16時間断食すると、体は自らを食べてしまうのでしょうか？！人体のオートファジー機能はそれほど単純ではない

著者: Ye Shi ポピュラーサイエンスクリエイター

査読者: 阮光鋒、科新食品健康情報交流センター副所長

ゴシップ

最近、あるニュースがインターネット上で話題になりました。著者は、人体が16時間食べないと、2つの機能が活性化されると述べています。1つは肝臓のグリコーゲンが消費され、体が脂肪を消化し始めることです。もう一つの機能は「オートファジー」と呼ばれ、自分自身を食べることを意味します。

人間の体は 16 時間の断食後にオートファジーを活性化するという記述に関して、多くの読者は「1 日未満しか空腹でいられないのに、どうやって本当に食べられるのか」と疑問に思うかもしれません。このオートファジー反応とはいったい何なのでしょうか？

分析する

長期間にわたって絶食したり、カロリー摂取を制限したりすると、確かに体のオートファジー反応が促進されます。しかし、体内のオートファジー反応を誘発するにはどれくらいの時間空腹でいるべきなのかについては、現時点では明確な答えはありません。

ノーベル賞を受賞したオートファジー反応とは一体何でしょうか？

オートファジーという言葉はギリシャ語に由来しており、「auto-」は「自己」を意味し、「phagy」は「食べる」を意味する「phagein」に由来しています。したがって、オートファジーは「自己貪食」を意味し、自分自身を食べると言うのが適切です。

しかし、これは細胞生物学における概念であり、細胞が自身の一部を包み込み、それを酸性のリソソームに送って分解し、分解産物をリサイクルできることを研究者が観察した 1960 年代に始まりました。それは、不要になったレゴのおもちゃを小さなピースに分解して、新しい形を組み立てるのに使うようなものです。

日本の科学者大隅良典氏はオートファジーの分野に重要な貢献をしてきました。彼は1988年に自身の研究室を設立し、タンパク質分解に関する研究に専念しました。彼は、酵母細胞が飢餓状態に保たれている限り、酵母細胞はオートファジーを開始し、必要な生理反応を維持し生存を維持するために不要な部分を消化することを発見した。これは、古代の書物に出てくる「王に仕えるために自分の腿を切り落とした」という話に少し似ています。後の晋の文公である崇允が餓死するのを防ぐために、桀子推は自分の腿から肉を切り取ってスープを作り、崇允の栄養補給に与えた。彼は、パウロに支払うためにペテロから奪っていることを知っていましたが、そうするしか選択肢がありませんでした。

その後、大隅良典氏はオートファジー反応に重要な遺伝子群を発見し、オートファジーが細胞によって厳密に制御される複雑なプロセスであり、自然の進化の結果であることを明らかにしました。そしてそれは酵母だけではありません。ほぼ同じオートファジー反応が人間の細胞でも起こります。

大隅良典。写真はインターネットから

大隅氏やオートファジーを研究する他の科学者のおかげで、オートファジーは細胞を制御して自身の成分を分解・リサイクルし、細胞にエネルギーを供給したり、細胞の代謝に新しい原材料をもたらしたりすることが分かっています。

さらに重要なのは、オートファジー反応が私たちの健康と密接に関係していることです。オートファジー反応は、細胞に侵入する細菌やウイルスを排除し、胚の正常な発育を可能にし、損傷した細胞の内容物を除去することで細胞の老化と戦うことができます。オートファジー機能が障害されると、パーキンソン病や糖尿病などの病気を引き起こす可能性があります。

オートファジーの概念が提唱されてから50年以上経ち、大隅良典氏は私たちにオートファジーが生理学と医学において果たす重要な役割を認識させました。まさにこのため、2016年にノーベル委員会は「オートファジー反応のメカニズムの発見」を称え、この科学者にノーベル生理学・医学賞を授与したのです。

16 時間の絶食によってオートファジーが開始されますか?

大隅氏の研究では、酵母のオートファジー反応は酵母を飢餓状態にすることで開始できる。しかし、インターネットでよく言われているように、人間の体では 16 時間の絶食によってオートファジー反応が引き起こされるというのは本当に本当なのでしょうか?この問題は非常に複雑です。

有名な病院であるクリーブランド・クリニックによると、動物実験では、24時間から48時間連続して絶食状態にすると、基本的にオートファジー反応が活性化される可能性があるという。人間の体では、飢餓や長期のカロリー制限が確かにオートファジーを促進することは確かです。しかし、データが不足しているため、オートファジーを誘発するためにどれくらいの期間の飢餓が必要なのかについては明確な答えがありません。

人間の間では全く研究がないとは言えません。 2018年に発表されたオートファジーに関するレビュー論文には、オートファジーに関する研究が35件挙げられていたが、そのうち人間を対象としたものはわずか3件だった。これらの研究では、オートファジー反応を開始するのに必要な時間はさまざまで、最短は 36 ～ 72 時間、最長は 3 ～ 15 年間のカロリー制限が必要でした。インターネット上で言及されている16時間については、明確な出典や根拠はありません。

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さらに、動物モデルでは、オートファジー反応によって損傷した細胞部分を除去したり、誤ったタンパク質を浄化したり、外来病原体を排除したりできることが確認されており、健康に有益です。そのため現在、医学界もオートファジー反応を標的とした薬の開発に取り組んでおり、病気の治療に役立てようとしています。

16時間絶食すると本当に体重が減るのでしょうか？

興味深いことに、オンラインニュースで言及されている 16 時間は、別の注目の研究トピックに関連しています。これは近年提唱されている「断続的断食」という概念で、一日のうち数時間に食事を集中させ、残りの時間は空腹で過ごすことを指します。最も一般的な「断続的断食」法は、まさに8-16、つまり食事を8時間（たとえば午前9時から午後5時）に集中させ、残りの16時間は何も食べないというものです。

この方法は動物実験で大きな成功を収めました。実験動物の減量を助けるだけでなく、動物の身体機能を改善し、寿命を延ばすことさえできることが証明されています。

2019年にCell誌に掲載された研究では、この「断続的な断食」によってマウスや人間の単球の数が減少し、さまざまな炎症性サイトカインを生成して慢性炎症を引き起こす可能性があることがわかった。動物疾患モデルでは、4週間断続的な断食を行ったマウスの状態は実際に大幅に改善されました。今年1月、Cellの子会社であるCell Metabolismに掲載された研究によると、マウスの断続的な断食は体全体の遺伝子発現を再形成するのに役立ち、体のほとんどの組織がより同期した概日リズムを持つことを可能にし、代謝の改善も示していることがわかった。

他の研究では、空腹になることが重要であるだけでなく、空腹になる適切な時間を選択することも重要であることが明らかになっています。 2021年に行われたショウジョウバエの研究では、夜に空腹になり、翌日の正午まで空腹が続いたショウジョウバエだけが、空腹から明らかな利益を得て、寿命が大幅に延びることがわかった。逆に、ショウジョウバエが夜に「夜食」をとると、たとえ毎日同じ時間空腹で同じ量の食物を摂取したとしても、空腹であることによる利益は得られません。

この時間依存的な空腹感はオートファジー反応に関連していると考えられています。これは、動物の体内に生物時計があり、オートファジー反応が最も活発になるのは夜間のみだからです。夜に食べ物を摂取すると、体は活動し続ける必要があると誤って判断し、オートファジー反応が阻害されます。時間が経つにつれて、細胞内のゴミは時間内に除去されなくなり、細胞に悪影響を及ぼすようになります。

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しかし、この理論は一見理にかなっているように思えますが、結局のところ動物実験から得られたものであり、人間に適用できるかどうかはまだ不明であることに留意する必要があります。断続的な断食は減量にはあまり効果的ではありません。カロリー摂取量を減らすことが、本当に効果的な減量の鍵です。現在、減量のために断食を推奨する権威ある保健機関はありません。

結論は

空腹がオートファジー反応を引き起こす可能性があるというオンラインニュースには、ある程度の真実が含まれています。しかし、いくつかの点に注意する必要があります。

まず、16 時間空腹のままでいることが必ずしも体のオートファジー反応を引き起こすわけではありません。これを証明する研究はあまりありません。いくつかのヒト研究で確認されているオートファジー反応を開始できる断食時間は 2 ～ 3 日かかることが多く、一般の人には適さない可能性があります。

第二に、オートファジー反応は人体の正常な生理機能です。空腹でなくても、運動したり、摂取カロリーを減らしたりすることで活性化させることができます。

第三に、「断続的な」空腹は確かに身体に良い影響を与える可能性がありますが、その理由は非常に複雑です。オートファジーはその一部に過ぎず、現在、減量のために人々に断食を推奨する権威ある健康機関はありません。

最後に、より健康になりたいのであれば、科学的な方法も取り入れる必要があるということも強調する必要があります。「オートファジー反応を開始させる」ためだけに数日間食べ物や水を摂取しないで過ごそうとすると、それは正しい方法ではなく、むしろ身体に害を及ぼす可能性があります。

参考文献:

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2016/press-release/

https://my.clevelandclinic.org/health/articles/24058-autophagy

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163718301478

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31442403/

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.12.006