冬眠のメカニズム

寒い冬の日、バッテリーがほとんど残っていないとき、スマホはバックグラウンドのアプリをすべて終了し、画面の明るさも最低まで下げて電源が落ちるのを防ぎますよね。動物たちも冬が来ると、生命維持に必要な最低限の機能だけを残して、体のスイッチを落とします。

冬眠に入ったリスを見てみると、普段は37度前後ある体温を、周りの地中の温度に近い0〜5度まで一気に下げます。1分間に300回以上打っていた心臓は、ほんの数回しか打たなくなり、呼吸も数分に1回だけ。体内時計を極端にゆっくりにするのです。生命活動に必要な化学反応を通常の2〜5%程度まで落として、エネルギーの消費をぎゅっと封じ込めているわけです。

この徹底した省電力状態のおかげで、動物たちは秋のあいだに体にたくわえた脂肪や、巣穴に集めておいたエサを使い、普段よりずっと少ないエネルギーだけで長く厳しい冬を乗り越えられます。

周りの気温が氷点下近くまで下がっても、冬眠中の動物の主要な臓器が凍らずに生命を保てるのは、体の中にある特別な脂肪組織のおかげです。それが、熱をつくる専門の「褐色脂肪（Brown Adipose Tissue）」です。

私たちがよく思い浮かべる白色脂肪が、余った栄養をためておく倉庫だとすれば、褐色脂肪はエネルギーを燃やして純粋な熱に変える、体内専用のストーブです。褐色脂肪の細胞にぎっしり詰まったミトコンドリアが、エネルギーを化学物質としてためずに、そのまま熱エネルギーとして放出するようにできているのです。

動物たちはこの褐色脂肪を使って、体温が生存の限界ラインを下回らないよう、精密に守っています。また、春が近づいて冬眠から目覚めるときも、褐色脂肪をフル稼働させて体温を一気に引き上げ、通常の状態へ戻っていきます。

冬眠というと「冬のあいだ何か月も、長く心地よく眠り続けること」と思いがちですが、生理学的には、私たちが夜にとるふつうの睡眠とはまったく別物です。

人や動物が毎日とる睡眠は、脳波が規則的に変化し、日中の記憶を整理して疲れを回復する、能動的な回復状態です。一方、冬眠は、脳の電気信号がほとんど止まり、心臓や呼吸、細胞の活動が停止寸前まで落ち込む、仮死状態に近い代謝抑制の現象です。

小型の動物は、冬眠の途中で数日から数週間おきに、いったん体温を通常まで引き上げ、また深い冬眠に戻ります。このときに冬のあいだに使うエネルギーの大半が消費されるのですが、なぜわざわざ目覚めるのかについては、本物の睡眠をとるためだという説や、免疫を回復させるためだという説など、いくつもの仮説があります。