光同調のメカニズム:視交叉上核内機序と松果体リズムへの表現

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03670071
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本間 さと 北海道大学, 医学部, 講師 (20142713)
• キーワード: サ-カディアンリズム / メラトニン / 松果体 / 視交叉上核 / マイクロダイアリシス / 同調

研究概要

本研究は、光に鋭敏に反応すると共に、サ-カディアン振動体である視交叉上核(SCN)のリズムを直接的に反映する松果体メラトニンを指標に、ラットを用い、光同調の伝達物質と同調機序、松果体への出力系の解明を目的として行われた。本年度は、以下の3つの研究を行った。
a.光の松果体メラトニン抑制とSCN概日振動体への経路の相違:松果体メラトニンの光抑制とSCNからのリズム入力は同一の経路をとると考えられてきた。しかし、520(緑)と660(赤)nmの2種の単色光照射を行ったところ、両光共同程度にメラトニン抑制を行ったが、660nmの光照射で行動リズムの位相変位は起こらなかった。この結果は、光が振動体に作用することなく松果体に作用した可能性を示しており、光の振動体へと、松果体への経路は異なることを示唆している。
b.メラトニン分泌の光抑制におけるリズム位相と光波長の影響:メラトニンが高値を示す0時と4時に、同一光子量の上記2種の単色光を3分間照射したところ、4時には両単色光とも速やかにメラトニン分泌を抑制したにもかかわらず、0時には660nmの光照射ではメラトニン抑制が一過性にしか起こらなかった。光の松果体メラトニン抑制は、リズム位相と、光波長により感受性が異なることが明かとなった。
c.In Vivoマイクロダイアリシス法による松果体メラトニンリズムの変動:連続4日間の松果体マイクロダイアリシスを行い、透析液中のメラトニン量を測定し、安定した高振幅のメラトニンリズムとパルス状分泌を観察した。光照射で、メラトニンは速やかに抑制され、照射後のメラトニンリズムは変位したが、上昇と下降の位相変位には差がみられた。このメラトニンの位相反応は、同一動物で測定された最も速い光による位相反応である。さらに本実験法を、SCNへの神経伝達物質の作動薬や拮抗薬の微量注入と組合せ、光の概日振動体への伝達機序を調べる。

研究成果

• [文献書誌] Honma S.: "Methamphetamine eftects on rat circadian clock depend on actograph." Physiol.Behav.49. 787-795 (1991)
• [文献書誌] Hiroshige T.: "SCNーindependent circadian oscillators in the rat." Brain Res.Bull.27. 441-445 (1991)
• [文献書誌] 兼松 伸枝: "光照射によるラットメラトニン分泌抑制の波長特性" 日本内分泌学会雑誌. 67. 419- (1991)
• [文献書誌] Kanematsu N.: "Red dim light supresses the pineal melatonin without affecting the circadian pacemaker." Abstracts of 4th Sapporo Symposium on Biological Rhythms.53- (1991)
• [文献書誌] Honma S.: "Locomotor rhythms induced by methylphenidate in suprachiasmatic nucleiーlesioned rats." Neurosci.Lett.(1992)
• [文献書誌] Honma K.: "Seasonal variation in the human circadian rhythms: dissociation between sleep and temperature." Am.J.Physiol.(1992)
• [文献書誌] Kohsaka M.: "Seasonality in human sleep." Experientia. (1992)
• [文献書誌] Honma K.: "Central mechanism of feeding associated rhythm in plasma corticosterone of rats." Progress in Endocrine Chronobiology(T.Hiroshige ed.). (1992)