HIITで老けるかは細胞の指標で分かる？見た目と老化細胞の反応を分けて読む

HIIT直後の疲労感から、細胞の老化が進んだかは判断できない。運動直後の反応と長期的な変化は分けて考えたい。人の血管内皮の比較研究、少人数の運動試験、マウスと細胞の実験を読み分け、何が測られたのかを確認する。有酸素運動への期待と、強度や回復を個別に考える理由を整理する。

HIITの高強度区間を終え、回復の区間に入る。きつかったという感覚と、体内で何が起きたかは、どうつながるのだろう。「hiit 老ける」という問いを考えるなら、まず運動直後の疲労感と細胞老化の指標を分けたい。研究で測られたのは、血液中のたんぱく質の急性反応や、血管・筋肉の細胞に関わる指標である。[15][19]

答えの芯は、運動直後の疲労感から細胞老化の進行を判定できない、ということだ。健康な若年成人と中高年の比較では、運動習慣のある中高年で血管内皮の老化関連指標の年齢差が認められなかった。18〜39歳の女性でHIITの長期効果を直接確かめた結果としては扱えない。マウスの筋肉ではHIITによる老化関連反応の改善が報告されており、人の急性反応とは別に読む必要がある。[15][19]

一方、強すぎる刺激や回復を欠いたHIITには血管への負担の懸念もある。期待できる仕組みがあることと、誰でも追い込むほどよいことは別である。運動後の感覚を出発点にしても、運動を選ぶときには、何を測った研究なのかまで戻りたい。[2]

細胞老化と運動直後の疲労は、測る対象が違う

細胞老化とは、細胞が不可逆的に増殖を止めた状態を特徴とする生物学的な過程である。老化した細胞の蓄積や、周囲に炎症を促す物質を分泌する状態が、組織の働きの低下に関わると整理されている。高齢者の運動を扱った総説も、この細胞レベルの変化と、筋力や生活機能の低下を関連づけて論じている。高齢者を中心とした議論なので、18〜39歳の女性の運動への反応は別に検証する必要がある。[3]

ここでいう「指標」は、その状態を調べる手掛かりだ。人の血管内皮を調べた研究では、p53、p21、p16というたんぱく質の発現量を測定した。血管内皮とは血管の内側を覆う細胞の層である。これらの測定値と、血管が広がる働きとの関係を調べることで、細胞の状態と血管機能を結びつけている。[19]

つまり、研究者が見ているのは体内の特定の細胞である。運動後にどのくらい疲れたかという本人の感覚と、血管内皮のたんぱく質量は、別々の方法で確かめる対象だ。この区別は言葉遊びではなく、研究の結果を自分に当てはめる際の入口である。細胞の指標を根拠に語るなら、結論もその細胞や機能の範囲に置く必要がある。[19]

既存の「【連載】老化と運動 第5回｜テロメアと運動——期待と実測のずれ」にはテロメアの問いを譲る。ここでは、HIITや有酸素運動が血管内皮・筋肉の老化関連指標とどう関係するかに絞る。同じ「老化」という検索語でも、測定対象が変われば、答えの組み立ても変わる。

人の血管では、運動習慣と指標にどんな関係があったか

健康な人を比較した研究では、運動習慣の乏しい中高年の静脈内皮で、若い運動習慣の乏しい人よりp53が116%、p21が119%、p16が128%高かった。一方、運動習慣のある中高年では、同じような年齢に伴う差は認められなかった。健康な若年成人と中高年の比較であり、18〜39歳の女性におけるHIITの効果へ直接置き換えるには、対象も介入も異なる。[19]

静脈内皮の比較で、若い群は平均22歳の9人、運動習慣のある中高年群は平均57歳の13人だった。さらに、p53、p21、p16が多いほど、上腕動脈が血流の増加に応じて広がる働きは低いという関連が認められた。たんぱく質量の違いだけでなく、血管機能とのつながりも調べていた点が、この研究の読みどころである。中高年群との関係を含む結果なので、18〜39歳の女性だけでも同じ関連があるかは別の問いだ。[19]

動脈内皮でも、運動習慣の乏しい中高年では若い人よりp53が26%、p21が23%高く、運動習慣のある中高年では同様の年齢差が認められなかった。若年成人と中高年の比較であり、18〜39歳の女性が運動を始めた際の変化を示す数字ではない。静脈と動脈で数値が違うことにも注目したい。「老化の指標が何%変わった」という数字は、どこの細胞を採ったかと切り離せない。[19]

ただし、この比較は、同じ人にHIITを始めてもらって変化を追った試験ではない。運動習慣と指標の関連を示した研究であり、運動が差のすべてを生んだと断定する読み方は避けたい。また、運動群で年齢差が認められないことは、その人の全身が若い人と同じ状態であることを意味しない。結果が支えるのは、測定した血管内皮と血管機能についての議論である。[19]

静脈内皮の指標と血管が広がる働きとの相関係数は、p53で−0.49、p21で−0.38、p16で−0.58だった。いずれも逆方向の関連だが、係数はたんぱく質の減少率ではない。「−0.58だから58%若返る」とは読めない。群間の発現量の差と、指標同士の相関は、数値の役割からして異なる。[19]

HIITの試験は、人・マウス・培養細胞を分けて読む

HIITは、高い強度の運動と回復の区間を交互に繰り返す方法である。細胞老化に関連する筋肉の研究では、運動習慣の乏しい成人10人が、HIITと中強度で一定に続ける運動を受ける無作為化クロスオーバー試験が行われた。同じ人が異なる条件を経験して比べる設計で、運動後の血液中のたんぱく質反応を調べている。18〜39歳の女性への当てはめを考える際も、この少人数の急性反応と、継続した際の効果を分ける必要がある。[2][15]

この試験のHIITは、最大能力の70%で4分間動く区間を4回設け、その間に30%で4分間動く区間を置いた。比較する中強度の運動は、最大能力の50%を一定に保つ内容だった。HIIT後には、比較条件に対して21種類の血漿たんぱく質の量に有意な違いがあった。ここで得られたのは運動直後の分子の反応であり、顔の変化や長期の若返りを測った数字ではない。[15]

研究はそこから、EEF1E1というたんぱく質に注目した。高齢者84人の症例対照研究では、筋肉量や筋力が低下するサルコペニアのある人で、このたんぱく質の濃度がサルコペニアのない人より高く、その差は14.68 pg/mL、95%信頼区間は2.02〜27.34 pg/mLだった。差には幅があり、しかも病気の有無とたんぱく質を比較する観察部分である。高いことが原因か結果かを、この数字だけで決めることはできない。高齢者の疾患との関連を、18〜39歳の女性の運動効果にそのまま当てはめることはできない。[15]

次に、マウスの実験でHIITと中強度の持続運動を比べた。高齢マウスではHIITがEEF1E1の発現を下げ、加齢に伴う筋肉の衰えや萎縮を中強度の運動より強く軽減した。さらに培養した筋芽細胞、つまり筋肉の細胞へ育つ途中の細胞では、EEF1E1を減らす操作で老化関連の反応が抑えられ、逆に増やす操作で促進された。マウスと培養細胞で得た仕組みの知見であり、18〜39歳の女性でも同じ効果が生じるかは人での検証を要する。[15]

マウスの介入は各群8匹で、週5回、4週間だった。EEF1E1の低下にはSIRT1という分子の増加とオートファジーの亢進が関連していた。この部分も、運動の種類と筋肉の変化をつなぐ仕組みの検討である。人の運動直後の採血と、動物で運動を繰り返した結果とでは、観察する時間の長さも違う。[15]

人の急性反応から候補を探し、高齢者との関連を調べ、動物と細胞で仕組みを掘る。この流れには意味がある。しかし、後半の実験結果を、そのまま前半の成人が得た長期効果として語ることはできない。「HIITで老化関連反応が改善」という見出しを見たら、その文の主語が人なのかマウスなのかを確かめたい。主語を省くと、研究は急に大きな話に見えてしまう。[15]

有酸素運動にも手掛かりはあり、HIITだけの話ではない

筋肉の細胞老化を調べた別の実験では、19か月齢のマウスに4週間のトレッドミル運動を行わせると、運動を行わない群より筋肉のp16とp21が低下した。培養細胞では、運動との関係が調べられたAMPKという分子をあらかじめ活性化する操作が、薬剤で誘導した細胞老化に伴う変化を和らげた。マウスと培養細胞の実験なので、18〜39歳の女性の運動による変化量はこの結果から決められない。[18]

この結果は、有酸素運動と細胞内の調節機構をつなぐ手掛かりになる。一方で、細胞に薬剤を加える実験と、人が仕事帰りに運動する場面は同じ条件ではない。動物実験で採用された期間を人の若返りの期限として使ったり、細胞で用いた操作を日常の方法として勧めたりする読み方は適切ではない。[18]

慢性的な炎症や肝臓の病変が生じるモデルマウスでも、3か月の中程度の有酸素運動で、組織の炎症、酸化による損傷、細胞老化が軽減された。これは病気のモデルで得られた結果であり、18〜39歳の女性の予防効果の大きさには換算できない。それでも、「高強度でなければ細胞老化には関係しない」という見方を支える結果ではない。[17]

数字で読む細胞老化と運動

成人10人：HIITと中強度の持続運動を比較した急性クロスオーバー試験の人数である。[15]

21種類：同じ試験で、HIIT後に比較条件との有意な違いが認められた血漿たんぱく質の数である。[15]

14.68 pg/mL：高齢者の症例対照研究におけるEEF1E1の群間差。95%信頼区間は2.02〜27.34 pg/mLだった。[15]

4週間：19か月齢マウスの筋肉でp16とp21の低下を認めたトレッドミル運動の期間である。[18]

3か月：炎症性の肝疾患モデルマウスで中程度の有酸素運動を行った期間。人への推奨期間ではない。[17]