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ビタミンD不足だと運動による動脈硬化リスクの改善効果が低い 若年男性の脈波伝播速度で検討

ビタミンDが不足していると、運動を行っても動脈硬化の進行リスクがあまり抑制されない可能性を示唆するデータが論文発表された。ふだん習慣的にトレーニングを行っている健康な若年男性を対象に、急性運動前後での脈波伝播速度(PWV)の推移を検討した結果であり、台湾からの報告。

ビタミンD不足だと運動による動脈硬化の進行リスク改善効果が低い 若年男性の脈波伝播速度で検討

運動による血管機能への影響にビタミンDレベルは関与するか?

ビタミン欠乏は近年、さまざまな健康リスクと関連していることが報告されるようになった。ビタミンD欠乏の有病率が高いことも、この問題への関心を高めている。例えば、米国からは人口の約50%、英国からは19~64歳の成人の22~24%がビタミンD欠乏だとする報告がある。

現在、骨代謝との関連からビタミンDが50nmol/L未満をビタミンD欠乏とする定義が一般的に用いられているが、これに該当する場合は骨折リスクのみでなく、動脈硬化性疾患のリスクも上昇することがわかってきた。動脈硬化の診断には多くのツールが存在する。そのなかで、脈波伝播速度(pulse wave velocity;PWV)は血管の弾性を把握する指標であり、動脈硬化の比較的早期の変化を捉える検査として用いられている。PWVは高値(脈波が心臓から末梢に進む速度が速いことを意味する)であるほど、動脈の弾性が低下している、つまり動脈硬化が進展していると判断される。

これまでの研究から、運動後にはPWVが一時的に低下する(動脈血管の弾性が良くなる)ことが報告されている。ただし、その変化をビタミンDレベルとの関連で検討した研究はない。今回紹介する論文の著者らは、ふだんトレーニングを行っている若年男性を対象にその点を検討した。なお、対象を男性のみとした理由は、女性の場合は月経周期によって血管機能が変化することが明らかになっているため。

50人の男子大学生を対象に急性運動の前後でPWVを測定

研究参加者は、台湾の国立中正大学の男子大学生50人(21.14±1.95歳、トレーニング量27.80±284.75分/週)。なお、同大学は北緯23.5°に位置し、研究期間は10~12月であり、既報論文から、この期間の同地の日射量は研究参加者のビタミンDレベルを有意に変えないと考えられた。また、研究参加の適格条件として、年齢が18~35歳、過去2週間以内に健康上の問題が生じていないこと、習慣的に身体的トレーニングを行っていること、非喫煙者であること、過去3カ月間にサプリメントや処方薬を服用していないことなどが設定されていた。

研究実施当日は、24時間前から激しい身体活動を控えてもらい、朝食から3時間後に研究室にて、自転車エルゴメーターを用いたインクリメンタルテスト(増分テスト)を行った。50W、60rpmを初期負荷とし、2分ごとに30Wずつ負荷を増加。呼吸交換比(respiratory exchange ratio;RER)1.15以上、60rpmを維持不能になる、最大心拍数(208-0.7×年齢)に到達、自覚的運動強度(rate of perceived exertion;RPE)がBorgスケールで17以上という4項目のうち、2項目を満たした時点で負荷を終了した。

運動負荷前(ベースライン)、負荷終了直後、および15、30、45、60分後にPWVと血圧、心拍数を測定した。PWVは、手と足の第2指間で測定しpPWV(peripheral PWV)として、主に末梢動脈の血管機能を評価した。

ビタミンD欠乏群では急性運動後に血管弾性があまり変化しない

血清ビタミンDレベル50nmol/Lをカットオフ値として対象者を2郡に分類。ビタミンDが充足されている群は28人で、ビタミンD値は平均60.21±6.75nmol/Lであり、欠乏群は22人で40.68±7.50nmol/Lであって、群間差が有意だった(p<0.05)。年齢やBMI、トレーニング量、VO2max、およびベースラインのpPWVは、群間差が非有意だった。詳細は以下のとおり。

充足群/欠乏群の順に、年齢(歳)は20.96±1.78、21.36±2.12、BMIは23.17±2.61/22.97±2.92、トレーニング量(分/週)は534.29±271.35/519.55±300.75、VO2max(mL/kg/分)は43.97±5.69/40.78±7.17、ベースラインのpPWV(m/秒)は5.26±0.72/5.75±1.18。

運動直後~30分後のpPWVに有意差

では、研究の主題である、運動による末梢動脈血管の弾性への影響をみてみよう。

ベースラインで有意差のなかったpPWVが、急性運動の直後、ビタミンD充足群で8%短縮したのに対して欠乏群では4%の短縮にとどまり、5.34±0.71 vs 4.79±0.81m/秒で有意差が認められた。同様に、運動15分後はベースラインから同順に14%、7%の短縮で、5.13±0.53 vs 4.48±0.66m/秒、30分後は8%、6%の短縮で、5.26±0.84 vs 4.78±0.50m/秒であり、いずれも有意差が認められた(すべてp<0.05)。運動45分後と60分後は有意差が消失した。

ビタミンDレベルとpPWVとが負の相関

次に、ビタミンDレベルとpPWVの相関を検討すると、ベースラインでは有意な相関がみられないものの、運動直後、15分後、30分後には有意な負の相関が認められた。相関係数は以下のとおり。運動直後(r=-0.364,p=0.011)、15分後(r=-0.466,p=0.011)、30分後(r=-0.329,p=0.022)。

なお、収縮期血圧と心拍数に関しては、両群ともに、運動直後にはベースラインより有意に上昇して時間経過とともに低下しベースライン値を下回るという変化がみられ、群間差は非有意だった。

ビタミンD欠乏では運動後に心血管イベントリスクが上昇する可能性も

結果をまとめると、トレーニングを継続的に行っている健康な若年男性において、ビタミンDレベルが低いことは、運動による末梢動脈の弾性上昇が少ないことと関連していた。著者らは、これは「末梢動脈の硬直を反映している可能性があり、内皮機能が低下しているのではないか」と述べ、「健康で活動的な人であっても、ビタミンD欠乏の場合、急性運動後に心血管イベントリスクが上昇する可能性が考えられる」と結論づけている。

一方、本研究では血管内皮機能を測定していないこと、研究対象に女性を含めなかったことなどの限界点があることに触れ、追試による確認やビタミンD欠乏と血管機能低下の関連のメカニズム解明が必要であるとしている。

文献情報

原題のタイトルは、「Low Vitamin D Status Relates to the Poor Response of Peripheral Pulse Wave Velocity Following Acute Maximal Exercise in Healthy Young Men」。〔Nutrients. 2022 Jul 26;14(15):3074〕
原文はこちら(MDPI)

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