◆パレオ協会基礎医学ニュースレター◆ 『白内障と糖のエネルギー代謝〜その２』
標高の高い地域では、白内障だけでなく、心臓血管疾患、脳血管疾患による死亡率やそのリスクあるいはメタボリック・シンドロームの発症率リスクがより低いことが分かっています（Living at a Geographically Higher Elevation Is Associated with Lower Risk of Metabolic Syndrome: Prospective Analysis of the SUN Cohort .Front Physiol. 2017 Jan 4:7:658）（Associations between high-altitude adaptation and risk of cardiovascular diseases: a bidirectional Mendelian randomization study. Mol Genet Genomics. 2023 Sep;298(5):1007-1021）（Lower mortality from coronary heart disease and stroke at higher altitudes in Switzerland. Circulation2009 Aug 11;120(6):495-501.）（Altitude and the risk of cardiovascular events in incident US dialysis patients.Nephrol Dial Transplant. 2012 Jun;27(6):2411-7）（Reduction in mortality from coronary heart disease in men residing at high altitude. N Engl J Med. 1977 Mar 17;296(11):581-5）（Altitude, radiation, and mortality from cancer and heart disease. Radiat Res. 1987 Nov;112(2):381-90）。
これは、標高の高いところでは、二酸化炭素（CO2）を体内に高くキープすることができるからです（High-altitude effects on respiratory gases, acid-base balance and pulmonary artery pressures in equids. Equine Vet J Suppl. 1999 Jul:(30):71-6）。二酸化炭素（CO2）濃度が高くなることで、糖のエネルギー代謝が高まります（過去記事『ミラクルホルモンCO2 アップデート』参照）。
体内の二酸化炭素（CO2）の蓄積が低下すると、組織には乳酸が蓄積しやすくなります。実際に、白内障のレンズには乳酸が蓄積していることが分かっています（Concentrations of some ribonucleotides, L-lactate, and pyruvate in human senile cataractous lenses with special reference to anterior capsular/subcapsular opacity. cta Ophthalmol (Copenh). 1976 Dec;54(6):677-92）。
細胞内の乳酸の蓄積は、濃度勾配に従って乳酸が細胞外に排出される際に、水素イオンも細胞外に排出されるため、細胞内を還元状態（アルカリ性）に傾けます（基礎医学参照）。アルカリ性では、タンパク質は開いた構造（イオン化する）となり、そこに水が入りやすくなります（pH-Dependent Conformational Changes in Proteins and Their Effect on Experimental pKas: The Case of Nitrophorin 4. PLoS Comput Biol. 2012 Nov; 8(11): e1002761）。
つまり、レンズに乳酸が蓄積すると、やがてレンズ内がアルカリ性に傾き、水を引き込んでしまう結果になるため白濁していきます。
レンズ（水晶体）も脳神経系と同じく、専ら糖をエネルギー源としています（Comparison of the expression and spatial localization of glucose transporters in the rat, bovine and human lens. Exp Eye Res. 2017 Aug;161:193-204）（Expression patterns for glucose transporters GLUT1 and GLUT3 in the normal rat lens and in models of diabetic cataract. Invest Ophthalmol Vis Sci
. 2003 Aug;44(8):3458-66）。
糖のエネルギー代謝で産生されたATPと二酸化炭素（CO２）が細胞内タンパク質と結合（吸着、absorption）することで、細胞内の水が整列します（Coherent Behavior and the Bound State of Water and K(+) Imply Another Model of Bioenergetics: Negative Entropy Instead of High-energy Bonds. Open Biochem J. 2012;6:139-59）（The physical state of water in living cells and model systems. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1965;125(2):401–417）。したがって、レンズの細胞の糖のエネルギー代謝が低下すると、二酸化炭素（CO2）やATP産生が低下し、細胞内の水の構造が壊れます。これは、レンズにバルクの水（整列していない水の塊）やカルシウムの流入の引き金となります。これによってレンズが水膨れします。これが、レンズの濁りの原因となります。
白内障の発症が女性に多いのは、やはりエストロゲン過剰によるものです。エストロゲンは、細胞内にバルクの水を引き込む物質です（Estrogen regulation of aquaporins in the mouse uterus: potential roles in uterine water movement. Biol Reprod. 2003 Nov;69(5):1481-7. Epub 2003 Jul 9）。またエストロゲンは、トランスグルタミネースというレンズのタンパク質（クリスタリン）を架橋させる酵素を活性化します（Coordinate regulation of the production and signaling of retinoic acid by estrogen in the human endometrium. J Clin Endocrinol Metab. 2003 May;88(5):2157-63）。さらにエストロゲンで誘導されるプロラクチン（乳汁分泌ホルモン）も細胞内に水やカルシウムを引き込んで、興奮状態にするホルモンです（Estradiol increases prolactin synthesis and prolactin messenger ribonucleic acid in selected brain regions in the hypophysectomized female rat. Endocrinology. 1992 Nov;131(5):2154-60）（Hyperprolactinemia and lens opacities. Ann Ophthalmol. 1992 Nov;24(11):418-9）（Evidence that signal transduction for osmoreception is mediated by stretch-activated ion channels in tilapia. Am J Physiol Cell Physiol. 2003 May;284(5):C1290-6）（Cell volume increase and extracellular Ca2+ are needed for hyposmotically induced prolactin release in tilapia.Am J Physiol Cell Physiol. 2003 May;284(5):C1280-9）（Effects of prolactin on intracellular calcium concentration and cell proliferation in human glioma cells. Glia. 2002 May;38(3):200-14）（Prolactin induces calcium influx and release from intracellular pools in human T lymphocytes by activation of tyrosine kinases. Cell Signal. 2001 Nov;13(11):819-26）。
2025年2月16日
◆パレオ協会ニュースレター◆ 『白内障と糖のエネルギー代謝』https://paleo.or.jp/bkmail/14173/
◆パレオ協会基礎医学ニュースレター◆ 『ミラクルホルモンCO２アップデート〜その一』https://paleo.or.jp/kisoigaku/13873/
◆パレオ協会基礎医学ニュースレター◆ 『ミラクルホルモンCO２アップデート〜その二』https://paleo.or.jp/kisoigaku/13923/
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