生体内骨格筋組織の電気特性の非侵襲的測定による新しいサルコペニア評価法

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05363
• 研究機関: 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
• 研究代表者: 山田 陽介 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 国立健康・栄養研究所 基礎栄養研究部, 研究員 (60550118)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: サルコペニア / 骨格筋 / 生体電気インピーダンス法 / 分光法 / 運動介入

研究実績の概要

本研究はサルコペニア（老化に伴う骨格筋量とその機能の低下）の新たな評価法の開発と検証に関する課題である。世界的なコンセンサスでは、骨格筋量は、二重X線エネルギー吸収法（DXA）、X線CT、核磁気共鳴画像法（MRI）などの画像法がゴールドスタンダードになっているものの、臨床現場や介護予防現場で多数を迅速に測定するには適さない。さらに、DXAやCTではその後の身体機能障害や総死亡リスクの予測が弱いなどの問題が指摘されている。その理由として、骨格筋量だけでなく筋内組成にも着目した測定評価技術が必要と考えられる。我々は、生体内骨格筋組織の電気特性の非侵襲的測定を用いて、新しい骨格筋評価技術の開発と検証に取り組んでいる。本年度は、運動介入によるランダム化比較対照試験（RCT）を実施し、高齢者の筋機能向上を惹起させ、S-BIS法やその他代替法でその運動効果を検証することとした。運動の内容としては、漸増負荷レジスタンストレーニングの有用性が論文上もっとも高いとされているが、地域の高齢者では必ずしも多くの人が実施できるわけではない。そのため、血圧の上昇しにくいスロートレーニング（石井直方教授、谷本博士、渡邊博士）やスロージョギング（田中宏暁教授、池永博士）などを応用し、運動プログラムの有用性を生体電気インピーダンス分光法（BIS）で検証した。その結果、スロージョギングによってCTによる筋内HU値が変化するとともに、BISによる細胞内液量が増加することなどが明らかになった。また、BIS法の様々なパラメーターが筋発揮パワーと関連することも新規に明らかにした。（2017年3月号Journal of Gerontology Editor's Choice論文に選出）

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

昨年度は、予期せぬ病気により長期療養の必要が生じたが、今年度は順調にデータ収集と結果解析、論文投稿が進み、本研究に関する成果を多数報告することができた。さらに、学会等でのつながりにより新しい共同研究も始まり、本研究課題で開発したBIS法の更なる応用の可能性が広がっている。

今後の研究の推進方策

最終年度であるH29年度において、MRIやCT、DXAとの比較を丁寧に実施し、その妥当性を改めて検証していくと共に、初めて明らかになった主要パラメータの生理学的意義について、基礎実験と組み合わせて明らかにしていくこととする。

研究成果

• [雑誌論文] Electrical properties assessed by segmental bioelectrical impedance spectroscopy as biomarkers of age-related loss of skeletal muscle quantity and quality. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Yamada, B Buehring, D Krueger, RM Anderson, DA Schoeller, N Binkley
  • 雑誌名: Journal of Gerontology A Biological Science and Medical Science. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1093/gerona/glw225
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Energy requirement assessment and water turnover in Japanese college wrestlers using the doubly labeled water method. (2017)
  • 著者名/発表者名: H Sagayama, E Kondo, K Shiose, Yosuke Yamada, K Motonaga, S Ouchi, A Kamei, T Osawa, K Nakajima, H Takahashi, Y Higaki, H Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Nutritional Science and Vitaminology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地域自立高齢者1,379人におけるフレイル判定の方法による該当率の差異－亀岡スタディ－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田司，木村みさか，渡邊裕也，三宅基子，横山慶一，吉中康子，海老根直之，菊谷武，吉田光由，高田和子，山田実，山田陽介，来田宣幸，野村照夫
  • 雑誌名: 健康支援. 巻: 19 ページ: 9-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physical characteristics and performance of Japanese top-level American football players (2017)
  • 著者名/発表者名: D Yamashita, M Asakura, Y Ito, S Yamada, Yosuke Yamada
  • 雑誌名: Journal of Strength and Conditioning Research 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1519/JSC.0000000000001714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of 12-wk, short-intermittent, low-intensity, slow-jogging on skeletal muscle, fat infiltration and fitness in older adults: randomized controlled trial. (2017)
  • 著者名/発表者名: M Ikenaga, Yosuke Yamada, Y Kose, K Morimura, Y Higaki, A Kiyonaga, H Tanaka, Nakagawa Study Group
  • 雑誌名: European Journal of Applied Physiology 巻: 117 ページ: 7-15
  • DOI: 10.1007/s00421-016-3493-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The extracellular to intracellular water ratio in upper legs is negatively associated with skeletal muscle strength and gait speed in older people. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Yamada, T Yoshida, K Yokoyama, Y Watanabe, M Miyake, E Yamagata, M Yamada, M Kimura, Kyoto-Kameoka Study
  • 雑誌名: Journal of Gerontology A Biological Science and Medical Science 巻: 72 ページ: 293-298
  • DOI: 10.1093/gerona/glw125.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Timed Up and Go test, atrophy of medial temporal areas and cognitive functions in community-dwelling older adults with normal cognition and mild cognitive impairment. (2016)
  • 著者名/発表者名: Y Kose, M Ikenaga, Yosuke Yamada, K Morimura, N Takeda, S Ouma, Y Tsuboi, T Yamada, M Kimura, A Kiyonaga, Y Higaki, H Tanaka, Nakagawa Study Group
  • 雑誌名: Experimental Gerontology 巻: 85 ページ: 81-87
  • DOI: 10.1016/j.exger.2016.09.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association between rapid force production by the plantar flexors and balance performance in elderly men and women. (2016)
  • 著者名/発表者名: R Ema, M Saito, S Ohki, H Takayama, Yosuke Yamada, Ryota Akagi
  • 雑誌名: AGE 巻: 38 ページ: 475-483
  • DOI: 10.1007/s11357-016-9949-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparability of two representative devices for bioelectrical impedance data acquisition (2016)
  • 著者名/発表者名: M Yamada, Yosuke Yamada, H Arai
  • 雑誌名: Geriatrics & Gerontology International 巻: 16 ページ: 1087-8
  • DOI: 10.1111/ggi.12647.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segmental extracellular and intracellular water distribution and muscle glycogen after 72-h carbohydrate loading using spectroscopic techniques (2016)
  • 著者名/発表者名: K Shiose, Yosuke Yamada, K Motonaga, H Sagayama, Y Higaki, H Tanaka, H Tanakashi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 121 ページ: 205-211
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00126.2016.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dilution space ratio of 2H and 18O of doubly labeled water method in humans. (2016)
  • 著者名/発表者名: H Sagayama, Yosuke Yamada, NM Racine, TC Shriver, DA Schoeller
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 120 ページ: 1349-54
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.01037.2015.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] フレイルにおけるサルコペニアと歩行機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田陽介
  • 雑誌名: 理学療法 巻: 33 ページ: 1073-1084
• [雑誌論文] サルコペニア研究の源流と判定の問題点，サルコペニアとフレイル評価の役割と課題～Rapid Geriatric Assessment 日本語版の紹介～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田陽介，山田実
  • 雑誌名: 介護福祉・健康づくり 巻: 3 ページ: 11-18
• [図書] 高齢者理学療法学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 島田裕之総監修 山田陽介 第1章2節 筋骨格系の加齢変化
  • 総ページ数: 6頁担当
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 身体活動・座位行動の科学～疫学・分子生物学から探る健康～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 熊谷秋三・田中茂穂・藤井宣晴編 山田陽介 第9章4節 高齢者の身体活動と体力との関連
  • 総ページ数: 10ページ担当
  • 出版者: 杏林書院