メラニンと神経変性疾患
メラニンは、特に日差しの強い夏の季節には、お肌のシミやくすみの原因として、多くの方から悪いイメージを持たれています。
しかし本来、メラニンは紫外線を吸収して、お肌を守ってくれる働きをしています。
またさらに、メラニンは驚くべき特性を有しており、私たちにエネルギーを供給する役割も果たしています。
Melanin: a unifying theory of disease as exemplified by Parkinson’s, Alzheimer’s, and Lewy body dementia
Front Immunol. 2023 Sep 29:14:1228530. doi: 10.3389/fimmu.2023.1228530
Beyond mitochondria, what would be the energy source of the cell?
Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 2015;15(1):32-41. doi: 10.2174/1871524915666150203093656
メラニンの特性
メラニンは、紫外線によって誘発され、皮膚の表皮層で生成されます。
紫外線に反応して形成される活性酸素を消去し、金属を吸収し、体温調節を行い、薬物の取り込みに関与し、自然免疫系の一部であり、エネルギーを伝達して酸化還元に関与しています。
この他にも、まだ同定されていない多くの機能や性質があると考えられます。
メラニンは、皮膚だけでなく体全体に存在しています。
目、髪、卵巣、心臓、および心臓につながる動脈に加えて、肝臓、内耳、肺、結合組織、脾臓、腎臓、精巣、腹膜、筋肉、脈絡膜、松果体、そして脳（ドーパミンおよびノルアドレナリンニューロン、脳を覆う髄膜、グリア細胞）を含む他の臓器や組織にも存在します。
メラニンは、黒褐色のユーメラニンと、橙赤色のフェオメラニンに分けられます。
脳と松果体には、フェオメラニンの核とユーメラニンの外層からなる、いわゆるニューロメラニンと呼ばれるメラニン複合体が含まれています。
心臓を鼓動させる電気刺激から、細胞間で情報を伝達する電気信号まで、人体には電流が絶えず流れています。
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メラニンは生体電気の流れにおいて、重要な役割を果たしています。
メラニン分子は鎖状に結合しており、この構造により電子の流れが可能になります。
メラニンは電子を貯蔵し、それによって電子の銀行として機能し、電気を伝導します。
メラニンには、電気の形でエネルギーを伝導、貯蔵、放出する能力があります。
またスイッチング能力を持っていて、異なる電圧でオンとオフを切り替えることができます。
メラニンのエネルギー生成能力
現在まで、細胞生物学は、主なエネルギー源としてグルコースを基礎として考えられてきました。
細胞がグルコースの酸化からエネルギーを生成して使用する仕組みでは、ミトコンドリアでの酸化的リン酸化（OXPHOS）が重要な役割を果たしています。
ミトコンドリアの酸化的リン酸化（OXPHOS）については、関連記事をご参照ください ↓
メラニンは水分子の解離を通じて、光エネルギーを化学エネルギーに変換する能力があります。
人体が太陽光の電磁波からエネルギーを生成する能力は、生化学の基本的な概念を変更します。
メラニンは、電磁波から吸収したエネルギーの一部を保持し、それが細胞の燃料として使用され、ATP からのエネルギーがそのエネルギー供給を補完すると考えられます。
神経変性疾患でのメラニンの役割
神経変性疾患やその他の疾患において見過ごされがちなのが、メラニンの役割です。
通常、ニューロメラニンは加齢とともに増加しますが、アルツハイマー病（AD）、パーキンソン病（PD）、レビー小体型認知症（LBD）の患者では大幅な減少が見られます。
アルツハイマー病（AD）については、関連記事をご参照ください ↓
メラニンには抗酸化作用もあり、活性酸素種（ROS）を減少します。
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神経変性疾患で見られる酸化ストレスの上昇は、ニューロメラニンの減少に関連していると考えられます。
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メラニンには電子の貯蔵と輸送の能力があり、ミトコンドリアによって供給されるATPのエネルギーとは逆相関関係で、細胞にエネルギーを供給しています。
メラニンが主なエネルギー供給源であり、ミトコンドリアは補助的なエネルギーを生成しており、この 2 つの関係は対立しつつも補完し合う相互依存関係にあると考えられます。
多くの研究で、発光装置の使用が細胞内の ATP レベルの上昇につながることがわかっています。
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メラニンは放出された光の一部をエネルギーに変換し、細胞は ATP の代わりにこのエネルギーを利用できると考えられます。
測定された細胞 ATP レベルの増加は、光の吸収の結果としてメラニンによって産生されるエネルギーが増加し、細胞がそのエネルギーを利用して ATP を節約できたためと考えられます。
正常な健康状態では、メラニンは光から吸収したエネルギーの一部を保持します。
AD、PD、LBDなど、認知機能に影響を与えるさまざまな脳障害は、感染と関連付けられており、AD、PD、LBDの脳内プラークはこれらの病原体を包み込んでいます。
メラニン レベルの低下により、細胞のエネルギー供給が変化し、その結果、免疫システムの防御を維持し、神経変性疾患に見られるプラークを除去するためのエネルギーが不足すると考えられます。
認知状態や気分の症状の変化を引き起こすのは、神経変性疾患に関連する炎症であり、感染に対する免疫システムの反応のピークと衰退に反応して、炎症が変動した結果であると考えられます。
日没時に自然に発生し、午後10時頃まで続く気圧の低下が脳の炎症を増加させ、認知症の人に夕暮れ症候群（sundowning）を引き起こすのではないかと考えられます。
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まとめ
メラニンは、皮膚だけでなく体全体に存在しています。
メラニンは水分子の解離を通じて、光エネルギーを化学エネルギーに変換する能力があります。
生体電気の流れにおいて、メラニンはエネルギーを伝導、貯蔵、放出する役割を果たしています。
電磁波から吸収したエネルギーの一部を保持し、それが細胞の燃料として使用され、ATP からのエネルギーがそのエネルギー供給を補完すると考えられます。
通常、ニューロメラニンは加齢とともに増加しますが、アルツハイマー病（AD）、パーキンソン病（PD）、レビー小体型認知症（LBD）の患者では大幅な減少が見られます。
AD、PD、LBDなど、認知機能に影響を与えるさまざまな脳障害は、感染と関連付けられており、AD、PD、LBDの脳内プラークはこれらの病原体を包み込んでいます。
メラニン レベルの低下により、細胞のエネルギー供給が変化し、その結果、免疫システムの防御を維持し、神経変性疾患に見られるプラークを除去するためのエネルギーが不足すると考えられます。
