大隅良典-オートファジーのメカニズムの発見でノーベル賞を受賞 大隅良典

2016年。

2016年、カロリンスカ研究所のノーベル会議は、オートファジーのメカニズムを発見した大隅良典氏にノーベル医学・生理学賞を授与しました。

しかし、オートファジーとは何でしょうか? この言葉は、ギリシャ語のauto(自分)とphagein(食べる)に由来しています。 つまり、文字通り「自分を食べる」という意味です。 基本的に、オートファジーとは、細胞を維持するのに十分なエネルギーがなくなったときに、分解された古い細胞装置(細胞小器官、タンパク質、細胞膜)をすべて処分する体のメカニズムです。

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類似した、よりよく知られたプロセスとして、プログラムされた細胞死としても知られるアポトーシスというものがあります。 細胞は、ある一定の分裂を経た後、死ぬようにプログラムされています。 最初は不気味に聞こえるかもしれませんが、このプロセスは健康を維持するために不可欠なものです。 例えば、あなたが車を持っているとしましょう。 あなたはこの車を愛しています。 この車には素晴らしい思い出があります。 しかし、数年経つとボロボロになってきます。 さらに数年経つと、見た目が悪くなってきます。 その車を維持するのに、毎年何千ドルもかかっています。 壊れてばかりだ。 ただのガラクタのようになってしまった車をそのままにしておく方がいいのでしょうか? 明らかに違いますよね。 だから、あなたはそれを処分して、おしゃれな新しい車を買うのです。

これと同じことが体の中でも起こっています。 細胞は古くなってジャンクになります。 寿命が来たら死ぬようにプログラムされているほうがいいのです。 とても残酷に聞こえますが、それが人生なのです。 それがアポトーシスというプロセスで、細胞はある一定の時間が経つと死ぬようにあらかじめ決められているのです。 車のリースのようなものです。 ある一定の時間が経過すると、まだ動いているかどうかに関わらず、その車を処分します。 そして、新しい車を手に入れます。

オートファジー(Autophagy):細胞の古い部分を交換すること

同じプロセスが細胞レベルでも行われています。 必ずしも車全体を交換する必要はありません。 時には、バッテリーを交換し、古いものを捨てて新しいものを手に入れるだけでよいのです。 これは細胞でも同じです。 細胞全体を死滅させる(アポトーシス)のではなく、細胞の一部だけを交換したい場合があります。 それがオートファジーというプロセスで、細胞内の小器官が破壊され、それに代わる新しい小器官が再構築されます。 古い細胞膜、オルガネラ、その他の細胞の残骸は取り除くことができる。

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オートファジーは1962年、グルカゴンを注入した後のラット肝細胞でライソゾーム(細胞の中で物を破壊する部分)の数が増加したことを研究者が指摘したことで初めて報告されました。 ノーベル賞受賞者のクリスチャン・デ・デューヴがオートファジーという言葉を作りました。 オートファジーとは、細胞内の損傷した部分や使われていないタンパク質が破壊の目印となり、リソソームに送られて仕事を終えることをいいます。

オートファジーを活性化するもの

栄養不足はオートファジーの重要な活性化因子です。 グルカゴンはインスリンとは正反対のホルモンであることを覚えておいてください。 子供の頃に遊んだ「反対の日」というゲームのようなものです。 インスリンが上がれば、グルカゴンは下がる。 インスリンが下がれば、グルカゴンが上がります。 食事をすると、インスリンが上がり、グルカゴンが下がります。 食べない(断食)と、インスリンが下がり、グルカゴンが上がります。 このグルカゴンの増加は、オートファジーのプロセスを刺激します。

断食は、オートファジーを刺激するだけでなく、実際にははるかに有益です。 断食には2つの利点があります。

断食は、オートファジーを促進するだけではなく、より効果的です。 それと同時に、断食によって成長ホルモンが分泌され、体に新しい部品を作るように指令が出されます。

新しいものを取り入れるには、古いものを取り除く必要があります。 キッチンのリフォームを考えてみてください。 1970年代風のライムグリーンの古いキャビネットが置いてあれば、新しいものを入れる前にジャンクにする必要があります。 つまり、破壊(除去)のプロセスは、創造のプロセスと同じくらい重要なのです。 古いキャビネットを撤去せずに新しいキャビネットを設置するだけでは、あまり格好良くはなりません。

高度に制御されたプロセス

オートファジーは高度に制御されたプロセスです。 もし暴走して制御不能になると有害なので、慎重に制御する必要があります。 哺乳類の細胞では、アミノ酸が完全に枯渇するとオートファジーの強いシグナルとなりますが、個々のアミノ酸の役割はもっと多様です。 しかし、血漿中のアミノ酸濃度は少ししか変化しない。 アミノ酸のシグナルと成長因子やインスリンのシグナルは、栄養シグナルのマスターレギュレーターとも呼ばれるmTOR経路に収束すると考えられています。

では、オートファジーの際、古い細胞成分は構成アミノ酸(タンパク質の構成要素)に分解されます。 このアミノ酸はどうなるのでしょうか? 飢餓状態の初期には、アミノ酸の量が増え始めます。 オートファジーによって得られたこれらのアミノ酸は、糖新生のために肝臓に運ばれると考えられています。 また、トリカルボン酸(TCA)サイクルによってグルコースに分解されることもあります。

古いタンパク質があちこちに蓄積された結果、アルツハイマー病(AD)とがんという2つの主な症状が見られます。 アルツハイマー病では、アミロイドベータやタウといった異常なタンパク質が蓄積され、脳の機能を低下させます。

オートファジーの働きを妨げるものは何でしょうか? 食べること グルコース、インスリン(またはグルカゴンの減少)、タンパク質のすべてが、この自浄作用のプロセスをオフにします。 しかも、それほど量は必要ありません。 少量のアミノ酸(ロイシン)でもオートファジーを冷たく止めてしまう可能性があります。

このオートファジーのプロセスは、単純なカロリー制限やダイエットにはない、ファスティング特有のものです。

もちろん、ここにはバランスがあり、オートファジーが多すぎても少なすぎても病気になります。

ここでバランスを取る必要があります。 常にダイエットをしているわけではありません。 これにより、食事中は細胞が成長し、断食中は細胞が浄化され、バランスが保たれるのです。


Jason Fung

「人生はバランスが大切です。

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