Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content
Search in posts
Search in pages
GemMed塾 病床ユニット

抗酸化物質(ビタミンEなど)の過剰摂取は運動学習を阻害、活性酸素は運動記憶に必要な「善玉物質」でもある—都健康長寿医療センター研究所

2024.6.7.(金)

これまで身体にとって悪玉とされてきた「活性酸素」は、実は記憶の形成に必要不可欠な善玉物質でもある—。

活性酸素を除去する作用を持つ、ビタミンEなど)の抗酸化物質を過剰摂取することは、運動学習を阻害してしまうなど、生体に好ましい影響を与えない—。

東京都健康長寿医療センター研究所(東京都板橋区)は6月4日に、こうした点を改めて強調しました(研究所のサイトはこちら)(関連記事はこちら)。

ビタミンEを過剰投与したマウスでは、運動学習が阻害されてしまった

「活性酸素」は老化や生活習慣病の原因物質として知られており、「ビタミンCやビタミンE、ポリフェノール類などの抗酸化物質の生体作用に関する研究」が行われています。

しかし、生体内では必要な時に必要な場所で産生される制御された活性酸素も存在し、「活性酸素は生体内において重要な生理機能も担う」とも考えられています。脳にも活性酸素を作る酵素が存在し、「脳においても活性酸素が重要な機能を担っている」と推測されます。

脳の重要な機能の1つに「記憶学習」があり、合理的・効率的な行動や危険回避などに必要不可欠となっています。この点、上述のように「活性酸素を産生する酵素が脳に存在する」、「活性酸素が、標的となる分子に化学反応を介して持続的に影響を及ぼす」という特徴を持っています。これらのことから、「活性酸素は記憶学習の持続化に関与している」可能性が伺えます。

そこで、研究所の研究チームではマウスを用いて「活性酸素の記憶学習への関与」について研究を実施。

まず、活性酸素を吸収する作用をもち、抗酸化物質としても知られるビタミンEをマウスに「過剰量」(通常の2倍量、8週間)投与したところ、ある種の運動学習が顕著に阻害されました。運動学習には小脳が関与することが知られており、「ビタミンEが小脳の活性酸素を除去→運動学習が阻害された」可能性が考えられます。

ただし、ビタミンEはエサを通じて投与されたため全身に行き渡り、脳以外の部位にも影響している可能性もあります。そこで、次に、「活性酸素を分解する酵素」をマウスの小脳に注入(つまり小脳限定的に活性酸素を除去)したところ、上記のビタミンE過剰投与と同様に「運動学習が阻害」されました。

活性酸素除去による運動学習への影響



ところで、神経細胞-神経細胞間では「シナプス」とよばれる構造を介して接続し、情報伝達が行われます。「記憶学習」が形成される際には、シナプスにおける情報伝達が増強・減弱(抑圧)します(このシナプスでの情報伝達が変化することをシナプス可塑性とよぶ)。

小脳で運動学習記憶が形成される際には、「長期抑圧」と呼ばれるシナプス可塑性が必要ですが、活性酸素を分解する酵素を小脳に投与すると、この長期抑圧が完全に阻害されました。

これらの結果から、「活性酸素が小脳依存的な運動学習、さらに運動学習の神経基盤となるシナプスの可塑的変化に関与する」ことが示されました。



また研究チームでは、「活性酸素イメージング」という技術を用いて「シナプス可塑性時に活性酸素が作られる」ことも明らかにしました。小脳の長期抑圧を引き起こす神経活動を与えると、蛍光プローブ(活性酸素:赤色)のシグナル強度が上昇し、神経活動によって活性酸素が産生されたことが示され、この時、活性酸素を作る酵素の阻害薬を加えておくと、活性酸素の産生は観察されませんでした。ここから「長期抑圧が起こる際には、酵素の働きによって小脳の神経細胞で活性酸素が作られる」ことが明らかとなりました。

活性酸素イメージング



ところで、小脳の運動学習、その基盤となるシナプスの可塑的変化(長期抑圧)には「細胞内で情報を伝える様々なシグナル分子が関与する」ことが既に知られています。そこで研究チームでは「活性酸素が、どのようにして、これらのシグナル分子に情報を伝えるのか」を調べるため、「8-ニトロ-サイクリックGMP」という新しい分子に着目。▼この分子の産生には活性酸素が必要である▼この分子は分解されにくく、長期間にわたり他分子に影響を及ぼす性質をもつ▼この分子は、プロテインキナーゼGという、すでに運動学習やシナプスの長期抑圧への関与が示されていたシグナル分子を活性化する—ことから、「神経活動により産生された寿命の短い活性酸素は、この8-ニトロ-サイクリックGMPを介して持続的なシナプスの可塑性、運動学習に必要なシグナル分子を活性化する」と考えられるためです。研究チームでは「8-ニトロ-サイクリックGMPの阻害薬が、運動記憶および小脳シナプスの長期抑圧を阻害する」ことも確認しました。



こうした研究結果から、▼「悪玉因子」とされている活性酸素であるが、小脳が司る運動記憶に関与する▼寿命の短い活性酸素が、8-ニトロ-サイクリックGMPという寿命の長い分子を介して、運動記憶のように長期間にわたる脳機能に関与する—ことが分かります。

研究チームでは「生体内で活性酸素が生理的な役割を持つシグナル分子として働いており、『活性酸素は悪玉である』との従来概念が覆された。今後、神経科学や酸化ストレス研究などの分野、さらにリハビリテーション学や老化研究などに大きなインパクトを与える」とコメントしています。

これまで、「活性酸素は老化や生活習慣病の原因因子であり、活性酸素の除去が生体に良い影響を及ぼす」と考えられ、例えば運動中には多量の活性酸素が作られることから激しい運動をするアスリートも積極的に抗酸化物質(ビタミンC、ビタミンE、ポリフェノールなど)を摂取しているといいます。

しかし、今般の研究では、▼こうした抗酸化物質を過剰に摂取することは「生体に好ましい影響を与えない」▼活性酸素が運動記憶に必要な「善玉物質でもある」—ことが示されました。つまり、過剰な抗酸化物質摂取は「善玉活性酸素を除去して、運動記憶を阻害する」可能性があります。上述のように、マウス実験によって、抗酸化物質の1つである「ビタミンE」の過剰投与が運動学習を阻害することが実証されています。

研究チームでは「抗酸化物質の適切な摂取に関する研究」「活性酸素、8-ニトロ-サイクリックGMPの研究」が進むことで、「リハビリにおける運動記憶形成の効率化」や「各種運動能力の鍛錬方法の開発」、「運動効率の向上を通じた健康寿命の延伸」、「高齢者のQOLの維持・促進」に役立つと期待しています。



診療報酬改定セミナー2024MW_GHC_logo

【関連記事】

アルツハイマー病等の新たな治療標的となる分子をPET検査で画像化、新たな治療法開発につながると期待—都健康長寿医療センター研究所
加齢に伴い「糖ヌクレオチド量変化→がん等の発症にも関与する『糖鎖』量変化」、加齢関連疾患予防に期待—都健康長寿医療センター研究所
継続的な生活習慣病管理・運動・栄養指導・認知トレーニングといった多因子介入で、認知機能改善が期待できる—国立長寿医療研究センター
「脳脊髄液アルツハイマー病バイオマーカー」測定で、より早期・高精度のアルツハイマー病鑑別診断の可能性—都健康長寿医療センター研究所
「中等度以上の認知症・ADL低下」の高齢入院患者は自宅退院が困難、早期の手厚い在宅復帰支援が重要―都健康長寿医療センター研究所
「チーズの摂取」「歩行の速度が速い」「ふくらはぎが太い」ことが認知機能の高さと強く関連―都健康長寿医療センター研究所
「耳の聞こえにくさ」に早期かつ適切に対応することが転倒等の傷害予防のために重要—都健康長寿医療センター研究所
「生活習慣病の管理、運動、栄養指導、認知トレーニング」が認知機能低下の抑制・フレイル予防に有効—長寿医療研究センター
後期高齢者健診で用いる「後期高齢者の質問票」、うち12項目で簡便に「フレイル」ハイリスク者を抽出可能—都健康長寿医療センター研究所
治療抵抗性の前立腺がんに対する「新たな治療法」の確立に向けた研究進む—都健康長寿医療センター研究所
定期の聴力チェック→耳鼻科等受診勧奨→早期の補聴器装着→認知症リスク低下防止—のシステム構築を―都健康長寿医療センター研究所
老化に伴い交感神経の筋肉サポート機能が弱まって「筋力が低下」、筋緊張が生じやすくなり「運動能力が低下」―都健康長寿医療センター研究所
腎機能が低下し「血中GDF15」の濃度が上昇すると、高齢者の死亡リスクが2倍に高まる—都健康長寿医療センター研究所
高齢期にむけた健康の維持にとって最適な食事のタンパク質比率は25-35%!―都健康長寿医療センター研究所
「お肉」を食べることが、高齢者のフレイル予防に有効である可能性!―都健康長寿医療センター研究所
皮膚へのやさしい刺激が肩こり症状を緩和する可能性—都健康長寿医療センター研究所
フレイル度の高い高齢者は就業中の転倒・転落事故が多い!フレイル度を踏まえた業務選択などが重要!―都健康長寿医療センター研究所
ペット、とりわけ犬の飼育が「運動の継続」→「要介護状態等の予防」→「介護費の軽減」につながる!—健康長寿医療センター研究所
「ペットの飼育」は介護予防だけでなく「介護費の軽減」にも効果あり!—健康長寿医療センター研究所

認知症患者が自由なテーマで話し合う本人ミーティングの実践が、地域共生社会の構築の第1歩—健康長寿医療センター研究所
糖尿病性認知症のバイオマーカー候補を発見、血液診断で「糖尿病性認知症の超早期鑑別」が可能な時代に—健康長寿医療センター研究所
血液診断によって「近く要介護・要支援状態に陥る可能性の高い人」を鑑別できる時代が来る—健康長寿医療センター研究所
後期高齢者、歯科受診により急性期疾患(肺炎、脳卒中、尿路感染症)での入院発生割合を抑制—都健康長寿医療センター
認知症の原因疾患を鑑別し、治療法選択・その効果測定を補助する「PET検査」の保険適用に強い期待—都健康長寿医療センター
食べ物を飲み込む際の「喉の刺激」によりサイロキシン・カルシトニン分泌が活性化され、心身の健康が高まる—都健康長寿医療センター
口腔状態に問題ある高齢者は要介護や死亡リスクが2倍超、地域で「オーラルフレイル改善」の取り組み強化を—都健康長寿医療センター
コロナ禍で「要介護1・2高齢者等を介護する家族」の介護負担が増し、メンタルヘルス不調を来す—都健康長寿医療センター
DHAやEPA、ARAを十分に摂取することで「認知機能を維持できる」可能性—長寿医療研究センター
「ゆっくりとした歩行」「軽い家事活動」などの低強度身体活動も、脳機能の維持に有用—長寿医療研究センター
治療抵抗性の前立腺がん、新治療法として「RNA分解酵素を標的とする薬剤」に期待—都健康長寿医療センター
男女ともビタミンC摂取不足で筋肉量・身体能力が低下するが、適切な摂取で回復可能—都健康長寿医療センター
自治体と研究機関が協働し「地域住民の健康水準アップ」を目指すことが重要—都健康長寿医療センター
日本人特有の「レビー小体型認知症の原因遺伝子」を解明、治療法・予防法開発に繋がると期待—長寿医療研究センター
日本人高齢者、寿命の延伸に伴い身体機能だけでなく「認知機能も向上」—長寿医療研究センター
フレイル予防・改善のため「運動する」「頭を使う」「社会参加する」など多様な日常行動の実施を—都健康長寿医療センター
「要介護度が低い=家族介護負担が小さい」わけではない、家族介護者の負担・ストレスに留意を—都健康長寿医療センター
奥歯を失うと、脳の老化が進む—長寿医療研究センター
介護予防のために身体活動・多様な食品摂取・社会交流の「組み合わせ」が重要—都健康長寿医療センター
高齢男性の「コロナ禍での社会的孤立」が大幅増、コロナ禍で孤立した者は孤独感・コロナへの恐怖感がとくに強い—都健康長寿医療センター
中等度以上の認知症患者は「退院直後の再入院」リスク高い、入院時・前から再入院予防策を—都健康長寿医療センター
AI(人工知能)用いて「顔写真で認知症患者を鑑別できる」可能性—都健康長寿医療センター
認知症高齢者が新型コロナに罹患した場合の感染対策・ケアのマニュアルを作成—都健康長寿医療センター
地域高齢者の「社会との繋がり」は段階的に弱くなる、交流減少や町内会活動不参加は危険信号―都健康長寿医療センター
新型コロナ感染防止策をとって「通いの場」を開催し、地域高齢者の心身の健康確保を―長寿医療研究センター
居住形態でなく、社会的ネットワークの低さが身体機能低下や抑うつ等のリスク高める―都健康長寿医療センター
孤立と閉じこもり傾向の重複で、高齢者の死亡率は2倍超に上昇―健康長寿医療センター
新型コロナの影響で高齢者の身体活動は3割減、ウォーキングや屋内での運動実施が重要―長寿医療研究センター