雌性サルの卵巣機能に対する西洋式食事と地中海式食事および心理社会的ストレスの差異効果

(Psychoneuroendocrinology
153巻、2023年7月号、106107号
雌性サルの卵巣機能に対する西洋式食事と地中海式食事および心理社会的ストレスの差異効果

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306453023000859


著者リンク オーバーレイパネルBrett M. Frye a b c 1, Thomas C. Register a c, Susan E. Appt a, Mara Z. Vitolins d, Beth Uberseder a, Haiying Chen e, Carol A. Shively a c
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https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2023.106107Get 権利と内容
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ハイライト


被験者は、月経周期の乱れと一致する周期的なパターンを示した。

食生活の乱れや心理社会的ストレスは、卵巣機能に相加的な悪影響を及ぼします。

地中海食は、卵巣機能不全と病理学的後遺症を予防する可能性がある。
要旨
卵巣機能不全は、心血管疾患、うつ病、認知障害、骨や筋肉の減少など、加齢に伴う慢性疾患のリスクを高め、フレイルを促進します。心理社会的ストレスは卵巣機能を低下させる可能性があり、最近の観察では、欧米食の摂取も卵巣機能を低下させる可能性があることが示唆されています。食事、心理社会的ストレス、卵巣生理の因果関係を明らかにすることは、ヒトにおいては困難です。尾長ザル(別名:カニクイザル)は、卵巣生理や老化に関連するプロセスに対する食事や心理社会的影響を研究するための優れたトランスレーショナルモデルである。マカクには28日間の月経周期があり、女性のようにホルモンが変動し、月経周期の変化や停止に対する生理反応も同様である。我々は、中高年の社会的家畜であるメス38匹を対象に、31ヶ月間(≒ヒトの9年間)、西洋料理または地中海料理を食べさせ、卵巣機能を調査した。この1年間は、採血(3回/週)と月経のための膣スワビング(6回/週)を用いて、周期の長さと周期ごとのプロゲステロンのピーク値を調べました。反復測定分析により、夏の終わりから秋の初めにかけて月経周期の乱れが増加する周年パターンが一致した(F(11,348)= 4.05 p < 0.001).さらに、西洋風の食事(F(1,34)=3.99; p = 0.05)と低い社会的地位によるストレス(F(1,34)= 3.99; p = 0.04 )の両方が平均プロゲステロン濃度を低下させていた。したがって、平均すると、欧米グループの部下が最も低い平均プロゲステロンレベル(10.02ng/pl)であった。西洋式食事と比較して、地中海式食事は月経周期の規則性を介して保護効果を示した。支配的なサルでは、地中海食の摂取により、月経周期が規則的になる可能性が有意に高くなった。また、地中海式食事は、通常より短い月経周期から個体を保護した。食事と月経規則性の関係は、副腎反応性と社会的孤立の両方によって部分的に媒介された。本研究は、食生活の乱れと心理社会的ストレスが、中年期の卵巣生理に相加的に悪影響を及ぼすことを明らかにし、老化促進の代謝的徴候への影響を明らかにするための今後の研究の基礎を築いた。また、欧米型の食事と比較して、地中海食は卵巣機能不全とその病理学的後遺症に対する保護作用を発揮する可能性が示唆された。
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キーワード
非人間霊長類
プロゲステロン
卵巣サイクリング
心理・社会的ストレス
地中海式食事法

  1. はじめに
    更年期は、心血管疾患(CVD)(Atsma et al., 2006, Honigberg et al., 2019, Price et al., 2021)、うつ病(Bromberger and Epperson, 2018)、認知障害(Rocca et al., 2009)、骨減少および骨粗鬆症(Li and Wang, 2018)、サルコペニア(Geraci et al., 2021)などの老化のいくつかの慢性疾患の発症リスクが高くなる時期です。このような疾患の症状は、更年期移行期またはその後に現れることが多いが、その起源は閉経前であることもある(Kaplan and Manuck, 2004, Kaplan and Manuck, 2008)。卵巣の障害(不規則な周期やホルモン分泌不全など)は、閉経後の病的な状態の発生を加速させる可能性があります。例えば、月経不順は冠状動脈性心疾患の発症リスクが50%近く上昇することと関連し(Solomon et al., 2002)、40歳を前に卵巣機能が失われる早発卵巣不全の女性は、CVD、骨減少、神経障害の発症リスクが高まります(Podfigurna-Stopa et al., 2016)。このように、軽度から中等度の卵巣の障害であっても、その後の人生における疾患リスクを高める可能性があり、閉経前の時期は、老化に伴う多くの慢性疾患の病因となる重要な窓となる可能性があります。
    汚染物質(Woodruffら、2008)、熱ストレス(Abdelnourら、2020)、タバコ喫煙(Van Voorhisら、1996)、心理社会的ストレス(Albertら、2015、Kaplan、2008、Roney and Simmons、2015)など、いくつかの環境要因が卵巣機能を破壊することがわかっている。また、砂糖、動物性タンパク質、飽和脂肪、トランス脂肪、その他の成分を多く含む食事は、卵巣の健康に害を及ぼす可能性があります(Fontana and Torre, 2016, Jurczewska and Szostak-Węgierek, 2022)。逆に、より健康的な食事の消費は保護効果を発揮する可能性があります(Garrutiら、2019、Kazemiら、2020)。したがって、食事は生殖年齢女性の卵巣機能を改善する治療戦略を提供し、ひいては卵巣機能不全の病理生物学的後遺症を遅延または予防する可能性があります。
    卵巣の健康状態を形成する食事の役割をよりよく理解する必要があるにもかかわらず、いくつかの要因によって、知識には大きなギャップが存在します。まず、ほとんどの推論は、月経(Solomon et al., 2002)と食事パターン(Hodge et al., 2013)の回顧的自己報告から導き出されてきた。月経日誌を頻繁にチェックする長期的な摂食試験は有用であるが、食事介入には費用がかかり、研究対象者は処方された食事の遵守に差がある可能性がある(Sotto et al.、2011)。また、参加者は、卵巣機能に影響を与えるライフスタイルの特徴(例えば、身体活動、薬物乱用、トラウマなど)を不正確に報告する可能性があります。また、医療機関へのアクセスが限られている参加者、特に社会経済的な問題に直面している参加者が研究に参加できない可能性があります(O'Neil et al.、2020、Saphner et al.、2021)。最後に、卵巣の健康に対する食事と関連する表現型(例えば、肥満や高コルチゾール血症(Janssen, 2022))の影響を区別することは困難である(Kazemi et al.、2020)。実際、肥満とみなされる個人の代謝異常の発生にはかなりのばらつきが存在する(Blüher, 2020, Peeke and Chrousos, 1995)。
    食事パターンもまた、社会経済的なグループによって均等に表現されるわけではなく、心理的なストレス要因への露出が異なる可能性があります。所得の低い個人は、不健康な食事を摂取する可能性が高く(Appelhansら、2012、DarmonとDrewnowski、2008、Pecheyら、2013、PecheyとMonsivais、2016)、最高レベルの心理的ストレスを経験します(Baumら、1999、Cundiffら、2022)。このような心因性ストレス要因が食事パターンと相互作用して卵巣生理を乱す可能性があり、卵巣の健康に対する食事の影響に関する研究がさらに複雑になっています。短期間のクロスオーバー研究は、西洋化されたスタイルの食事が生理的なストレス反応を強めることを示唆しており(Jakuljら、2007)、一方、より健康的な食事の順守は、ストレス性の刺激に対する回復力をもたらすかもしれません(Bonaccioら、2018、Crichtonら、2013、Hodgeら、2013)。ストレス性の刺激に対する反応性は、視床下部-下垂体-副腎(HPA)軸だけでなく、視床下部-下垂体-性腺(HPG)軸の両方に対する機能を変化させる可能性があります。
    無作為化前臨床試験は、臨床研究が直面するいくつかの障害を克服する重要な機会を提供します。尾長ザル(別名:カニクイザル)は、食事や心理社会的ストレスが卵巣生理に及ぼす影響を研究するための優れた非ヒト霊長類(NHP)モデルである。女性と同様に、尾長ザルは通年28日(±2日)の月経周期を持ち、ゴナドトロピンや性ホルモンの変動があり、心血管疾患や骨粗鬆症に対して閉経前に比較的抵抗性があります(Kaplanら、1984、 Kaplan and Manuck、2004)。マカクはヒトと同様に西洋食に反応し、冠状動脈および頸動脈のアテローム形成、交感神経活動の上昇、不安の増大、急性ストレス要因に対するHR反応の鈍化、コルチゾール反応性の上昇、体脂肪およびインスリン抵抗性の増大、肝肉質症を発症します(ジョンソンら、2022、Shivelyら、2020、Shivelyら、2019、ShivelyおよびClarkson、1994、Shivelyら、1989、Shiveら、2009b)。マカクの社会環境は、ヒトと同様に社会的不公平を特徴とし(Shively and Day, 2015)、下位の個体は上位の個体と比較して相対的に大きな程度の生理的ストレス反応を示す(Shively et al.、2020)。社会的従属という心理社会的ストレスは、これらの動物に卵巣機能不全を引き起こす(Kaplan et al., 2010, Shively and Clarkson, 1994)。しかし、心理社会的ストレスがNHPの卵巣機能に及ぼす影響に関する多くの研究は、ヒトに相当する食事が存在しない実験用チョウ食を背景に行われてきた(補足表1)。したがって、このような研究の結果は、ヒトに忠実に翻訳されない可能性があります。
    ここでは、女性の健康のモデルとして確立されている尾長ザル(M. fascicularis)(Clarkson and Mehaffey, 2009, Cline and Wood, 2009, Kaplan et al, 2009, Register, 2009, Shively and Clarkson, 2009, Shively and Day, 2015, Shively et al, 2009a, Shively et al, 2009b)において心理社会ストレス、食事、卵巣生理の関係を明らかにしました。欧米の食事と心理社会的ストレスの両方が、卵巣機能不全をもたらすマルチシステム障害を扇動する可能性があるため(Fryeら、2020、Johnsonら、2020、Newmanら、2021、Shivelyら、2020、Shivelyら、2019、Shively and Day、2015)、調停分析によって食事と状態の効果を肥満、副腎皮質の反応性、およびソーシャル孤立から切り離すこともしました。このモデルでの先行研究(Shively and Day, 2015)を踏まえ、社会的に従属的なサルは、社会的に支配的なサルよりも卵巣機能不全を示すと仮説を立てました。また、地中海に似た食事の摂取は、西洋に似た食事と比較して心理社会的ストレスの影響からの保護をもたらし、心理社会的ストレスの測定が卵巣機能に対する食事の効果を媒介すると仮定した。その結果、社会的地位が低いというストレスが卵巣機能を低下させることが確認され、地中海食の摂取者は欧米食の摂取者よりも健康的な卵巣プロファイルを示し、これらの食事に関連した差は副腎反応性と社会的孤立に部分的に媒介されることが判明しました。本研究は、卵巣の健康に対する不健康な食事と心理社会的ストレスの相加的な悪影響を示し、その結果、後年、老化に関連する慢性疾患のリスクを高める可能性があることを明らかにしました。

  2. 材料と方法
    2.1. 対象者
    本研究サンプルは、Wake Forest University School of Medicine(ノースカロライナ州ウィンストン・セーラム)の小規模(N = 4-5)社会集団で暮らす閉経前(年齢:平均 = 9.0, 範囲 = 8.2-10.4 歳、歯列から推定)雌のロングテール(別名:cynomolgus)サル(Macaca fascicularis)38頭からなる。サルは、3m×3m×3mの囲いのある屋内で、日光にさらされ、12/12明暗サイクル(明期:0600-1800)で飼育されました。前処理期(約7ヶ月)には、全ての被験者が標準的なサルチョー食(120kcal/kg/日)(補足表1)と水を自由に摂取した。前処置期間終了後、31ヶ月間、欧米型または地中海型の実験食群にランダムに割り付けた(補足図1)。食事群は、健康全般に関連するバイオマーカー、すなわち体重、肥満指数、循環基礎コルチゾール、空腹時トリグリセリド濃度でバランスをとった(Shively et al.、2019)。ランダム化試験デザインの使用、特に今回のように主要な特性についてベースラインでマッチさせた場合は、ベースラインでの類似性を仮定し、その結果因果推論を可能にする厳密なアプローチである。すべての動物実験は、州法および連邦法、米国保健福祉省、ウェイクフォレスト大学医学部の動物飼育使用委員会のガイドラインに従って行われ、非ヒト霊長類の倫理的取り扱いに関する米国霊長類学会の原則に準拠した。すべての実験は、ARRIVEのガイドラインに準拠している。研究の性質上、実験に携わるすべての研究者は、実験の各段階(データ収集、管理、分析など)において、グループ配分を把握していた。
    2.2. 行動(ビヘイビア
    攻撃的行動および所属行動のすべての事例は、以前に記述したように、治療段階の3ヶ月目から始まる10分間の動物焦点観察(Altmann, 1974)で記録した(Shively et al.、2020)。フォーカル観察は、時間帯のバランスをとりながら、週に2回実施された。これにより、実験期間中、各サルの行動観察は31時間行われた。社会的孤立とは、他のサルの手が届かないところで、一人で過ごしている時間と定義した。社会的地位は、アゴニスティックな相互作用の結果に基づいて決定した(詳細は(Shively, 1998, Shively and Day, 2015, Shively and Kaplan, 1991, Shively et al., 2009b)を参照)。これらのデータを用いて、各動物に対して従順な社会的パートナーの割合を表す指標(0から1の範囲)を作成した。ヒエラルキーの上位半分に位置する雌、すなわち半数以下の相手に服従した雌は支配的であり、それ以外は従属的であると考えられた。社会的従属はストレスになるようで、本研究の従属者は支配者に比べて、より多くの攻撃を受け、より少ないグルーミングで、より多くの時間を恐怖のスキャンに費やし、収縮期血圧が高く、交感神経系活動が高かった(Shively et al.、2020)。したがって、我々は社会的地位を心理社会的ストレスの代理として使用した。
    2.3. 実験用食餌
    前処置(すなわち、チャウ食)に続いて、被験者は31ヶ月間、西洋風(以下、「西洋」)または地中海風(以下、「地中海」)の食事のいずれかを摂取した。以前に記載したように(Shively et al.、2019)、これらの食事は、ヒトで観察される西洋(米国農務省、2016)および地中海(Estruch et al.、2018)の食事パターンを模倣するように開発した(食事の組成は補足表1を参照)。実験食は、高分子(タンパク質、脂質、炭水化物)に関して等カロリーとなるように配合され、コレステロールの含有量(約320mg/2000kcal/日)も同一であった。しかし、その組成は異なっており、脂肪とタンパク質は、西洋の食事では主に動物性由来のものであり、地中海の食事では植物性由来のものであった。したがって、地中海式食事は西洋式食事よりも一価不飽和脂肪が多く、オメガ6:オメガ3脂肪酸の比率が低かったが、西洋式食事は飽和動物性脂肪、ナトリウム、精製糖が比較的多く含まれた。Johnsonら(2022)とShivelyら(2019)は、給餌プロトコルに関する包括的な説明を提供しています。個体は毎日、体重1kgあたり120kcalを受け取った(120kcal/kg/day)。
    2.4. 卵巣の機能
    治療期の16~27ヶ月目に、月経のための膣スワッピング(6/週)とプロゲステロン測定のための採血(3/週)により、月経周期ごとに黄体期プロゲステロン濃度のピーク値(以下、ピークプロゲステロン(ng/ml))、周期長(日)、周期規則性を決定した。サンプル採取については、被験者が自発的に提示することで膣スワビングと大腿静脈穿刺に協力するように訓練した(Shively and Clarkson, 1994)。既出の方法(Wilksら、1976)を用いて、排卵期、無排卵期、およびプロゲステロン欠乏期を評価した。プロゲステロン濃度は、市販のラジオイムノアッセイキット(DiaSource Progesterone RIA-CT KIP1458, Louvain-la-Neuve, Belgium)を用いて評価した。
    2.5. 副腎皮質活動および肥満度指数
    副腎皮質反応性(すなわちコルチゾール)は、視床下部-下垂体-性腺軸(HPG)に対して、エストロゲンおよびプロゲステロンの分泌抑制やこれらのホルモンに対する標的組織の抵抗性増加などの抑制効果を示す(Chrousosら、1998、Kalantaridouら、2004、Magiakouら、1997)。そこで、我々は、副腎皮質反応性が、食事および/または心理社会的ストレスのHPG生理への影響を媒介するかどうかを明らかにすることを目指した。治療月30日に副腎皮質反応性をアドレナリンコルチコトロピン(ACTH)チャレンジ(Shively et al.、2020)で測定した。簡単に言うと、動物を一晩絶食させ、その後、デキサメタゾン(0.5mg/kg)を投与した。この用量はHPA活性を抑制した。デキサメタゾンの4時間後に、研究対象者をケタミン塩酸塩(15 mg/kg)で鎮静させた。最初の(ベースラインの)血液サンプルは、職員が建物に入ってから9分以内に採取された。その後、被験者に副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)(Cortrosyn®, Organon, Inc.、10 ng/kg IV)を投与し、ACTH投与後15分と30分に繰り返し採血を行った。コルチゾール反応は、ベースラインとチャレンジ後30分の間のコルチゾール曲線下面積として計算された。
    肥満もまた、HPG機能の障害として確立されており、肥満の女性は、排卵の遅れ、ホルモンの乱れ、不妊などの卵巣障害を起こしやすい(Brewer and Balen, 2010, Hartz et al., 1979)。そこで我々は、肥満度が、食事やストレスが卵巣生理に及ぼす影響を媒介するかどうかを明らかにすることを目的とした。体長および体重を治療月27日に測定し、体格指数(BMI)はBW/(体長[m])2として算出した(Jayo et al.、1993)。
    2.6. 統計情報
    統計解析は、jamovi(The jamovi project, 2021)およびR version 4.1.3(R Core Team, 2022)を用いて実施した。特に断りのない限り、データは平均値±SEMで表示される。p≦0.05の値を統計的に有意であるとみなした。一般線形混合モデル(GLMM)(ランダム切片を用いた反復測定デザイン)を用いて、治療期におけるピークプロゲステロンおよび周期長に対する食事(西洋型対地中海型)、社会的地位(支配型対従属型)、および時間(治療月)の影響を評価した。事後比較は、Bonferroni補正を用いて行った。潜在的な比較対象が多いため、三方交互作用については、事後的なペア比較は行わなかった。混合効果ロジスティック回帰を用いて、社会的地位および/または食事グループが、個人が月経不順を経験する可能性に影響を与えるかどうかを評価した。平均周期は29日であり、25日未満または33日以上のものを不規則な周期とみなした。
    我々は、(Vanderweele, 2013)が概説する統計的アプローチに従って、肥満度、副腎反応性、または社会的行動が、卵巣機能に対する食事と社会的地位の影響を媒介するかどうかを決定した。BMIとACTHチャレンジに対するコルチゾール曲線下面積を媒介変数として使用した。地中海食がこれらのサルの社会的孤立を減らし(Johnson et al., 2022)、社会的孤立が卵巣生理を乱す可能性がある(Rice et al., 2022)ことから、治療月13~24日の社会的孤立の平均率を社会行動の媒介変数として使用した。治療期間中、以下の従属変数を調査した: 1)プロゲステロンの平均ピーク値、2)平均周期長、3)不規則な周期の数。不規則な周期の回数を分析するモデルには、ポアソン分布が使用された。本研究の主な目的は、食事やストレスが卵巣機能に及ぼす影響のメカニズム的な裏付けに関する仮説を立てることであったため、多重検定のための分析調整は行わなかった。
    各媒介分析は、3つのステップで構成されています。まず、治療期において、各予測変数(食事と社会的地位)と卵巣生理の平均測定値(すなわち、平均ピークプロゲステロン、平均周期長、または不規則周期数)の間に有意な二変量関係があったかどうかを判断する。有意な二変量関係が検出された場合、次に2つの統計モデルを指定した:a)治療(食事)に対する媒介因子(すなわち、BMI、コルチゾールAUC、社会的孤立)の条件分布に対する媒介モデル、b)治療と媒介因子に対する成果の条件分布に対する成果モデル。第3に、Rのmediate関数(Tingley et al.、2014)を用いて媒介分析を実行した。我々は、総効果の2つの分解を報告する:自然間接効果と自然直接効果である。自然直接効果とは、予測因子が結果に及ぼす効果で、媒介因子を除いたものです。自然間接効果(別名:因果的媒介効果)は、媒介者を介して伝達される結果に対する予測因子の効果を表します。

  3. 結果
    3.1. 黄体期プロゲステロン濃度ピーク値
    反復測定GLMMは、黄体期プロゲステロンの平均ピーク値に対する時間(F(11,348)= 4.05; p < 0.001), 食事(F(1,34)= 3.99; p = 0.05), 社会状態 (F(1,34)= 4.32; p = 0.04) の有意な主効用を示した(図 1).晩夏から初秋にかけての季節的な月経の乱れ(すなわち、黄体期プロゲステロン濃度が最も低くなる)に代表される周年パターンに加え、支配的なサルは、部下と比較して平均ピークプロゲステロン濃度が有意に高いことが示されました。地中海/優性、地中海/劣性、西洋/優性、西洋/劣性の4つの実験群それぞれのプロゲステロン濃度を比較するために、ホルム法による多重比較の補正を行い、推定限界平均値の一対比較を実施したところ、地中海/優性、地中海/優性、西洋/劣性それぞれの群では、プロゲステロンの濃度が有意に高かった。地中海食を摂取した支配的なサルが最もプロゲステロンレベルが高く、これは西洋食を摂取した従属的なサルよりも有意に高かった(t = 3.02, p = 0.03)。各群の実験平均値: 地中海/優勢=17.60 ng/ml; 地中海/従属=12.50 ng/ml; 西洋/優勢=12.50 ng/ml; 西洋/従属=10.02 ng/ml (Supplementary Fig. 2).
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    図1. 食事介入期間中の黄体期プロゲステロンに対する食事、社会的地位、および時間の影響。プロゲステロンは、8月、9月、10月にプロゲステロンプロファイルの季節的な落ち込みを含む、時間と共に有意に変化した(時間: F(11,348)=4.05; p < 0.001)。社会的に支配的なサルは、社会的に従属的なサルよりもプロゲステロンのレベルが高かった(Status: F(1,34)=4.32; p = 0.04)。地中海式ダイエットを摂取したサルは、西洋式ダイエットを摂取したサルと比較して、プロゲステロンプロファイルが高かった(Diet: F(1,34)=3.99; p = 0.05)。したがって、地中海食を摂取した支配的なサルはプロゲステロンレベルが最も高く、西洋食を摂取した従属的なサルは最も低かった(ホルム補正ペアワイズ比較:t = 3.02, p = 0.03).
    3.2. 周期の長さ
    時間、実験食、社会的地位の間には、有意な三者間相互作用があった(F(11,343)= 1.83; p = 0.05; Supplemental Fig. 3)。目視により、従属的な周期の長さは支配的な周期よりも変化しやすいが、西洋と地中海の食餌がこの関係に異なる影響を与えることが示唆された。周期長を規則的(29±4日)または不規則と特徴付けることで、この三者効果をより詳細に探った。
    3.3. 周期の規則性(図2)
    平均して、西洋人グループのメンバーは3.14回の不規則な周期を経験したのに対し、地中海グループのメンバーは1.76回だった(β = -0.58; p = 0.009)。反復測定分析では、食事と社会的地位が周期不順に及ぼす有意な交互作用が検出された(食事×地位:β=1.98、p=0.02)。ボンフェローニ補正による一対の事後比較では、地中海食の優性サルは、西洋食の優性サルに比べて、不規則な周期を持つ可能性が低いことが示された(pbonf=0.02)。他のすべてのペアワイズポストホック比較は有意ではなかった(図2A)。
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    図2. 月経周期の規則性に及ぼす食事と社会的地位の相互作用(Diet x Status: β = 1.98 p = 0.02)。A)地中海食摂取のドミナントは、西洋食摂取のドミナントと比較して、月経周期の規則性(25~33日)を示す確率が有意に高かった(pbonf=0.02)。B & C)支配者(Fisher's Exact Test: p = 0.02)、従属者(Fisher's Exact Test: p = 0.01)ともに、地中海料理の摂取は短月経周期の数を有意に減少させました。サンプルサイズ 西洋食N=21(従属10、支配11)、地中海料理N=17(従属7、支配10)。
    次に、支配群と従属群を個別に評価し、食事組成が各群の月経周期が短い(25日未満)か長い(33日以上)かの傾向に影響するかどうかをフィッシャーの正確検定を用いて調べた(図2B & 2C)。支配者(p = 0.02)および従属者(p = 0.01)の両方について、地中海の消費は、通常よりも長い月経周期よりも短い月経周期を著しく少なくした(補足図4)。すなわち、地中海食群のサルでは、支配的なサルでは2回の短い周期、従属的なサルでは1回の短い周期しか観察されなかった。
    3.4. 食事と社会的地位の二変量関係、およびメディエーター変数(表1)
    治療期間中、社会的地位と卵巣生理の凝縮された指標(すなわち、平均ピークプロゲステロン、平均周期長、不規則な周期の数)との間に、統計的に有意な関係はなかった。また、社会的地位は3つのメディエーターのいずれとも無関係であった(表1)。したがって、社会的地位を予測変数または共変量とする追加の調停分析は行わなかった。平均ピークプロゲステロン(β = -4.10; p = 0.03)および不規則な周期の数(β = 0.58; p = 0.01)に対する食事の二変量効果は有意であった。しかし、食事は平均周期長とは無関係であったため(β = 0.83; p = 0.72)、この結果に関する媒介分析は行わなかった。メディエーターについては、欧米群は地中海群(x̄=42.07)よりもBMIが有意に高く(x̄=49.42)(β=7.35;p=0.03) 、副腎反応性が有意に高く(欧米のコルチゾールAUC x̄= 650. 65; 地中海コルチゾールAUC x̄ = 530.77)(β = 119.88; p = 0.05)、地中海料理摂取者(x̄ = 26.60)(β = 11.79; p = 0.04) に比べて、一人で過ごす時間が有意に長い(x = 38.39) とした。
    表1. 食事および社会的地位と、すべてのアウトカムおよびメディエーター変数との二変量関係。コルチゾール曲線下面積(AUC)は既報(Shively et al.、2020)。サンプルサイズ 西洋食N=21(従属10、支配11)、地中海N=17(従属7、支配10)。
    Empty CellDiet EffectsStatus EffectsEmpty Cellβ ( ± SE)pβ ( ± SE)pOutcome VariablesAverage Peak Progesterone-4.10 ( ± 1.82)0.032.82 ( ± 1.89)0.14Average Cycle Length0.83 ( ± 2.26)0.723.09 ( ± 2.20)0.17Number of Irregular Cycles0.58 ( ± 0. 22)0.010.002 ( ± 0.21)0.99 媒介変数Body Mass Index7.35 ( ± 3.28)0.03-4.09 ( ± 3.44)0.24Cortisol Area Under the Curve119.88 ( ± 58.67)0.05-57.16 ( ± 61.24)0.34 Average Rates of Social Isolation11.79 ( ± 5.39 )0.042.29 ( ± 5.72)0.69
    3.5. 卵巣機能の媒介分析(表2)
    3.5.1. 肥満度指数は、食事が卵巣機能に及ぼす影響の有意な媒介因子ではなかった
    ボディマス指数は、食事と平均ピークプロゲステロン(間接効果:β=-1.01、p=0.16)、不規則周期数(間接効果:β=0.44、p=0.13)の関係を媒介しなかった。(とした(表2)。
    表2. 媒介分析のまとめ 回帰分析において、主予測変数は食事、媒介変数は治療期肥満度(治療月27日)、副腎皮質刺激ホルモンチャレンジ時の曲線下面積(ACTH AUC)(治療月30日)、社会的孤立(治療月13~24日の平均率)、結果変数は治療期の平均ピークプロゲステロン、平均周期長、不整周期数であることが示されました。総効果は、食事が結果に及ぼす影響を表している。1)直接効果:予測因子の結果に対する効果で、媒介因子を含まないもの 2)間接効果(別名:因果的媒介効果):予測因子の結果に対する効果で、媒介因子を介して伝達されるもの。サンプルサイズ 西洋式ダイエット N = 21(従属10、支配11);地中海式 N = 17(従属7、支配10) p ≤ 0.05 * .
    空っぽの細胞ダイエットの効果空っぽの細胞肥満度ACTH AUCS社会的孤立空っぽの細胞ββ平均ピークプロゲステロン
    自然な間接効果
    ナチュラルダイレクトエフェクト
    トータル効果-1.01
    -3.21
    -4.21 *-0.82
    -3.25
    -4.08 *-1.14
    -2.90
    -4.04 *不規則な周期の数
    自然な間接効果
    ナチュラルダイレクトエフェクト
    合計効果0.44
    0.94
    1.38 *0.53 *
    0.83
    1.36 *0.45 *
    0.80
    1.25 *
    3.5.2. 副腎反応性の媒介効果
    副腎反応性は、食事と平均ピークプロゲステロンとの関係を媒介しなかった(間接効果:β=-0.82;p=0.21)。副腎反応性は、食事と月経不順の回数の関係を部分的に媒介した(図3A;間接効果:β=0.53;p=0.04)。つまり、欧米食を摂取することで生理不順になる可能性が高まる(Total Effect=1.36)うち、推定39%が副腎反応性の上昇に起因するものであった。
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    図3. 治療期間中の月経不順の回数に対する食事の影響に対するA)副腎皮質反応性、B)一人で過ごす時間の割合の部分調停効果についての調停分析のフォレストプロット。欧米食による生理不順の可能性の増加のうち、約39%は副腎皮質反応性によるもので、約36%は副腎皮質反応性と単独行動時間率によるものであった。サンプルサイズ 西洋食N=21(従属10、支配11)、地中海N=17(従属7、支配10)。
    3.5.3. 食事と社会的孤立の影響
    一人で過ごす時間は、食事と平均ピークプロゲステロンの関係を有意に媒介しなかった(間接効果:β = -1.14; p = 0.09)。しかし、副腎反応性と同様に、一人で過ごす時間は、不規則な周期の数に対する食事の効果を媒介した(β = 0.45; p = 0.03; 図3B)。つまり、欧米型食生活による不規則な周期になる可能性の増加(合計効果:1.25)のうち、推定36%が一人で過ごす時間によるものであった。

  4. 考察
    この結果は、心理社会的ストレスが卵巣生理に及ぼす悪影響を明らかにした先行研究を裏付けるものであり、反復測定分析において、従属的な女性は支配的な女性に比べて黄体期のプロゲステロン値が有意に低いことを示した。また、いくつかの新しい知見を得ることができました。本研究は、尾長ザルの雌が季節的な月経障害を示し、黄体期プロゲステロン濃度が最も低い時期が米国ノースカロライナ州の晩夏と初秋に集中していたことを初めて報告した。また、西洋風の食事を摂取している個体は、地中海風の食事を摂取している個体と比較して、1)プロゲステロン濃度が鈍く、2)優性ザルでは周期がより不規則であることがわかった。本データは、HPA機能と社会的孤立が、食事と卵巣機能の関係を媒介する可能性を示唆している。地中海食グループが西洋食グループよりも平均ピークプロゲステロン濃度が高いという観察は、西洋食消費者がチャウ消費者よりもプロゲステロン濃度が低いというペア生活アカゲザルの同様の最近の報告(Bishopら、2021)と一致しています。その研究では、西洋食の食事脂肪含量は、チャウ食の2倍であった。ここで我々は、西洋食と同じ割合の脂肪からのカロリーを含む地中海食が、黄体期のプロゲステロン分泌に保護効果をもたらすという最初の証拠を提示する。本研究では、両方の食事が、現在ヒトの集団で広く消費されている食事を再現するように処方されました。以上のことから、本研究は、閉経前女性の卵巣生理に対する食生活の乱れと心理社会的ストレスの悪影響を明らかにし、地中海食が卵巣の健康を促進する可能性を示唆する。
    卵巣サイクルに季節的な乱れがあることを発見したことは、飼育下のオナガザルの生殖サイクルに季節性がないといういくつかの報告(Dang, 1977, Weinbauer et al.、2008)とは対照的である。これらの違いは、本研究で月経周期と月経の質をより詳細に評価したこと、あるいは飼育技術や卵巣生理の評価方法の違いによって説明できるかもしれない。我々の研究と同様に、Dangら(Dang, 1977)は自然光条件にアクセスできるように飼育された雌の月経周期を研究した(フランス、パリ)。しかし、今回研究したマカクとは異なり、Dangらの雌は研究中、雄ザルとの視覚的接触を維持し、交尾の機会を得ていた。さらに、Dangらによって記述された55頭の雌のうち49頭は、月経周期を同期させるために、研究前にプロゲステロン処理を受けた。Weinbauerら(2008)は、今回用いた採血の繰り返しではなく、月経を検出するために膣スメアを用いて得られたデータをレビューしています。興味深いことに、(Li et al., 2022)は、晩夏から初秋にかけての出産ピークを報告しており、これは、今回観察された卵巣障害のパターンと時間的に一致する。ここで報告された結果は、オナガザルの卵巣生理が、女性のいくつかの集団でも報告されている(Sundararajら、1978)、年周リズムを持つことを示唆している。
    欧米食グループで報告されたような不適切なプロゲステロンプロファイルは、黄体期の異常を反映しており、不妊症や早期流産のリスクを高める可能性があります(Arredondo and Noble, 2006)。我々の知見は、地中海食のような健康的な食事の摂取に関連する潜在的な保護効果を示す文献の増加に寄与する(Garruti et al.、2019、Kazemi et al.、2020)。例えば、Nurses' Health研究において、一価不飽和脂肪、植物性タンパク質、低グリセミック炭水化物、鉄サプリメント、マルチビタミンからなる「妊活食」を摂取した女性のサブセットは、自己申告による卵巣障害による不妊率が低かった(Chavarro et al., 2007)。逆に、砂糖、動物性タンパク質、飽和脂肪、トランス脂肪、その他の成分を多く含む食事も、卵巣の健康に害を及ぼす可能性があります(Fontana and Torre, 2016, Jurczewska and Szostak-Węgierek, 2022)。これらの食事パターンが生殖能力と卵巣の健康に及ぼす影響をよりよく理解するためには、縦断的な前臨床試験が有用である。
    卵巣機能低下の臨床的後遺症は広範囲に及び、最も広範なものは不妊症、骨粗鬆症、CVDである。また、プロゲステロンプロファイルが比較的低い閉経前女性は、骨密度の低下を経験することがあります(Prior, 2018, Prior et al., 1990)。プロゲステロンは、間葉系幹細胞を刺激して骨芽細胞に分化させ、骨芽細胞活性を刺激することで骨のミネラル化を促進します(Seifert-Klauss and Prior, 2010)。黄体プロゲステロンが高い人は、卵胞エストラジオール濃度も高くなりやすく、生理的な骨造形を維持し、エストロゲン欠乏に関連した破骨細胞活性や骨吸収を防ぐことで、骨密度にも有益な影響を与えます(Adamsら、1985)。したがって、卵巣ステロイドレベルが高いと、女性の骨減少症にとって重要な時期である閉経期移行前に、より大きな骨蓄えが構築されます(Karlamangla et al.、2018年)。卵巣機能が低下した尾長ザルは、より広範な冠動脈アテローム性動脈硬化症を発症します(Kaplan and Manuck, 2017)。月経周期が不規則な女性や早発性卵巣不全の女性は、閉経後のCVDを発症する可能性がはるかに高い(Solomonら、2002)(Podfigurna-Stopaら、2016)。
    食事と心理社会的ストレスは、月経周期の規則性を媒介するために相互作用していた。ここで、月経周期は、異常に短い(25日未満)か長い(33日以上)場合に「不規則」であるとみなされた。欧米食グループでは、支配者と従属者の間で月経不順の傾向が異なり、支配者は短い月経周期が多く、長い月経周期が少ないのに対し、従属者は短い月経周期が少なく、長い月経周期が多かった。一方、地中海食群では、地位と周期の規則性との関連は認められなかった。このように、西洋式食事と地中海式食事は、個人が心理社会的ストレスを受けているかどうかによって、異なる生理的効果を発揮する可能性がある。これらのデータは、西洋式食事がマルチシステムの障害を介して心理社会的ストレスの有害な健康影響を悪化させることを示す、増えつつある証拠に追加される(Fryeら、2020、Gonzalez-Armentaら、2019、Johnsonら、2020、Newmanら、2021、Shivelyら、2020、Shivelyら、2019、Shively and Day, 2015).
    周期の規則性に対する最も劇的な効果は、通常よりも短い月経周期に対する地中海食の保護効果であった。私たちは、地中海グループで3つの短いサイクルしか記録しなかったのに対し、西洋グループでは33の短いサイクルを記録しました。このパターンは、支配的なサルと従属的なサルの間で一貫していた。これらのデータは、生殖年齢にある女性を対象とした観察研究とよく一致している。スペインの大学生女性を対象とした横断研究では、地中海風食事の遵守度が低い場合、遵守度が高い女性と比較して、月経周期が不規則であることと関連していました(Onieva-Zafra et al.、2020)。臨床データでは、月経周期が短い(26日未満と定義)人は、卵胞刺激ホルモンの上昇、卵胞期のエストラジオールの早期バースト、黄体期のプロゲステロンの低下、抗ミュラーホルモンや前房卵胞数に反映される低い卵巣予備能を含む、高度生殖老化を反映する内分泌プロファイルを示すことが示されています(MacNaughton et al、 1992, Meyer et al., 2007, Mumford et al., 2012, Younis et al., 2020)。これらの観察から、地中海食は生殖器の早期老化から保護する可能性があることが示唆されます。この仮説の裏付けは、油性の魚と豆類の多量摂取が閉経の開始の遅れと関連していることを示す最近の研究結果です(Dunneram et al., 2018)。したがって、女性における地中海食の健康上の利点は、部分的には卵巣機能に対する有益な効果によるものである可能性があります。女性における食事組成、卵巣機能、加齢関連慢性疾患リスクの相互関係をよりよく理解するために、今後の縦断的研究が必要である。また、NHPの生殖器の老化に関連する内分泌シグナルの環境に対する食事組成の影響について、さらなる研究が必要である。
    欧米食の摂取による病態の後遺症は、副腎反応性の上昇で一部説明できるかもしれない。以前、我々はこの研究で西洋食がHPA生理を擾乱することを報告した(Shively et al.、2020)。ここでは、副腎反応性が食事と月経不順の回数との関係を部分的に媒介することを報告する。すなわち、欧米食摂取による生理不順のリスク上昇のうち、かなりの割合が副腎皮質反応性の上昇に起因していたのです。コルチゾールは、エストロゲンやプロゲステロンの分泌を抑制し、これらのホルモンに対する標的組織の抵抗性を高めるなど、HPG軸に抑制的な作用を及ぼすことが知られている(Chrousosら、1998、Kalantaridouら、2004、Magiakouら、1997)。つまり、西洋食はコルチゾールに関連した生理的カスケードを引き起こし、生殖生理を混乱させたということである。また、HPGとHPA生理の間には双方向の関係があり、生殖生理がHPA反応に影響を与えた可能性があります(Kirschbaumら、1999、Toufexisら、2014、Viau、2002)。この関係のメカニズム的な裏付けと方向性を理解するために、今後の研究が必要である。月経周期不順などの生殖機能障害は、それ自体が病的老化のリスク上昇をもたらす可能性があることから、こうした知見は臨床的な意味を持つかもしれません(Kaplan、2008)。
    副腎反応性に加えて、社会的孤立もまた、月経周期の規則性に対する食事の影響を部分的に媒介した。Whitehall IIコホート(45-59歳)の横断的な臨床データから、起床時の総コルチゾール出力が大きいほど、自己申告による社会的孤立が多いことが示されている(Grant et al.、2009年)。しかし、横断的な研究では、因果関係を決定することはできません。私たちの研究デザインは、卵巣機能と行動に対する食事の影響を決定することができます。興味深いことに、社会的孤立と副腎反応性の測定は無関係であった。これは、従属変数の性質によるものか、あるいは食事、社会的孤立、卵巣生理の間の関係の根底にある別のメカニズムによるものかもしれない。
    以前に報告されたように(Johnson et al., 2022)、本研究における地中海食の摂取は、西洋食の摂取と比較して、不安様行動が少なく、所属が多く、一人で過ごす時間が短く、これらの食事による変化行動が単球炎症遺伝子発現を媒介するということでした(Johnson et al., 2021)。炎症性プロファイルは、卵巣機能を擾乱することが示されています(Boots and Jungheim, 2015)。したがって、今回報告された卵巣機能に対する行動効果は、炎症に対する行動効果によるものである可能性があります。本研究は、地中海食が女性の健康を守る可能性のある行動メカニズムを説明する、増えつつある研究成果に追加するものである。また、卵巣の生理機能を形成する上で、炎症促進経路の役割を示唆するものである。社会的統合を促進するための治療的努力は、社会的孤立を軽減する地中海食のような抗炎症性の食事パターンを取り入れることによって促進されるかもしれない。
    本研究にはいくつかの限界がある。第一に、生殖生理の個人差により、この比較的小規模なサンプルのデータにおけるパターンの一部が不明瞭になった可能性がある。第二に、媒介変数に関する反復測定の数にも限界があった。卵巣機能の評価は毎週行っていましたが、媒介変数については個々のタイムポイントに限定していました。したがって、プロゲステロンと周期の長さについて、治療期の平均値を用いることで、重要なパターンを見逃してしまったかもしれません。最後に、食事と卵巣の関係の根底にある潜在的なメカニズムについて、3つの特定の仮説を検証しましたが、卵巣機能とHPA機能は明らかに複雑なメカニズムで関連しており、これらの相互作用の方向性についての確固たる結論は限られています。同様に、炎症または直接的なホルモン効果など、食事やストレスに関連する他の候補メカニズムについても、病的老化のリスクを高める可能性のある分子経路をより良く理解するために調査する必要があります。

  5. 結論
    地中海食の摂取は、西洋食の摂取と比較して、より健康的な卵巣機能プロファイルをもたらし、卵巣機能に対する食事の影響は、副腎反応性と社会的孤立の両方によって媒介されるかもしれない。この研究は、卵巣の健康に対する健康的な地中海食の保護効果を実証しており、それは個人の心因性ストレス要因への曝露によって変化する可能性があります。このような研究は、人生の後半における加齢に関連した慢性疾患のリスクを軽減するための介入策を開発するために重要である。
    データ概要
    本原稿のデータは、対応する著者であるCarol Shively博士から合理的な要求があれば入手可能である。
    資金提供
    この研究は、NIH R01HL087103 (CAS)、NIH RF1AG058829 (CAS)、T32AG033534 (SK)の支援を受けた。
    競合する利益に関する宣言
    著者らは、開示すべき競合する利害関係を有していない。
    付録A.補足資料
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    .
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    https://orcid.org/0000–0001-8818–063X
    © 2023 The Authors. 発行:エルゼビア・リミテッド
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