持久力トレーニングが老化を遅らせる理由

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パワーでアンチエイジング。

ドイツの研究者による研究が、世界的なセンセーションを巻き起こしました。それは、スポーツトレーニングが細胞核にどのような影響を与えるのか、そしてそれが老化プロセスとどのように関係するのかを示したものです。しかし、すべての種類のスポーツに効果があるわけではありません。

時には、スポーツに情熱を注ぐ神様が、ランニング愛好家に報いているかのように思えることもあります。夜明けにジョギングシューズの紐を締める人、仕事の後に苦労してジムに通う人、誰もが健康で長生きすることを願っている。スポーツは健康的である、このマントラは現代人に息をするたびに脈打っています。しかし、見かけ上の問題は、厳密に言えば謎である。心臓や筋肉や骨が運動によって強くなるのは当然である。しかし、鍛えていない筋肉で死ぬ人はほとんどいない。一方、裕福な国の多くの住民は、年齢が上がるにつれて血管を襲う複雑な病気、つまり心臓発作や脳卒中で亡くなります。

スポーツはこれを防ぐことができます。でも、なぜ?ホンブルクにあるザールランド大学病院の科学者たちは、長い間、その理由を探ってきました。"エイジング・プロセス 循環器内科医で予防医学の専門家であるUlrich Laufs氏は、「血管の老化は、心血管疾患と密接に関係しています」と語ります。「医師として、私たちは常に血管の老化に直面しています。例えば、喫煙量が多かったり、他の危険因子があったりすると、40歳の患者さんの血管がすでに70歳の血管になっていることもあります」。

Ulrichs LaufsとChristian Werner周辺の研究者が、世界的にセンセーションを巻き起こす発見をしました。で発表された実験では、"ヨーロピアンジャーナル"を2018年末に発表し、持久系スポーツが身体の細胞の奥深くまで働きかけることを示すことができました。身体を動かすことで、細胞核のテロメアが長くなり、その結果、根本的な老化のプロセスが明らかに遅くなるのです。テロメアとは、染色体の保護膜のことで、人生の中でどんどん短くなっていきます。テロメアは、生物が老化する原因の1つと考えられている。ホンブルグ大学の科学者たちは、今回の研究で、スポーツが健康に与える影響をよりよく説明し、効果的なアンチエイジングトレーニングのための実践的なアドバイスを導き出すことができただけでなく、スポーツが健康に与える影響についての理解を深めることもできました。また、運動によって老化プロセスを逆転させることも可能であることを示しています。

このテーマの研究は11年前に始まりました。臨床試験だけでなく、動物実験も行われました。体を動かさないマウスと、体をよく動かすマウスを比較したのです。人間と違って、マウスには運動する気を起こさせなくても、実験用のケージに車輪を入れておくだけで十分です。人間と違って、マウスに運動をさせる必要はありません。

ウルリッヒ・ラウフ氏は、TRF2と呼ばれるタンパク質がホイールで走ることによってますます生成されることを発見し、決定的なアイデアを思いつきました。TRF2がテロメアの安定化に関与していることは知られていました。「これをきっかけに、スポーツが老化現象に与える影響について、長年にわたって研究を続けてきました」と、当時すでにラウフ氏の社員だったクリスタン・ウェルナー氏は振り返る。

テロメアが短くなりすぎると、細胞は死んでしまう

今回、研究者らは、スポーツがテロメアに与える影響について、より詳細に調査しました。テロメアとは、靴ひもの先についているプラスチックのキャップのような構造で、染色体を保護し、安定させる役割を果たしています。細胞が分裂するたびに、テロメアは少しずつ短くなっていきます。テロメアが短くなりすぎると、細胞は死んでしまいます。しかし、短くなることは避けられない運命ではありません。というのも、ある酵素がテロメアに対抗するからです。テロメラーゼは、細胞の若さの泉のような働きをして、失われたテロメアを再生する。この酵素は、1980年代半ばに米国のエリザベス・ブラックバーンとキャロル・グライダーによって発見され、2009年にノーベル賞を受賞した。

当初、テロメラーゼを利用したアンチエイジング治療の開発が期待されていました。スペインのCNIOがん研究センターでは、マリア・ブラスコがテロメラーゼ遺伝子をマウスに投与した。その結果、加齢に伴う病気にかかる頻度が減り、平均して24%長生きすることができた。

2015年9月、米国のスタートアップ企業「BioViva」のCEOであるエリザベス・パリッシュは、ボリビアに飛び、無名の病院でテロメラーゼ遺伝子を注入した。翌年、彼女はアンチエイジング企業のホームページで、白血球のテロメアが9%長くなり、これは20歳の若返りに相当すると主張しました。また、血液の数値も改善されたという。その後、彼女は何度も「テロメアが長くなってきた」と報告している。長い金髪を持つ47歳の彼女が、再び思春期を迎えることが懸念されている。

しかし、このような神風のような自己実験やPRを除けば、テロメラーゼで若返らせようという本格的な試みは今のところ行われていない。効果的なアンチエイジング・ピルの登場は、まだまだ先のことになりそうだ。しかし、テロメラーゼを活性化して老化のプロセスを遅らせる、年齢的に証明された薬はあるようだ。一般に、健康でストレスのない生活は、染色体末端の破壊を防ぐようです。そして今回、いくつかのワーキンググループから、テロマーの長さと運動との関連性が報告された。例えば、ブリガム・ヤング大学のLarry Tucker氏は、健康調査の一環として、過去30日間に血液を採取し、身体活動に関する情報を提供した6,000人のデータを分析しました。最も短いテロメアは、まったく動いていない人に見られました。一方、週に5日ジョギングをするなど、最も活動的な人のテロメアは、他の人よりもはるかに長く、カウチポテトの人に比べて9年分の若返りに相当する長さだったのです。

ホンブルグの研究者たち テロメアを調べる 何十年もの間、集中的に持久力のあるスポーツをしてきた人たちを、スポーツをしていない健康な人たちと比較しました。驚くべきことに、高齢のアスリートたちのテロメアは若者のようになっていたのです。Christian Werner氏は、「これは、スポーツがアンチエイジングの薬として作用することを示す最初の証拠でした」と語ります。これは、スポーツがアンチエイジングに役立つことを示す最初の証拠です。普通の人が運動を始めたときに、体の中で何が起こるのか、というのが大きな疑問でした。

スポーツトレーニング。トレッドミルでのパワーワークアウト
スポーツトレーニング。トレッドミルでのパワーワークアウト

研究者たちは、健康でスポーツをしていない中年のボランティアを募り、4つのグループに分けました。彼らは4つのグループに分けられました。6カ月以上、怠け続けるか、週に3日、45分のトレーニングを行うか、どちらかを選択しました。1つ目のグループは、トレッドミルの上で個人のペースで連続的にトロットしました。2つ目のグループは、同じくトレッドミルを使った集中的なインターバルトレーニングを行いました。ウォーミングアップの後、非常に速いペースと遅いペースを交互に繰り返し、1回4分のインターバルを4回行いました。3つ目のグループは、8台のストレングスマシンを使ったサーキットトレーニングで汗を流しました。

半年後、266名のうち124名が持ち直していた。その結果、インターバルトレーニングを含む持久力トレーニングでは、血液細胞のテロメラーゼ活性が有意に増加し、テロメアもわずかに延長していた。対照的に、筋力トレーニングではそのような効果は見られなかった。「我々は、スポーツによってテロメアが長くなることを初めて示しました」とヴェルナーは言う。

厳密に言えば、スポーツによる延命効果が本当にテロメアの延長によってもたらされるかどうかは、まだ証明されていません。血液細胞の長さが測定されたことは、心臓や血管のテロメアが長くなったことと同義であることは、他の実験でも知られています。しかし、テロメアの長さと老化の関係は、よく言われているほど単純ではありません。ほとんどの体細胞はまれにしか分裂しない。テロメアは毎年少しずつ短くなるが、完全に使い切るには少なくとも130歳以上にならなければならない。急にテロメアを使い切ったからといって、誰も死なない。

しかし、体内では、長いテロメアに依存した重要な修復作業が行われています。「テロメアが短くなると、幹細胞が老化し、体内の継続的に死んでいる細胞を交換しなければならなくなる可能性があります」とワーナー氏は推測しています。テロメアが長ければ、体に "フィットした "幹細胞のプールができ、ストレスに強くなるかもしれない。

生理学者や医師がストレスについて語るとき、それは仕事や家庭における人の認識されたストレスを意味するのではなく、細胞内部の炎症プロセスや高活性酸素化合物を意味します。例えば、動脈硬化は血管の老化を招き、最終的には心筋梗塞や脳卒中の原因となるものです。

血管内の小さな爆弾

このプロセスでは、まずコレステロールが血管の壁に沈着し、結晶化していきます。体は防御策として炎症細胞を送り込み、事実上コレステロールを食べ尽くしてしまいます。「炎症細胞は血管の中で死に、破裂します。まるで爆弾が爆発したように、非常に反応性の高い酸素ラジカルが放出されます」とクリスチャン・ウェルナー氏はこの出来事を説明します。たくさんの小さな爆弾が血管を傷つけ、石灰化して脂肪になり、最終的には心臓発作や脳卒中を引き起こすのです。

他の危険因子も同様の影響を及ぼします。例えば、喫煙は有害物質を直接発生させますし、糖尿病患者や血中脂質の値が悪い人は、代謝の変化により酸素ラジカルを発生させやすくなります。スポーツはこれらのプロセスに対抗します。その理由の一つとして、持久力トレーニングによって重要な細胞のテロメアが再び長くなることが考えられます。喫煙者、糖尿病患者、アテローム性動脈硬化症の人は、健康な人に比べてテロメアが短く、テロメラーゼの活性も低下しています。

しかし、この有益な酵素は、なぜ持久系スポーツでのみ活性化され、筋力トレーニングでは活性化されないのでしょうか?Christian Werner氏らは、この疑問を徹底的に調査しました。代謝やホルモン分泌に関するさまざまなパラメータを比較しました。その結果、心拍数という1つの顕著な違いが見つかりました。「心拍数が上がると、層状血流が増加し、いわゆる血流が均一に増加します。このような血流は、血管壁のセンサーを介して内皮NO合成酵素と呼ばれる酵素を活性化します。この酵素は、血管を弛緩させると同時にテロメラーゼを活性化させることで、動脈の健全性を確保します。

ウェイトトレーニング中は、このプロセスのための血流は必要な閾値を超えないようです。どちらかというと静的な運動の場合、血圧は上昇しますが、平均脈拍数はかなり低いままです。もちろん、ウエイトトレーニングには他の利点もあると、自身も持久力トレーニングと筋力トレーニングの両方を行っているヴェルナー氏は強調する。「筋力トレーニングは、筋肉と骨の構造に良い影響を与えます。しかし、50歳からトレーニングを始め、健康的な加齢を重視するのであれば、現在の知識では、持久力トレーニングのほうがよいでしょう」と述べています。つまり、限られた時間しかスポーツをしたくない人は、ウエイトマシンよりもステッパーやトレッドミルを使うべきだということです。

ジムでワークアウトをする若い女性の健康的なライフスタイル
ジムでワークアウトをする若い女性の健康的なライフスタイル

このテロメア延長は、トップアスリートだけでなく、50歳前後のトレーニングをしていない被験者にも効果があることが証明されています。「これは、中高年の方々に希望を与えるものです。きちんとしたトレーニングを定期的に行っている人は、その頃でも健康的に年を重ねることができます。80歳になっても50歳のようなテロメアを持っているかもしれません」とWerner氏は期待を寄せる。

テロメアの伸長に最適なトレーニング時間はまだわかっていません。しかし、医学生を対象とした他の実験から、テロメラーゼは1回のトレーニングで活性化され、その効果は1日程度持続することがわかっている。Werner氏は、「スポーツは、やらないよりはやったほうがいいでしょう」と言います。「アンチエイジングのための会計と考えてもいいでしょう。タバコを吸ったり、不健康な食事をしたり、1ヶ月間運動をしなかったりすると、何かが減るのです。

効果的なトレーニングのための正しいトレーニングパルス

テロメアを長くする研究では、心血管疾患の予防のために、週に3時間の集中的なトレーニングを行うという通常の推奨事項に従いました。重要なのは、走るか、泳ぐか、自転車に乗るかではなく、適切なトレーニングパルスであり、それは人によって異なります。継続的なトレーニングでは、研究参加者は心拍予備能の60%に相当するパルスで走りました。それは以下の式で計算された。トレーニングパルス=0.6×(最大脈拍-安静時脈拍)+安静時脈拍。この値を正しく決定するためには、パワーECGを行うことが推奨される。

それが無理な場合は、45分以上継続して行うことができる、最も集中的な運動を目指します。健康上の理由で45分以上の運動ができない場合は、まず毎日20分程度の運動を行い、徐々にレベルを上げていきましょう。

 

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