪細胞の働きを見やすくするためのものなのだ。

興味深いことに、遺伝子操作で光受容体（Opn3）を欠いたマウスは熱生産能力が低下し、寒い環境で対照群のマウスよりも体温が低かった。ところが、正常な光受容体をもつマウスでさえも、特定の波長の光への暴露がなければ、同じように熱生産能力が損なわれた。

このことから、正常なエネルギー代謝が起きるにはふたつの重要な要因、すなわち光受容タンパク質遺伝子のOpn3と、波長480ナノメートルの「青色光」が必須であることが示唆されている。また研究チームは、Opn3を欠くマウスは酸素消費量とエネルギー消費量が減少することも報告している。つまり、この光受容体がなければ、メタボに特有の症状が現れるのだ。

メタボの要因のひとつは日光浴不足の可能性

この一連の実験の結果、研究チームはマウスの脂肪細胞によるエネルギーの代謝には、日光、特に青い光が必要だと結論づけている。

太陽の光の一部は、マウスの体毛や人間の衣服を障害とせずに突き進み、皮膚を通過する。こうして細胞内に入り込んだ青色光は、光受容体であるOpn3を刺激し、白色脂肪細胞にエネルギーとなる脂肪酸を血流に放出させる。褐色脂肪細胞は酸化と呼ばれるプロセスを経てこの脂肪酸を燃焼させ、熱を発生させて体温を上昇させるのだ。

ところが、太陽光に普遍的な480ナノメートルの青色光は、ほとんどの人工照明では低レヴェルだという。「現代のわたしたちのライフスタイルには、人工照明の不自然なスペクトル、夜間の光曝露、シフト勤務、時差ぼけなどがあり、これらはすべてエネルギー代謝を阻害します」と、ラング博士は言う。

研究チームは、青色光と光受容体Opn3の脂肪細胞経路への不十分な刺激は、人工照明が標準となっている先進国において、メタボもしくはエネルギー代謝調節機構の異常が多くみられる理由のひとつであるかもしれないと結論づけている。

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