1. 体内時計の分子メカニズム
🧬 概日リズムの分子基盤
私たちの体内時計は、脳の視交叉上核（SCN）を中心とした精巧な分子機構によって制御されています。[1]この24時間のリズムは、Clock/Bmal1とPer/Cryという遺伝子ネットワークが約24時間の転写抑制フィードバックループを形成することで維持されています。
🏭 組織特異的な末梢時計
肝臓、筋肉、脂肪組織など、体内のほぼすべての細胞が独自の分子時計を持っています。これらの末梢時計は、中央時計（SCN）からの神経・ホルモン信号によって同調されつつ、食事や運動などの外部刺激にも応答します。
🕒 主要な概日リズム遺伝子
| 遺伝子 | 機能 | 代謝への影響 |
|---|---|---|
| Clock/Bmal1 | 転写活性化 | 糖新生・脂質合成の時間制御 |
| Per1/Per2 | 転写抑制 | グルコース代謝の日内変動 |
| Cry1/Cry2 | 転写抑制 | インスリン感受性の周期的調節 |
| Rev-erbα | 代謝制御 | 胆汁酸合成・脂質代謝制御 |
🔥 重要ポイント
体内時計は単一のメカニズムではなく、中央時計と末梢時計の協調的なネットワークです。この精密な時間制御システムが、24時間の代謝リズムと最適な生体機能を維持しています。
体内時計は単一のメカニズムではなく、中央時計と末梢時計の協調的なネットワークです。この精密な時間制御システムが、24時間の代謝リズムと最適な生体機能を維持しています。
📚 参考文献・出典
- 厚生労働省「日本人の食事摂取基準(2020年版)」
https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/kenkou/eiyou/syokuji_kijyun.html - 厚生労働省 e-ヘルスネット「栄養・食生活」
https://www.e-healthnet.mhlw.go.jp/information/food - 文部科学省「日本食品標準成分表2020年版(八訂)」
https://fooddb.mext.go.jp/ - 厚生労働省「健康づくりのための身体活動基準2013」
https://www.mhlw.go.jp/stf/houdou/2r9852000002xple.html
2. 24時間代謝リズムとホルモン周期
⏰ 主要な代謝ホルモンの日内変動
体内の代謝は24時間を通じて劇的に変化します。コルチゾール、インスリン、成長ホルモン、メラトニンなど、主要な代謝ホルモンはそれぞれ特異的な分泌パターンを持ち、エネルギー代謝を時間的に最適化しています。
🌅 24時間ホルモン分泌パターン
- 午前6-8時: コルチゾール分泌ピーク（覚醒・糖新生促進）
- 午前10-12時: 基礎代謝率が最高値に
- 午後2-4時: インスリン感受性がピーク
- 午後6-8時: 体温が最高値、運動能力向上
- 午後10-12時: メラトニン分泌開始
- 午前2-4時: 成長ホルモン分泌ピーク（修復・回復）
🔥 組織別代謝リズム
肝臓では夜間に糖新生が活発化し、筋肉では日中にグルコース取り込みが増加します。脂肪組織では夕方から夜間にかけて脂質合成が促進され、これらの協調的なリズムが効率的なエネルギー利用を可能にします。