運動で脳の炎症は抑えられるのか。走ったマウスの血漿を別のマウスへ移す実験、脳の免疫に関わる細胞の変化、人で測られた血中たんぱく質を読み比べる。炎症を一律に消すという見方を離れ、動物で示された仕組みと、人の生活に持ち帰れる判断の範囲を整理する。
机を離れてひと回り歩くと、止まっていた考えが動き出す。そんなとき、「脳の炎症も減ったのだろうか」と気になるかもしれない。だが、その日のすっきり感と、研究室で測る脳の炎症は、そのまま交換できる指標ではない。運動と脳の働きを結ぶ経路には、炎症の調節以外にも血管や神経伝達物質などがある。[4]
運動が脳の炎症に働きかける証拠はある。とくに動物では、走ったマウスの血漿を運動していないマウスへ投与すると、脳の炎症に関わる遺伝子の発現が低下した実験がある。一方、同じ論文の人の研究で確かめたのは、認知機能に障害のある参加者が運動した後の血中たんぱく質の変化だ。「人の脳でも同じだけ炎症が減る」と続けるには、測っている場所と対象が違う。認知機能に障害のある人の結果を、18〜39歳の健康な女性へそのまま当てはめることはできない。[1]
神経細胞が増えるかという問いは、既存記事「運動で脳の神経細胞は増える？マウスの細胞と人の海馬画像で違う証拠を読む」に譲る。ここでは、脳の炎症に関わる細胞がどう変わり、血液がどこまで橋渡しをするのかを追う。運動を脳の消火器と呼ぶ前に、何を火と見なし、何を測ったのかを確かめたい。
脳の炎症は、免疫の働きを全部止めればよい話ではない
脳の炎症を読むとき、神経細胞だけを見ていては筋が通らない。注目されるのは、脳内で免疫応答に関わるミクログリアや、神経の周囲の環境を支えるアストロサイトなどのグリア細胞である。アルツハイマー病に関するレビューは、これらの細胞の機能の変化が炎症の不均衡や物質の除去の障害などに関わると整理している。アルツハイマー病を扱う知見であり、18〜39歳の健康な女性の脳にも同じ状態を想定することはできない。細胞の数だけでなく、どんな働きをしているかが問題になる。[18]
同じレビューが挙げるミクログリアの問題は、アミロイドβというたんぱく質を十分に除去できないことと、健康な神経の接点を過剰に取り込むことの両方だ。仕事が少なすぎても、多すぎても困るという構図である。したがって「ミクログリアは悪い細胞だから、運動で減らせばよい」という理解は合わない。取り除く対象と残す対象の区別まで含めて、その機能を考える必要がある。[18]
運動とミクログリアを扱ったレビューも、運動が神経の接点の構造や働きに加え、炎症やグリアの活性化を調節する複数の仕組みに関わると論じている。神経変性疾患とミクログリアを論じるレビューであり、18〜39歳の健康な女性に同じ効果があるかは、この整理だけでは判断できない。詳しい機序にはさらに研究が必要だとしている。「運動に可能性がある」と「脳内の全経路が解明された」は距離のある主張だ。仕組みの候補が豊かなこと自体を、人での効果量の大きさと取り違えないようにしたい。[5]
ここでいう活性化も、日常語の「元気になる」ほど単純ではない。運動後にある活性化の指標が低下したなら、その指標と実験条件を組にして読む。指標ごとに変化の方向を確かめる必要がある。実際、病気の特徴を持つマウスでは、運動後に低下する炎症関連物質と、反対に増える免疫関連物質が同時に観察されている。静かな脳ほどよい、と音量つまみだけで説明することはできない。[6]
通勤の帰りに感じる疲れに、この細胞の話を直結させるのも急ぎすぎである。研究が捉えたのは、特定の動物や病態で測った組織内の変化だ。[2][6] 「頭が重い」という言葉は自分の状態を伝えるのに役立つが、その感覚だけでミクログリアの状態を読み取ったことにはならない。生活の記録と、細胞の観察にはそれぞれ別の役割がある。
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
走ったマウスの血液を移すと、何が分かるのか
運動している個体と、していない個体の脳を比べるだけなら、走ることに伴うさまざまな違いが重なる。そこで興味深いのが、運動したマウスから集めた血漿を、運動していないマウスへ投与する実験だ。血漿は血液の液体成分である。この実験では、投与された側で、ふだんの状態の神経炎症関連遺伝子の発現と、実験的に誘導した脳の炎症が抑えられた。走る個体だけを観察する段階から、血液中の因子が作用を運べるかを試す段階へ進んでいる。[1]
血漿のたんぱく質を分析すると、クラステリンを含む補体系の阻害因子の増加が見られた。クラステリンという名前を覚えるより、「運動した側の血液中に、炎症の調節に関わる候補が見つかった」と押さえると流れを追いやすい。脚から脳への連絡を、動きそのものではなく血液の成分から探っている。血液を介した体の離れた場所同士の連絡を、実験として調べているのである。[1]
さらにクラステリンを静脈内へ投与すると、脳の血管内側を覆う内皮細胞に結合し、急性の脳炎症モデルとアルツハイマー病モデルのマウスで神経炎症関連の遺伝子発現が低下した。注目点は、血液中の因子が脳血管を標的にしていたことだ。「脳に作用する物質なら、必ず神経細胞へ直接入り込むはず」という読み方から離れられる。脳の血管も、運動と脳をつなぐ実験の舞台になっている。[1]
この論文には人の観察も含まれる。認知機能に障害のある人が、構造化された運動に6か月参加した後、血漿中のクラステリン濃度が高くなった。動物だけの物語では終わっていない。ただし、この結果の対象は認知機能に障害のある患者で、測ったのは血中濃度である。18〜39歳の健康な女性に同じ変化が起こるかを、この結果だけで判断することはできない。マウスの脳で測った遺伝子発現の変化を、そのまま人の脳で実測した結果として扱ってはいけない。[1]
この違いは、研究の価値を下げる話ではない。動物で作用の経路を試し、人でもその候補因子が運動とともに変わるかを確かめる。その接続があるからこそ、次の研究につながる。ただし、接続ができたことと、健康な若い女性にも同じ大きさの変化が起こることは別の問いだ。認知機能に障害のある参加者の結果から、自分の運動予定の効果をそのまま計算することはできない。[1]
また、血漿を投与する操作は運動する行為と同一ではない。研究では血液中の因子が運べる作用を切り出して調べたのであり、生活の中で運動を何かに置き換える提案として読む場面ではない。著者らの結論は、運動に伴う抗炎症性の因子が移されうること、脳血管を標的とすること、運動する人にも関連する因子が存在することだ。その結論の範囲でも、十分に意外性のある実験である。[1]
老いたマウスでは、片付ける流れと免疫の応答が変わる
別の実験では、老齢マウスに自発的な回し車運動をさせ、脳内の物質を排出する流れを調べている。対象となったのは、脳脊髄液と細胞の間を満たす液体との交換に関わる、グリンパティックな排出経路だ。18〜39歳の女性で同じ排出の変化が起こるかは、この老齢マウスの実験からは判断できない。運動したマウスではその排出効率が高まり、水迷路を使う認知課題の成績も改善した。一方、血液と脳の間の物質の通りやすさを示す血液脳関門の透過性は変わらなかった。[2]
「排出が進んだ」と「血管の壁が通りやすくなった」は、同じ実験でも分かれた結果だったのである。脳の片付けを水道のように想像すると、どこかの栓がまとめて開いたと考えたくなる。しかし研究では、排出の経路と血液脳関門を別々に評価している。片方の改善から、もう片方の変化を埋めてしまわないことが大切だ。[2]
このマウス実験では、活性化したアストロサイトとミクログリアの数が減り、アストロサイトにある水の通り道のたんぱく質、アクアポリン4の発現と分布も変化した。アミロイドβの蓄積は減少し、神経の枝や接点に関する指標は増加した。炎症だけでなく、物質の移動、細胞の形や接点、行動課題まで、異なる層を測っている点が特徴である。[2]
これらが同時に改善したという結果は、運動が老いた脳を保護する仕組みの候補を示す。ただし、各指標が並んで変わったことだけから、日常の人の記憶の変化をすべて説明することはできない。水迷路の成績と、夕方の会議で言葉が出てくる感覚は、同じ試験ではない。マウスの結果にはマウスの対象と測定法を添えておくと、期待を持ちながらも誇張を避けられる。[2]
免疫の働きの方向をさらに考えさせるのが、アルツハイマー病の特徴を持つ遺伝子改変マウスの実験である。対象は17〜19か月齢で、遺伝子改変マウス29匹と通常型27匹を、運動する群としない群へ分けた。運動群には3週間、飼育ケージ内の回し車を与えた。人の運動教室ではなく、老齢の動物に自発的に走れる環境を用意した研究だ。18〜39歳の女性の脳で同じ免疫応答が起こるかは、別途検証する必要がある。[6]
運動後、遺伝子改変マウスの海馬では、炎症に関わるIL-1βとTNF-αが通常型と区別できない水準まで低下した。一方で、別の免疫関連物質や抗原提示に関わる指標は増加し、可溶性アミロイドβなどは減った。著者らは、免疫応答の方向の変化がアミロイドβの減少と同時に起きたと結論している。すべての免疫指標を下げた実験ではない点を残して読む必要がある。[6]
数字で読む脳の炎症と運動
6か月：認知機能に障害のある人の運動参加後、血漿クラステリンの上昇が観察された期間である。[1]
17〜19か月齢：免疫応答の変化を調べた遺伝子改変マウスなどの年齢であり、人の年齢への換算表ではない。[6]
29匹と27匹：遺伝子改変マウスと通常型の全体の数であり、運動群だけの匹数ではない。[6]
3週間：同じ動物実験で回し車を用意した期間であり、人への推奨運動期間ではない。[6]
疑問の続きは、体で確かめるのがいちばん早い。
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