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食と生命のサイエンス・フォーラム2014 子どもの肥満と食育 - 広がる健康対策の成果をたどる 子どもの肥満予防・改善における 栄養と運動の重要性 The importance of diet and physical activity for prevention and treatment of childhood obesity 兵庫県立大学 環境人間学部 食環境栄養課程 教授 永井 成美 Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう 7~14歳の子どものエネルギー摂取量 (kcal/day) 2400 2200 2053 2056 1976 2000 1952 1934 1800 身長は1994~2001にピーク 1600 体重は1998~2006にピーク 1400 肥満傾向児は2003年以降減少・横ばい 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 1200 (YEAR) 国民健康・栄養調査データおよび学校保健統計より永井作成 (個人単位の摂取量がわかる平成7年以降のデータ) 消費支出、食料費並びにエンゲル係数の推移 7~14歳の子どものエネルギー摂取量 (kcal/day) 2400 BOY 2200 2000 1800 GIRL 身長は1994~2001にピーク 1600 1400 体重は1998~2006にピーク 肥満傾向児は2003年以降減少・横ばい 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 1200 (YEAR) 国民健康・栄養調査データおよび学校保健統計より永井作成 (個人単位の摂取量がわかる平成7年以降のデータ) 肥満傾向児出現率 BOY 1977 1993 2003 2013 1977 1993 2003 2013 GIRL 文部科学省「学校保健統計」 Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう 体重は自律的かつ精密にコントロール されている Obesity is being characteristics as a long term energy imbalance that is energy intake being grater than energy expenditure (EE). Most individuals, whether lean or obese, maintain a constant body weight and body composition for prolonged periods of time. Despite wide fluctuations in physical activity and energy intake, the average drift in body weight has been estimated to be ~1 kg/yr for males between the ages of 20 and 60 years (Fox 1973, Weigle 1994). As for children, the average child consumes >2 million kJ (close to 1/2 million kcal) per year (Goran 2001). In spite of this huge energy intake, most healthy children can fit a remarkable balance between energy intake and EE (excluding an energy deposit of growth which account for ~84kJ (20 kcal) / day) (Goran 2001). 飲食物からの エネルギー 身体活動・生命活動・ 成長のためのエネルギー Nagai, Doctoral paper, 2004 体重は自律的かつ精密にコントロール されている Obesity is being characteristics as a long term energy imbalance that is energy intake being grater than energy expenditure (EE). Most individuals, whether lean 成人の体重変動は、長期的(20~60歳)に、年間1kg以内の or obese, maintain a constant body weight and body composition for prolonged 範囲でコントロールされている。(Fox 1973,activity Weigle periods of time. Despite wide fluctuations in physical and 1994) energy intake, the average drift in body weight has been estimated to be ~1 kg/yr for males between the ages of 20 and 60 years (Fox 1973, Weigle 1994). As for children, 健康な子どもは、1年間に平均500,000kcalのエネルギーを the average child consumes >2 million kJ (close to 1/2 million kcal) per year 摂取するが、エネルギーの摂取と消費(+成長分)の (Goran 2001). In spite of this huge energy intake, most healthy children can fit a remarkable balance between energy intake and EE (excluding2001) an energy deposit バランスを完全に合わせることができる。(Goran of growth which account for ~84kJ (20 kcal) / day) (Goran 2001). 飲食物からの エネルギー 身体活動・生命活動・ 成長のためのエネルギー Nagai, Doctoral paper, 2004 自律的エネルギー調節機能 自律神経系は,拮抗する交感・副交感 両神経のバランスにより,体温,血圧, 体水分などの体内環境恒常性を自動的 に制御している. エネルギー代謝においても,交感神経 の興奮は脂肪やグリコーゲン分解等の 異化作用を促し,副交感神経の興奮は, 消化作用やグリコーゲン合成等の同化 作用を促すというように拮抗的な制御が 行われている 生体のエネルギー消費の自律的調節 機構にも関わっている 交感神経を介した自律的エネルギー消費機構のしくみ 脳・視床下部 レプチン受容体 交感神経 生体のエネルギー収支 は,体内のエネルギーの 過不足に基づく信号が中 枢神経に伝わり,摂食行 動と消費が連動して自動 調節されることによって 維持されている ノルアドレナリン 摂食 レプチン 骨格筋 白色脂肪組織 褐色脂 肪組織 エネルギー消費 脂肪分解 エネルギー摂取量の増減に応じて,余剰エネルギーを熱として散逸し,肥満 遊離脂肪酸 を防ぐ方向に働くが,その働きが不十分であると体脂肪蓄積が誘発される 運動不足→自律神経活動低下→肥満 MONA LISA仮説 長年の不活発な生活による 交感神経活動低下が、 エネルギー消費機構や 脂質代謝に影響を及ぼし、 肥満の発症・進展に関与する Bray JA, 1990 Most Obesities kNown Are Low In Sympathetic Activity 食事量が増えていない時期に肥満傾向児が増加 自律神経 活動低下 摂取 消費 消費 相対的な エネルギー摂取過剰 自律神経活動の測定 心拍変動 心臓洞房結節のリズムの解析により 神経循環調節機能を評価 周波数パワー スペクトル Matsumoto et al. 1999, Ue et al., 2000, Matsumoto et al. 2000, Matsumoto et al. 2001 Moritani ry al. 2005, Nagai et al. 2005 肥満の子どもの自律神経活動は 低下しているか? 年齢・性・身長マッチング 非肥満+不活発 全児童 1080人 肥満+不活発 Non-obese+Sedentary Obese+Sedentary 肥満 (n=42) 年齢 (歳) 性 (男/女) 身長 (cm) 体重 (kg) BMI (kg/m2) 肥満度 (%) 体脂肪率 (%) 9.0±0.3 18/24 133.3±2.1 43.6±1.9 *** 23.4±0.5*** 136.4±2.1*** 29.5±0.7*** 非肥満 (n=42) 9.0±0.3 18/24 135.2±1.8 31.8±1.4 17.4±0.3 100.9±1.2 17.9±0.6 平均 ± 標準誤差, *** P < 0.001, 不活発 → 「学校体育以外に習慣的な運動を行っていない」 肥満 非肥満 肥満の子どもは,交感・副交感神経活動 TP ともに低い可能性 HF LF HF 交感・副交感 総自律神経 (ln (ln ms2) Total Power 7.0 Total Power ** 6.5 6.0 5.5 5.0 6.6 Lo-frequency Power 7.5 6.4 ms2) (ln * 6.2 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 非肥満 Nonobese ms2) 6.6 LF Power 5.0 肥満 Obese 副交感 6.4 Hi-frequency Power LF 6.2 6.0 ** 5.8 5.6 5.4 5.2 5.0 肥満 Obese 非肥満 Nonobese Nagai, Moritani, et al. Obes Res 11:25-32, 2003 Obese 肥満 非肥満 Non-obese P < 0.01, < 0.05 * P**< 0.05, ** P <*P 0.01. Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう 運動と交感・副交感神経バランス 運動中・運動後の変化 トレーニング(4か月)の影響 交感神経活動指標(LF/HF) 副交感神経 活動 2.0 P < 0.01 1.0 交感神経 活動 0.0 PRE POST 副交感神経活動指標 心拍数 msec 80 P < 0.05 70 60 運動強度 運動終了後 50 PRE POST Gutin B et al. J Pediatr130:938-43, 1997 運動習慣のある小学生は自律神経の働きが活発 肥満-運動習慣なし LF 肥満-運動習慣あり HF C 標準体重-運動習慣なし 標準体重-運動習慣あり Nagai & Moritani. Int J Obes 28:27-33, 2004 運動習慣のある小学生は自律神経の働きが活発 総自律神経活動 ** P < 0.01, * P < 0.05 運動習慣 運動習慣 あり なし 標準体重 運動習慣 運動習慣 あり なし 肥満 Nagai & Moritani, Int J Obes 28:27-33, 2004 Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう TP(総自律神経活動)の分布(運動介入前) (人) 10.0- 9.5-9.9 8.0-8.4 7.5-7.9 7.0-7.4 6.5-6.9 6.0-6.4 5.0-5.4 4.5-4.9 4.0-4.4 0.0-3.9 5.5-5.9 Total Power 9.0-9.4 n=305 1~5年生 低値群 8.5-8.9 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 〔ln ms 〕 2 Nagai, et al. Child’s Nerv Syst 20: 209-214, 2004 1年間の運動介入 対象 B校 健康・スポーツ推進校 (文科省指定) 1-5年生305人 月~土曜日 毎朝20分間の運動: ダンスや鬼ごっこ,かけっこ,校庭 での遊具を使った遊びなど (写真) Baseline (6月) 自律神経・体脂肪・体力テスト・生活習慣調査 運動1日20分×週5日×1年間 1年後 (6月) 自律神経・体脂肪・体力テスト・生活習慣調査 低値群小児・典型例 介入前 LF 介入後 LF HF HF FREQUENCY(Hz) FREQUENCY(Hz) 低値群グループデータ 〔ln ms2〕 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 介入前 Before 介入後 After *** TP TP *** ** LF HF LF HF ** P<0.01, *** P<0.001 Nagai, et al. Child’s Nerv Syst 20: 209-214, 2004 運動の介入効果-減量について- 1年間で肥満から標準体重へ減量した6名のデータ 肥満度 25.5±1.6%⇒ 14.3±1.5% (p < 0.001) 体脂肪 25.7±0.9%⇒ 22.6±1.3% (p < 0.05) bpm 4000 ms2 開始時 1年後 100 3500 90 3000 2500 80 2000 1500 70 1000 60 500 0 50 HR TOTAL LOW HIGH 運動と自律神経活動 1 肥満の小児・成人の自律神経活動は,交感・ 副交感神経ともに活動レベルが低い。 2 習慣的な運動は自律神経活動を活発にする。 3 低い自律神経活動は、中等度で継続的な運動 により改善された。 運動やトレーニングによって,自律神経を介した エネルギー調節機能が高まる可能性 →小児肥満の予防や改善に期待 Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう 脂肪摂取エネルギー比率 年次推移 (注:2002年まで→全年齢の平均,2003年以降→20歳以上の平均) (%) 27% 30 26% 21% 25 20 14% 15 7% 10 5 0 46 50 55 60 65 70 75 80 国民栄養調査,国民健康・栄養調査(厚生労働省)データより永井作成 85 90 95 00 05 10 (年) 体脂肪を増やしやすいのは? Fat 20% Carbo. 70% Protein 10% 高脂肪食 高糖質食 (低脂肪) VS エネルギ- Carbo. 20% Protein 10% Fat 70% 高脂肪食は食後の熱産生が低い Kcal/3h kcal/3h (写真:実験の様子) DIT * 60.0 40.0 20.0 36.1 29.0 0.0 High-carbo High-fat 脂肪の収支(貯金ができる) 低脂肪(ごはん)食 食べた量 17.3g 燃えた量 13.3g(4.0g) 比率 76.9% 高脂肪(ハンバーガー)食 食べた量 60.5g 燃えた量 21.0g(39.5g) 比率 34.7% 食事介入試験 普段、ちょっぴり不健康っぽい食事をしている、体脂 肪率高めの女子大学生が、ごはんを中心にしたバ ランスの良い食事を2週間食べました。 さて体はどう変わったでしょうか・・・? (写真) 食事 1200kcal(400kcal注)×3食) 間食・飲物 0kcal 朝 牛 乳 昼 夕 (注)これは、一番厳しい食事。減量後の維持期には、主食をもう少し増やします 1食400 kcal (5点) バランスパズル⑥必ず汁 ①たんぱく 2つえらぶ 低脂肪乳なら 質系の食品 を毎食2つ えらぶ のこ、海草 はたっぷり ※バランスシートの面積は、分量をあらわしています 点数はエネルギー(1点=80kcal)をあらわしています タンパク質源 コップ1杯(180g) 物を。味付 けは薄味 毎食、①~⑥を揃えて食べましょう ②野菜、き 1つえらぶ 野菜&果物 ごはんなら 穀類&油脂 ヨーグルトなら 1つ(100g) 絹ごしとうふなら 2 つ え ら ぶ ③ ① タンパク質源 野菜・きのこ・海草・ こんにゃくをたっぷり0.5点 1点 子ども茶碗1杯(80g) ⑤ 穀類 1.5点 1 つ え ら ぶ 1/2丁(150g) さかななら 小1切れ(50g) 卵なら 1こ(50g) 脂身のない肉なら ★ 3 食 で 6 つ と も そ ろ う よ う に ② 食パンなら 8枚切1枚(45g) ゆでめんなら 半袋(100g) タンパク質源 1点 「果物」か「炭水化物の多 い植物性食品」のどちらか ④ 0.5点 油脂 小さじ1 5cc 0.5点 ⑥ 果物なら 小1切れ(50g) 植物性食品で炭水 化物の多い、 かぼ ちゃ、れんこん、ご ぼう、とうもろこし、 そらまめ、グリン ピースも「いも」で数 えます ③果物、芋 は、どちら かひとつ えらぶ 50g ×0.3 1/3人前(30g) そうめんなら ×0.7 どちらか1つえらぶ いもなら スパゲティなら ⑤油は大さ 料理の油 バター マヨネーズ じ1/2杯 ドレッシング 必ず使う ½個 どちらか1つえらぶ 0.7束(35g) 次の食事まで おなかがすきに くく。お肌が荒 れにくいので グッド。 かなら ず油脂もたべま しょう! ④穀類から どれか1つ えらぶ 本教材は、武庫川女子大学栄養クリニック研究室「バランス型 紙」(小西すず助教授考案)を改変したものです タンパク質源 野菜&果物 ③ ① タンパク質源 野菜・きのこ・海草・ こんにゃくをたっぷり0.5点 1点 朝ごはん 穀類&油脂 ⑤ 穀類 1.5点 ② タンパク質源 1点 「果物」か「炭水化物の多 い植物性食品」のどちらか ④ 0.5点 油脂 小さじ1 5cc 0.5点 ⑥ タンパク質源 穀類&油脂 ③ ① 昼ごはん 野菜&果物 タンパク質源 野菜・きのこ・海草・ こんにゃくをたっぷり0.5点 1点 ⑤ 穀類 1.5点 ② タンパク質源 1点 「果物」か「炭水化物の多 い植物性食品」のどちらか ④ 0.5点 油脂 小さじ1 5cc 0.5点 ⑥ タンパク質源 穀類&油脂 ③ ① タンパク質源 夕ごはん 野菜&果物 野菜・きのこ・海草・ こんにゃくをたっぷり0.5点 1点 ⑤ 穀類 1.5点 ② タンパク質源 1点 「果物」か「炭水化物の多 い植物性食品」のどちらか ④ 0.5点 油脂 小さじ1 5cc 0.5点 ⑥ ≒ 2週間の和食チャレンジ 結果1 体重(−2.3±0.2kg),体脂肪量(−1.7±0.2kg),ウエスト周囲長(−3.7±0.6cm) が有意に減少し、空腹時血糖,インスリン,グリコアルブミン,HOMA-IRも有意 に低下した。 2週間の和食チャレンジ 結果2 ①RQ(呼吸商)の有意な低下,②交感神経活動指標の有意な増加 ③血清中性脂肪の有意な減少⇒全身の脂質代謝亢進を示唆。 低脂肪で低エネルギーに整えた和食の摂取 は,2 週間という短期間で比較的穏やかな エネルギー制限であるにもかかわらず,体 脂肪率とウエスト周囲径の減少,そしてイ ンスリン抵抗性改善と全身の脂質代謝亢進 に寄与できたと考えられる。 (写真) 永井,坂根,森谷.糖尿病 51:889-898, 2008 永井ら.糖尿病2008; 51; 889-898 和食がユネスコの無形文化遺産に 昨年12月4日、「和食 日本人の伝統的な食文化」の 無形文化遺産への登録が決定。食文化では世界で5番目。 子どもの頃から和食に親しもう! Outline 1. 日本の子どもは食べ過ぎているのか? 2. 自律的エネルギー代謝調節と子どもの肥満 3. 運動と自律神経活動 4. 低い自律神経活動は改善するか? 5. 栄養の役割 6. 太りにくいライフスタイルをめざそう 自律的調節機能を弱める? コックピット生活 動かなくても楽しく遊べる SNSで友達とつながる 快適温度に保たれる 好きな時に食べられる Energy Intake 1280 kcal Energy expenditure 1 Met (ex. 60 kg×4h = 240 kcal) 6年間肥満しなかった小学生の 体重の季節変動 出典:東郷正美.身体計測による発育学(東京大学出版会) 6年間で肥満していった小学生の 体重の季節変動 出典:東郷正美.身体計測による発育学(東京大学出版会) 同じ小学生の6年間の肥度度の変化 出典:東郷正美.身体計測による発育学(東京大学出版会) 自律的調節機能を弱める? 減食ダイエット 交感神経活動低下と減食ダイエット 食事制限中心のダイエットの影響は? 女子学生 100名(20-24歳) ダイエット経験 45% 平均回数 2.2±0.2 (1-7) 回 平均リバウンド回数 1.2±0.2(0-4) 回, 初めてダイエットを行った年齢 16.5±0.4(11-21) 歳 食事制限主体 のダイエットを 1週間以上 したことがある YES NO 45人 55人 小橋,森谷,永井ほか.肥満研究 2009 交感神経活動低下と減食ダイエット 若い女性の交感神経活動の低下には、①食事制限を主とするダイ エット経験があること,②比較的短期間で体重のリバウンドが繰り 返されていること、が関連していた。 食事制限中心のダイエットにより交感神 経活動低下が起こると,生体は体脂肪が 蓄積しやすくリバウンドしやすい状態と なり,リバウンドが起こると次のダイ エット行動が誘発されるというように, ダイエット行動の繰り返しにつながり やすいと考えられる。 絵:ながいなるみ 小橋,森谷,永井ほか.肥満研究 2009 交感神経活動 低下 深部体温 維持 若い女性の約半数が 日常的に四肢などに 冷え感を自覚。 末梢体温 低下 冷え感 Let’s Go! 5-2-1-0 出典:http://www.letsgo.org/ Let’s Go! is helping kids and families eat healthy and be active. We understand it’s important to have a consistent message about healthy habits where you live, learn, work and play. So we partner with teachers, doctors, child care providers, and community organizations to help share the same four healthy habits of “5 2 1 0” everyday: 5 – fruits and veggies 2 – hours or less of recreational screen time* 1 – hour or more of physical activity 0 – sugary drinks, more water and low-fat milk 子どもを元気にする 運動・スポーツの 適正実施のための基本指針 日本学術会議提言 出典:http://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-21-t130-5-1.pdf 出典:文部科学省HP 幼児期運動指針 Acknowledgement I am grateful to all children and students as well as their families for their participation and cooperation during the experiments. I also express my appreciation to the teachers and school nurses in the elementary schools for their kind and warm support! Graduate students Riyo Kobashi Ayaka Takagi Naho Komai Maki Suzuki Shiori Wakisaka Mitsue Yamaguchi Naoko Motokubota Ikuyo Hayashi Kyoto University Prof. Toshio Moritani Prof. Tetsuya Hayashi Kyoto Medical Center Dr. Naoki Sakane Dr. Kokoro Tsuzaki Jichi Medical University Assoc Prof. Kazuhiko Kotani Shiten-noji University Prof. Tamaki Matsumoto Osaka Univ of Health and Sport Sciences Prof. Taku Hamada Kobe University Assoc Prof. Tetsuya Kimura Japan Women’s University the late Prof. Ngyen van Chuyen