［ 総説 ］

糖代謝における睡眠の重要性
The impact of sleep on glucose metabolism
後藤伸子＊

慶應保健研究，37（ 1 ），023 - 028，2019

要旨：日本人の睡眠時間は世界でも短い状態が続いている。睡眠障害により耐糖能が悪化することは，種々の研究により明らかにされている。睡眠障害による耐糖能異常の原因メカニズムには，① 交感神経系の過剰な活動，② グルココルチコイドと成長ホルモンの上昇，③ 慢性炎症，④ 酸化ストレス，⑤ 時計遺伝子の同期不全，⑥ 摂食調節ホルモンの異常などが考えられている。 2型糖尿病患者は，短時間および長時間いずれの逸脱パターンの睡眠でも糖代謝が悪化し，逆に，血糖コントロールが不良な場合には睡眠の質が低下している。メラトニン作動薬，オレキシン受容体拮抗薬，GABA 受容体作動薬などの不眠症治療薬による糖代謝改善効果は報告されていな
いが，適切な睡眠時間確保，早めの就寝により，糖代謝は改善すると考えられている。疫学報告
では，睡眠時間は 7 - 8 時間で最も死亡率が低くなっているが，成人では一晩の睡眠必要時間は5 - 10 時間と個体差が大きい。全年齢層の中で，生理的に必要な睡眠量と実際の睡眠量に最も差があるのは中学生，高校生と考えられる。我々の調査では，大学 1 年生は 2 時間半程度，教職員は 1 時間程度の睡眠不足が推察された。適切な睡眠は健康維持のために必須であり，1 時間早く床に就き，週末や休日に長く眠り，睡眠障害の治療をすると同時に，社会全体で学校や職場に滞在する時間や家事労働時間を減らすことが望ましい。
keywords：睡眠，糖代謝，睡眠負債，2 型糖尿病，肥満
Sleep，Glucose metabolism，Sleep debt，Type 2 diabetes，Obesity

1 ．はじめに成人で 5 -10 時間とされる 2 ）。疫学報告では，日本人の睡眠時間は世界でも短い状態が続い

7 - 8 時間より長すぎても短すぎても，2 型糖尿ている。経済協力開発機構加盟国に，中国，イ病や，肥満，高血圧などの代謝性疾患，冠動脈ンド，南アフリカを加えた 28ヶ国を解析した疾患，うつ病および死亡率のリスクが上昇す2016 年のデータでは，日本人の平均睡眠時間る 2 ），3 ）。アメリカ睡眠医学アカデミーは，5 -11は，最も短い韓国をわずかに上回る，女性 7 時

歳には 10 時間以上，12-19 歳には 9 時間以上，間 36 分，男性 7 時間 52 分であった 。睡眠不20 歳以上には 7 時間以上の睡眠を推奨してい足は近年「睡眠負債」という用語で注目され，る。平成 29 年国民健康・栄養調査結果の概要

眠気やパフォーマンスの低下だけでなく，学によると，この 7 時間を満たす割合は 20 歳以習記憶，代謝，および免疫機能を障害する 。

上男性では約 29 %，20 歳以上女性では約 25 %睡眠必要量は，質的な問題や個体差が大きく，であった。同調査では，睡眠不足を感じている1）

2）

慶應義塾大学保健管理センター（著者連絡先）後藤 伸子 〒 223 - 8521＊

神奈川県横浜市港北区日吉 4 - 1 - 1―23 ―糖代謝における睡眠の重要性

人は 5 人に 1 人に及び，その割合は年々増加しREM 睡眠の確保が必要とされる 5 ）。ている 4 ）。

睡眠は，概日リズムとホメオスターシスの二本総説では，睡眠調節の基本から，睡眠が糖つのメカニズムによって調整され維持されてい代謝に与える影響について説明し，糖代謝に良る 2 ）。睡眠／覚醒サイクルは概日リズムによっ

い睡眠について考察する。て調整されるが，その概日リズムは視交叉上核における時計遺伝子の遺伝子発現を基礎とする

2 ．睡眠を調節する中枢神経系の仕組み

分子周期により形成される。光は決定的な環境

何のために眠るのか，はっきりとした答えは因子で時計機能に影響を与え，リセット作用も得られていないが，捕食者や環境から身を守）持つ 5 ），7（図1 ）。睡眠／覚醒を調整する主要なり，エネルギーを消耗しないために眠る「適応因子およびホルモンには，睡眠促進作用を持つとしての役割」，覚醒に備えて休息し「回復すアデノシン，インターロイキン 1 ，睡眠開始おる役割」，さらに「記憶の定着や整理の役割」

よび維持の作用を持つメラトニン，覚醒の安定があると考えられている化および維持作用を持つオレキシン，脳全般の。

5-7 ）睡眠には，睡眠中に目がぴくぴく活発に動機能を抑制するγ-aminobutyric acid（GABA）

く，Rapid Eye Movement（REM）睡眠およがある（図 1 ）。アデノシンは，覚醒を促進する

び non-REM 睡眠の 2 つの異なる状態がある。

アセチルコリン，ノルエピネフリン，セロトニ

眠りは，non-REM 睡眠から始まり，一気に深ンによる広範囲調節系に対して抑制性の作用をい眠りに入り，眠りについてから 1 時間ほど示し，睡眠を誘導する。アデノシン濃度は覚醒たつと，徐々に眠りが浅くなり，REM 睡眠へが持続すると上昇し，眠り始めるとゆっくりとと移行する。その後，また non-REM 睡眠に移低下し，広範囲調節系の活動がしだいに高まっ行して深い眠りに入った後，眠りが浅くなっていき，また新しい周期が始まって覚醒する。て REM 睡眠に移行する。このような約 90 分の

逆に，カフェインやテオフィリンなどのアデノ周期が，一晩に 3 ～ 5 回繰り返される。睡眠のシン受容体拮抗物質は覚醒を維持する 5 ），7 ）。イ

前半 3 時間は，深い眠りが多く，後半になるにンターロイキン 1 は，外来異物の処理をするマ

つれて REM 睡眠が増えていき，全睡眠のおよ

イクログリアやマクロファージで合成され，感そ 75 % が non-REM 睡眠，25 % が REM 睡眠で染症や癌などの炎症性疾患によって上昇し，睡ある 。non-REM 睡眠は脳や肉体の疲労回復

眠を誘発する 5 ）。メラトニンは，視交叉上核かのために重要とされ，脳と全身のエネルギー消らのシグナルによって，周囲の環境が暗くなる費量は低下している。また，全身の筋緊張が時にのみ松果体から分泌され，光によって分泌低下し，体温も低くなり，副交感神経系活性が抑制される 5 ），7 ）｡ ヒトでは，メラトニン濃が高まっている。一方，REM 睡眠は記憶の整

度は夜眠くなる頃に上昇して早朝にピークを示

理や定着のために重要とされ，夢を見る5 ），7 ）。

し，その後覚醒する頃には基礎値に戻る。メラ

REM 睡眠の脳波は活動的な覚醒時の脳波とほトニンは睡眠の開始と維持を助けると考えられとんど区別できないが，骨格筋は麻痺しておており，メラトニン受容体作動薬は，リズム障り，眼球などを除く身体のほぼ全体にわたり動害による睡眠障害に対して用いられる 7 ）。オレ

かすことができない。交感神経系活性が優位

キシンは起きている状態を保ち，安定化させるとなるが，深部体温は低下し，心拍と呼吸数機能を持つ。視床下部オレキシンシステムは睡は増加し不規則になる。ヒトやラットの REM

眠覚醒サイクルにおけるエネルギー糖代謝調節

睡眠を剥奪すると，学習する能力が損なわれに大きく影響を与える 7 ）。オレキシン欠乏による。従って，過酷な学習経験の後には一定量のるナルコレプシーでは，肥満と耐糖能障害が認

5）

―24 ―

慶應保健研究（第 37 巻第 1 号，2019 ）

時計遺伝子

光視交叉上核

昼

夜

アデノシン
メラトニン
GABA
インターロイキン 1

覚醒睡眠
オレキシン

網膜からの光の刺激を受けて視交叉上核の時計遺伝子の発現が調整され，概日リズムが形成される。アデノシン，メラトニン，GABA，およびインターロイキン 1 は睡眠を誘導する。オレキシンは覚醒を誘導する。

図1

概日リズムとホメオスターシスによる睡眠の調整

められ，逆に，オレキシンの過剰な活動が肥満眠を減らす 8 ）。GABA 作動薬の長期的な糖代モデル動物や睡眠障害で認められる。スボレキ

謝への影響は不明である 7 ）。

サント（ベルソムラ®）はオレキシン受容体拮抗薬であり，オレキシンによる覚醒シグナルを3 ．睡眠と糖代謝の相互作用抑え，REM 睡眠と non-REM 睡眠の双方を誘

睡眠障害により耐糖能が悪化することは，導する 。今のところ本薬による糖代謝改善効種々の研究により明らかにされている 9 ）。イン果は報告されていないが，本薬により交感神経スリン抵抗性は，健康な人が一晩，睡眠時間を系の活性が抑制されることから，長期的な使用8 時間から 4 時間に短縮するだけで，また，睡により糖代謝が改善する可能性がある。動

眠時間を 2 週間，8.5 時間から 5.5 時間に減らす

物実験の結果から，オレキシン受容体拮抗薬のだけで惹起される 7 ）。青少年においても，短時ほうが，GABA 作動薬に比べ，運動や，記憶間睡眠，長時間睡眠，および遅い就眠時間は，および認知機能への悪影響が少なく，生理的なインスリン抵抗性に関与し，特に，思春期前の睡眠を誘導すると考えられている

10-13 歳では，夜型の生活と高い空腹時血糖は

8）7 ），8 ）

。ベンゾ

7）
，8 ）

ジアゼピン系などの GABA 作動薬は睡眠を誘体重と独立して相関する 10 ）。

発するが，記憶喪失，運動失調，筋肉の弛緩な睡眠障害による耐糖能異常の原因メカニズム

ど，中枢神経系全般を抑制するため副作用も多には，① 交感神経系の過剰な活動，② グルコ

く， ま た，non-REM 睡 眠 を 増 や す が REM 睡コルチコイドと成長ホルモンの上昇，③ 慢性―25 ―糖代謝における睡眠の重要性

炎症，④ 酸化ストレス，⑤ 時計遺伝子の同期には，睡眠時間が短く，入眠するまでの時間が不全，などが考えられている 7 ），9 ）。また，⑥ 食長いなど，睡眠の質が低下していた 14 ）。REM

欲を抑制するレプチンが抑制され，食欲を亢進

睡眠と non-REM 睡眠，いずれの睡眠相も食欲するグレリンが増加し，食事量が増える結果，および糖代謝と関係しており，抑制することで糖代謝が悪化するとされる 。実際，短時間お糖代謝は悪化する。 2 型糖尿病患者では non-よび長時間睡眠の人では，野菜や果実の摂取がREM 睡眠の量が減っており，減っている人ほ少なく，高脂肪の食事やファーストフードの消ど，動脈硬化が進んでいる 14 ）。高インスリン費が増える 11 ）。

血症を伴う 2 型糖尿病患者では，メラトニンの5）中等度から重度の閉塞性睡眠時無呼吸症候群

血中濃度が低下している。メラトニンはインス（Obstructive sleep apnea syndrome：OSAS）

リン感受性およびインスリン分泌を改善させるがあると，肥満度を調整しても，インスリン抵作用，血中アディポネクチン濃度を上昇させ，抗性，耐糖能障害および 2 型糖尿病新規発症の遊離脂肪酸濃度を減少させる作用を持つこと高い頻度と相関する。OSAS での糖代謝異常が実験動物において明らかにされている 7 ）。しの原因メカニズムとして，前述の ① から ⑥ にかしながら，これまでのところ，メラトニン作加え，⑦ 細切れの睡眠と低酸素により膵β細動薬によるヒトにおける糖脂質代謝および体重胞機能が低下することも考えられているへの影響は，限られた知見のみが報告されてい12 ）。212 ）型糖尿病と OSAS は双方向性に関係することかる 7 ）。

ら，2 型糖尿病患者で OSAS を診断すること，睡眠障害と糖代謝の関係については，睡眠時OSAS 患者で代謝異常を評価することで，心血間を 6 週間にわたり毎日 1 時間増やすことや，管イベントリスクを減らすことが出来る。ラン週末の連続 3 晩に渡って 10 時間睡眠を確保す

ダム化比較試験のメタアナリシスでは，鼻に装ることで，インスリン感受性が改善したとの報着したマスクから空気を送りこむ持続陽圧呼吸

告があることから，睡眠障害の改善，適切な睡療法（Continuous Positive Airway Pressure：眠時間確保，早めの就寝により，糖代謝は改善

CPAP）による HbA1 c で見た糖代謝改善はなすると考えられている 15 ），16 ）。

いが，これにはマスクの着用方法や使用時間など使用者側の問題を反映している可能性がある

4 ．糖代謝に良い睡眠とは。肥満減量外科手術後は，減量幅が大き

256 万人を対象としたシステマティックレいことが主な理由で OSAS ，糖代謝いずれも改ビューでは，睡眠時間は 7 - 8 時間で最も死亡善する率が低くなっており，J 型の死亡リスク上昇と12 ）。

13 ）交代勤務による不規則な睡眠では，概日リズなっていた 17 ）。特に，長時間睡眠で死亡率が高ムのずれに加えて，睡眠時間の制限も起きやすくなっていたが，これは，長時間睡眠者の中に，く，前述の ① から ⑥ に加え，⑧ 夜間のメラ心血管イベントハイリスク者が多く存在する，トニン分泌不良などの原因により，糖代謝が悪疲労感を引き起こす疾患を併発しているなど，化する 7 ）。

他の原因の結果を見ている可能性がある 17 ）。

2 型糖尿病患者では，朝型の生活リズムに一方，前述のとおり，成人では一晩の睡眠必要

比べ夜型の方が血糖コントロールが不良であ時間は 5 -10 時間と個体差が大きく，高齢者にる。横浜市立大学による報告では，日本人 2 型

比べ若年者でより長時間の睡眠時間が必要とさ糖尿病患者は，短時間および長時間いずれの逸れる 2 ）。遺伝的背景が同じである一卵性双生児

脱パターンの睡眠でも，血糖および HbA1 c がを対象とした研究によると，睡眠時間を規定す上昇すること，血糖コントロールが不良な場合

る遺伝的要素は 30 % 程度である 2 ）。国立精神・―26 ―慶應保健研究（第 37 巻第 1 号，2019 ）神経医療研究センターによる報告では，自由睡間は男女ともに 6 時間程度であった。前述を参眠にした際の最初の晩の全睡眠時間と，ベース考に考えると，大学生は 2 時間半程度，教職員ラインの睡眠時間の差を全睡眠時間リバウンドは 1 時間程度の睡眠が不足している。適切な睡と定義し，「睡眠負債」を表すものと考え，個眠は健康維持のために必須であり，まずは 1 時

人の最適睡眠時間の参考にすることを提案して間早く床に就き，週末や休日に長く眠ることでいる 。若年成人では，毎日約 1 時間程度睡眠自身の最適睡眠時間を推察すると同時に「睡眠が不足していると推察されているが，睡眠負債負債」を解消し，睡眠障害があれば，その適切を完全に解消するには，9 日間十分な睡眠をとな治療を受けることが望ましい。また，社会全る必要がある。

体で，睡眠時間から逆算し，学校や職場に滞在

2）

しかしながら，特に，中学生・高校生にとって，十分な睡眠をとることは難しい。良好なする時間や家事労働時間を減らす取り組みも必要である。

認知機能や注意，情動のためには，9 時間程度の睡眠が必要だが，メタアナリシスによると，中高生の登校日の平均睡眠時間は約 7 時間で，25 % が 6 時 間 未 満 と な っ て お り， 平 均 し て，

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推奨される睡眠を 1.5 時間下回っている 10 ）。中OECD countries plus China, India and South
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る前に眠りに入ることが次第に困難になり，夜07）

型の生活を好むため遅くに就寝するようになる2 ）Kitamura S, Katayose Y, Nakazaki K, et al.
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高生の多くが慢性的な睡眠不足になり不健康な02-07）状態となりやすい。実際，中高生では，週末の3 ）St-Onge MP, Grandner MA, Brown D, et al；

睡眠時間が大きく増えていることから，慢性的American Heart Association Obesity, Behavior
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な睡眠不足の存在が推察される。米国小児科学

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査票の解析では，2011-2017 年の大学 1 年生のズ パラディーソ 神経科学 ― 脳の探求 ― ．西村

べ 44 , 523 人の平均睡眠時間は男女ともに 6 時

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間半程度，教職員のべ 40 , 526 人の平均睡眠時―6 ）Feld GB, Diekelmann S. Sleep smart-optimizing

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