運動のメリットの一部は免疫系から得られる
運動によって引き起こされる筋肉の炎症が、炎症に対抗する T 細胞 (Treg) を動員し、エネルギーを利用する筋肉の能力を高め、全体的な運動持久力を向上させるようだ、という米国ハーバード大学からの研究報告。
Tregは自己免疫疾患に関連する異常な炎症に対抗する役割で長い間知られていたが、現在では運動中の体の免疫反応における重要な役割も果たしている、と研究チームは述べている。
運動は筋肉に一時的な損傷を引き起こし、一連の炎症反応を引き起こすことが知られている。それは、筋肉の構造、代謝、およびミトコンドリア活性を調節する遺伝子の発現を促進する。ミトコンドリアは、細胞が運動による大きなエネルギー需要を満たすのを助けることにより、運動への適応において重要な役割を果たしている。
新しい研究で研究チームは、トレッドミルで一度走ったマウスと定期的に走ったマウスの後肢の筋肉から採取した細胞で何が起こっているかを分析した。次に研究者らは、それらを座りっぱなしのマウスから得た筋細胞と比較した。
トレッドミル上で走ったマウスの筋細胞は、一度か定期的にかにかかわらず、典型的な炎症の兆候を示した。すなわち、さまざまな代謝プロセスを調節する遺伝子の活性の増加と、炎症を促進するインターフェロンなどの化学物質のレベルの上昇である。
どちらのグループも筋肉内の Treg 細胞のレベルが上昇していた。さらに分析を進めると、両グループにおいて、Treg が運動誘発性の炎症を軽減することが示された。座りがちなマウスの筋細胞には、これらの変化は見られなかった。
しかし、運動による代謝とパフォーマンスの向上は、定期的に運動を行っているマウス、つまりランニングを繰り返したマウスでのみ明らかだった。そのグループでは、Tregは運動によって引き起こされる炎症や筋肉の損傷を抑制するだけでなく、筋肉の代謝や筋肉のパフォーマンスも変化させたことが実験で示された。この発見は、一度の運動だけではパフォーマンスの大幅な向上につながらず、効果を得るには時間をかけて定期的な活動が必要であるという、ヒトにおける十分に確立された観察結果と一致している。
さらなる分析により、Treg が確かに、定期的に運動する人に見られる広範な利益に関与していることが確認された。Treg を欠損した動物は、後肢の筋肉に炎症を促進する細胞が急速に蓄積することで特徴付けられる、抑制のない筋肉炎症を起こしていた。彼らの筋肉細胞には、代謝異常の兆候であるミトコンドリアの著しい膨張がみられた。
さらに重要なことは、Treg を欠損した動物は、Treg が完全なマウスのように、時間の経過とともに増大する運動要求に適応できなかったということである。彼らは運動から同じような全身効果を得られず、有酸素運動能力が低下していた。
これらの動物の筋肉には、炎症を引き起こすことが知られているインターフェロンも過剰に含まれていました。さらなる分析により、インターフェロンが筋線維に直接作用してミトコンドリアの機能を変化させ、エネルギー生成を制限することが明らかになりました。インターフェロンをブロックすると、Treg 欠損マウスの代謝異常が防止され、有酸素運動能力が向上した。
「ここでの悪役はインターフェロンです」と研究者は語っている。「それに対抗する守護者Tregがいないため、インターフェロンは制御不能な損害を引き起こし続けました。」
この研究結果は、運動の抗炎症効果の背後にある細胞内部の仕組みを垣間見ることができ、身体自身の免疫防御を活用する上での運動の重要性を強調している、と研究者らは述べている。
出典は『Science Immunology』
http://dx.doi.org/10.1126/sciimmunol.adi5377
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