総説

ヒトの体内時計 (2)本間 研一 1,２✉
1: 北海道⼤学名誉教授
2: アショフ・ホンマ記念財団
ヒト体内時計の構造と機能は、基本的にはげっ歯類の体内時計と同じであるが、ヒトに特有のリズム現象が知られている。その 1 つが内的脱同調であり、概日時計（中枢時計）の指標とされる深部体温リズムや血中メラトニンリズムと睡眠覚醒（行動）リズムとの自発的な乖離である。しかし、睡眠覚醒リズムを末梢時計の１つと考えると、問題は単純化される。ヒト体内時計は数千ルックスの高照度光明暗サイクルに同調するが、その機序は必ずしも明らかでない。体内時計は睡眠覚醒リズムから 2 重の影響を受けている。
1 つは、リズムの背後にある振動体の共役力（coupling force）による位相の引き込みであり、他の一つは
光入力のゲート調節である。また、昼夜変化への安定した同調や、同調のアフター効果、季節変動への適応をよく説明する E,M 振動体仮説がヒトにも当てはまる可能性があり、それは複数のリズム現象から示唆されている。ヒト体内時計では、運動や食事のタイミングなどの非光同調が大きな役割をもつと考えられるが、その機序は未解明である。
２．体内時計の構造と機能
ヒトの体内時計（２）の目次

前号の序で述べたように、体温リズムやメラトニン

２．体内時計の構造と機能

リズムなどの概日リズムと睡眠覚醒リズムはともに（１）内的脱同調

自律性の振動体により駆動され、相互に影響して体内

１）リズム周期と位相関係

時計を形成している。2 プロセスモデルでは、睡眠覚

２）深部体温との相関醒リズム（S プロセス）は一種の砂時計型の振動とさ

３）時間感覚れているが、その実験的根拠は薄い。動物モデルとし（２）脱同調下の概日リズムと睡眠覚醒リズムの相互てよく使われるげっ歯類の睡眠覚醒は多相性であり、作用

個々の睡眠、覚醒エピソードは長くて十数分間しか持
１）スキャロピング：位相の引き込み

続しない 1。一方ヒトの睡眠覚醒リズムは単相性で、

２）再同調

睡眠と覚醒の長さには負の相関があり 2、少なくとも

３）体内時計：階層的多振動体システム

長さに関しては砂時計型の振動は成立しない。睡眠脳（３）環境周期への同調
１）昼夜変化への同調

波上のデルタ―・パワーが断眠で増加することから 3、先行する覚醒の量と相関すると主張されるが 4、概 48①

光同調

時間リズムで自然睡眠が 12 時間を超えると徐派が再

②

非光同調

出現してくるとの報告もあり 5、デルタ―・パワー増

２）季節変動への適応

加の意義についてはいまだ不明な点が多い。本章では、睡眠覚醒リズム振動体の振動機構については立ち入

ヒトの体内時計（３）の目次（予定）らず、単に自律性の振動として記述する。

３．体内時計の進化（１）動物モデル（２）視交叉上核外振動体（１）内的脱同調
ヒト生体リズムの内的脱同調は 1960 年代になって、（３）階層的多振動体構造

時刻や時間の経過が判らない隔離実験室でフリーラ

４．結論

ンする被検者に於いて初めて、深部体温リズムと睡眠✉kenhonma@med.hokudai.ac.jp
時間生物学Vol . 25, No. 2 ( 2019)88

覚醒リズムの間で認められた。その後、尿中電解質やどちらの脱同調でも、体温リズムの周期は同じである。

各種ホルモンの概日リズムにも内的脱同調が認めら

しかし、多くの場合フリーランリズムは安定していな

れ、時差飛行の際に各種生理機能のリズムが脱同調すい。体温リズムと睡眠覚醒リズムの位相関係が日々変ることが確認され、いわゆる時差ボケの原因として生化しているだけでなく、睡眠や覚醒の長さも一定では体機能の時間統合の乱れが指摘されるようになった 6。

ない。入眠のタイミングや睡眠の長さは体温リズムの内的脱同調には、睡眠覚醒リズムの周期が 24 時間よ位相と密接な関係があり、体温リズムの頂値付近で始りはるかに延長する長周期脱同調（前号、図 5）と 24

まった睡眠は長く、底値付近で始まった睡眠は短い 8,9。

時間より短縮し、周期が長周期脱同調の約 2 分の 1 に

睡眠は体温リズムの下降期で始まることが多く、上昇なる短周期脱同調（図 6）がある。短周期脱同調は長期では少ない。似た関係は同調条件下でも見られる 10。

周期脱同調に午睡が入っただけで、睡眠覚醒リズムの体温リズムと睡眠覚醒リズムの位相関係の変化は周期が短縮したのではないとの反論が古くからあっフリーラン直後から認められ 2、体温リズムの位相がた。しかし、後で述べる被検者の時間感覚の変化、脱若干相対的に前進する。その後、スキャロピングと呼同調前のリズム周期や体温の差から、単に午睡が挿入ばれる位相の引き込みを思わせる現象がみられるが、された状態ではないと考えられる。最近の研究で、そこれについては後に詳述する。脱同調ではないが、睡の違いにエネルギー代謝が関係している可能性が指

眠覚醒リズムの周期が通常の 2 倍の約 48 時間や 3 倍

摘されている 7。

の約 72 時間になる現象が報告されている 11,12。その

１）リズム周期と位相関係

象はヒト体内時計の機能構造を知るうえで重要であ場合、睡眠期に比べ覚醒期が大幅に延長する。この現図 6 に長周期、短周期の脱同調の要約を示す。定常状態のフリーラン周期は、長周期脱同調では、体温リるが、予測ができないこと、実験的環境下での発生頻度が極めて低いことから研究は進んでいない。

ズムが平均で 24.85 時間、睡眠覚醒リズムが 34.04 時間である。一方短周期脱同調では、体温リズムが平均
24.88 時間、睡眠覚醒リズムが 17.91 時間である 2。

２）深部体温との相関
概日振動の大きな特徴の１つに温度補償性があり、

図 6 ２種類の内的脱同調とリズム周期
長周期脱同調（左）と短周期脱同調（右）のアクトグラフ、及びリズム周期。アクトグラフ縦軸は隔離日数、横軸は 1 日の時
刻を多重プロットで示してある。実験期間を A、B に分け、A は同調時、B は脱同調時を表す。横バーの黒部分が覚醒期、白部分が睡眠期を表す。▲は体温リズムの最高値位相、▼は最低値位相を示す。短周期脱同調は 11 名、長周期脱同調は 15 名の被験者の成績。文献２より引用。

時間生物学
89

Vol . 25, No. 2 ( 2019)概日振動は環境温度の影響を受けにくい。この事実か

３）時間感覚ら、概日振動のメカニズムは環境温度に依存する化学

睡眠覚醒リズムの周期が 24 時間より極端に長く、反応ではなく、ほとんど依存しない物理過程との説があるいは短くなっても、被験者は通常の 1 日を過ごし提唱されたが、その後 Q10 を 1 に近づける補償機構ていると認識している。そのことは、日記の日付や覚が存在するとの仮説が提唱され、温度非依存性ではな

醒期の食事回数で推測することができる。アショフは、

く温度補償性の用語がより適切と考えられるように

この時間感覚の変化を秒単位の短時間感覚と時間単なった 13。生体には概日振動の他にもグルコース振動

位の長時間感覚に分けて解析し、長時間感覚は覚醒期などの振動系が存在し、多くは化学反応やエネルギーの長さと正の相関を示すが、短時間感覚にはそのよう

代 謝 が 関 与 す る こ と か ら 、 代 謝 振 動 （ metabolicな相関は見られないことを報告している 15。興味深い

oscillation）と呼ばれている。しかし、定義は必ずしのは、時間感覚の変化は覚醒期が延長あるいは短縮しも明確でない。培養系での実験であるが、マウス視交た結果ではなく、覚醒期の最初から、つまり起床の直叉上核の中枢時計は培養液の温度サイクルに同調し後から認められることである 16（図 8）。このことは、ないが、肝臓の末梢時計は同調することから、末梢時

時間感覚を支配する機構は、2 プロセスモデルでいう計は体温リズムに同調するとの仮説が提唱されていS プロセスのような単調性に変化する過程ではなく、る 14。

角 度をもつ振動系であることを強く示唆する。また、フリーランする被検者で体内時計が脱同調する場

時間感覚の覚醒期の長さに対する依存度は覚醒期間

合、脱同調前の睡眠覚醒リズムの周期は、長周期脱同中に変化することから、角調で平均 25.55 時間であり、短周期脱同調で 24.47 時れる。

度は一定ではないと思わ間と有意な差がある。つまり、脱同調の前からどちら

時間感覚と体温の関係は以前から注目されていた。

のタイプの脱同調かを予測できる 2。同じように、長発熱などで体温が高いと時間の経過を過大評価し、時周期脱同調と短周期脱同調では、脱同調前の平均体温間が経つのが遅いと感じる 17。子供の頃の 1 日が長に有意な差があり（図 7）、長周期脱同調では 36.78℃、く、老人が 1 日を短く感じるのは代謝量の違いと関係

短周期脱同調では 37.50℃である 7。この結果は、睡するとの説があり、背後に代謝振動を想定している 18。

眠覚醒リズムの背後にある振動機構が深部体温の影

しかし、秒単位の時間感覚は確かに体温の影響を受け響を受けていることを示唆している。

るが 19、 時間単位の時間感覚は体温とは関わりがな
い 20。
（２）脱同調下の概日リズムと睡眠覚醒リズムの相互作用
１）スキャロピング：リズム位相の引き込み
隔離実験室でフリーランが始まると、体温リズムと睡眠覚醒リズムの位相関係が変化し、体温リズムが相対的に前進する。つまり、同調時には覚醒期の後半にあった体温の頂値位相がフリーラン時には覚醒期前半に移動し、睡眠期の後半にあった最低値が前半に移動する 2。似たような位相変化はレム睡眠とノンレム睡眠にも見られ、フリーランでは入眠からレム睡眠が出現するまでの時間（レム潜時）が有意に短縮している 21。ノンレム睡眠は睡眠覚醒リズムそのものと考えられるのに対し、レム睡眠は体温リズムと同じく概日
時計に強く支配されているので 21,22、概日リズムと睡図 7 平均体温と脱同調の方向性
短周期脱同調（n=5）および長周期脱同調（n=12）の脱同
調前（●）と後（○）の深部体温の 1 日の平均値と標準誤差。
内的脱同調を示さない被検者（n=19）の平均深部体温も示す。
脱同調を起こす前の平均深部体温は 3 群間で有意の差がある。文献 26 より引用。

時間生物学

眠覚醒リズムの位相関係の変化が睡眠構造にも表現されている。フリーランにおける生体リズムの位相関係の変化は、背後にある振動体の結合の変化と考えると理解しやすい。

Vol . 25, No. 2 ( 2019)90

図 8 食事の間隔と覚醒期の長さと相関：食事のタイミングによる差隔離実験でフリーランしている被験者の食事間隔（縦軸）と覚醒期の長さ（横軸）の相関。食事間隔が覚醒期の長さと相関す
るが、回帰直線の傾きで表される依存度は昼食-夕食で最も強く、起床-朝食で最も弱い。文献 16 より引用。

フリーランの状態で、体温リズムと睡眠覚醒リズム

た光照度と正の相関をもつ。PRC の型が逆の場合（Aが同調している時でも、脱同調している場合でも、2＞D）は、フリーラン周期は恒常暗より短くなりそう

つのリズムの位相関係は一定ではなく、4～8 日周期

だが必ずしもそうではなく、光照度の効果は顕著ではで変動する。これをスキャロピングと言う 23。スキャない。同じ仮説がヒトにも当てはまるだろうか。ヒト

ロピングは単なる測定のばらつきではなく、2 つの振の場合、睡眠覚醒リズムは単相性で、しかも PRC 反

動体間の相互作用、ビート現象あるいは位相の引き込

応部の一部は睡眠中にあるため、もし光のパラメトリ

み 23 の可能性と、覚醒時の光による位相反応（パラメック効果があるとすれば覚醒期のみであろう。ヒトのトリック反応）の可能性、あるいはその両者がある。

体温リズムの位相変化に光のパラメトリック効果がパラメトリック反応とは、動物が恒常明に暴露された

関与しているかどうかを検討したのが図 9 である。体場合、夜行性動物の多くはフリーラン周期が長くなり、温リズムの位相変化は強制的脱同調法で作成した活動期の長さと休息期の長さの比（α／ρ比）が小さ

PRC（前号、図 3）を用いて計算した。この計算では、

くなる一方、昼行性動物では周期が短くなり、α／ρ

光の効果は覚醒期のみに生じることを仮定している。

比が大きくなるアショフの法則 24 を説明する原理（仮予備的な検討で、フリーランの際に脱同調を起こさな説）である。すなわち、光は振動体の角度を変化さかった５例と長周期内的脱同調、あるいは概 48 時間せ、その効果はリズム位相によって異なる 25。振動体

リズムを示した５例について 2、実際の体温リズムのの角 度は実験的には測定できないが、変換係数を用

日々の位相変化とパラメトリック効果が働いたと仮度反応曲線（velocity response curve）

定した場合の位相変化を計算した。その結果、脱同調

いて理論的にを作成することが出来る 26。

度反応曲線と光位相反時の体温リズムの日々の位相変化（-1.0±0.4 時間；

応曲線（PRC）には一定の関係があり、PRC の位相

平均、SD）は、光によるパラメトリック反応から予測

前進部（A）よりも位相後退部（D）が大きい場合（Aされる位相変化（-4.2±2,2 時間）とは一致しないば＜D）は、フリーラン周期は恒常暗より長くなり、まかりか、多くの例で実際の位相変化と予想との間に負

時間生物学
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Vol . 25, No. 2 ( 2019)図 9 光のパラメトリック効果の解析法
アクトグラフの青丸枠内に示す
ある 1 日の体温最低値位相の変位を、２つの最低値間の覚醒時期に相当する位相の光位相反応（PRC）
から予測される変化を計算する。
変換係数が決められないので、PRCの位相反応値をそのまま積算（位
相前進は正、位相後退は負）した。
データーは文献２にある例を用いた。

図 10 脱同調と再同調
10 ルックス以下の低照度下で通常の睡眠位相を 8 時間前進させ、16 時から 24 時までを睡眠許可期間に設定した。その他の時間は覚醒を強制。8 日後、被験者は強制的
スケジュールからフリーラン条件に移される。黒横バーは睡眠相、⊗
印は血中メラトニンリズムのピー
ク位相、薄い灰色横バーは低体温相（1 日の平均体温以下）を示す。
文献 29 より引用。

図 11 睡眠覚醒リズムの体
温リズムに対する結合反応曲線
強制的な内的脱同調後の再同調過程（左）における、睡眠開始位相の変化（ΔΦ）と血中メラトニンリズムとの位相関係（Ψ）を位相反応曲線の形で表現（右）。睡眠
開始位相が体温リズムの最低値位相よりも 2 時間前（＋２時間）にあるときは、結合反応は生じない。文献 29 より引用。

の相関が認められた。また、リズムが脱同調なしに
時間生物学

Vol . 25, No. 2 ( 2019)92

の相関が認められた。また、リズムが脱同調なしにフる（図 11）。これを仮に結合反応曲線と呼ぶ。この結リーランしている例では、体温リズムの周期は実験で合反応こそ、2 つの振動体の相互作用を現すものと考示された周期（25.1±0.4 時間）よりもはるかに長くえられる。

なり（31.4±2.7 時間）、有意な相関を示した 4 例中 3
例で相関係数は負であった。この結果は、PRC から

３）体内時計：階層的多振動体システム予想される位相変化の絶対値を変換係数で補正したげっ歯類の体内時計は多数の概日振動体からなるとしても、2 つの位相反応に見られる負の相関は体温

階層的システムであり、光同調を担う視交叉上核振動

リズムのスキャロッピングがパラメトリック反応に体と非光同調に関わる視交叉上核以外の脳内振動体、よるとする仮説に一致せず、むしろ位相反応とは逆向

そして各生理機能を担当する臓器や組織にあるいわ

きの力が働いたことを示唆している。また、体温リズ

ゆる末梢時計からなると考えられる 30。非光同調に関ムのフリーラン周期が覚醒時の光位相反応で修飾さわる振動体の最も顕著な表現型は行動（睡眠覚醒）リれるとする仮説も左右対称型（A＝D)の PRC では成

ズムで、光同調に関しては視交叉上核振動体の支配をり立たない。

受けるが、非光同調因子に同調して視交叉上核振動体にフィードバックする 31。視交叉上核振動体も階層的多振動体システムと考えられ、サブ振動体として日長

２）再同調
同一個体で、ある生体リズムが 24 時間周期に同調の季節変動に適応する E,M 振動体が想定されている

し、別のリズムがフリーランする現象を部分同調

が、E,M 振動体もまた多数の概日振動体からなると（partial entrainment）という。実社会では、睡眠覚考えられる 32。ヒト体内時計も基本的には同じ構造を

醒が同調しているが、体温リズムや血中メラトニンリもつと考えられ、この様な階層的多振動体システムでズムがフリーランしている部分同調が報告されていは、その構成因子である個々の振動体の特性はシステ

る 27, 28。以前我々は、睡眠覚醒リズムの 24 時間周期

ム全体としての振動の影響を受けて変化する。ヒトのへの同調が真にリズム同調なのか、社会的スケジュー

体内時計でも同様の構造が想定され、視交叉上核の概ルのマスキング現象なのかを隔離実験で確かめた 29。

日時計も例外ではない。

実験は光の同調作用を除く目的で、10 ルックス以下の低照度下で行っている。被験者の睡眠時間を通常の（３）環境周期への同調

睡眠時間帯から強制的に 8 時間前進させて固定し、8１）昼夜変化への同調

日間生活させた。その後、被験者の自由意志で睡眠を①

光同調取らせるフリーラン条件に移行し、6 日間生活させた。

光同調には、パラメトリック同調とノンパラメトリ

強制的に 8 時間前進させた睡眠覚醒リズムがマスキ

ック同調があると述べた。パラメトリック同調は恒常ング現象であれば、フリーランの開始位相は強制的睡明でフリーラン周期が体系的に変化することから得眠時間とは無関係であり、リズム同調であれば強制的られた仮説で、ピッテンドリーは光位相反応が角睡眠相と一致するはずである。実験結果は後者であっの変化に置き換えられるモデルを作成した。しかしこ

た（図 10）。一方、体温リズム、血中メラトニンリズのモデルでは、体内時計に作用する光の量と時間が厳

ムは強制的睡眠覚醒リズムには同調しなかった。つま密に調節される機構を想定しなければ、安定した同調

り、2 つのリズムは脱同調していた。

は得られない。一方ノンパラメトリック同調は、体内度

興味深いのはフリーラン条件に移した後の睡眠覚

時計の位相前進を起こす光パルスと位相後退を起こ醒リズムである。フリーラン条件で、２つのリズムはす光パルスで達成され、2 つの位相反応の和で体内時

本来の位相関係を再度確立するが、その際、睡眠覚醒計の周期と環境周期（24 時間）の差を補正するモデ

リズムは位相後退して再同調する場合と位相前進しルで、夜行性げっ歯類のリズム同調をよく説明するが、て再同調する場合があり、どちらの様式になるかはフ光周期反応には補正が必要である。ヒト体内時計は人リーラン開始時点の 2 つのリズムの位相関係に依存

工的な高照度光（約 5,000 ルックス）による明暗サイする。つまり、睡眠開始位相がメラトニン頂値位相よクルに同調するが 33、低照度光（約 300 ルックス）のり後方にある場合は、睡眠覚醒リズムは前進し、前方明暗サイクルには同調できない 34。夜行性げっ歯類でにある場合は後退する。また、2 つのリズムがある位

成功したノンパラメトリック同調がヒト体内時計に相関係にあるとき、睡眠覚醒リズムの位相変位の方向も当てはまるかどうかは、まだ証明されていない。ノ性と大きさはその位相関係から予測することが出来

ンパラメトリック同調は、体内時計の位相前進に関与

時間生物学
93

Vol . 25, No. 2 ( 2019)図 12 二振動体モデル図
ヒト体内時計の 2 振動体モデル。左はヴェーファーのモデル、右は本間のモデル。それぞれ、文献２および文献 42 より引用。

する M 振動体と、位相後退に関与する E 振動体の存

体内時計は 24 時間周期の明暗サイクルにも同調でき在が前提となっている。これはげっ歯類の行動リズムなかった 34。このことから、実験者のヴェーファーはが 2 つのほぼ等価な行動単位に分離するリズム分割

ベットランプが使用できない絶対的明暗サイクルは（splitting）35 に基づいており、ヒト体内時計にみら

生活スケジュールが強制される一種の非光同調因子

れるフリーラン周期のアフター効果 36 や、季節によるであると考えた 2。その後、睡眠覚醒リズムは 24 時

フリーラン周期の変化 37、血中メラトニンリズムや体間周期に同調するが、メラトニンリズムなどが 24 時

38,39 を説明するの間より長い周期でフリーランする部分同調が報告さ

温リズムの光条件による型の変化に都合がよい。ヒト体内時計でリズム分割に似た現象

れ 28、睡眠覚醒リズムは非光同調因子に同調するが、には、人工照明が普及する以前の第一睡眠と朝寝 40、メラトニンリズムで示される概日時計は同調しない。

生活を制限しない隔離実験での 2 相性睡眠 41、短周期

つまり、一部の視覚障害者 27 やアショフ／ヴェーファ

脱同調 2 などが挙げられる。

ーの隔離実験で示された体温リズムの非光同調因子
への同調 2 は、同調している睡眠覚醒リズムあるいは②

その背後にある振動体との結合（共役）によるものと

非光同調

ヒト体内時計が光以外の 24 時間周期の因子に同調できることは、視覚障害者 27 や隔離実験 2,29 で示され理解される。図 12 は、我々がヴェーファーらの 2 振動体モデルを修正した 2 振動体仮説である 42。

ているが、同調機序については不明な点が多い。ここでは、周期的な非光因として社会的スケジュール、身・身体運動

体運動、食事について述べる。なお、これらの非光因身体運動が同調因子となる可能性がある。動物では子が覚醒のタイミングを変えるなど、二次的に光同調

強制的な運動が光とはかかわりなく概日リズムの位に関与する可能性は考えておかなければならない。

相を位相依存性に変位させることが知られているが、その反応曲線は光位相反応曲線に対してほぼ 180 度

・社会的スケジュール

位相が反転している 43。つまり、主観的夜に位相前進

隔離実験室で暗期には全く照明がない絶対的明暗サ相が、主観的朝に位相後退相がある。また、ラット行

イクル下では、24 時間とは異なる種々の周期（T 実

動リズムを身体運動（回転輪）により計測する方法で験）への同調範囲が、体温リズムより睡眠覚醒リズム

は自然の動きにより計測する方法（赤外線等）に比べ、の方がはるかに大きい 2。この時の明期の照度は 300

連続暗でのフリーラン周期が短くなり、光のパラメトルックス程度である。しかし同様の実験で、暗期に約リック作用に似た作用がある 44。身体運動がヒト体内

10 ルックスのベットランプが使用できる条件下では、時計の同調因子であることを示唆する研究がいくつ

時間生物学

Vol . 25, No. 2 ( 2019)94

かある。単一の身体運動（トレッドミル）がメラトニンリズムの位相を位相依存性に変化させる 45、身体運動は時差への再同調を促進する 46,47 などである。ただし、単発運動による位相反応曲線は必ずしも追試されておらず、また作用機序も不明である。我々は、身体運動による血中メラトニンリズムの再同調促進作用は、高照度条件下で認められるが、低照度条件下では認められないことから、身体運動の効果は瞳孔拡張作
用などの交感神経系を介した光入力の増加による光同調効果が関与している可能性を指摘した 48。
・食事時刻
げっ歯類等では周期的な給餌が行動リズムの一部を同調させることが知られており 49、背後に概日振動体が関与していると想定されているが、その局在や同調機序については不明である。しかし、給餌時刻の同調作用は視交叉上核の概日リズムには効果が少なく、また視交叉上核概日時計が無くても成立する 50。給餌
性同調は給餌量や嗜好性によって効果が変わることから 51、餌に含まれる物質が関与しているのではなく、給餌前の興奮（飢餓探索）や交感神経活動の亢進が関係していると思われる 52。
ヒトで食事時刻が同調因子であることを証明した
研究は見当たらない。隔離実験では、明暗サイクルで食事を明期にとっているにも関わらず体温リズムが脱同調すること、通常の 3 食の食事では自発的内的脱同調を阻止できないことなどから、食事のタイミング
は少なくとも体温リズムの直接的な同調因子ではないと思われる。
２）季節変動への適応

図 13 フリーランリズムの季節変動
上段から、1 年の各季節（6 点）における隔離実験者の体
温リズム・フリーラン周期、睡眠覚醒リズムの睡眠の割合、
内的脱同調の頻度について、2 か月間（内的脱同調の頻度は
3 ヶ月間）の平均値と標準誤差で表す。睡眠割合の表の○は女性、●は男性の成績を表す。図中の数字は被験者数。15 年
間の成績を集計。フリーラン周期、睡眠の割合（男性）、内的脱同調の頻度について、有意な季節性が認められる。フ
リーラン周期と内的脱同調の頻度は 7-8 月に最も大で、睡眠の割合は 9-10 月に最大となる。文献 37 より引用。

中緯度から高緯度の地方では、日の長さが季節によって変化し、気温の変動も大きい。体内時計は昼夜変（compression）され、日の短い冬は活動期が脱圧縮化だけでなく、季節変動への適応も担っており、ヒト（decompression）される。2 つの振動体は視交叉上の年周リズムの形成に関与している。事実、ヒトの生核に存在することが示唆されているが 32、それらがど殖をはじめとする多くの生理機能は年周期的に変動の様にして行動や睡眠を駆動しているかは良く判っしているが、その多くは人工照明など文明の発達ととていない。

もに目立たなくなっている 53。夜行性げっ歯類では、

ヒトの睡眠の長さは夏で短く冬で長い 38。また隔離季節と共に変化する明期や暗期の長さに応じて、睡眠実験室でのフリーラン周期は夏で短く、冬で長い 37と覚醒の長さが変化し、それには 2 つの振動体が関与（図 13）。睡眠覚醒リズムの年周期変動は、動物実験しているとする仮説が有力である 54。つまり、活動期との比較で興味深い。また、フリーラン周期の季節変の開始位相を制御する E 振動体と活動期の終了位相

動は、リズム同調（隔離実験前の条件）のアフター効を制御する M 振動体が、それぞれ夕日、朝日に反応果と考えると、2 振動体の位相関係の変化によりリズして一定の位相関係を確立する。その位相関係に対応

ム周期が変わるとする仮説に矛盾しない 26。ヒト体内して睡眠や活動の長さが決まる。日の長い夏は、E,M

時計に E 振動体、M 振動体が存在するかどうかは不振動体の位相関係が変化し、活動期が圧縮明である。実験的に日長を変えると、短日でメラトニ

時間生物学
95

Vol . 25, No. 2 ( 2019)ンリズムのピークが 2 相性になるとの報告があるがErlbaum Associates, Publishers, London, 105-

55、女性のみで男性では認められていない。ヒトを日171 (1982)

中高照度光に暴露すると、メラトニンの夜間上昇の立

6.

究」、北海道図書刊行会、札幌（1989）

ち上がりのみが位相前進し、メラトニンリズムの脱圧
縮（decompression）が起こる

39。これらの結果は、

本間研一、本間さと、広重力、「生体リズムの研

7.

Daan, S., Honma, S. & Honma, K. Body

ヒトの血中メラトニンリズムが上昇位相と下降位相

temperature predicts the direction of internalを駆動する 2 つの異なる振動体に制御されているこ

desynchronization in humans isolated fromとを示唆している。動物実験の同様の成績から 56、こtime cues. J. Biol. Rhythms 28, 403-411 (2013)の振動体は E,M 振動体の可能性がある。

8.

Czeisler, C.A., Weitzman, E.D., Moore-Ede,

アショフ／ヴェーファーの隔離実験では、実験前のM.C., Zimmerman, J.C. & Knauer, R.S.

被験者に「昼寝をしてはいけない」、「規則正しい生活

Human sleep: its duration and organization

をおくるように」などの注文を付けた。一方で、昼寝

depend on its circadian phase. Science 210,
1264-1267 (1980)

を禁止せず、有意義なことは何もするなと指示した実験もあった 41,57。これらの実験では、しばしば 2 相性

9.

Zulley, J., Wever, R. & Aschoff, J. Theの睡眠が見られ、1 つは体温の最低値位相と一致し、

dependency of onset and duration of sleep on

他の 1 つは体温の最高値位相と一致した。また、フリthe circadian rhythm of rectal temperature.

ーラン周期は通常よりも短縮していた。この結果は、Pflügers Arch. 391, 314-318 (1981)

フリーラン中のヒトの行動が睡眠覚醒リズムやリズ

10. Åkerstedt, T. & Gillberg, M. The circadian

ム周期に影響することを示しており、睡眠覚醒リズム

variation of experimentally displaced sleep.

からのフィードバックが想定される。また、2 相性のSleep 4, 159-169 (1981)

睡眠パターンは E 振動体、M 振動体の表現型である可能性があるが、その証明は今後の課題である。

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