TED日本語 - リチャード・ウェラー: 太陽光は健康にいいかもしれない?


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TED日本語 - リチャード・ウェラー: 太陽光は健康にいいかもしれない?

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Could the sun be good for your heart?


Richard Weller


リチャード・ウェラーは、我々の体は太陽光からビタミンDを生成するが、太陽光にはもう1つの驚くべき働きがある、と指摘します。 彼のチームの新しい研究によれば、皮膚に大量に蓄えられている窒素酸化物は紫外線で放出され、血圧と心臓血管に非常によい効果をもたらしている可能性があります。 これは何を意味するのでしょう?この発見から、スコットランドに住む人がオーストラリア人より病気がちな理由を説明できるかもしれません・・・。




So, before I became a dermatologist, I started in general medicine, as most dermatologists do in Britain. At the end of that time, I went off to Australia, about 20 years ago. What you learn when you go to Australia is the Australians are very competitive. And they are not magnanimous in victory. And that happened a lot: "You pommies, you can't play cricket, rugby." I could accept that.

But moving into work -- and we have each week what's called a journal club, when you'd sit down with the other doctors and you'd study a scientific paper in relation to medicine. And after week one, it was about cardiovascular mortality, a dry subject -- how many people die of heart disease, what the rates are. And they were competitive about this: "You pommies, your rates of heart disease are shocking."

And of course, they were right. Australians have about a third less heart disease than we do -- less deaths from heart attacks, heart failure, less strokes -- they're generally a healthier bunch. And of course they said this was because of their fine moral standing, their exercise, because they're Australians and we're weedy pommies, and so on.

But it's not just Australia that has better health than Britain. Within Britain, there is a gradient of health -- and this is what's called standardized mortality, basically your chances of dying. This is looking at data from the paper about 20 years ago, but it's true today. Comparing your rates of dying 50 degrees north -- that's the South, that's London and places -- by latitude, and 55 degrees -- the bad news is that's here, Glasgow. I'm from Edinburgh. Worse news, that's even Edinburgh.


So what accounts for this horrible space here between us up here in southern Scotland and the South? Now, we know about smoking, deep-fried Mars bars, chips -- the Glasgow diet. All of these things. But this graph is after taking into account all of these known risk factors. This is after accounting for smoking, social class, diet, all those other known risk factors. We are left with this missing space of increased deaths the further north you go.

Now, sunlight, of course, comes into this. And vitamin D has had a great deal of press, and a lot of people get concerned about it. And we need vitamin D. It's now a requirement that children have a certain amount. My grandmother grew up in Glasgow, back in the 1920s and '30s when rickets was a real problem and cod liver oil was brought in. And that really prevented the rickets that used to be common in this city. And I as a child was fed cod liver oil by my grandmother. I distinctly -- nobody forgets cod liver oil.

But an association: The higher people's blood levels of vitamin D are, the less heart disease they have, the less cancer. There seems to be a lot of data suggesting that vitamin D is very good for you. And it is, to prevent rickets and so on. But if you give people vitamin D supplements, you don't change that high rate of heart disease. And the evidence for it preventing cancers is not yet great. So what I'm going to suggest is that vitamin D is not the only story in town. It's not the only reason preventing heart disease. High vitamin D levels, I think, are a marker for sunlight exposure, and sunlight exposure, in methods I'm going to show, is good for heart disease.

Anyway, I came back from Australia, and despite the obvious risks to my health, I moved to Aberdeen. (Laughter) Now, in Aberdeen, I started my dermatology training. But I also became interested in research, and in particular I became interested in this substance, nitric oxide. Now these three guys up here, Furchgott, Ignarro and Murad, won the Nobel Prize for medicine back in 1998. And they were the first people to describe this new chemical transmitter, nitric oxide. What nitric oxide does is it dilates blood vessels, so it lowers your blood pressure. It also dilates the coronary arteries, so it stops angina.

And what was remarkable about it was in the past when we think of chemical messengers within the body, we thought of complicated things like estrogen and insulin, or nerve transmission. Very complex processes with very complex chemicals that fit into very complex receptors. And here's this incredibly simple molecule, a nitrogen and an oxygen that are stuck together, and yet these are hugely important for [ unclear ] our low blood pressure, for neurotransmission, for many, many things, but particularly cardiovascular health.

And I started doing research, and we found, very excitingly, that the skin produces nitric oxide. So it's not just in the cardiovascular system it arises. It arises in the skin. Well, having found that and published that, I thought, well, what's it doing? How do you have low blood pressure in your skin? It's not the heart. What do you do?

So I went off to the States, as many people do if they're going to do research, and I spent a few years in Pittsburgh. This is Pittsburgh. And I was interested in these really complex systems. We thought that maybe nitric oxide affected cell death, and how cells survive, and their resistance to other things. And I first off started work in cell culture, growing cells, and then I was using knockout mouse models -- mice that couldn't make the gene. We worked out a mechanism, which -- NO was helping cells survive.

And I then moved back to Edinburgh. And in Edinburgh, the experimental animal we use is the medical student. It's a species close to human, with several advantages over mice: They're free, you don't shave them, they feed themselves, and nobody pickets your office saying, "Save the lab medical student." So they're really an ideal model.

But what we found was that we couldn't reproduce in man the data we had shown in mice. It seemed we couldn't turn off the production of nitric oxide in the skin of humans. We put on creams that blocked the enzyme that made it, we injected things. We couldn't turn off the nitric oxide.

And the reason for this, it turned out, after two or three years' work, was that in the skin we have huge stores not of nitric oxide, because nitric oxide is a gas, and it's released -- (Poof!) -- and in a few seconds it's away, but it can be turned into these forms of nitric oxide -- nitrate, NO3; nitrite, NO2; nitrosothiols. And these are more stable, and your skin has got really large stores of NO. And we then thought to ourselves, with those big stores, I wonder if sunlight might activate those stores and release them from the skin, where the stores are about 10 times as big as what's in the circulation. Could the sun activate those stores into the circulation, and there in the circulation do its good things for your cardiovascular system?

Well, I'm an experimental dermatologist, so what we did was we thought we'd have to expose our experimental animals to sunlight. And so what we did was we took a bunch of volunteers and we exposed them to ultraviolet light. So these are kind of sunlamps. Now, what we were careful to do was, vitamin D is made by ultraviolet B rays and we wanted to separate our story from the vitamin D story. So we used ultraviolet A, which doesn't make vitamin D.

When we put people under a lamp for the equivalent of about 30 minutes of sunshine in summer in Edinburgh, what we produced was, we produced a rise in circulating nitric oxide. So we put patients with these subjects under the UV, and their NO levels do go up, and their blood pressure goes down. Not by much, as an individual level, but enough at a population level to shift the rates of heart disease in a whole population. And when we shone UV at them, or when we warmed them up to the same level as the lamps, but didn't actually let the rays hit the skin, this didn't happen. So this seems to be a feature of ultraviolet rays hitting the skin.

Now, we're still collecting data. A few good things here: This appeared to be more marked in older people. I'm not sure exactly how much. One of the subjects here was my mother-in-law, and clearly I do not know her age. But certainly in people older than my wife, this appears to be a more marked effect. And the other thing I should mention was there was no change in vitamin D. This is separate from vitamin D. So vitamin D is good for you -- it stops rickets, it prevents calcium metabolism, important stuff. But this is a separate mechanism from vitamin D.

Now,one of the problems with looking at blood pressure is your body does everything it can to keep your blood pressure at the same place. If your leg is chopped off and you lose blood, your body will clamp down, increase the heart rate, do everything it can to keep your blood pressure up. That is an absolutely fundamental physiological principle.

So what we've next done is we've moved on to looking at blood vessel dilatation. So we've measured -- this is again, notice no tail and hairless, this is a medical student. In the arm, you can measure blood flow in the arm by how much it swells up as some blood flows into it. And what we've shown is that doing a sham irradiation -- this is the thick line here -- this is shining UV on the arm so it warms up but keeping it covered so the rays don't hit the skin. There is no change in blood flow, in dilatation of the blood vessels. But the active irradiation, during the UV and for an hour after it, there is dilation of the blood vessels. This is the mechanism by which you lower blood pressure, by which you dilate the coronary arteries also, to let the blood be supplied with the heart. So here, further data that ultraviolet -- that's sunlight -- has benefits on the blood flow and the cardiovascular system.

So we thought we'd just kind of model -- Different amounts of UV hit different parts of the Earth at different times of year, so you can actually work out those stores of nitric oxide -- the nitrates, nitrites, nitrosothiols in the skin -- cleave to release NO. Different wavelengths of light have different activities of doing that. So you can look at the wavelengths of light that do that. And you can look -- So, if you live on the equator, the sun comes straight overhead, it comes through a very thin bit of atmosphere. In winter or summer, it's the same amount of light. If you live up here, in summer the sun is coming fairly directly down, but in winter it's coming through a huge amount of atmosphere, and much of the ultraviolet is weeded out, and the range of wavelengths that hit the Earth are different from summer to winter. So what you can do is you can multiply those data by the NO that's released and you can calculate how much nitric oxide would be released from the skin into the circulation.

Now, if you're on the equator here -- that's these two lines here, the red line and the purple line -- the amount of nitric oxide that's released is the area under the curve, it's the area in this space here. So if you're on the equator, December or June, you've got masses of NO being released from the skin. So Ventura is in southern California. In summer, you might as well be at the equator. It's great. Lots of NO is released. Ventura mid-winter, well, there's still a decent amount. Edinburgh in summer, the area beneath the curve is pretty good, but Edinburgh in winter, the amount of NO that can be released is next to nothing, tiny amounts.

So what do we think? We're still working at this story, we're still developing it, we're still expanding it. We think it's very important. We think it probably accounts for a lot of the north-south health divide within Britain, It's of relevance to us. We think that the skin -- well, we know that the skin has got very large stores of nitric oxide as these various other forms. We suspect a lot of these come from diet, green leafy vegetables, beetroot, lettuce has a lot of these nitric oxides that we think go to the skin. We think they're then stored in the skin, and we think the sunlight releases this where it has generally beneficial effects.

And this is ongoing work, but dermatologists -- I mean, I'm a dermatologist. My day job is saying to people, "You've got skin cancer, it's caused by sunlight, don't go in the sun." I actually think a far more important message is that there are benefits as well as risks to sunlight. Yes, sunlight is the major alterable risk factor for skin cancer, but deaths from heart disease are a hundred times higher than deaths from skin cancer. And I think that we need to be more aware of, and we need to find the risk-benefit ratio. How much sunlight is safe, and how can we finesse this best for our general health?

So, thank you very much indeed. (Applause)

皮膚科の医者になる前 他の多くのイギリスの皮膚科医と同じように 私は内科医として仕事を始めました 内科医として働いていた時期の最後に オーストラリアにいきました20年ほど前です オーストラリアで感じるのは オーストラリア人はとても競争心が強く 負けず嫌いであるということです そう感じることが よく起きました例えば 「君たちイギリス人はクリケットもラグビーもできない」という感じです まあ これはその通りですが

しかし仕事のこととなると・・・ そのころ毎週 論文の輪講をしていました 他の医者と共に 医学関係の論文を読んで 勉強する集まりです ある週の話題は心臓疾患に関連した死亡率 でした データに基づいた心臓病でどのくらいの人が亡くなるか その比率はどのくらいかという話題でした 彼らはこの話題でも競争心をもっていました 「君たちイギリス人の心臓疾患の比率は驚くほど高い」

そして彼らは正しかったのです オーストラリア人の心臓疾患の比率は我々の3分の1です 心臓発作 心臓麻痺で死亡する可能性は低く 一般的に我々より健康的です 彼らはもちろん その理由として 道徳性が高い 運動をよくする 彼らはオーストラリア人で我々はイギリス人だからといったことを挙げました

しかし我々より健康なのはオーストラリア人に限りません また イギリス国内でも健康の度合いには違いがあります これは 標準化死亡率と呼ばれるもので 基本的には あなたが死亡する確率です これは20年前の論文のデータですが 今日でも正しいものです 北緯50度の地域の死亡率 これは ロンドンなどイギリス南部です これが北緯55度 残念ながら これは我々のいるグラスゴーです 私はエジンバラ出身ですこれまた残念なことに 状況は同じです


スコットランド南部と イギリス南部との間の この極端な違いの原因はなんでしょうか 我々は 喫煙や 揚げ菓子 フライドポテトといったグラスゴーの食習慣 についてはわかっています しかしこのグラフは それらのリスク要因を 考慮した結果です これは喫煙 社会階級 ダイエットといったリスク要因を 考慮した上での結果です 我々は 北に行くほど死亡率が高くなる この失われた空間に取り残されています

ここで 太陽光が絡んでくるのです ビタミンDは非常に注目されていて 多くの人がビタミンDを気にしています ビタミンDは必要なものです子供達は ビタミンDをとることを義務づけられています 私の祖母はグラスゴーで育ちました くる病が大きな問題だった1920年代 1930年代に 肝油が使われ始めました この街でごく普通に見られたくる病の予防に 肝油は効果的でした 祖母は 子供だった私に肝油を飲ませました その味をはっきり覚えています誰も忘れられないと思いますが

血液中にビタミンDが多く含まれるほど 心臓病や癌の比率が減ります ビタミンDが体にいいという証拠はいろいろあります くる病といった病気を防ぐ効果もあります しかし ビタミンDのサプリメントを服用しても 心臓病の発症率の高さは変わりません 同じように 癌を予防する効果もあまりありません ビタミンDだけが主役ではないと言えます ビタミンDだけが心臓病を予防しているのではないのです ビタミンDが多いという事は単に日光を浴びている証拠で これからお話するように日光を浴びることが 心臓病の予防に効果があるのではないかと思います

それはそれとして私はオーストラリアから戻り 健康へのリスクが高いことを承知でアバディーンに移りました (笑) そして アバディーンで皮膚科医としてのトレーニングを始めました また研究にも興味をもつようになりました 特に一酸化窒素という物質に興味を持っていました ここにいる3人の人物 ファーチゴット、イグナロ、ムラドは ノーベル医学賞を1998年に受賞しました 彼らは 一酸化窒素が 新しい化学伝達物質であることを最初に見つけました 一酸化窒素は血管を拡張させる効果があります つまり 血圧を下げる効果があります また 冠状動脈を拡張させて狭心症を防ぐ効果もあります

この発見の画期的なところは いままで体内の化学伝達物質というと 女性ホルモンやインシュリン神経伝搬といったものを 想像していました 非常に複雑なプロセスをもち非常に複雑な化学反応が起き 非常の複雑な受容体に影響を与えるようなものでした 一方 これは非常に単純な分子です 窒素の原子と酸素の原子が結合したものです しかし これは血圧を下げることや神経伝達にとって 非常に重要な物質です 特に心臓血管の健康維持に重要な意味を持ちます

そこで私は研究を始め皮膚が一酸化窒素を生成する という驚くべき事実を見つけました 心臓血管システムのなかで生成されるだけではなく 皮膚でも生成されるのです このことを発見し 論文としてまとめた後 私は 次に何をするべきか考えました 皮膚が低血圧になる とはどういうことか 心臓ではありませんどう考えればいいのでしょうか

そこで 多くの研究者と同じように私はアメリカに渡り 数年間ピッツバーグで過ごしましたこれがピッツバーグです 私は 非常に複雑なシステムに興味をもちました 我々は 一酸化窒素が細胞死に関係しているのではないか と考えました 細胞の生存や様々なものに対する耐性に関係があるのではないかと そこでまず育てた培養細胞を使って研究を始めました 次に 遺伝子を作らないノックアウトマウスを使った 研究に取り組みました 我々は 一酸化窒素が細胞の生存を助ける仕組みを解明し

エジンバラに戻ってきました エジンバラでは医学生が我々の実験動物です それは人類に近い種で マウスよりも優位な点がいくつかあります 費用が掛からず 毛を剃る必要がなく自分でえさを探すことができます そして「実験用医学生を救え」と言いながら 研究室の周りを占拠する人もいません 彼らは本当に理想的な実験動物です

ところが マウスで得られた実験結果が 人間では再現しないことがわかりました 皮膚の一酸化窒素の生成を止めることは できませんでした 酵素の生成を抑制するクリームを塗ったり いろいろな注射をしましたがー酸化窒素の生成を止めることはできませんでした

そして2・3年の研究の結果 我々の皮膚にはそのままではありませんが 一酸化窒素を大量に蓄える機能があることがわかりました 一酸化窒素はガスで 数秒でなくなるので 窒素酸化物として蓄えます 硝酸塩 (NO3) や亜硝酸塩 (NO2)ニトロソチオールなど これらはより安定した物質です 皮膚は非常に多くの窒素酸化物を蓄えることができます そこで考えました もし太陽光が皮膚に蓄えられた窒素酸化物を活性化して 皮膚から放出できるとしたら その量は 循環している一酸化窒素の約10倍になるのではないかと 太陽光が貯蔵されたものを活性化して循環させられるでしょうか? そして循環した一酸化窒素は心臓血管に良い効果をもたらすのでしょうか

さて 私は実験を重んじる皮膚科医です そこで実験動物を 太陽に当ててみることにしました 多くのボランティアを集めて 紫外線ライトに当てました 太陽灯の一種です ここで我々が注意したのは ビタミンDが紫外線B波から生成されるということです 実験からビタミンDの影響を排除するために ビタミンDを生成しない紫外線A波を使用しました

実験ボランティアの人々を紫外線ランプに当てて エジンバラの夏の日差しに30分当たるのと同じ条件を作りました 結果的に 循環する一酸化窒素の生成量を 増加させることが出来ました そこで 患者に同じように紫外線を当てました その結果 一酸化窒素のレベルが上がり 血圧が下がりました 個人個人の変化は大きくありませんが 集団全体としては 心臓疾患の比率に変化を及ぼすのに十分です 紫外線を当てる代わりに 同じ温度まで患者の皮膚を暖めた場合には この効果は顕われませんでした これは 紫外線を皮膚に当てたときの効果と言えると思います

いまもデータの収集を続けています 良い点をいくつか挙げます この効果は 年を取った人の方が高いようです どのくらい高いか具体的にはわかりませんが 私の義母が一例です もちろん正確な年齢は知らないのですが 私の妻より年齢の高い人々では このような傾向が高いようです もう一つ指摘しておきたいのは ビタミンDの量には変化がなかったということです これはビタミンDの効果とは別の効果です ビタミンDには くる病や カルシウム代謝障害を防ぐ効果があります しかし今お話したことはビタミンDとは別のメカニズムです

血圧を考えるときに課題となるのは 人体は血圧を一定に保つために あらゆる反応をする ということです 仮に 脚が切断され血液を失うと あなたの体は引き締まり 心拍数を上げ 血圧を一定に保つためにできることを全て行ないます これは生理学的な基本原理です

そこで我々が次に行なったのは 血管拡張を観察することです そこでまた実験を行いました これが医学生ですしっぽがなく 毛がないのが特徴です 腕で血管の膨張を測定することで 血流を測ることができます ここでは偽の照射をおこなっています この太い線です 紫外線を腕に当てているもので温度が上がりますが カバーによって紫外線が皮膚に当たらないようにしています 血流や血管拡張に関して変化は見られません しかし 有効な紫外線を照射した場合 照射中と その後1時間とでは 血管拡張が観察されました これが血圧を下げるメカニズムで 冠状動脈も心臓から血液を送り込むために 拡張します これは紫外線の効果 つまり 太陽光の効果を示す別のデータです 紫外線が血流や心臓血管に良い効果を与えていることがわかります

そこで 以下のようなモデルを考えました 紫外線の量は場所や時期で変わります そこで皮膚に蓄えられた窒素酸化物 硝酸塩や亜硝酸塩ニトロソチオールから 一酸化窒素を取り出すことができるのではないかと考えました 異なる波長の光には異なる効果があるので うまく作用する光の波長を探すことができます 赤道直下に住んでいる場合太陽の光は真上から降り注ぎます 光は 非常に薄い空気の層を通して届きます 冬と夏の光の量は同じです ここに住んでいる場合 夏は 太陽の光はかなり高いところから降り注ぎます しかし冬には光は非常に厚い空気の層を通り 紫外線の多くが失われます 地表に届く光の波長も 夏と冬では違います これらのデータと 放出された一酸化窒素の量を掛けることで どれだけの一酸化窒素が皮膚から放出され 循環したかがわかります

赤道直下にいる場合には この赤と紫の2つ線が該当します 放出された一酸化窒素の量はこの線の下側の面積になります この部分です 12月でも6月でも 大量の一酸化窒素が皮膚から放出されます ベンチュラは南カリフォルニアにあります 夏は赤道直下にいるのとあまり変わりません たくさんの一酸化窒素が放出されます 冬のベンチュラはまだある程度の一酸化窒素の量があります 夏のエジンバラでも十分な一酸化窒素の量があります しかし冬のエジンバラで放出される一酸化窒素は ほとんどありません 非常に小さい値です

ここから何がわかるでしょうか 我々はこの問題に取り組んでいます 理解を深め 理論を拡張しています この問題は非常に重要だと考えています これがイギリスの北と南での健康の違いの大きな原因だと予測しています これは妥当な結論だと考えています 皮膚は 窒素酸化物をいろいろな形態で保存できる 大きな貯蔵庫だということがわかっています 窒素酸化物の多くは 正しい食事 新鮮な葉野菜 ビーツ レタスから採れるだろうと考えています これらの食物は皮膚に保存できる窒素酸化物を多く含んでいます 窒素酸化物は皮膚に蓄えられて 太陽の光で放出されます これは通常 よい効果をもたらします

これはまだ研究中の内容ですが 皮膚科医としての私の毎日の仕事は 人々に「皮膚癌があります」 「太陽光が原因なので外出禁止です」と言うことです 本当は もっと重要なメッセージがあると考えています それは 太陽光にはリスクだけでなくメリットもあるということです 確かに 太陽光は皮膚癌のリスク要因です しかし 心臓疾患の死亡率は 皮膚癌の死亡率より 100倍も高いものです 我々はリスクとメリットを正しくに理解し リスクとメリットの割合を見極める必要があります どの程度の太陽光ならば安全で 健康にとって最適な解をどのようにして導きだせるのか

ありがとうございました (拍手)

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