産業技術総合研究所(産総研)は、動脈硬化の進行度合いの個人差を長期間追跡した結果、ウォーキングなどの有酸素性運動を習慣的に行うと、動脈硬化を抑制できることをはじめて実証したと発表した。

　有酸素性運動による動脈硬化の抑制効果が最大になるのは、活発なウォーキングやジョギングなどを週に4〜5日、30〜60分程度行った場合だという。

　そしてこの効果は短期間の急性的なものではなく、毎日の積み重ねによる継続的なものであることも判明した。少なくとも4週間、ウォーキングなどの有酸素性運動をすることで改善が期待できる。 　心血管系疾患は、日本の死亡原因の第2位で、世界保健機構(WHO)の調査でも、世界の死亡原因の第1位になっている。そして、これらの疾患の発症リスクとして近年注目されているのが、動脈壁の硬さを示す「動脈スティフネス」だ。

　動脈硬化には細い血管のつまりをもたらし、狭心症や脳梗塞を引き起こすタイプ(アテローム硬化症)と、動脈壁が弾性力を失い、硬くなるタイプ(中膜硬化症)がある。

　「動脈スティフネス」は、後者を評価する動脈壁の硬さの指標で、動脈スティフネスが高い場合には、将来心臓病を発症するリスクが高いとされる。「動脈スティフネス」は、加齢に伴って上昇するが、習慣的に有酸素性運動を行うことで改善できることが分かっている。

　「動脈スティフネス」は加齢とともに増大するため、これを改善することが、心血管系疾患発症の一次予防として重要視されている。

　これまでに、有酸素性運動などの身体活動を習慣的に行っている人では、運動習慣のない同年代の人に比べて、「動脈スティフネス」が低い可能性があること、血管収縮を制御するエンドセリン受容体に関連する遺伝子多型のパターンによって、運動効果に違いがある可能性が報告されている。 　産総研はこれまで、身体活動や運動を中心とするライフスタイルが加齢に伴う「動脈スティフネス」の進行に与える効果について研究を進めてきた。

　研究グループは今回の研究で、2003〜2005年に「動脈スティフネス」を計測した成人92名を対象に、2013〜2015年に再測定し、質問により習慣的な有酸素性運動量を1週間当たりの消費カロリーとして推定した。

　世界中でもっとも普及している「動脈スティフネス」の指標は、「脈波伝播速度」だ。心臓から血液が送り出されることにより発生した脈波が、動脈内を伝わる速度(PWV)から評価する。

　日本では、上腕と足首に脈波センサーを当てる「上腕−足首間PWV」(baPWV)が広く用いられている。PWV検査は、脈波が動脈を通じて手や足にまで届く速度を示す。動脈壁が厚くなったり、硬くなったりすると、動脈壁の弾力性がなくなり、脈波が伝わる速度が速くなる。 　研究では、baPWVと「エンドセリン受容体」の関連について調査した。エンドセリンは、血管内膜から産生される血管収縮をコントロールする物質で、エンドセリン受容体に結合することで、その機能を発現する。

　ET-AとET-Bの2種類のエンドセリン受容体があり、血管系ではET-Aは血管収縮作用、ET-Bは血管拡張作用に関与しているとされている。

　遺伝子を構成しているDNAの配列の個体差である「遺伝子多型」で比較したところ、baPWVの10年間での増加量は、ET-A受容体の遺伝子多型が「T/T型」の人に比べ、「T/C型」と「C/C型」の人で有意に高く、ET-B受容体の遺伝子多型が「G/G型」の場合、「A/A型」や「A/G型」よりも有意に高いことが分かった。

　また、これらの遺伝子リスクの保有数が増えるほど、baPWVの増加量は段階的に増大することも判明した。リスク保有数0の場合に比べて、リスク保有数2の場合では、10年間のbaPWVの増加量が2.5倍以上に上昇するという。 　一方、習慣的身体活動量の影響は、1週間の有酸素性運動量が低活動群(5 METs×時間未満)、中活動群(5 METs×時間以上15 METs×時間未満)、高活動群(15 METs×時間以上)の3群で、10年間のbaPWV増加量を比較すると、高活動群は他の2群に比べて、10年間のbaPWV増加量が3分の1以下に抑えられていた。

　さらに、エンドセリン受容体に関連する遺伝子リスク数と有酸素運動の実施レベルは、それぞれ独立してbaPWVの変化量に影響を与えていることも判明。

　これにより、エンドセリン受容体に関連する遺伝子多型の特定のパターンをもつ場合、加齢に伴う動脈硬化の増大が著明であることが分かった。

　また、遺伝的リスクをもっていても、習慣的に有酸素性運動を行っている場合は、加齢に伴う動脈硬化の増大を抑制できることも判明した。 　今回の研究では、過去1年間の運動習慣から有酸素運動量を推定したが、高活動群のほとんどは、過去10年間の間、運動量は維持か減少していると回答しており、有酸素性運動の効果は、比較的短期間の急性的な効果ではなく、日々の積み重ねによる継続的な効果であると考えられるという。

　また、「15 METs×時間以上」の活動量で有酸素性運動の効果がみられた。これは、速歩やジョギングを1日30〜60分、4〜5日/週実施するのに相当する。米国スポーツ医学会・米国心臓病学会が心血管系疾患予防として推奨する身体活動量にほぼ相当しており、これまで推奨されていた身体活動量の有効性が、10年間の追跡調査により、はじめて実証された。

　今回の研究は、産業技術総合研究所人間情報研究部門人間環境インタラクション研究グループの菅原順主任研究員、バイオメディカル研究部門バイオアナリティカル研究グループの野田尚宏研究グループ長、松倉智子研究員らによるもの。研究成果は、米学術雑誌「Journal of Applied Physiology」に発表された。

産業技術総合研究所人間情報研究部門
Effects of Endothelin-related Gene Polymorphisms and Aerobic Exercise Habit on Age-Related Arterial Stiffening: A 10-year Longitudinal Study(Journal of Applied Physiology 2017年11月2日)