白髪とストレスは毛根のエネルギーにも関わる？代謝の変化と細胞の喪失を読む

白髪は毛根のエネルギー切れなのか。人の毛で見つかった代謝関連たんぱく質の増加と、ミトコンドリアの働きを変えたマウス実験を読み分ける。色を作る細胞と補充する幹細胞の違いから、ストレスとの関係、色が戻る例、抗酸化成分の研究を生活の対策へ移す際の限界まで考える。

洗面台の鏡で分け目に白い毛を見つける。先週は黒かったのか、それとも見逃していたのか。思い浮かぶのは、残業続きだった日のことだ。「疲れで毛根まで電池切れになったのか」と思いたくなる。ところが人の毛を調べた研究では、白髪でエネルギー代謝やミトコンドリア、抗酸化防御に関わるたんぱく質が増えていた。単純な燃料不足の絵とは違う出発点である。[1]

白髪と細胞のエネルギーを支える仕組みには接点がある。ただし、毛の中のたんぱく質の違いを見つけることと、その人の毛根でエネルギーが足りなくなったと確定することは別だ。ミトコンドリアに関わる遺伝子を操作したマウスでは、色素のもとになる細胞が失われ、早期に白髪が生じている。人の観察と動物での操作は、違う種類の証拠なのである。[1][3]

既存記事「白髪とストレスの関係に免疫も関わる？色素細胞と毛根の守りを分けて読む」には免疫の論点を譲る。ここで追うのは、色の薄くなった毛に残る代謝の変化と、色を作る細胞を維持する仕組みだ。色が戻る毛の報告も含め、毛根を電池にたとえると何が見えなくなるのかを考えたい。[1][2]

白髪の毛では代謝関連たんぱく質が増えていた

人の毛を対象とした研究で、Rosenbergらは毛の長さに沿って色のパターンを数値化する方法を作った。白くなる変化だけでなく、白い部分から再び色のある部分へ移る変化を捉え、その毛に含まれるたんぱく質も調べている。性別や年齢をまたぐ人の毛の観察であり、18〜39歳の女性に限定した結果としては扱えない。単に黒い毛と白い毛の写真を並べるのではなく、毛の中の色の推移と分子の情報を組み合わせた研究である。[1]

そこで白髪に増えていたのが、エネルギー代謝、ミトコンドリア、抗酸化防御に関連するたんぱく質だった。ミトコンドリアは細胞のエネルギーを支える機能を持つが、研究で測った「関連たんぱく質が増えた」という結果は、「エネルギーを作る力が高まった」という意味と同じではない。研究者が観察した指標を、そのまま機能の良し悪しへ置き換えないことが肝心だ。[1][4]

ここで「少ないから困る」という説明に飛びつくと、実際の結果との向きが逆になる。白髪に代謝関連たんぱく質が多いという所見からは、少なくとも「白髪には代謝に関わるものが一律に足りない」という説明はできない。一方、多いのだから元気な毛だ、とも判定できない。増加という同じ言葉でも、何が、どこで増えたかを残したまま読む必要がある。[1]

たとえば疲れた日にスマートフォンの電池残量を見ると、残りが少ないことを数字で確かめられる。毛のたんぱく質の解析は、そのような残量表示ではない。白髪の研究を「毛根の充電不足が判明」と紹介したら、測定した対象を変えてしまう。増えたたんぱく質の種類は重要な手がかりだが、それだけで個人の疲労や必要な食事の量を読み取る道具にはならない。[1]

この研究の面白さは、白髪を色素だけの問題として閉じず、代謝や防御に関わる分子の変化と一緒に捉えた点にある。鏡では白いか黒いかの違いでも、実験室では複数の分子の違いになる。「色がない」という見た目に対して、「関連するたんぱく質は増えている」というずれがある。そのずれこそが、単純なエネルギー切れ説を立ち止まって考える理由である。[1]

色を作る細胞と、次の細胞を用意する仕組み

毛の色を考えるときには、色を作る細胞であるメラノサイトと、その供給源になるメラノサイト幹細胞を分けると分かりやすい。白髪の仕組みを扱ったレビューでは、毛根の毛球にあるメラノサイトの機能だけでなく、毛包の幹細胞が自分たちを維持できるかどうかが重要な論点として挙げられている。今働いている細胞と、将来の補充を担う細胞では、問題の起き方が違う。[2][18]

Joらのレビューは、毛球のメラノサイトが酸化ストレスでうまく働かなくなる可能性と、幹細胞が失われる可能性を整理している。酸化ストレスは、ここでは活性酸素による細胞への負担を指す。核やミトコンドリアへの影響と、幹細胞の維持の問題は、同じ白髪という見た目につながり得る別の経路である。[2]

この区別は、色を戻せるかという問いにも関わる。たとえば働ける細胞が残っている状態と、細胞そのものが広く失われた状態を、同じ「色素が足りない」で済ませると、回復の条件を見失う。人の毛包の知見とマウスでの仕組みを統合したレビューは、生き残った色素細胞の機能回復、働ける前駆細胞からの補充、広範な細胞喪失後の回復の制限を分けて論じている。[9]

さらに、幹細胞が存在するだけで十分とも限らない。このレビューは、細胞が残っていても、移動や状態の切り替えなどがうまく進まなければ、色を再生する働きが損なわれ得ると整理している。人数がそろった職場でも仕事が動かない場面に似ているが、毛根の場合は細胞と周囲の環境の関係を調べる必要がある。細胞の数と、細胞が働ける条件は分けておきたい。[9]

したがって、毛根を「色素を作る小さな工場」とたとえる場合も、機械の出力だけを見ては足りない。担い手の維持や補充、周囲の環境まで含めた仕組みである。白髪を見ただけでは、そのうちどこに変化が起きたのかを選べない。代謝という語を聞いた瞬間に、食べ物で燃料を足せばよいと結びつけるのは、この複数の段階を飛ばしてしまう読み方だ。[2][9][18]

マウス実験ではミトコンドリアの維持と細胞喪失がつながる

この接点を具体的に調べたのが、ミトコンドリアのデオキシグアノシンキナーゼ、略してDGUOKに着目した実験だ。この分子は、ミトコンドリアのDNAの複製に使われるヌクレオチドを供給する。研究者はDguokを欠乏させたマウスや、条件付きで遺伝子を欠損させたマウスを調べ、早期の白髪を認めた。特定の分子の働きを変える実験であり、この結果を18〜39歳の女性の日常的な疲労にそのまま当てはめることはできない。[3]

結果を「メラニンが作れなくなった」とだけ読むのは正確ではない。著者らは、この白髪の表現型について、メラノサイトのメラニン産生の障害によるものではなく、メラノサイト幹細胞と成熟メラノサイトの顕著な減少に関連していたと述べている。色素を作る能力の話から、担い手が失われる話へ、焦点が移る結果なのである。[3]

Dguokの欠乏では、ミトコンドリアDNAにコードされる13個の遺伝子の発現が低下し、幹細胞の活性酸素とアポトーシスが増えていた。アポトーシスとは細胞死の過程である。遺伝子の発現、活性酸素、細胞の喪失、毛の色を同じ実験の中で調べたため、ミトコンドリアの維持と色素細胞の維持の関係を考える手がかりになっている。[3]

ただし、この結果を人の仕事のストレスにそのまま当てはめることはできない。遺伝子を操作したマウスで起きたことと、残業が続いた人の毛根で起きたことは、対象も条件も違う。人の白髪で見えた代謝関連たんぱく質の増加と、この実験で見えた遺伝子発現の低下を並べても、同じ物差しの増減にはならない。研究が食い違っていると決める前に、何を測った数字なのかを確認したい。[1][3]

別のマウス研究では、ミトコンドリア内膜のたんぱく質の維持に関わるm-AAAプロテアーゼという仕組みを調べている。関連する遺伝子の操作により、この仕組みを完全に失わせたマウスでは、色素細胞の前駆となるメラノブラストが徐々に失われ、早期の白髪が生じた。異なる分子への操作からも、ミトコンドリアと色素を担う細胞の生存との接点が示されている。遺伝子操作マウスでの結果なので、18〜39歳の女性の白髪にも同じ過程が起きるかは別に確かめる必要がある。[6]

このm-AAAプロテアーゼの研究は、もともと神経やグリア細胞の生存を調べる視野を持つ。操作の対象となったメラノブラストは、神経を支えるシュワン細胞と発生上の起源を共有すると説明されている。毛だけに限定した日常の刺激を加えて白髪を観察した実験ではない。白髪という結果が同じでも、実験でどの細胞に働きかけたかを読むと、Dguokの研究とは設計の違いが見えてくる。[6]

この違いから拾えるのは、ミトコンドリアの仕組みには色を担う細胞の維持という側面がある、という論点だ。毛髪だけの現象から出発しなくても、細胞を支える分子を調べる途中で白髪につながることがある。それを人の疲れへ翻訳する前に、細胞の生存を調べた実験として理解しておきたい。[3][6]

数字で読む白髪とエネルギーの研究

2021年の人の毛の研究では、色の推移とたんぱく質の解析を組み合わせ、白髪の代謝関連たんぱく質の増加を報告した。[1]

2018年のレビューでは、毛球の色素細胞の機能と、幹細胞の維持という異なる経路を整理している。[2]

13個のミトコンドリアDNA由来の遺伝子で発現が低下したのは、Dguokが欠乏したマウスでの結果だ。[3]

2016年のマウス研究では、ミトコンドリア内膜のたんぱく質を維持する仕組みの喪失と、早期の白髪を結びつけている。[6]

宮川涼 Founder

See Full Bio