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持久性運動による脂質代謝改善効果は週 1 回の低酸素トレーニングによって増強される

柴山 雄大 山梨大学 DOI:info:doi/10.34429/00005015

2021.03.23

概要

【目的】本研究は週 2 回の常酸素環境下の運動と週 1 回の低酸素環境下の運動を組み合わせたトレーニングが,体重や精巣上体周囲脂肪重量,精巣上体周囲脂肪の脂質分解因子や炎症因子の mRNA 発現に及ぼす影響を観察することを目的とした.

【方法】15 週齢の Wist ar 系雄性ラットを通常食を摂餌させる通常食群 (Control,C 群,n = 6) と高脂肪食を摂餌させる高脂肪食群 (high-fat diet,HFD,n = 18) に分類し,3 週間後に後者をさらに非運動群 (sedentary, S 群, n = 6), 週 3 回常酸運動群 (normoxic training, NT 群, n = 6, 酸素濃度 20.9 %),および週 2 回常酸素運動+週 1 回低酸素運動群 (hypoxic training,HT群,n = 6,酸素濃度,16.3 %) に分け,S 群以外の運動群 (NT 群,HT 群) に対しては強制回転カゴを用いた 4 週間の運動介入を実施した.運動群 (NT,HT 群) は,週 2 回常酸素環境下で 30 分間の走運動 (12 m/min) を実施し, 残りの週 1 回に関して, NT 群は同様の常酸素環境下, HT 群は低酸素環境下でそれぞれ 30 分間の走運動 (12 m/min) を 2セット行った.全ての試料は最終運動 24 時間後に採取した.

【結果】解剖時の体重は,S群と比較して NT 群, および HT 群で有意に減少した (adjusted P < 0.001). 一方で, 精巣上体周囲脂肪重量は, S 群と比較して HT 群においてのみ有意な低値を示した (adjusted P < 0.001).精巣上体周囲脂肪の脂肪トリグリセリドリパーゼ (ATGL),ホルモン感受性リパーゼ (HSL), およびレプチン受容体の mRNA 発現は, S 群と比較して HT 群で有意な高値を示した (adjusted P < 0.001, adjusted P < 0.05, adjusted P < 0.05, respectively).抗脂肪生成因子であるクルッペル様因子 (KLF) 2 と 7 mRNA 発現は S 群と比較して HT群で有意な高値を示した (adjusted P < 0.05).さらに炎症因子である IL-6 と TNF-α の脂肪組織における mRNA 発現を観察したところ, HT 群は S 群と比較して有意な低値を示した (adjusted P < 0.01, respectively).

【考察】精巣上体周囲脂肪重量が減少した理由として,脂質分解関連因子 (レプチン受容体,ATGL,HSL) の mRNA 発現の増大が考えられる.これらの背景には交感神経系の活性化により,脂質代謝を促進する cAMP や PKA 活性が HT 群でより高まったことが考えられる.抗脂質合成因子であるKLF2,KLF3,および KLF7 の mRNA 発現レベルについての検討も行った.これらは脂質合成作用を有する PPARγ (peroxisome proliferator-activated receptor γ) や CCAAT/enhancer-binding protein α (C/EBP α) 発現を阻害して,脂肪組織の脂肪量を減少させると報告されている.HT 群の KLF2 と KLF7 の mRNA 発現は, C 群や S 群と比較して有意に増大したが, NT 群では認められなかった.これらの挙動は HSL mRNA に観察された結果と符合しており,NT 群では認められない精巣上体周囲脂肪重量の増大抑制が,HT 群のみ検出された根拠の一つになると考えられる.換言すれば,脂肪細胞における脂質分解を促進する HSL と脂質合成を抑制する KLF の mRNA 発現の両面を効率的に活性化する刺激として, 低頻度の運動と週1回の低酸素曝露が奏功したものと判断される.運動などにより肥満を解消し,脂肪量を減少させることが炎症反応を抑制する要諦とされている.本研究の運動群では,S 群と比較して体重増加が有意に抑制され,IL-6 と TNF-α の mRNAππ 発現も同様に有意に低減されたと考えられる.

【結論】4 週間の週 2 回の常酸素環境下の運動に加え,週 1 回の低酸素環境下の運動の実施は,高脂肪食摂餌に伴う体重や精巣上体周囲脂肪重量の増大を抑制し,さらに,脂肪細胞の脂質分解に寄与する因子や炎症因子の mRNA 発現を低下させた.これらのことから, 4 週間の週 2 回常酸素運動 + 週 1 回低酸素運動は体重や精巣上体周囲脂肪重量の減少に寄与し, 脂質代謝の亢進や炎症を抑制させる可能性が示唆された.

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参考文献

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