2020年6月7日

Longevityと長期的な健康のためのオートファジー

オートファジーとは？

「オートファジー」という用語は無作為に選ばれたものではなく、「自食」を意味します。オートファジーは、新しい細胞の生成に利用するために、体内の細胞成分を分解する異化プロセスです。これはホメオスタシスとして知られるリサイクル機構です。

細胞質は、細胞核の外側に位置する「ゼリー状」の物質です。オートファジーが起こると、細胞質と、細胞小器官として知られる独自の機能を持つ微小な構造体が細胞から除去され、リサイクルされます。このプロセスは極めて重要で、正常に機能しなくなった細胞を取り除くことで、体内のバランス維持を支えます。パーキンソン病など、いくつかの疾患（特に神経変性疾患）は、オートファジーのプロセスを乱すことが知られています。

どのように機能するのか？

細胞が十分な栄養を得られないと、オートファジーが始まります。オートファジーのプロセスには4つの段階があります：

1. 隔離

この段階では、ファゴフォア（二重膜）が細胞質や細胞小器官の周囲を移動し、それらを完全に包み込みます。その後、ファゴフォアはオートファゴソームと呼ばれる細胞小器官へと変化します。

2. 融合

オートファゴソームはリソソームに直接付着することはできません。そのため、エンドソームと呼ばれる構造体との融合を開始します。オートファゴソームがエンドソームと融合したものは、アンフィソームと呼ばれます。アンフィソームはリソソームと融合する能力を持っています。

3. 分解

アンフィソームがリソソームと融合すると、分解が始まります。リソソームは加水分解酵素（酵素の一種）を放出し、以前にオートファゴソームに取り込まれていた物質を分解します。分解された細胞内物質を含むこの構造体は、オートファゴリソソームまたはオートリソソームと呼ばれます。

4. 再利用

細胞内物質が完全に分解され、アミノ酸へ変換され、オートファゴリソソームから細胞液中へ放出されると、これらのアミノ酸は新しい細胞によって再利用できるようになります。

分解されたアミノ酸は、TCA回路（一般にクエン酸回路と呼ばれます）で利用されます。これは、細胞呼吸の中核的な駆動因子として機能する一連の化学反応です。当社のベストセラーサプリメントの一つであるNAD+は、TCA回路内のほとんどの反応において重要な役割を果たします。

オートファジーの種類

オートファジーには、特徴の異なる類似した3つのタイプがあります：

1. マクロオートファジー

これは、上記で概説した一般的なオートファジーのプロセスを指します。

2. ミクロオートファジー
このプロセスもさまざまな細胞構造を取り込み、分解します。ただし、隔離プロセスにおいてファゴフォアは利用しません。代わりに、リソソームが細胞内容物を取り込み、その膜の周囲の物質を包み込み始めます。その後、内容物はアミノ酸へ分解され、再利用されます。

3. シャペロン介在性オートファジー
これは選択的オートファジーのプロセスであり、タンパク質が分解対象として標的化されます。いわゆるシャペロンタンパク質は、分解可能なタンパク質がリソソーム膜に沿って移動するのを補助します。

Anti-AgingとLongevity

オートファジーはストレス（ここでのストレスとは細胞の飢餓状態）への応答であり、細胞を若々しく保ち、エネルギー使用をより節約的にし、損傷に対するレジリエンスを高めます。研究では、オートファジーの活性化が、加齢に伴う損傷した細胞構造の蓄積を抑制し、標的細胞の代謝効率を大幅に改善することが示されています。[i]

オートファジーは、細胞劣化に寄与する有害なROS（活性酸素種）を多く産生する機能不全のミトコンドリアを除去するためにも誘導されます。このプロセスはマイトファジーとして知られています。[ii]

オートファジーの誘導は、マウスの寿命を延ばすことも証明されています。[iii]

オートファジーのその他のメリット

オートファジーにはanti-agingのメリットがあるだけでなく、加齢関連疾患の予防においても重要な役割を果たす可能性があります。オートファジーは、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の発症に寄与することが知られている毒性タンパク質を除去します。

もはや機能しなくなった多くの細胞は、変異して増殖することで害を及ぼす可能性があり、これはあらゆる種類のがんの拡大の基盤となります。オートファジーは、細胞内の損傷した構造をアミノ酸へ分解することで、機能不全の細胞が増殖するのを防ぎます。そのため、多くの医療専門家は、オートファジーががんの予防および治療において重要な役割を果たすと考えています。身体は異常を検知し、それを破壊し、「修復作業」を行うことで、ゲノム安定性を高めます。この仮説を裏付ける具体的な科学的証拠はまだありませんが、ある研究の結果は、この理論を支持するさらなる示唆を提供しています。[iv]

以下は、オートファジーについて知られている、または推定されているベネフィットの簡潔な要約です。

細胞のミトコンドリアを調節し、それによって身体のエネルギー産生を改善します。
免疫系と神経系を保護します。
代謝ストレスを防ぎます。
特に脳と心臓の細胞を含む新しい細胞の成長を促進するため、心疾患や認知機能低下からの保護に寄与すると考えられています。
腸の内壁を回復させ、それによって消化機能を改善するため、クローン病のような炎症性疾患の予防をサポートします。
DNAを安定化するため、私たちの遺伝子を保護します。
真正の腫瘍抑制機構であると考えられているため、あらゆる種類のがんの予防や対策をサポートする可能性があります。
エネルギー需要を増やすことなく新しい細胞で身体を若返らせることで、老化を遅らせることが知られています。

オートファジーを誘導する方法

anti-agingを大きく超える、驚くほど多くの健康ベネフィットがあるため、体内でオートファジーをどのように誘発できるのか疑問に思うかもしれません。前述のとおり、オートファジーはストレス応答です。したがって、身体に大きなダメージを与えない軽度のストレスは、オートファジーを活性化することで有益に働く可能性があります。多数の研究により、オートファジーを誘導するために日常的に取り入れられる複数の方法が特定されています。特に注目すべきものは次のとおりです。

1. 栄養

レスベラトロールには、オートファジー誘導作用があると報告されています。 [v]
レスベラトロールに近縁の別のポリフェノールであるプテロスチルベンは、はるかに高いポテンシーとバイオアベイラビリティを持つとされ、オートファジーを誘導することも確認されました。 [vi] プテロスチルベンの健康ベネフィットについて詳しく読む。
マウス研究では、クルクミンが変形性関節症によるダメージの回復をサポートし得るだけでなく、オートファジーも活性化できることが示されました。 [vii]
ターメリックのクルクミンと同様に、ジンジャーの6-ショウガオールもオートファジーを誘導することが確認されました。[viii]
シナモンの有効成分も、オートファジーを誘発することが確認されました。[ix]
コーヒーは、マウスでオートファジーを増加させることが示されました。 [x]
…緑茶の有効成分でも同様でした。ただし、1日あたり緑茶10杯に相当する用量での結果です。 [xi]

2. 運動

運動は、マウスの末梢筋および脳組織でオートファジーを誘導することが示されました。[xii]
一方、別の研究では、身体運動が代謝調節プロセスに関与する臓器（肝臓、副腎、甲状腺など）でオートファジーを誘発する可能性が示唆されています。 [xiii]. したがって、有酸素運動がもたらす他の計り知れない健康ベネフィットに加え、細胞に「健全な」ストレスを与え、オートファジーへ導く優れた方法でもあります。

3. 間欠的断食とカロリー制限

断食には、炎症レベルの低下、脳機能の向上 [xiv] 、HGH（ヒト成長ホルモン）分泌の増加 [xv] など、多くの利点があります。これらの利点は、断食そのものによる直接的な作用ではなく、オートファジーの副次的な作用として生じる可能性があります。別のマウスモデルでは、間欠的断食とカロリー摂取制限によってもオートファジーが誘導され得ることが示されました [xvi]。したがって、頻繁な短期断食は、神経学的状態およびがん増殖への対策を支える実行可能な方法である可能性があります [xvii].

4. 十分な睡眠

オートファジーは睡眠中にも誘導されます。以前に詳しく取り上げた概日リズムは、それ自体がanti-agingと直接関連し、睡眠サイクルを制御しています。そして、オートファジーとも直接結びついています [xviii]. 別の研究では、REM（急速眼球運動）睡眠の不足がニューロンのオートファジーに悪影響を及ぼし、脳機能の変化につながる可能性があるという結論に至りました [xix]. マウスモデルでも、マウスの睡眠を妨げると、オートファジータンパク質の伝達も乱れることが示されました [xx].

参考文献:

[i] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25654554

[ii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24079773

[iii] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23939249/

[iv] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4388596/

[v] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25068516

[vi] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1021949816301855

[vii] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6028754/