私たちはなぜ夜眠り、朝目覚めるのでしょうか?

温帯地域や低緯度地域では、適切な気候に加えて、明暗の明確な変化もすべての生物にとって非常に重要です。

私たちは基本的に毎日、夜は疲れて眠りにつき、朝はまた目覚めるという生活を送っています。この光と闇の絶え間ない変化は、ほとんどすべての生物が生き残り、繁殖するために適応しなければならないリズムです。

このリズムを制御しているのが、私たちの体の生物時計、より正確には生物時計の現れである概日リズムです。

2017年、ノーベル生理学賞は「概日リズムを制御する分子メカニズムの発見」により、以下の3名の科学者に授与されました。

では、この概日リズムはどのようにして形成されるのでしょうか?

そういえば、概日リズムも体内時計の一種です（体内時計は非常に広い概念です）。どれも時計なので、まずは私たちが日常生活でよく見かける時計から見ていきましょう。

時計を購入したら、まず時間を調整することが必須です。基準となる標準時間は、一般的には中国の北京時間など各国の標準時間となります。

脳の前視床下部にある視交叉上核（SCN）は、体内の中央時計に相当し、この中央時計も時間を調整する必要があります。基準となる「北京時間」は薄いです。

この修正は昼夜を問わず行われるため、この中央時計の周期は 24 時間です。

時間を確認するだけでなく、時計のさまざまな針が絶えず回転して、時間が経過していることを示します。

同様に、私たちの脳内のこの小さな時計にも指針がありますが、私たちの生活の中の時計ほど正確ではありません。昼と夜の2つの状態のみを示し、指針の動きを制御するのはメラトニンです。

松果体は視床下部にある重要な内分泌腺です。それはエンドウ豆ほどの大きさしかありませんが、その生理学的な重要性は、サイズが実際には無関係であることを証明しています。松果体がそれほど重要な理由は、そこから分泌されるホルモン、メラトニンです。

メラトニンの分泌は概日リズムと密接に関係しています。夏（日が長く夜が短い）には分泌（高）の持続時間が短くなり、冬（日が短く夜が長い）には分泌が持続時間が長くなります。

このホルモンの分泌が増えると、私たちの脳は夜の時間に入り始めますが、メラトニンの生成は光の影響を受けるため、メラトニンと光の関係はあまり良くありません。

光が網膜に当たると生体電気信号が生成され、それが網膜視床下部路の神経経路を介してSCNに送られます。

次に、SCN は視床下部核に信号を送り、 「光が見えました (視神経によって伝達される信号)。松果体にメラトニンの生成を減らすように指示してください。これで一日が始まります」と伝えます。

他に方法はなく、視床下部は松果体のメラトニン生成酵素反応を阻害し、メラトニンの分泌を減らします。

そして、太陽が沈むと、SCN が受け取る光信号が少なくなり、松果体によるメラトニンの生成を抑制するために視床下部を必要としなくなります。制限がない場合、松果体はメラトニンの分泌を増加させ始めます。この時間になると、中央時計が夜間モードになります。

日没後、メラトニンの分泌が増加する

しかし、街の明かりが夜を昼と同じくらい明るくするようになったため、SCNは「強制的に」残業しなければならなくなりました。そのため、夜間のメラトニンの分泌は依然として抑制され、皆の就寝時間はどんどん遅くなっています。

しかし、まだ疑問が残るかもしれません。なぜ SCN は間接的にメラトニンの分泌を制御できるのでしょうか?

私たちの体のすべての細胞を見てみると、「視覚細胞」を除いて、他の細胞は光を感知する能力を持っていないため、これらの細胞は「暗い」環境で働いていると言えます。このような状況では、間違いが必ず起こります。

このとき、視交叉上核（SCN）が最高司令官になります。視神経から信号を受け取り、時間を修正した後、中枢脳から体の他の部分に信号を送信し、夜明けであり、日中に行うべきことを実行できることを他の細胞に伝えます。

この時点で、最高司令官が発言しており、伝達者が必要です。人間の内分泌系がこの役割を果たしています。内分泌系はさまざまなホルモンを分泌することで、体のさまざまな部分に中枢命令を伝えます。異なるホルモンは異なる信号を伝達する機能を持っています。

そういえば、視交叉上核は早起きする年老いた母親に少し似ています。彼女が目を覚ますと、彼女は子供たちを起こし、学校に行くべき人は学校に行き、仕事に行くべき人は仕事に行き、すべき人はすべきことをするでしょう。