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HMBやルテイン等を含むサプリで米国空軍パイロットの身体・認知パフォーマンスが向上

空軍パイロットには、ハイレベルの身体的機能と認知機能が要求される。これら双方の機能が、HMBやルテインなどを含むサプリメントを摂取することで向上するというデータが報告された。米空軍の現役パイロット100名以上を対象に行われた、プラセボ対照無作為化二重盲検比較試験の結果。

HMBやルテイン等を含むサプリで米国空軍パイロットの身体・認知パフォーマンスが向上

極限のパフォーマンスが要求される米空軍戦闘機パイロット

戦闘機のパイロットには、複雑で不安定、かつ不確実な状況下で瞬間的な対応をとり続ける能力が要求される。既報からは、地中海式の食事に含まれる栄養素が認知機能を向上させる可能性が示されている。そこで、パイロットの体力と認知機能を向上させ得る栄養補助食品の確立を目指し、本研究が行われた。

対象は米国オハイオ州ライト・パターソン空軍基地に配属されている現役パイロットから募集された。主な参加資格は、14週間連続する試験に参加できる状態にあること、身体・精神疾患のないこと、介入期間中に栄養補助食品の摂取は中止することなど。217名が登録され、205名が参加し、介入を終了したのは148名だった(30±5.3歳、女性28%)。

運動+栄養補助食品 vs 運動+プラセボの2群に分け、12週間介入

全体を2群に分け、1群は運動に加え栄養補助食品を摂取する群(70名)、他の1群は運動とプラセボを摂取する群(78名)とした。運動は主として心血管系を強化する目的のメニューとし、軍のアスレチックトレーナーの指導のもとで、1日45分、週に5日、12週間にわたって行われた。

栄養補助食品は、1杯あたり蛋白質13g、炭水化物38g、脂質7gのほか、βヒドロキシ-βメチル酪酸(β-hydroxy β-methylbutyrate;HMB)1.5g、ルテイン6mg、葉酸100μgやビタミンB群、ビタミンDなどを含むもので、エネルギー量は267kcal。一方、プラセボは蛋白質2g、炭水化物20g、脂質2gで、エネルギー量は100kcal。両群ともに、1日2回、12週間にわたり摂取してもらった。

12週間の介入期間終了後に、体力、認知機能、および血液検査を行い、群間差を検討した。

栄養補助食品摂取プラス群で複数の指標が有意に大きく向上

結果について、まず運動+プラセボ群(実質的には運動介入のみ)で介入前後の変化をみると、持久力(+8.3%)、パワー(+0.85%)、可動性と安定性(+22%)の向上、除脂肪筋量の増加(+1.4 %)、心拍数の減少(-1.1%)、などのほかに、認知機能関連で、エピソード記憶(+9.5%)、処理効率(+7.5%)と、実行機能反応時間の短縮(-4.8%)などが認められた。

これに対し、運動介入に加えて栄養補助食品を摂取した群では、除脂肪筋量の増加(+1.5%)、心拍数の減少(-2.4%)と、認知機能関連で、作業記憶(+9.0%)、処理効率(+1.8%)の向上、および流動性知能反応時間の短縮(-7.7%)という点において、有意な上乗せ効果が観察された。

軍隊以外の実世界にも応用可能

著者らは本研究で示された体力面への栄養補助食品の効果については、蛋白質やHMB、ビタミンDなどが筋肉の蛋白合成を促進した結果であるとみられるとしている。一方、認知機能への効果については、DHAレベルの上昇などを介したものではないかとしたうえで、さらなる検討が必要であると述べている。

他方、本研究の限界点としては、栄養補助食品とプラセボのエネルギー量が同等でなくプラセボのほうが少ないことや、日常の食事は制限せず参加者の意志で自由に摂食できたため、群間に生じた差が栄養補助食品のみの効果によるものとは断定できないことなどを挙げている。

結論としては、「本研究は空軍の大規模なサンプルに基づくものであり、結果は空軍パイロットの体力と認知機能の双方を向上させるうえで、運動と多成分サプレメントの有効性を支持するものだ。また、これら体と脳の変化は、血液バイオマーカーの変化とも一致していた」とまとめ、「本研究で示された介入は、人々の生活におけるパフォーマンスも改善する可能性があり、軍隊以外の実社会でも容易に応用できるのではないか」と述べている。

文献情報

原題のタイトルは、「Enhanced physical and cognitive performance in active duty Airmen: evidence from a randomized multimodal physical fitness and nutritional intervention」。〔Sci Rep. 2020 Oct 19;10(1):17826〕
原文はこちら(Springer Nature)

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