アスリートが抱えるコンディショニング低下抑止策への活用に期待
早稲田大学スポーツ科学学術院の宮下政司教授らの研究グループと味の素は16日、一過性の激しい運動が腸管透過性に及ぼす影響を評価し、アミノ酸のシスチン・グルタミンの摂取が運動により腸管が受けるダメージおよび守る働きの低下を抑制することを明らかにした。
激しい長時間の運動により生じる腸管バリア機能の低下の抑止策として、これまで汎用性の高い研究デザイン（使用する食品・サプリメントの種類や摂取量）で検討されていなかった。
そこで宮下氏らは、アミノ酸であるシスチン・グルタミン摂取により、激しい運動に伴う腸管バリア機能の低下を抑えることを確認した。
同研究成果は、アスリートが抱える日々の激しい運動の反復により生じるコンディショニング低下に対する抑止策としての活用が期待される。
アスリート（特に持久系アスリート）の多くが、運動中および運動後に腹部の不快感を経験していることが報告されている。これは、長時間または激しい運動による”体温の上昇”と”消化管機能の低下”によって、細胞に隙間ができ細菌や毒素が腸管内腔から血管内へ漏出しやすくなり、ダメージ（炎症）が生じているために起きている現象である可能性が示唆されている。
こうした現象は、アスリートのコンディションあるいはパフォーマンスの低下と関係していることが考えられるため、スポーツ現場における抑止策の確立は重要である。
こうした背景から、これまでの先行研究では、牛の初乳やポリフェノール、ビタミンE、クルクミンなどのサプリメントを用いた腸管バリア機能の低下の抑止策が検討されてきた。
だが、これらのサプリメントは、「入手が容易ではない」、「摂取量が多すぎる」などが問題点として挙げられる。そのため、多くのアスリートが、日常的に摂取しやすいような、入手が容易かつ低用量のサプリメントの開発や検討が急がれている。
激しい運動の急性発作は、胃腸透過性および腸細胞損傷を増加させ、バリア機能を低下させ、これが最初の炎症促進カスケードをもたらし、最終的に胃腸苦痛を引き起こす。
これらの運動誘発性消化器透過性および腸内細胞損傷の増加は、①激しい運動中または直後のコア温度の上昇、②胃腸虚血の原因となる全半ば灌流の減少の2つの主要なメカニズムを介して媒介されると考えられている。
胃腸の透過性と腸の細胞損傷のこれらの変化は一過性であるが、慢性的な炎症性疾患および疲労を含む慢性健康合併症につながるトレーニングセッションの繰り返しの発作の慢性的な結果への対処が重要だ。これまで、いくつかの栄養補助食品介入研究、 牛を含む, ポリフェノール、 プロバイオティクス、 およびアミノ酸は、胃腸透過性と腸細胞の損傷の運動誘発増加に対する補充の効果を検討されてきた。
例えば、グルタミン(アミノ酸)補充は、激しい運動による消化管透過性および腸細胞損傷の増加を減少させる。
また、シスチン(硫黄含有アミノ酸)は、酸化ストレスから細胞を保護し、炎症を抑制することが知られているグルタチオンの主な前駆体である。
実際、最近のインビトロ研究では、シスチンによる酸化ストレス誘発性腸バリア機能障害の減少が実証された。全体として、これらの知見は、グルタミンとシスチンがそれぞれ熱および酸化ストレス誘導シグナル伝達経路を介して腸のバリア機能を保護する上で重要な役割を果たしている可能性を示している。
だが、 グルタミンとシスチンの補充を組み合わせることで、効果的に消化器の透過性と人間の損傷の運動誘発性の増加を減衰させることができるかどうか不明のままであった。
そこで、宮下氏らの研究目的は、活性男性における長期の激しい運動の急性発作に応答して胃腸透過性および損傷のマーカーに対する経口シスチンおよびグルタミン補充の効果を調べることであった。
宮下氏らの研究グループは、それぞれ消化管透過性および粘膜損傷のマーカーとして、マンニトール(L:M)比および血漿中の腸内脂肪酸結合タンパク質(I-FABP)に対する血漿ラクツロースを選んだ。
血漿L:M比は、尿L:M比ではなく、不完全または不正確なタイミングの尿サンプルの収集が所定の糖透過性の推定における誤りにつながる可能性があるために選択された。
これは、以前の研究で広く使用されており、内皮細胞の完全性の内訳を反映しているので、血漿I-FABPが選択された。
宮下氏らは、マルトデキストリンの摂取と比較して、経口シスチンおよびグルタミン補充が血漿L:MおよびI-FABP濃度の運動誘発性増加を減衰させるという仮説をテストした。
臨床試験は、現在の国際公衆衛生ガイドライン(週に少なくとも150分間の中程度強度の身体活動、週75分の激しい強度の身体活動、または中等度および活発な強度の身体活動の同等の組み合わせ)を満たしている16名の若い日本人男性を対象としたもの。
同研究では、ランダム化された二重盲検、プラセボ制御クロスオーバー設計が使用された。主な結果は、血漿L:MおよびI-FABP濃度であった。各参加者は、無作為化された、カウンターバランスの順序で2つの6日間の試験を受けた:プラセボまたはシスタミンおよびグルタミン補充。試験の間隔は14-22日であった。 参加者は、0.23gのL-シスチンを摂取し、1.00gのL-グルタミンと1.23gのマルトデキストリンを1日3回(すなわち、1000、1500および睡眠前)1日あたり5日間、または2.46gのマルトデキストリンを1日3回(すなわち、1000、1500および睡眠前)5日間用いた。
このグルタミン投与量およびレジメンは、以前の研究で酸化ストレスに対するグルタミンの抑制効果を観察し、個人が同研究よりも高用量のグルタミンを消費したときに健康な成人に悪影響を及ぼさなかったので選択された。
また、このシスチン用量およびレジメンは、その高い安全性プロファイルと健康な成人(すなわち、4週間の2100mg/日)に悪影響を及ぼさないために選択された。
参加者は、5日間の補充期間中に現在の身体活動レベルを維持し、3日目、4日目、5日目に薬やサプリメントの服用を控えるよう指示された。
その結果、マルトデキストリンの摂取と比較して、経口シスチンおよびグルタミン補充が若い活動的な男性における血漿L:MおよびI-FABP濃度の運動誘発増加を減弱させることが実証された。
少量のシスチン(1日から5日目から0.69g/日、 0.23 g/day 6日)およびグルタミン(1〜5日目から3.00g/日、6日目に1.00g/日)を使用し、以前の研究で使用されたアミノ酸の量と比較して[0.25 g/kg脂肪フリー質量(FFM)から0.9g/FFM(6日)に及ぶ。
同知見は、アスリート、特に持久力アスリートが、長時間の激しい運動の間および後の両方でそのような合併症を経験することが多い現実の環境における胃腸の問題を減らすための栄養戦略の実用的な重要性を強調する可能性がある。
経口シスチンおよびグルタミン補充は、若い活動的な男性の激しい走りの1時間に応答してL:Mおよび血漿I-FABP濃度を低下させ、アミノ酸補充による胃腸透過性および損傷の一過性の低下を示唆した。
今後の研究では、習慣的な運動訓練を通じて胃腸の問題を経験する選手のより実用的な設定で、より長い期間にわたってのさらなる調査が必要である。
同研究成果は、Springer Nature発行の『European Journal of Nutrition』に、2月1日、オンラインで公開された。
