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出典検索?: "概日リズム" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2014年1月）

概日リズム（がいじつリズム）、サーカディアン・リズム（英語: circadian rhythm）とは、約25時間周期で変動する生理現象で、動物、植物、菌類、藻類などほとんどの生物に存在している。一般的に体内時計とも言う。厳密な意味では、概日リズムは内在的に形成されるものであるが、光や温度、食事など外界からの刺激によって修正される。

動物では25時間の明暗の周期に従っており、完全な暗闇の中に置かれた場合には、25時間に同調しない周期となる。これをフリーランと呼ぶ。こうした非同調した周期は明暗などの刺激によりリセットされる[1]。脳の視交叉上核が、体内のそうした周期に影響を与えているとみなされている。周期的でない周期におかれることによる概日リズムの乱れは、不快感のある時差ボケを単純に起こしたり、概日リズム睡眠障害となる場合がある。

時間生物学は、日、週、季節、年などの単位で経時的に変化する生物のリズムを研究する学問である。
歴史

内在的な概日リズムは、1729年にフランスの科学者ジャン?ジャック・ドルトゥス・ドゥ・メラン（英語版）によって初めて科学論文として報告された。彼は植物のオジギソウの葉が、外界からの刺激がない状態でも約24時間周期のパターンで動き続けることに気づいた（就眠運動）[2]。

1962年ドイツのユルゲン・アショフ（英語版）は自ら光を遮断した状態で約1週間を過ごした。ヒトの概日リズムは、睡眠-覚醒・深部体温・尿中ステロイドホルモンなどがいずれも24時間よりも周期が長く、その後の研究で25時間に近いことが示された[3]。ヒトそれぞれの概日リズムは異なっており、平均的には24時間15分である[4]。
語源

英語の circadian rhythm は、ラテン語の「約、おおむね」を意味する circa と、「日」を意味する dies から名付けられた。つまり「おおむね1日」の意味である。
定義

概日リズムは、次の3つの基準で定義できる。
そのリズムが恒常的な状態（例えば恒暗状態）でも約24時間の周期を持続する。

そのリズムの周期が光パルスや暗パルスによってリセットされる。

そのリズムが温度補償性を持っている、つまり一定範囲内の温度において周期が変わらない。

起源

概日リズムは進化上最も古い細胞に起源を持ち、昼間の有害な紫外線下でのDNA複製を回避するために獲得した機能であると考えられている。結果として複製は夜間に行われることとなった。現存するアカパンカビ (Neurospora) は、このような時計制御された複製機構を保持している。

現在知られている中で最も単純な概日リズムを持っている生物は、真正細菌のシアノバクテリア (cyanobacteria) である。最近の研究では、シアノバクテリア (Synechococcus elongatus) の概日リズムは、核となるたった3つのタンパク質を試験管の中に入れるだけで再構築できることが実証された[5]。この時計はATPを補給すれば、22時間のリズムを何日間も持続することができる。以前の学説では概日リズムはDNAの転写翻訳フィードバックループ機構に基づいているとされていたが、この真正細菌の研究によって必ずしもそうではないことが示された。しかし、この説は真核生物においては、まだその通りであると考えられている。真正細菌と真核生物の概日リズムは同様の基本構造（入力 - 中心の振動体 - 出力）を持っているが、これらを構成するタンパク質に相同性は全くない。このことは、おそらくそれぞれが独立した起源を持っていることを示している。
動物の概日リズム

概日リズムは人を含む動物において、睡眠や摂食のパターンを決定する点において重要である。脳波、ホルモン分泌、細胞の再生、その他の多くの生命活動には明確な概日リズムが存在している。1970年にArthur T. Winfree（米国）がショウジョウバエで「シンギュラリティ現象」（強い光で概日リズムが一時的に狂う現象）を確認して以降、多種の生物で概日リズムの狂いが観察されている。身近な現象に当てはめると、夜更かしによる不眠や航空機による移動により生じる時差ぼけの緩和に「強い光が有効」であることは広く知られているが、この発生メカニズムを細胞レベルの実証実験で証明した[6]。
明暗サイクルの影響

概日リズムは明暗の周期に関係している。動物は完全な暗闇の中で長期間飼育されると、フリーラン・リズム (free-running rhythm) に従って行動する。