動脈硬化に対する運動効果を早期に予測できるか？－血液バイオマーカーの探索－

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23680071
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 家光 素行 立命館大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (90375460)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 動脈硬化 / 有酸素性運動 / バイオマーカー

研究概要

中高齢期から動脈硬化性疾患リスク予防として，有酸素性運動トレーニングは効果的であるが，長期間にわたる療法が必要であり，運動プログラム実施中にドロップアウトする人が極めて多い。そのため，運動による効果が現れるよりも前に運動効果の状況を評価することができるような客観的判断材料，つまり，バイオマーカーがあれば運動継続のモチベーションの向上だけでなく，運動プログラムの見直しなどができると考えられる。そのため，本研究は，動脈硬化に対する運動効果を予測できる血液指標（血液バイオマーカー）を探索することを目的とする。健常な中高齢者男女34名(67.0 ± 1.3歳)を対象に，60-70%VO2peak運動強度の自転車運動(週3日，45分間)を8週間実施する運動群17名と安静対照群20名に分けた。運動群はトレーニング前から終了までの期間中2週間ごとに頸動脈-大腿動脈間の脈波伝播速度(cfPWV)の測定と採血を実施した。cfPWVはトレーニング開始後，徐々に低下する経時的な変動示したが，有意に改善したのはトレーニング8週間後のみであった。また，2次元電気泳動法を用いて経時的に血中タンパク発現を網羅的解析した結果，動脈硬化改善が認められる8週目よりも前の4，6週目に発現が変動しているタンパク質のなかで12か所のアミノ酸解析を行い，動脈血栓や血中脂質に影響するタンパク質などが複数同定された。さらに，血管拡張調節性因子であるapelinは4週目以降，6，8週後において有意に血中レベルが増大していた。血中apelin濃度の変化率と頸動脈βスティフネスの変化率との間には負の相関関係が認められた。以上の結果から，中高齢者の有酸素性トレーニングによる動脈硬化度改善の機序として，apelinの調節が関与する可能性が示唆された。今後，さらなる検討により，動脈硬化に対する運動効果よりも早期に変動する血中バイオマーカーを同定できる可能性が考えられる。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Reduction of arterial stiffness by exercise training is associated with increasing plasma apelin level in middle-aged and older adults. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujie S, Sato K, Miyamoto-Mikami E, Hasegawa N, Fujita S, Sanada K, Hamaoka T, Iemitsu M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e93545
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher cardiorespiratory fitness attenuates the risk of atherosclerosis associated with ADRB3 Trp64Arg polymorphism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Iemitsu M, Fujie S, Murakami H, Sanada K, Kawano H, Gando Y, Kawakami R, Tanaka N, Miyachi M.
  • 雑誌名: Eur J Appl Physiol 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of a low-volume aerobic-type interval exercise on VO2max and cardiac mass. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuo T, Saotome K, Seino S, Shimojo N, Matsushita A, Iemitsu M, Ohshima H, Tanaka K, Mukai C.
  • 雑誌名: Med Sci Sports Exerc 巻: 46 ページ: 42-50
  • DOI: 10.1249/MSS.0b013e3182a38da8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistance training restores muscle sex steroid hormone steroidogenesis in older men. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Iemitsu M, Matsutani K, Kurihara T, Hamaoka T, Fujita S.
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 28 ページ: 1891-1897
  • DOI: 10.1096/fj.13-245480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exhaustive exercise increases the TNF-α production in response to flagellin via the upregulation of toll-like receptor 5 in the large intestine in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchida M, Oyanagi E, Kawanishi N, Iemitsu M, Miyachi M, Kremenik MJ, Onodera S, Yano H.
  • 雑誌名: Immunol Lett 巻: 158 ページ: 151-158
  • DOI: 10.1016/j.imlet.2013.12.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multicomponent supplement containing Chlorella decreases arterial stiffness in healthy young men. (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuki T, Shimizu K, Iemitsu M, Kono I.
  • 雑誌名: J Clin Biochem Nutr 巻: 53 ページ: 166-169
  • DOI: 10.3164/jcbn.13-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exercise-inducible factors to activate lipolysis in adipocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto T, Sato K, Iemitsu M.
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: 115 ページ: 260-267
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00427.2013
  • 査読あり
• [学会発表] Reduction of arterial stiffness by exercise training is associated with increasing plasma apelin level.
  • 著者名/発表者名: Fujie S, Sato K, Miyamoto-Mikami E, Hasegawa N, Fujita S, Sanada K, Hamaoka T, Iemitsu M.
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of American College of Sports Medicine
  • 発表場所: Orange County Convention Center and the Rosen Centre Hotel, Orlando, USA
• [学会発表] Effects of cardiorespiratory fitness level, age, and sex on intramyocellular and extramyocellular lipid contents
  • 著者名/発表者名: Hasegawa N, Kurihara T, Watanabe S, Sato K, Fujita S, Sanada K, Hamaoka T, Iemitsu M.
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of American College of Sports Medicine
  • 発表場所: Orange County Convention Center and the Rosen Centre Hotel, Orlando, USA
• [学会発表] Effects of intramyocellular and extramyocellular lipid contents on arterial stiffness
  • 著者名/発表者名: Hasegawa N, Kurihara T, Sato K, Fujita S, Sanada K, Otsuka M, Hamaoka T, Iemitsu M.
  • 学会等名: 19th Annual Meeting of European College of Sport Science Annual Congress
  • 発表場所: Amsterdam RAI Convention Centre, Amsterdam, Netherlands
• [学会発表] Ghrelin Leu72Met polymorphism affects a relationship between HDL cholesterol and cardiorespiratory fitness level in middle and older adults.
  • 著者名/発表者名: Kono S, Iemitsu M, Murakami H, Fujie S, Sanada K, Kawano H, Gando Y, Kawakami R, Tanaka N, Miyachi M.
  • 学会等名: 18th Annual Meeting of European College of Sport Science Annual Congress
  • 発表場所: National Institute of Physical Education of Catalonia , Barcelona, Spain
• [学会発表] Cardiorespiratory fitness affects polymorphism in ADRB3 Trp64Arg-caused increase in common carotid intima-media thickness.
  • 著者名/発表者名: Fujie S, Iemitsu M, Murakami H, Sanada K, Kawano H, Gando Y, Kawakami R, Miyachi M.
  • 学会等名: Experimental Biology 2013
  • 発表場所: Boston Convention & Exhibition Center, Boston, USA
• [学会発表] 中高齢者における有酸素性トレーニングが血中apelin濃度に及ぼす影響
  • 著者名/発表者名: 藤江隼平、佐藤幸治、藤田聡、真田樹義、浜岡隆文、家光素行．
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会
  • 発表場所: 日本教育会館、千代田区、東京
• [学会発表] 筋細胞内脂肪含有量と動脈硬化指数の関係
  • 著者名/発表者名: 長谷川夏輝、栗原俊之、佐藤幸治、藤田聡、真田樹義、大塚光雄、浜岡隆文、家光素行．
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会
  • 発表場所: 日本教育会館、千代田区、東京
• [学会発表] 体力レベルおよび加齢，性別と筋細胞内・外脂肪含有量の関係
  • 著者名/発表者名: 長谷川夏輝、栗原俊之、佐藤幸治、藤田聡、真田樹義、家光素行．
  • 学会等名: 第64回日本体育学会
  • 発表場所: 立命館大学、草津、滋賀
• [図書] 運動トレーニングによる呼吸循環系適応.スポーツ指導者に必要な生理学と運動生理学の知識 (2013)
  • 著者名/発表者名: 家光素行
  • 総ページ数: 109-117
  • 出版者: 市村出版