1 論文: ビタミンD生成以外の紫外線の有益な効果
注意
この論文は、紫外線、可視光線、赤外線から構成される日光(太陽光線)の中から、紫外線だけを取り出して論点としています。
この論文は、人の生活、人での試験・臨床使用、試験管の中の細胞などを使用した試験(in vitro)、ラットなどの動物を使用した試験(in vivo)による結果を混合して論じています。
紫外線だけを使用した試験は、太陽光線の全波長を使用した試験とは全く異なります。
この論文には、「太陽や日焼けベッドからの紫外線は皮膚がんの主な危険因子です。」という現代の科学的常識とされている文言が書かれています。これが、この科学論文の限界･欠点です。
これが嘘であることは、次の記事にまとめられています:
https://blog.goo.ne.jp/gadamski/e/e6c3c3f90828a3bab03b648eb4be28e1?fm=entry_awp
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https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3427189/
Dermatoendocrinol. 2012 Apr 1; 4(2): 109–117.
doi: 10.4161/derm.20013
PMCID: PMC3427189
PMID: 22928066
Beneficial effects of UV radiation other than via vitamin D production
ビタミンD生成以外の紫外線の有益な効果
Asta Juzeniene 1 , * and Johan Moan 1 , 2
要旨
太陽放射のプラス効果のほとんどは、皮膚におけるビタミン D の生成を誘発する紫外線 B (UVB) を介して媒介されます。ただし、このレビューで焦点を当てているように、紫外線 (UV) 放射が人間に及ぼす作用には、他にもいくつかの経路が存在する可能性があります。
1 つは、表面的な日焼け (即時の色素沈着、持続的な色素沈着、遅延日焼け) の誘発です。UVB 誘発の遅延日焼け (数日後に皮膚のメラニンが増加) は、日焼け止めとして機能します。
乾癬、白斑、アトピー性皮膚炎、局所性強皮症など、人間の皮膚疾患のいくつかは、太陽放射 (日照療法) または人工 UV 放射 (光線療法) で治療できます。
UV 照射は、ビタミン D 合成とは無関係に、多発性硬化症の臨床症状を抑制することができます。
さらに、UV は一酸化窒素 (NO) を生成し、血圧を下げ、一般的に心臓血管の健康を改善する可能性があります。UVA 誘発の NO には抗菌作用もあり、さらに神経伝達物質として作用する可能性があります。
最後に、UV 照射は、エンドルフィンの放出を通じて気分を改善する可能性があります。
キーワード: 紫外線、日焼け、光保護、日光療法、光線療法、ビタミン D 合成、一酸化窒素
導入
太陽の紫外線 (UV) は、古代からさまざまな病気の治療に使用されてきました。これは、皮膚のさまざまな層にある多数の分子 (発色団) が UV と相互作用して吸収するという科学的背景があります。これらの相互作用は、生物学的にプラスとマイナスの両方の影響をもたらす可能性があります。このレビューでは、ビタミン D 生成に直接関連するもの以外のプラスの効果にのみ焦点を当てます。
コスメティックタンニング
アフリカ人やアジア人の中には日光を避け、肌を白くするために漂白剤を使う人がいる一方、多くのコーカサス人は「見栄えを良くする」ために日焼けをしてブロンズ色の肌になるために日光浴をします。1 – 3太陽や人工的な光源からの紫外線は、肌の色素沈着を増加させます。4、5日焼けには、即時色素沈着 (IPD)、持続性色素沈着 (PPD)、遅延性日焼け (DT) の 3 つの段階があります。6、7 IPD は、UVA にさらされてから最初の数分で発生し、数時間以内に消えます。6、8 PPD は、高線量の UVA にさらされてから数時間以内に現れ、数日または数週間持続します。7、9 DT は、UVB にさらされてから 3～7 日かけて発生し、その後数週間持続します。10 UVA と UVB によって引き起こされる色素沈着のメカニズムは異なります。11 UVA は、既存のメラニンまたはメラニン形成前駆物質の酸化によって IPD と PPD を引き起こします。6 IPD は酸素に依存しており、活性酸素ラジカルがこの過程の原因であると考えられています。7 、12、13 PPDもメラノソームが皮膚の表面に向かって上向きに動くことによって起こります。10最も明るい肌 (スキン タイプ I) の人はほとんど日焼けしませんが、IPD と PPD は中程度から暗い色素の皮膚で最も強くなります。14 、15 DT はメラノサイトでのメラニン合成に起因し、その後メラニンが隣接するケラチノサイトに分布します。6、7、10
太陽からの紫外線量は、緯度、高度、天候、時間帯、季節によって異なります。高緯度地域では、冬季は気温が低く紫外線量も少ないため、通性色素沈着（紫外線によって引き起こされる色素沈着）は減少します。美容目的で通性日焼けを一年中維持したいという人もいます。そのような人はよくサンベッドを使用したり、南へ太陽の輝く休暇を旅行したりします。屋内日焼けは、年間紫外線量が低い国（北欧諸国）16 , 17 のコーカサス人だけでなく、年間紫外線量が高い国（オーストラリア）18 , 19でも人気があります。サンベッドの UVA フルエンス率は、適切な条件下では太陽放射よりも数倍高く19 , 20、このため、日光浴後に IPD と PPD が顕著になります。さらに、特定の条件下では、UVA によって引き起こされる色素沈着は、UVB によって引き起こされる DP よりも長く続きます。9これは、UVB 誘発性日焼けが表皮の上層に発生するのに対し、UVA 誘発性日焼けは主に基底細胞層に局在するという事実によって部分的に説明できます。11しかし、太陽や室内日焼け装置からの高線量の紫外線は、日焼けだけでなく、紅斑、局所的および全身的免疫抑制、DNA 損傷、光老化、光発癌も引き起こします。17 、21、22
光保護
太陽や日焼けベッドからの紫外線は皮膚がんの主な危険因子です。23 – 27人間の皮膚は、メラニン生成の増加、角質層の肥厚、抗酸化分子の活性化、DNA修復システム、サイトカインの分泌によって、慢性的な紫外線曝露に適応します。28 – 31
メラニンは、皮膚内外の構造を紫外線誘発性遊離ラジカルから保護します。したがって、メラニンは紫外線および可視光線からの直接的なシールドとして機能します。紫外線はケラチノサイトの核で DNA 損傷を引き起こし、その結果 p53 が活性化され、プロオピオメラノコルチン (POMC) をコードする遺伝子の発現が転写的にアップレギュレーションされます。32 POMC前駆体ポリペプチドは、α-メラノサイト刺激ホルモン (α-MSH)、副腎皮質刺激ホルモン (ACTH)、β-エンドルフィンなど、いくつかの生理活性物質に加工されます。32 、 33分泌された後、α-MSH はメラノサイトにあるメラノコルチン 1 受容体 (MC1R) に結合し、メラニン生成を活性化します。32 、 33 α -MSH と ACTH の抗炎症作用は、紫外線にさらされた皮膚の刺激と局所炎症を軽減するのに役立つ可能性があります。33、34
UVAとUVBによる色素沈着は見た目は同じですが、 UVBによる色素沈着のみがDNAの光損傷と紅斑に対して約2～3倍の保護効果をもたらします。11、35、36この保護効果は、 SPF（紫外線防御指数） 2～3の日焼け止めを使用するのと同等です。4
UVAによる日焼けはメラニン生成にも光防御にも関与していない。7、11、36 IPDの進化的役割はまだ不明である。最近我々は、IPDの生物学的役割は葉酸の光分解からの保護であり、これは初期人類にとって大きな進化的重要性を持つと提唱した。37 IPDは、ポルフィリンやリボフラビンなど、皮膚内の多くの内因性光感作物質をカバーする吸収スペクトルを持つことがわかった。38
UVBは角質増殖と角質層の肥厚を引き起こし、紫外線透過率を低下させます。30、31、39しかし、光防御における角質層の肥厚と色素沈着の相対的な重要性については議論があります。30、31、39
UVA 光子は、ヒトの皮膚の内因性色素分子 (光感作物質) を刺激し、活性酸素種と活性窒素種を発生させます。活性酸素種と活性窒素種は、それ自体で損傷を引き起こしたり、UVB の損傷効果を強めたりします。UVA はヒトの皮膚で免疫抑制を引き起こす可能性があります。最近の多くの研究では、UVA 放射線が免疫保護を提供し、ヘムオキシゲナーゼ-1 (HO-1) の発現など、さまざまなサイトカインと酵素の調節を通じて UVB 誘発性免疫抑制を阻害できることが実証されています。40 UVA曝露は、抗酸化、抗炎症、抗アポトーシス、抗増殖効果を媒介する HO-1 の発現を増加させ、細胞と組織を酸化ストレスと組織損傷から保護します。40 、41
日光弾性線維症または日光弾性線維症は、真皮上部と中部に異常な弾性組織が蓄積する病気で、紫外線によるヒトエラスチンプロモーターの活性化、またはUVB照射後のサイトカイン産生に反応して真皮に拡散する好中球の流入によるエラスチンの分解に関連している可能性があります。42 日光弾性線維症は、一般的に累積的な日光曝露のバイオマーカーであると考えられています。42しかし、日光弾性線維症は散発性基底細胞癌の保護因子です。43さらに、黒色腫の生存率と正の相関関係があります。44背部の黒色腫（低日光弾性線維症）の予後は、顔面（高日光弾性線維症）の予後よりも悪いです。45 – 47弾性線維症を伴う黒色腫は、弾性線維症を伴わない黒色腫よりも遅い年齢で発生します。48結果として、日光曝露は黒色腫の生存率の上昇と関連しています。44メラノーマは、大量の紫外線に曝露される人々（農家、漁師など）よりも、屋内で働く人々のほうが多く発症します。49慢性的な紫外線曝露は、メラノーマの発症を減少させたり、遅らせたりします。47休日の日光曝露は必ずしもメラノーマのリスク増加と関連しているわけではなく、特に手足の腫瘍については、週末の定期的な日光曝露の予防効果さえ観察されています。50小児期の屋外活動（メラノーマのリスク増加に関連する日焼けなし）は、メラノーマのリスク低下と関連しています。51観察された効果は、光順応（日光弾性線維症の発症）とビタミン D レベルの上昇によって独立して媒介されている可能性があります。47、50、52
気分を高める効果
ほとんどの人は、紅潮しない量の日光浴を心地よいと感じます。日光浴は、エネルギーの向上や気分の高揚に関連しています。53 日焼けをする人は、しない人よりもリラックスして緊張が和らぎます。54日焼けした方が見た目が良くなるという考えが、この現象を部分的に説明している可能性があります。53さらに、ケラチノサイトが紫外線にさらされると、POMCプロモーターが刺激されてオピオイドβ-エンドルフィンが生成されます。55-57紫外線浴中に血液中に放出されたこのβ-エンドルフィンは、気分の高揚とリラックスを引き起こすのに十分な濃度で脳に到達する可能性があります。58 ただし、健康なボランティアが紫外線にさらされた後に血液中のβ-エンドルフィン濃度が上昇したことを実証した研究は1件のみで、59他の3つの研究では、β-エンドルフィン濃度の上昇は確認されていません。60-62同時に、採血に使用する針に関連する不安でさえ、エンドルフィン濃度に影響を与える可能性があります。62その他の間接的な証拠も、エンドルフィンが血液中に放出されることを示唆している。日焼けを頻繁にする人は、ほとんどの場合、紫外線を放射する日焼けベッドを選ぶことが実証されている。54別の研究では、オピオイド依存症の治療に使用されるオピオイド拮抗薬ナルトレキソンの使用により、日焼けを頻繁にする人の紫外線嗜好が減少し、禁断症状さえ誘発されることが示された。63慢性的かつ頻繁な紫外線への曝露は、日焼け依存症や、他の種類の物質関連障害に類似した行動パターンにつながる可能性がある。3、64 – 66
光線療法
エジプト、ギリシャ、ローマでは、すでに数千年前に太陽光（太陽光療法）がさまざまな皮膚疾患の治療に使用されていました。67当時は、紫外線の重要性は認識されていませんでした。紫外線は 1801 年より前に発見されていなかったからです。67 1903 年、ニールス・ライバーグ・フィンセンは「集中光線照射による疾患、特に尋常性狼瘡の治療への貢献が認められ、医学に新たな道を開いた」としてノーベル賞を受賞しました。フィンセンは、紫外線が結核菌によって引き起こされる皮膚疾患である尋常性狼瘡の治療に有効であることを発見しました。1950 年代に抗結核化学療法が導入されるまで、紫外線は皮膚の結核菌に対する唯一の効果的な治療法でした。68 , 69フィンセンは紫外線が結核菌を殺すと信じていましたが、詳細な作用機序はわかっていません。68 1958年、フィンセンのランプの紫外線放射がビタミンDの生成につながることが実証されました。70 、 71ビタミンDレベルの上昇が細菌の殺菌に関与している可能性があることが示唆されており、狼瘡に対するUV療法の効果のメカニズムであると考えられていました。70 、 71しかし、数年前、デンマークのウルフのグループは、フィンセンの装置からどの波長が放射され、どのメカニズムが結核菌の光不活性化につながるかを見つけようとしました。68彼らの実験では、治療には石英ガラスのみが使用されたことが示唆されています。これは、340 nm（UVA）よりも長い波長のみがフィンセンのレンズを通して放射される可能性があることを意味します。68彼らはまた、結核菌が水溶性ポルフィリンコプロポルフィリンIIIを含み、それが398 nm（ソーレー帯）で最高吸収ピークを持つことを検出しました。 68コプロポルフィリン III を UVA と青色光にさらすと、一重項酸素が生成され、細菌が光不活性化されます。このプロセスは光線力学療法 (PDT) として知られています。PDT で機能するメカニズムは、フィンセンの療法が効果を発揮した理由として最も妥当な説明であると思われます。68
現代の光線療法
今日、光線療法は、アトピー性皮膚炎、硬化性皮膚疾患（斑状強皮症、強皮症、白斑、菌状息肉腫など）を含む多くの乾癬および非乾癬疾患の治療における貴重な選択肢となっている。72光線療法は、太陽、蛍光灯、紫外線フィルター付き短アークランプ、レーザーによって発生される紫外線を用いた特定の皮膚疾患の治療である。光源から放射される放射線のスペクトルの形状に応じて、光線療法は、広帯域 UVB（290～320 nm）、狭帯域 UVB（310～315 nm）、単色 UVB（エキシマレーザーからの 308 nm）、広帯域 UVA（320～400 nm）、UVA-1（340～400 nm）に分類できる。73 , 74詳細なレビューについては、参考文献72～79を参照。
作用機序
UVB 放射線は表皮と真皮上部に到達し、DNA、トランスウロカニン酸 (トランス UCA)、細胞膜に吸収されます。73ヌクレオチドによる UVB の吸収により、DNA 光生成物、主にピリミジン二量体が形成されます。UVB 照射は DNA 合成速度を低下させます。さらに、UVB 放射線はトランス UCA からシス UCA への光異性化を引き起こし、免疫抑制効果をもたらします。さらに、UV 放射線は細胞質と細胞膜にある核外分子標的 (細胞表面受容体、キナーゼ、ホスファターゼ、転写因子) に影響を及ぼす可能性があります。73
ナローバンド UVBは、ケラチノサイト、循環および皮膚の T リンパ球、単球、ランゲルハンス細胞、肥満細胞、線維芽細胞をすべてターゲットとします。73ナローバンドUVB は、局所的および全身的な免疫抑制効果も誘発し、この光源の有益な効果に特に寄与する可能性があります。
UVA 放射線は UVB よりも皮膚の奥深くまで浸透し、表皮だけでなく血管のある真皮にも到達して、真皮樹状細胞、真皮線維芽細胞、内皮細胞、肥満細胞、顆粒球に影響を及ぼします。80 UVA放射線は、ピリジンヌクレオチド (NAD および NADP)、リボフラビン、ポルフィリン、プテリジン、コバラミン、ビリルビンによって吸収されます。80ポルフィリンとリボフラビンは光感作物質です。UVA の影響は、一重項酸素などの活性酸素種によって引き起こされる間接的な DNA 損傷が支配的です。UVA 放射線が皮膚紅斑を引き起こす能力は、UVB の約 10 3～ 10 4倍低いです。UVA-1 は広帯域 UVA よりも紅斑誘発性が低いため、患者ははるかに高い量の UVA-1 を許容できます。 UVA-1光線療法は、主に皮膚浸潤T細胞のアポトーシス誘導、T細胞の減少、ヒト真皮線維芽細胞におけるコラーゲナーゼ-1発現誘導を介して作用する。40、81
乾癬
従来、広帯域 UVB 光線療法は、一般人口の 1～2% の有病率を伴う角質細胞の過剰増殖を特徴とする炎症性皮膚疾患である乾癬の治療に使用されてきました。しかし、現在では、乾癬の治療には狭帯域 UVB または単色 UVB がより一般的に使用されています。狭帯域 UVB は、広帯域 UVB よりも早く乾癬を治し、より長い寛解をもたらします。74、77 UV誘発性紅斑、DNA 損傷、光免疫抑制、扁平上皮癌、およびビタミン D 合成の作用スペクトルは非常に類似しており、すべて280～ 310 nm の UVB スペクトル領域内にあります。38狭帯域 UVB には、最も紅斑誘発性および発癌性の高い波長は含まれていません。UVB 光線療法は乾癬の標準治療ですが、その有効性の根底にあるメカニズムは完全には解明されていません。 UVB 照射は、DNA 光産物の誘導を介して、細胞増殖を一時的に抑制すると考えられています。そのため、光線療法の治療効果は主にその抗増殖特性に関係していると考えられています。73 、82さらに、 UVB 光線療法は皮膚免疫機能を阻害することで乾癬に効果的です。74最近、ビタミン D が注目されています。76 、 83 – 85乾癬患者に対する UVB 照射の有益な効果は、局所ビタミン D 誘導体も効果的であるため、少なくとも部分的にはビタミン D の誘導によって説明できます。76 、 83 – 85太陽光療法、広帯域および狭帯域 UVB 光線療法はすべて、血清中の 25-ヒドロキシビタミン D ( 25 (OH)D) レベルを上昇させます。83 – 85
白斑
白斑は脱色性皮膚疾患で、一般人口における発症率は 0.1% から 2% です。86 、87白斑の原因は、免疫系とメラノサイトの両方における遺伝的影響の組み合わせであると考えられており、両方ともメラノサイトの破壊を引き起こします。88この疾患の複雑さのため、狭帯域 UVB 放射線とエキシマレーザー ( 308 nm) による光線療法と、カルシニューリン拮抗薬 (タクロリムスとピメクロリムス) の局所塗布の有無を含めたさまざまな治療法が推奨されています。86 、 87白斑に対する光線療法は、多くの患者で夏季に日光にさらされた病変に毛包の再色素沈着が見られる傾向があるという観察から始まりました。89この効果は一時的ですが、再現可能です。89白斑患者に対する光線療法の作用機序は完全には解明されていません。白斑患者の表皮ではメラノサイトが破壊されているが、毛包の外側毛根鞘内のメラノサイトは影響を受けていない。光線療法後の再色素沈着は、これらのメラノサイトの活性化、増殖、表皮への移動によって開始され、毛包周囲色素沈着島を形成する可能性がある。86さらに、UVB光線療法の免疫抑制作用も作用メカニズムに寄与している可能性がある。
アトピー性皮膚炎
アトピー性皮膚炎は慢性の炎症性皮膚疾患です。米国における推定有病率は約 17% です。90ナローバンド UVB および UVA-1 は、アトピー性皮膚炎やその他の T 細胞媒介性炎症性皮膚疾患で最も頻繁に適用される治療法です。紫外線は T リンパ球に直接的な光毒性効果を引き起こします。その結果、炎症性浸潤が徐々に減少し、同時に患者の皮膚の状態が改善されます。73、91
局所性強皮症
UVA-1 光線療法は、局所性強皮症（別名モルフォエア）の治療に使用されます。92 UVA -1 光線療法の正確な作用は不明です。UVA-1 光線療法は、ランゲルハンス細胞と肥満細胞の数を減らす可能性があります。92
痛みの緩和
日光浴や日焼けベッドは線維筋痛症患者の痛みを軽減する可能性があるようです。54慢性疼痛疾患である線維筋痛症の患者は、紫外線非照射に比べ、紫外線照射後の短期的な痛みの軽減が大きいと報告しています。54
皮膚バリア機能に対する紫外線の影響
UVBとUVAにさらされた皮膚は一次刺激に対する抵抗力が高まり、これは皮膚バリア機能の改善を示している可能性がある。30、93、94このような改善は、UVA曝露後には現れない表皮増殖によるものではなく、また、これまで考えられてきたように角質層の脂質増加によるものでもない。30、93、94
紫外線による他の疾患への影響
自己免疫疾患（多発性硬化症、喘息、1 型糖尿病）、心血管疾患（高血圧、心筋梗塞）、いくつかの癌（膀胱癌、乳癌、子宮頸癌、結腸癌、子宮内膜癌、食道癌、胃癌、肺癌、卵巣癌、膵臓癌、直腸癌、腎臓癌、外陰癌）およびその他の状態のリスクおよび/または死亡率は、居住地の緯度（紫外線量の減少）とともに増加します。95 、 96一般的に、これらの疾患のリスク増加は、ビタミン D 欠乏につながる UVB 放射の不足によると考えられています。ビタミン D 生成以外のメカニズムは、UVB 曝露がこれらの疾患リスクの低減に及ぼす影響を説明するために提案されていません。96細胞増殖、分化、アポトーシス、血管新生、免疫応答および炎症応答へのビタミン D の関与を示す分子データが増え続けています。97、98これらの知見は、ビタミン D 欠乏症が一部のがんの発生および進行の危険因子である可能性があることを実証する疫学的証拠の強力な根拠となっている。他の分子メカニズムによって、心血管疾患、糖尿病、がん、多発性硬化症、アレルギー、喘息、感染症、筋力低下、うつ病などにおけるビタミン D の役割を説明できるかもしれない。99、100いくつかの研究では、ビタミン D の低レベルと高血圧、冠動脈石灰化、心臓病、およびいくつかのがんとの関連が見出されている。101 – 106最近のメタ分析では、ビタミン D に関連する死亡率および心血管リスクの低下が実証されている。101 – 107 Zitterman らは、前向きコホート研究のメタメタ分析を実施し、循環 25(OH)D が増加するにつれて死亡リスクが非線形に減少し、最適濃度は 75～87.5 nmol/であることを発見した。106いくつかの研究では、25(OH)D と癌リスクや総癌死亡率（大腸癌、乳癌リスクまたは死亡率を除く）との間に関連性は認められていません。108 – 111ビタミンD補給が癌、心血管疾患、死亡率を予防するかどうかの証拠は矛盾しています。112 – 114ビタミンD は、いくつかの種類の癌の生存率の上昇と関連しています。115 , 116さらに、血清 25-ヒドロキシビタミン D（25(OH)D）レベルには緯度による傾向はありません。117これは、ビタミン D 測定が不正確で信頼性が低いためと考えられます。118前述の種類のガンやその他の疾患に対する日光の予防効果は、ビタミンDだけでなく、他の未知のメカニズムによってももたらされている可能性がある。110、119、120数年前、Becklundら120は、動物における多発性硬化症の抑制において、ビタミンD補給は紫外線照射よりも効果が低いことを実証した。Lukasら121は、多施設症例対照研究で、最初の脱髄イベント時に測定された血清25(OH)D値の上昇、および質問票または光線損傷の程度によって推定された紫外線曝露の増加に伴って、多発性硬化症のリスクが減少することを発見した。Lukasら121は、日光曝露とビタミンDの状態が、中枢神経系の脱髄の発症に独立した役割を果たしている可能性を示唆した。スウェーデンで最近行われた集団ベースの症例対照研究122では、UVR曝露はビタミンDが関与する経路以外の経路を介して多発性硬化症の発症に対する予防効果を発揮する可能性も示唆されている。多発性硬化症予防のための臨床試験では、UVとビタミンDの役割を評価する必要がある。
高緯度地域に住むアフリカ系アメリカ人は、白人よりもビタミン D 欠乏症の割合が高い。119 、123 、 124しかし、白人の多発性硬化症の割合はアフリカ系アメリカ人の約 2 倍である。119 （同時に、病気の経過はアフリカ系アメリカ人の方が攻撃的である。）125そのため、ビタミン D 合成だけでなく、追加のメカニズムの関与が提案されている。119 、120 UV 照射によって誘導されるビタミン D 以外のメディエーターは、UV を介した免疫調節にとってより重要であり、免疫病理学的疾患（乾癬、多発性硬化症、喘息）、非免疫病理学的疾患（癌）の予防と進行、および感染中に関与している可能性がある。119、126、127紫外線への曝露は免疫機能に対する重要な環境干渉であり、126、127いくつかの疾患の予防、発症、進行に重要な役割を果たす可能性があることは明らかです。
