運動がなぜ健康に良いか【メカニズムを解説】

運動が健康に良い事を知らない人はいませんが、何故良いのか知ってますか?

これは実はとても大事なことで、たくさんの研究が行われています。

この記事では、数あるメカニズムを簡潔にまとめて紹介します。

メカニズムを知ることで、「どういう状態の方に効果があるか」も見えてきます。

 

 

運動がなぜ健康に良いか【メカニズムを解説】

運動がなぜ健康に良いか【メカニズムを解説】

運動が健康に良い、と最初に言ったのは数千年前、ヒポクラテス。

疫学的にしっかり初めて示されたのは20世紀になってからでした。

その後たくさんの基礎研究、臨床研究が行われ、そのメカニズムが明らかになってきました。

 

この記事で紹介するのは、「運動が心肺機能に良いメカニズム」のまとめです。

最近のreview論文を参照しています(Nat Metab 2020 0.1038/s42255-020-0262-1)。

 

分量が多いので、2回に分けて説明していきます。

この記事では、

・運動による心機能への影響

・高齢化するとなぜ心機能が低下するか

という2点をお話します。

 

 

運動による心機能への影響

まず、運動でどのように心機能が変化するか、説明していきます。

 

心臓の形態が変わる

・心拍出量(CO)=心拍数(HR)× 一回拍出量(SV)

→HRは置いておいて、運動中はSVが増加します

→これは左室拡張末期容量(LVEDV)が増える事+収縮力自体が増すことによります

 

長期に運動すると、心臓の形態が変わります。

→LVEDVが増え、SVが増えます

→結果、心拍出量が増えます。

 

*運動により心室の壁が厚くなります(eccentric hypertrophy)が、これは肥大型心筋症での厚くなり方とは異なります

→肥大型心筋症では心筋が固くなり、SVが減ります

→この「病的な心肥大」と「運動による生理的な心肥大」の違い、がとても重要です。以下の説明でも時々出てきます。

 

 

徐脈になる

安静時の脈が遅くなります。

若い頃激しい運動していた方、健康診断で徐脈で引っかかることありませんか?

あれです。健康の証。

 

メカニズムは以下の3つが考えられてます。

・副交感神経の活性化

・アドレナリン刺激の感受性低下

・Intrinsic HRの低下

 

詳細略ですが、交感神経がずっと働きっぱなしだと良くないのです。

 

*副交感神経の活性化は、心拍数の変動が大きい事に繋がります(Higher HR variability)。

→HR variabilityは大きいほど心血管病リスクが低いです。

 

 

Reverse remodeling

心臓のremodelingというのは、心筋細胞が繊維細胞に置換され、その部分が動かなくなる(固くなる)事をいいます。結果、SVが減少し、それを補うため心臓が拡張します。

特に心筋梗塞にて顕著で、梗塞箇所に認められる変化ですが、心臓病なら何でも原因になります。

 

Reverse remodelingとは、remodelingした心臓の機能(SV)が改善することを言います。

→心臓病により心臓が固くなってSVが低下した方でも、運動をすることにより、残っている心筋細胞の収縮力が上がり、心臓が柔らかくなり、心臓が小さくなる可能性があります。

 

*多くの場合これは期待されますが、心臓移植後は話が別かもしれません。移植後はかなり複雑な状態です。運動がreverse remodelingに関与するという報告はありますが、まだ確定的ではありません。

 

 

心臓の「高齢化」を運動で良くする

続いて、なぜ年をとると心臓が悪くなるか、を説明します。

このメカニズムを知ることで、特に高齢者にとって、運動はとても重要なことが分かります。

 

運動に適切に反応できなくなる

運動中はCOを上げなければいけませんが、COの構成要素であるHRもSVも十分に上昇できなくなります(cardiac reserveの低下)。

 

この大きな原因の一つは、心臓の自律神経系がうまく機能しなくなることです

…高いカテコラミンに慢性的に暴露していると(高齢者で多い)、心臓のβアドレナリン受容体が脱神経化し、交感神経の活性化を抑制できなくなってしまうのが原因です

→そして、これは運動により可逆的です

 

*運動により、間質のカルシウムイオン濃度が上昇しづらくなることも原因です。

→すると、心臓の収縮力が弱まります

…高齢化により、これを調整する機能が低下することによると考えられています(SERCA2aなど)

 

 

高齢化による心臓リモデリング

上で説明した心臓リモデリングですが、年を取ることで、大まかには次のような変化が起きます:

心筋細胞の肥大化と心臓線維化

→細胞外基質の沈着

→心臓が固くなり、ホメオスタシスが崩れる

 

運動はreverse remodeling、心臓を柔らかくする効果があると考えられています。

例えば実際、筋トレを行うことで、心臓の柔らかさを保ち、高齢者の心機能低下を予防することが示されています。

負荷をかけることが重要です。

 

その他

✔心筋細胞のミトコンドリア機能低下

・心筋細胞は勝手にずっと収縮→弛緩を繰り返す、非常に大きなエネルギーを必要とする細胞です。

このエネルギーの源はミトコンドリアにあるのですが、高齢化とともにミトコンドリア機能が低下してしまいます。

=エネルギーが足りなくなってしまうということです。

→これも運動により予防することができます。

 

✔心筋細胞のロス

・実は高齢化とともに心筋細胞が死んでしまいます。17→90歳で30%もの心筋細胞がなくなるという報告から始まり、エビデンスが蓄積されてきました。

→心筋細胞は分裂しないので、心筋細胞が増えることはないと思われていたのですが、、、

→少しずつ、心筋細胞が新しいものに置き換わっている(年に1%未満程度)ということが、その後わかりました。

→そして、運動により心筋細胞が置き換わるスピードが早くなる、ということが(マウスで)証明されているのです!

 

 

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以上、

・なぜ運動が良いか

・なぜ高齢化による心機能低下が運動により予防されるか

を簡潔に説明しました。

 

次回は分子的なメカニズムについてです。

ではまた。

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