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Sendai City Hospital
生活習慣病における運動療法 -特に代謝異常・肥満と減量を中心に 特に代謝異常・肥満と減量を中心に- 仙台市立病院 内科 日本サッカー協会ドーピングコントロール委員会委員 日本サッカ 協会ド ピングコントロ ル委員会委員 （元ベガルタ仙台チームドクター） 日本アンチド ピング機構シニアコントロ ルオフィサ 日本アンチドーピング機構シニアコントロールオフィサー 樋渡 正夫 Sendai City Hospital 生活習慣病とは？ 加齢に伴って徐々に進行する 疾患の総称 • 高血圧 • 糖尿病 • 高脂血症 などが該当する Sendai City Hospital 生活習慣病に共通する因子 生活習慣病で進行するのは 血管の動脈硬化である • 高血圧・糖尿病・高脂血症で 進行する動脈硬化は緩徐！ • 年の単位で徐々に進行する • ある値になったら一気に悪化 ある値になったら 気に悪化 するものではない！ Sendai City Hospital 生活習慣病を進行させる因子 動脈硬化の進行促進因子としては 動脈硬化 進行促進因子とし は 肥満を中心とした代謝異常に注目 • • • • これがメタボリックシンドローム 予防対策と 予防対策として健診を実施 健診を実施 生産年齢層に照準を合わせた 高齢者にそのまま適応するのは 疑問（不安にするだけ！） Sendai City Hospital なぜメタボリックシンドロ ム？ なぜメタボリックシンドローム？ 動脈硬化は死亡原因として重要 動脈硬化進行の危険因子は 肥満 高血圧症 糖尿病 高脂血症 危険因子が重積すると →疾病発症率が急激に高まる リスク重積状態をより早期に把握 「メタボリックシンドローム」の概念導入 Sendai City Hospital メタボリ クシ ド メタボリックシンドロームとは ムとは 定 義 「メタボリックシンドローム」とは肥満を 基礎に、さらに動脈硬化進展の危険 因子が重積した状態をさす概念である が 念 Sendai City Hospital メタボリックシンドロームの基準値 • 肥満の基準値 • 高血圧の基準値 • 糖尿病の基準値 • 高脂血症の基準値 Sendai City Hospital 高血圧の基準値 Sendai City Hospital 血圧の診断基準 Sendai City Hospital 糖尿病の基準値 Sendai City Hospital 糖尿病の診断基準 Sendai City Hospital HbA1ｃの基準値 国際基準HbA1ｃ値は日本の値より高い • 日本のHbA1ｃ値(JDS値) • 米国を中心としたHbA1ｃ値（NGSP値） 値（NGSP値） 2つのHbA1ｃ値の関係は NGSP値 ＝ JDS値 ＋ 0.4 04 % 予定では来年4月頃よりNGSP値 へ移行 Sendai City Hospital 高脂血症の診断基準値 Sendai City Hospital 高脂 症 管 高脂血症の管理基準 準 Sendai City Hospital メタボリックシンドロームの基準値 • 肥満：腹囲 男85cm、女90cm 男85cm 女90cm (米国) 男90cm、女80cm 男90cm 女80cm • 高血圧：130/85mmHg 高血圧 130/85 H • 糖尿病：空腹時血糖 110mg/ｄｌ • 高脂血症：ＴＧ150mg/ｄｌ、ＨＤＬ40mg/ｄｌ Sendai City Hospital メタボリックシンドロームの原因 • • • • • • インスリン抵抗性 腹部肥満、 炎症 食事、 運動不足 加齢、 喫煙 社会的要因 ホルモンバランス Sendai City Hospital 肥満の診断と原因 Sendai City Hospital 肥満のタイプ 過剰なエネルギーを脂肪として蓄えた状態 過剰な ネルギ を脂肪として蓄えた状態 → 同じ肥満でもいくつかのタイプがある 体脂肪がいくらか？ （脂肪が主体の肥満？） 体脂肪率 ＝ 脂肪重量 ／ 体重 脂肪の分布は？ （内臓脂肪型、皮下脂肪型） 体脂肪率が高い人 内臓脂肪型の人 ほど減量が必要 Sendai City Hospital 体脂肪率・脂肪蓄積部位 計測法 • 体密度による方法 Brozek の式 除脂肪体重（lean body mass）と関連 • 生体電気インピーダンス法 • 画像診断（ＣＴなど） 画像診断（Ｃ など） • 皮脂厚法 など Sendai City Hospital 肥満の判定 標準体重とは？ 標準体重の算出： 身長と体重が基準となる 一般によく用いられる方法 ・調査成績による平均値と比較する方法 調査成績による平均値と比較する方法 ・Broca指数： 標準体重 ＝ 身長 - 100 ・ Broca指数変法: 標準体重 ＝ （身長 - 100） X 0.9 ・体格指数：Body Mass Index (BMI) = 22 肥満度 ＝ （体重 （体重ー標準体重）／標準体重 標準体重）／標準体重 X 100 Sendai City Hospital Body Mass Index (BMI)とは ＢＭＩ ＝ 体重（kg）／身長（m）／身長（m） 体重（k ）／身長（ ）／身長（ ） Quetelet指数、Kaup指数とも呼ばれる 指数、 p指数 も呼 れる 例 身長 例： 身長171cm、体重69.5kgであった場合は 、体重 gであ た場合は BMI ＝ 69.5 / 1.71 / 1.71 ＝ 23.77 となる 体脂肪率との相関がよく、広く用いられるようになった 有病率の最も低い値を基準値として標準体重に適応 日本肥満学会では２２を基準値としている Sendai City Hospital ＢＭＩによる肥満の判定基準 日本肥満学会基準（1999）） 日本肥満学会基準（ 一次スクリーニングとしてＢＭＩより判定する Ｂ Ｍ Ｉ 日本肥満学会 ～＜18.5 や せ 18 5≦ ～＜ 18.5≦ ＜ 25 普 通 25 ≦ ～＜ 30 肥満１度 30 ≦ ～＜ ＜ 35 肥満２度 35 ≦ ～＜ 40 肥満3度 40 ≦ ～ 肥満4度 Sendai City Hospital Ｗ Ｈ Ｏ 低体重 正 常 前肥満 Ⅰ 度 Ⅱ 度 Ⅲ 度 肥満診断のフロ チャ ト 肥満診断のフローチャート Sendai City Hospital 肥満 よる健康障害 肥満による健康障害 肥満に関連し、減量を要するまたは 減 減量により改善する健康障害 善 康障害 糖尿病（NIDDM)、耐糖能異常 糖尿病（NIDDM) 耐糖能異常 脂質代謝異常 高血圧 高血 高尿酸血症・痛風 冠動脈疾患・心筋梗塞・狭心症 睡眠時無呼吸 Pickwick症候群 睡眠時無呼吸・Pickwick症候群 脂肪肝 脳梗塞・脳血栓・一過性脳虚血発作 整形外科疾患：変形性関節症、腰痛症 月経異常 不妊症 月経異常、不妊症 など Sendai City Hospital 肥満症の定義 日本肥満学会（1999） 肥満症とは、肥満に起因ないし関連する 肥満症とは 肥満に起因ないし関連する 健康障害を合併するか、臨床的にその合 併が予測される場合で、医学的に減量を 必要とする病態（疾患単位）をいう 病 Sendai City Hospital 肥満症の治療対象 肥満と判定されたもののうち 以下 条件を満 すも 以下の条件を満たすもの ・肥満に関連し、減量を要するまたは減量により 肥満に関連し、減量を要するまたは減量により 改善する健康障害を有するもの ・健康障害を伴いやすいハイリスク肥満 身体計測のスクリーニングにより内臓脂肪型肥満を 疑われ 腹部ＣＴ検査によ て確定診断された内臓 疑われ、腹部ＣＴ検査によって確定診断された内臓 脂肪型肥満 ・症候性肥満のすべて Sendai City Hospital 肥満の原因 単純性肥満 高インスリン血症 過食 摂食パタ ン 摂食パターン 遺伝要因 脂肪細胞増殖 分泌ホ 脂肪細胞増殖、分泌ホルモン 運動不足 二次性肥満 基礎疾患があるもの Sendai City Hospital 高インスリン血症 インスリンの作用 ・血糖降下作用 ・食欲増進・脂肪合成促進・脂肪蓄積 インスリンに対する反応性の低下 ・インスリンが過剰に分泌される イン リン抵抗性 ＝ インスリン抵抗性 → 糖尿病 糖尿病、高血圧、高脂血症 高血圧 高脂血症 などの 動脈硬化性病変進行 Sendai City Hospital 過食 日常生活で使用される以上のカロリーは 脂肪として蓄えられる 原因 ・摂食刺激となる血糖の閾値が高い ・インスリンの過剰分泌 ・脳内アミン（セロトニン）などの異常 脳内ア ン（ ン）な 異常 ・ストレス過剰 など Sendai City Hospital 摂食パターン • 一度に大量に摂食した方が、数回に 度に大量に摂食した方が 数回に 分けて摂食するより肥満となる • 特に夜間の過剰摂食は、消化活動が 亢進していて栄養吸収が良い Sendai City Hospital 遺伝因子 思春期以前：遺伝要因の影響が強い 思春期以降：遺伝要因より環境要因 の影響が強くなる。 影響 強 。 Sendai City Hospital 脂肪細胞 増殖 脂肪細胞の増殖 脂肪細胞の増殖時期 成長の盛んな時期に 成長 な時期 脂肪細胞数が増える • 胎生期 • 生後約１年 • 思春期 Sendai City Hospital 脂肪細胞からのホルモン分泌 Adipocytokine p y レプチン（leptin)（Zhang et al. al Nature 1994) 白色脂肪細胞(WAT)から分泌される 脂肪細 ( ) 分 強力な摂食抑制作用、エネルギー消費作用 体脂肪率やBMIの増加と共に上昇し 減量に伴い低下 → 体脂肪量を維持する働きを有する 遺伝的欠乏症では肥満： 肥満治療に有効？ Sendai City Hospital 脂 細胞 脂肪細胞からのホルモン分泌 TNF-α(tumor necrosis factor – α）） (Spiegelman) インスリン抵抗性を誘発 (Hotamisligil Science 1993) (Hotamisligil, ヒトではインスリン抵抗性改善薬の作用に 関係？ Sendai City Hospital 運動不足 動脈硬化性心臓病の原因となる (Reaven Diabetes 1988) (Reaven, Syndrome X インスリン抵抗性 イン リン抵抗性 耐糖能異常 高イ 高インスリン血症 リ 血症 脂質代謝異常 高血圧 Sendai City Hospital 減量指導に関する話題 Sendai City Hospital 肥満について 医療スタッフが知っておくべき知識 • • • • 肥満がなぜ悪いか 肥満 な 悪 どのような障害が発生するか 対策は？ 運動療法とは？運動処方とは？ 科学的根拠に基づくことが必要！ Sendai City Hospital 減量が必要な人 二次性肥満をのぞく肥満症 • 肥満に関連し、減量を要するまたは減量に より改善する健康障害を有するもの • 健康障害を伴いやすいハイリスク肥満 腹部ＣＴ検査によ て確定診断された 腹部ＣＴ検査によって確定診断された 内臓脂肪型肥満 Sendai City Hospital 肥満対策 カロリー制限と運動療法の併用が必要 • カロリー制限が最も有効である ただし、過度のカロリー制限は危険 • エネルギー源として脂肪を使わせる エネルギ 源として脂肪を使わせる （運動強度 種類と ネルギ の関係） （運動強度・種類とエネルギーの関係） • 運動で消費できるカロリーは多くない （末梢組織での代謝改善効果が主目標） Sendai City Hospital 必要カロリ の推定 必要カロリーの推定 日常生活での活動強度により必要カロリーが決まる 体重としては標準体重を用いて計算する 事務などの軽労作 通常の労働 軽い肉体労働 かなり 肉体労働 かなりの肉体労働 Sendai City Hospital 25 30 3 35 40 Cal/kg C l/k Cal/kg Ca / g Cal/kg Cal/kg カロリ 面からみた対策 カロリー面からみた対策 基礎代謝として安静臥床で必要なカロリーは 基礎代謝として安静臥床で必要なカ リ は ＝ 約１０００ Cal 残りのカロリーを活動の中で消費している 通常の日常生活活動では、摂取カロリーが ３０ Cal／ｋｇ以上での減量は難しい カロリーとして約７０００ Ｃａｌの負バランスで体重 は約１キロ程度減少する （脂肪１ｇは約９Ｃａｌのエネルギー源となる） Sendai City Hospital エネルギー源からみた対策-1.1 ネルギ 源からみた対策 1.1 摂食条件・運動条件により利用される エネルギー源が異なる (R (Roomijn ij et al.l Am A J Phisiol Phi i l 1993) 運動時のエネルギー源として重要なのは 運動時のエネルギ 源として重要なのは 遊離脂肪酸とブドウ糖 安静空腹時のエネルギー源は血中の 遊離脂肪酸主体 運動強度の増加に伴い ネ ギ 源として 運動強度の増加に伴いエネルギー源として ブドウ糖の割合が増加 Sendai City Hospital エネルギ 源からみた対策 1.2 エネルギー源からみた対策-1.2 嫌気性代謝閾値以下の低強度の運動では 嫌気性代謝閾値以下の低強度の運動では、 血中遊離脂肪酸とブドウ糖の利用比率は 約３：１程度 運動強度の増加に伴い、血中ブドウ糖利用増加 筋肉内グリコ ゲン 中性脂肪の利用率も増加 筋肉内グリコーゲン・中性脂肪の利用率も増加 この時、血中遊離脂肪酸とブドウ糖の利用比率は ほとんど同等 低強度の持続的運動が肥満対策には有効 Sendai City Hospital エネルギ 源からみた対策 2 エネルギー源からみた対策-2 代謝応答 運動開始初期の主なエネルギー源 運動開始初期の主な ネルギ 源 筋肉内グリコーゲンと血中遊離脂肪酸 運動終了直後には 血中遊離脂肪酸が急上昇 筋肉内乳酸も増加 血中遊離脂肪酸が急上昇、筋肉内乳酸も増加 糖質供給が不十分な状況下での高強度運動 蛋白質もカロリー源となり減量対策としては不適 （極度のカロリー制限下での運動療法で注意） （極度のカ リ 制限下での運動療法で注意） Sendai City Hospital 運動持続時間と ネルギ 源 運動持続時間とエネルギー源 白抜き部分は筋肉内のエネルギー源利用を示す Sendai City Hospital 運動処方に関する話題 Sendai City Hospital 筋線維の種類 骨格筋には３タイプの筋肉線維が存在する タイプⅠ線維：(slow タイプⅠ線維 ( l twitch)(収縮が遅く酸化的) i h)(収縮が遅く酸化的) タイプⅡb線維：(fast 線維 twitch)(収縮が速く解糖的) 解糖 タイプⅡa線維：(両者の中間：収縮が速く酸化的) 収縮速度、弛緩速度の差は筋に存在している 収縮速度、弛緩速度 差 筋 存在 る ミオシンＡＴＰａｓｅ の性質の差に依存する Sendai City Hospital 運動の強度と時間 • 運動強度が強いほど 運動強度が強いほど、 嫌気性代謝に依存する • 運動強度が低く長時間の運動では 好気性代謝が主役となる Sendai City Hospital 筋線維の種類との関連性 • 運動強度が強く短時間の運動ほど タイプⅡ 線維の比率が高い（短距離走） • 運動強度が低く長時間の運動では、 タ プ 線維 タイプⅠ線維の比率が高くなる（長距離走） 率が高くなる 離走 • 筋線維の組成が異なると利用するエネル ギー源も異なり、最適な運動の種類も異なる Sendai City Hospital 運動強度と用いられる筋線維タイプ Sendai City Hospital 食事中の栄養素と運動 • 食事中 食事中の糖質と脂肪の割合は、エネルギー源 糖質と脂肪 割合 ネ ギ 源 としての利用に大きな影響をおよぼす • 高糖質食は筋や肝のグリコーゲン濃度を維持・ 増加させ運動中の糖質利用が増す • 絶食や高脂肪食は血中遊離脂肪酸を増加させ、 絶食や高脂肪食は血中遊離脂肪酸を増加させ 脂肪の好気性代謝寄与率が増加する • エネルギー代謝の補酵素の多くは体内合成出 来ないビタミン類で 不足すると運動能力が低 来ないビタミン類で、不足すると運動能力が低 下する原因となる Sendai City Hospital 運動処方 運動の種類：等尺性運動より等張性運動 運動の頻度 可能な限り３回／週以上 運動の頻度：可能な限り３回／週以上 運動の時間：３０－６０分（最低１５分） 動 時間 分（最低 分） （実質時間） 他にウォームアップ・クールダウン 運動の強度 嫌気性代謝閾値（ＡＴ）レベル 運動の強度：嫌気性代謝閾値（ＡＴ）レベル または最大酸素摂取量 または最大酸素摂取量の５０－７０％ または症候性最大心拍数の６０－８０％ １回の運動で約３００ 回の運動で約 ＫＣａｌ程度を消費させる 程度を消費させる Sendai City Hospital 運動負荷試験 目 的 健常者 • 運動時における危険徴候の検索 • 運動耐容能判定 • 呼吸循環器系の応答性判定 循環器患者 • 診断（重症度判定を含む） • 治療効果判定 • 予後推定 • リハビリテ リハビリテーション ション Sendai City Hospital 運動時の心拍数と 回拍出量の変化 運動時の心拍数と一回拍出量の変化 心拍出量 ＝ 一回拍出量（ＳＶ） 回拍出量（ＳＶ） Ｘ 心拍数（ＨＲ） Sendai City Hospital 運動強度 設定 指示 運動強度の設定・指示 • 予測最大心拍数 （２２０－年齢） 拍/分 (ｶﾙﾎﾞｰﾈﾝの式) （ただ 虚血症状等があればそ 心拍数） （ただし虚血症状等があればその心拍数） • 安静時心拍数 （通常は６０～７０ （通常は 拍 分） 拍/分） • 運動時の目標心拍数（指示心拍数） 安静時心拍数＋ （予測最大心拍数－安静時心拍数）X0.5～0.7 この心拍数での運動を運動強度として指示する Sendai City Hospital 嫌気性代謝閾値（ＡＴ） 気 ＡＴとは「代謝性アシドーシスと、それに伴うガス交換の 変化がおこる直前の仕事量または酸素消費量」 その値は、最大酸素摂取量の６０－７０％程度になる 摂 (Wassermanらの方法による) Sendai City Hospital 運動強度 心拍数 よる指示 運動強度の心拍数による指示 • 運動強度に比例して心拍数は増加する 運動強度に比例して心拍数は増加する！ このことを大前提としている 例 • 40歳、安静時心拍数60拍/分 40歳 安静時心拍数60拍/分 安静時心拍数＋ （予測最大心拍数－安静時心拍数）X0.5～0.7 60 + (220-40-60) X 0.5 = 120拍/分 最初はこの心拍数での運動を指示する Sendai City Hospital 運動負荷時の呼吸循環応答 Sendai City Hospital 運動療法に対する循環器系の応答 Sendai City Hospital 運動療法 対する循環器系 応答 運動療法に対する循環器系の応答 Sendai City Hospital 運動耐容能に対する運動療法の効果 Sendai City Hospital 運動療法による脂質変化 Sendai City Hospital 肥満 対する運動療法 効果 肥満に対する運動療法の効果 食事療法との併用が原則である • 肥満の予防・改善（減量）効果 肥満の予防 改善（減量）効果 • 末梢組織での糖・脂質代謝改善 （インスリン感受性の改善をふくむ） • 筋肉組織の過剰減少を伴わない減量 （カロリー制限単独より好ましい） • 基礎代謝の向上 • 運動能力の増大・運動からの回復促進 • ストレス解消にも役立つ Sendai City Hospital 肥満 対する運動療法 効果 肥満に対する運動療法の効果 トレーニングによる心肺系の適応変化：１ トレ ニングによる心肺系の適応変化：１ 心臓： 心拍出量最大値の増加 一回拍出量の増加 心拍数の減少（安静・運動） 血圧低下（安静・運動） 心筋重量の増加 不整脈出現の減少 交感神経過剰興奮の抑制 など Sendai City Hospital 肥満 対する運動療法 効果 肥満に対する運動療法の効果 トレーニングによる心肺系の適応変化：２ トレ ニングによる心肺系の適応変化：２ 肺： 肺活量の増加 一回換気量の増加 時間換気量の増加 呼吸数の減少（安静・運動） 気道抵抗の減少 喘息発作の抑制 など Sendai City Hospital ホルモンによる糖代謝調節 • インスリン 膵臓から分泌される グルコースを細胞内に取り込ませる 肝、脳細胞でのグル 肝、脳細胞でのグルコース取込みには影響なし 取込みには影響なし グリコーゲン合成促進、糖新生減少→血糖低下 カテコ ルアミン • カテコールアミン グリコーゲン分解促進、脂質分解促進 → 筋肉が利用できるエネルギ 筋肉が利用できるエネルギー源を増やす 源を増やす インスリン分泌抑制 • 成長ホルモン 肝の糖新生促進、筋のグルコース取込み抑制 蛋白合成促進 脂質分解促進 蛋白合成促進、脂質分解促進 • 副腎ステロイド 糖新生促進 脂質分解促進 糖新生促進、脂質分解促進 Sendai City Hospital