（日本語翻訳版）
高齢者を対象とした歩数計中心の運動プログラム中における、 歩数変化量と脈波伝播速度
(baPWV) との関係
宮崎亮1,2,3）、 米井嘉一1）、 東保子3）、 千葉仁志4）、 林貢一郎5）、 山津幸司6）、 石井好二郎2,3,7） 1） 同志社大学大学院生命医科学研究科アンチエイジングリサーチセンター 2） 同志社大学健康体力科学研究センター 3） 前 ・ 北海道大学応用体力科学研究室 4） 北海道大学大学院保健科学研究院 5） 國學院大學人間開発学部 6） 佐賀大学文化教育学部 7） 同志社大学スポーツ健康科学部 Original ArticleRelationship Between the Change in Daily Step Count and Brachial-Ankle Wave
Velocity During a Pedometer-Based Physical Activity Program for Older Adults
Ryo Miyazaki 1,2,3), Yoshikazu Yonei 1), Yoriko Azuma 3), Hitoshi Chiba 4), Koichiro Hayashi 5), Koji Yamatsu 6),
Kojiro Ishii 2,3,7)
1) Anti-Aging Medical Research Center, Graduate School of Life and Medical Sciences, Doshisha University 2) Health and Human Performance Research Center, Doshisha University
3) formerly of Laboratory of Human Performance and Fitness, Hokkaido University 4) Department of Health Science, Hokkaido University School of Medicine 5) Faculty of Human Development, Kokugakuin University
6) Faculty of Culture and Education, Saga University 7) Faculty of Health & Sports Science, Doshisha University
Received: Feb. 14, 2011 Accepted: Jun. 29, 2011 Published online: Jul. 25, 2011
Anti-Aging Medicine 8 (4) : 35-40, 2011 〒 610-0321 京都府京田辺市多々羅都谷 1-3
Anti-Aging Medicine 8 (4) : 35-40, 2011
抄録
【目的】 健常高齢者を対象とした長期間の歩数計中心の運動プログラム中における、 日常的歩数変化量と、 上腕―足首動 脈間脈波伝播速度 (brachial-ankle pulse wave velocity, baPWV) 変化量との間の関係を検討する。
【方法】 60 名の高齢者が 17 週間のプログラムに参加した。 研究期間中は歩数計を貸与し、 目標歩数を設定したうえで歩 行を指示した。 歩数計携帯不十分と判断された 5 名を解析から除外し、 55 名 （男性 19 名、 女性 36 名、 65 ～ 79 歳、 平 均 71.3 ± 3.7 歳、BMI24.1 ± 8.8 kg/m2）を最終的に解析対象とした。 研究前後に健康診査を実施した。 研究開始時には、 対象者ごとに baPWV より血管年齢を算出し、 郵送にて伝えた。 【結果】 研究期間前後の baPWV 値により、 対象者を 4 群に分けた。 baPWV がカットオフ値を越えて改善した群における歩 数変化量は、 4 群で最も大きく (4,837.7 ± 1,868.7 歩 )、 他の群と比較すると、 baPWV カットオフ値未満を維持していた群 (1,406.7 ± 2,402.1 歩、p=0.036)、 以上を維持していた群 (1,678.2 ± 2,871.4 歩、p=0.059) に比べ高値を示していた。 開 始時の年齢や歩数は全ての群において歩数変化量に影響を与えなかった。 また、 血管年齢を自身の実年齢より老けてい ると判定された者は歩数が増えていた。 【結論】 本研究の結果より、 歩数増加によって baPWV が改善したと考えられた。 歩行のような低強度の運動であっても、 動脈硬化予防に有用と考えられた。
はじめに
脈波伝播速度 (PWV; pulse wave velocity) は動脈硬化、 血
管損傷の指標となっている1)。 そのうち、 昨今簡便な検査法
である上腕―足首動脈間脈波伝播速度 (brachial-ankle pulse wave velocity, baPWV) が 開 発 さ れ、 臨 床 に お け る 動 脈 硬
化診断のスクリーニング法として利用されている2)。 2009 年 に発表された日本高血圧学会による高血圧治療ガイドライン (JSH2009) においても、 高血圧性臓器障害 （血管） の評価 指標のひとつとして baPWV 検査が推奨されている3)。 動脈硬 化の改善には身体活動 （運動） が効果的であることが明らか となっている4)。 高齢になってから運動を開始しても動脈硬化 予防に効果的なこと5,6)から、 高齢者における適切な運動処 方が求められている。 高齢者における運動処方では、 効果的 であるだけではなく、 安全で取り組みやすいことが重要である。 その点、 歩行運動は安全かつ簡便である7)。 高齢者に取り入 れやすい運動形態であり、 身体活動量の増加が動脈硬化予 防に寄与することも示されている8)。 したがって、 歩数の増加 も baPWV を改善させると考えられるが、 先行研究では、 レジ スタンストレーニング9)や、 施設での監視型10-14)であり、 高 齢者が独力で容易に可能な運動形態ではない。 すなわち、 高齢者を対象に、 歩行を中心とした運動プログラムによる、 歩 数と baPWV との関係を検討した報告はない。 そこで本研究では、 一般健常高齢者を対象として、 歩数計 を用いた簡便な運動プログラムを実施し、 歩数と baPWV 改 善との関係を検討することとした。 我々は、 歩数量の変化は baPWV の改善に寄与するとの仮説を立てた。
検査と方法
1．対象者 対象者は北海道 S 市中央区在住の高齢者 （65 歳以上） で あった。 研究は区内 2 箇所のセンター （中央保健センターと M まちづくりセンター） を拠点とし、 募集は区の広報誌、 加 えて上記 2 センター内の掲示板等を通して行った。 募集の結 果、 運動禁忌のない高齢者 60 名が研究に参加した。 統計解 析は、 期間中の 1 日あたり歩数計携帯不十分と判断した者 4 名、 対象者の都合で終了時診査を欠席した者 1 名の計 5 名 を除外した。 したがって解析対象は 55 名 （男性 19 名、 女性 36 名、 年齢 65 ～ 79 歳、 平均 71.3 ± 3.7 歳、 BMI24.1 ± 8.8 kg/m2） であった。 本研究を始めるにあたり、 参加者には研究 の趣旨を説明の上、 文書で同意を得た。 本研究は北海道大 学大学院教育学研究科研究倫理委員会の承認を得て行われ た。 ２．歩数計中心の運動プログラム 運動プログラムは歩数計と印刷物により行った。 方法は著者 らの先行研究15)に従った。 対象者には、 2 軸加速度計式歩数計 （Walking style HJ-720IT、 オムロンヘルスケア、 右京区、 京都市） を貸与し、 期間中毎日装着させ歩行を指示した。 歩 数データ収集の為、 対象者には、 4 週に一度以上、 歩数計 を指定センターに携帯させた。 データは、 専用ソフト （BI-Link Professional Edition 2.0 ； オムロンヘルスケア、 右京区、 京 都市） を用いて保健師または現場職員がセンターのパソコン に記録し、 歩数計はその場で対象者に返却した。 印刷物は、 研究期間中の 4 週に一度、 対象者宅に郵送した。 個人別の 印刷物には、 回収した歩数データを元に算出した個人別の当 月平均歩数を掲載し、 さらに以下の基準により翌月目標歩数 を記入した。 目標歩数の基準は、 5,000 歩未満の者に対して は 1,000 歩の増加16)、 5,000 歩以上 7,500 歩未満の者に対 しては 7,500 歩17)、 7,500 歩以上 10,000 歩未満の者に対し ては 10,000 歩17)、 10,000 歩以上の者に対しては歩数の維持 16)とした。 歩数データは、 研究期間最初の 1 週間の平均歩数データ を 「研究開始時 （0 週目）」 とし、 最後の 1 週間の平均歩数 データを 「研究終了時 （16 週目）」 とした。 なお歩数データは、 歩数計を装着し忘れた日を除外するため、 装着時間が 12 時 間以上あった日のデータのみ用いた。 ３．健康診査（身体計測値，安静時血圧，baPWV） 診査は 2 箇所のセンター毎に、 研究前後に行った。 診査 は前夜より絶食のうえ、 午前 9 ～ 10 時に実施した。 診査項 目を以下に示す、 身長、 体重、 ウエスト周囲径、 ヒップ周囲 径、 収縮期血圧 （SBP）、 拡張期血圧 （DBP）、 baPWV であっ た。 baPWV の診査のみ、 別日の 9 ～ 15 時の間で実施した。 baPWV の測定は、 血圧脈波検査装置 form PWV ／ ABI （オ ムロンコーリン、 文京区、 東京都） を用いた。 baPWV は、 上 記健康診査診査と別日の 9 ～ 15 時の間に実施した。 仰臥位 にて 5 分間以上安静の後、 測定した。 baPWV 法は、 動脈硬 化度の非侵襲的計測法として認められており、 観血法にて測 定された大動脈 PWV 法 （aortic PWV） と高い相関がある2) ことから、 その精度が確認されている18)。 ４．baPWV 結果による、血管年齢の提示 本研究で用いた baPWV 測定機器は、baPWV 値の他に、「血 管年齢」 の算出が可能であった。 そこで本研究では、 研究開 始時に得られた baPWV 値より、 年代別平均 baPWV 値19)を 参考に 「血管年齢」 を個別に算出し、 郵送により対象者に伝 えた。 各自の baPWV 値が年代別の baPWV 平均値～平均値 ＋ 1/2SD であるとき、 血管年齢は実年齢と同じであると評価し た。 それ以外のときには、 平均値＋ 1/2SD と比較して血管年 齢を算出した。 そして、 決定した血管年齢が実年齢と同等か、 2 年以上若い対象者を 「血管年齢未満群」、 血管年齢が実年 齢よりも 2 年以上老いている対象者を 「血管年齢以上群」 と 2 群に分類した。
５．統計解析
データはすべて平均値±標準偏差で示し、 有意水準は p＜ 0.05 とした。 統計解析には SPSS for Windows Ver.15.0 （SPSS Inc., Chicago, IL, USA） を用いた。 各測定値の群内比
較には， 対応のあるt検定または Wilcoxon の符合付順位検 定を用いた。 群間比較には Tukey の 1 要因分散分析、 共分 散分析、
χ
2検定を用いた。 研究開始時（0 週目）と週毎（1 ～ 16 週）の歩数の比較には、 Dunnett 検定を用いた。 歩数の増加量が及ぼす影響について は， 中江ら20)を参考に、 期間中の歩数変化 / 日を以下の式 で算出し、 その変化量を 「歩数変化量」 とした。 （歩数変化量） ＝∑ { （X 週目の歩数） － （研究開始時の歩 数） }/X * （X ＝ 1 ～ 16） 次 に、 baPWV 値 の 改 善 を 検 討 す る た め に、 baPWV カ ッ トオフ値による分析を試みた。 しかし、 臓器障害を示唆する baPWV 基準値は未だに設定されていない21)。 そこで、 先行 研究を参考に、 baPWV ＝ 1,700cm/s をカットオフ値とした。 baPWV ＝ 1,700cm/s は、 総死亡率22)、 2 型糖尿病患者の 糖尿病性合併症23)、 脳虚血疾患発症頻度24)、 急性冠症候 群 25)などの予測因子として有用と指摘されている。そして、カッ トオフ値以上を 「以上 (high)」、未満を 「未満 (low)」 と定義した。 研究期間前後の baPWV 値により、 以下の 4 群に分け、 歩数 との関係を検討した。 研究前後で、 カットオフ値以上を維持し ていた者を high-high (HH) 群、 未満を維持していた者を low-low (LL) 群、 そして研究前後でカットオフ値を越えて変化した 群を、 それぞれ low-high (LH) 群、 high-low (HL) 群とした。結果
1．対象者 55 名全員が研究を終了した。 開始時において、 HH 群は LL 群と比べ、 年齢、 収縮期血圧 (SBP)、 拡張期血圧 (DBP)、 PWV 値が高値を示していた ( p<0.05)。 しかし、 開始時の歩数 には群間差が見られなかった。 性別には群間で偏りがなかっ た。 （Table 1） 2．一日あたりの平均歩数の変化 ( ∆ steps/day) 各群における、 研究期間中の歩数変化量 ( ∆ steps/day) を Fig. 1に示す。 ∆ steps/day は、 HL 群において 4 群で最大を 示していた (4,837.7 ± 1,868.7 歩 )。 その∆ steps/day は、 LL 群 と 比 べ 有 意 に 高 く (1,406.7 ± 2,402.1 歩、p=0.036)、 HH 群と比べ多い傾向 (1,678.2 ± 2,871.4 歩、 p=0.059) を示した。 なお、 共変量を 「年齢」、 「開始時の歩数」 として共分散分 析を行ったところ、 歩数変化量の結果は変わらなかった。 した がって、 年齢や開始時の歩数は、 歩数変化量に影響を与え なかった。 3．身体計測値および安静時血圧の変化 各群における、研究期間中の体重、BMI、ウエスト周囲径、ヒッ プ周囲径、 SBP、 DBP の変化をTable 2に示す。 研究前後で、 LH 群を除いた 3 群において、 体重、 BMI、 ヒップ周囲径が 有意に改善していた (p＜ 0.05)。 4．baPWV 値の変化 各群における、baPWV 値の変化をFig. 2に示す。もともとカッ トオフ値 （baPWV ＝ 1,700cm/s） 未満であった者同士を比較 すると、 LH 群は、 LL 群に比べ、 baPWV 変化量が大きい傾 向を示していた (p=0.083)。 一方、 もともとカットオフ値以上で あった群同士においては、 baPWV 変化量に群間差はなかっ た。 ５．血管年齢以上・未満群間における歩数の差 血管年齢以上群は 1 ～ 2 週目を除く全ての週で歩数が有 意に増加していた （p＜ 0.05， Fig. 3a）。 一方、 血管年齢相 応群で増加していたのは、 5 ～ 9 週目、 13 ～ 14 週目におい てのみだった （p＜ 0.05，Fig. 3b）。Values are Means ± SD.
Table 1
Characteristics of the subjects at baseline
LL (n=22) LH (n=4) HL (n=6) HH (n=23) p -value post-hoc
Male sex (No.) Weight (kg) BMI (kg/m2) Waist circumference (cm) Hip circumference (cm) SBP (mmHg) DBP (mmHg) baPWV (cm/s)
Steps/day at week 0 (step)
5 56.2 23.2 86.0 95.9 132.7 76.3 1,520.9 10,114.2 7.0 2.1 6.3 5.2 14.2 7.4 121.9 3,062.9 ± ± ± ± ± ± ± ± 3 61.1 24.1 82.8 96.1 135.8 76.2 1,666.8 9,509.2 11.5 2.9 10.0 2.6 14.6 3.4 14.3 3,882.3 ± ± ± ± ± ± ± ± 3 60.1 23.7 88.9 97.6 141.7 79.2 1,793.8 8,506.1 9.4 1.8 2.5 4.2 18.0 8.6 94.0 2,303.6 ± ± ± ± ± ± ± ± 8 60.8 24.7 90.4 98.4 154.6 82.9 2,068.7 8,801.0 9.6 2.5 7.9 4.7 19.0 12.1 284.7 3,940.4 ± ± ± ± ± ± ± ± 0.323 0.203 0.097 0.371 0.001 0.019 0.000 0.573 LL<HH LL<HH LL<HL<HH
Fig. 1. Comparison of the change in steps/day among four groups based on the cut-off value of baPWV
Error bars show SD.
Values are Means ± SD. * p <0.05, **p <0.01, ***p <0.001 vs. baseline.
Table 2 The change in anthropometrics, blood pressure and baPWV in each group
Weight (kg) BMI (kg/m2) Waist circumference (cm) Hip circumference (cm) SBP (mmHg) DBP (mmHg) baPWV (cm/s) LL (n=22) p -value –1.6 –0.7 –2.4 –3.6 –11.4 –4.4 –46.2 2.1 0.9 3.6 5.1 13.3 7.6 87.6 ± ± ± ± ± ± ± 0.002 0.002 0.005 0.003 0.001 0.014 0.022 ** ** ** ** *** * * LH (n=4) p -value –0.6 –0.3 –2.2 –0.5 8.8 8.0 157.5 2.1 0.8 2.1 5.3 17.6 6.9 103.6 ± ± ± ± ± ± ± 0.583 0.553 0.126 0.854 0.394 0.104 0.056 ** ** ** ** *** * * HL (n=6) p -value –2.3 –0.9 –3.4 –5.3 –11.7 –6.0 –134.0 1.8 0.6 4.0 3.5 13.6 4.1 70.1 ± ± ± ± ± ± ± 0.026 0.023 0.090 0.014 0.090 0.016 0.005 * * * * ** HH (n=23) p -value –1.8 –0.7 –1.7 –3.0 –2.7 –2.9 –69.5 1.6 0.6 3.9 3.5 16.8 12.0 211.9 ± ± ± ± ± ± ± 0.000 0.000 0.043 0.001 0.450 0.258 0.130 *** *** * **
Fig. 2. Comparison of the change in baPWV among four groups based on the cut-off value of baPWV
Fig. 3b.The average steps/day of vascular age-younger group during the study
*p<0.05 compared with week 0. Error bars show SD.
Fig. 3a.The average steps/day of vascular age-older group during the study
考察
本研究では、 baPWV の改善に寄与する、 歩数絶対量 ・ 変 化量を検討した。 その結果、 小人数での検討であったものの、 baPWV カットオフ値 （1,700cm/s） をまたいで改善した群では、 歩数の増加量が最大であった。 すなわち開始時に baPWV 高 値であった者のうち、 歩数増加が多かった者は baPWV 値改 善が大きい傾向を示していた。 この baPWV 値の低下は、 本研究での成果が日常的な歩 行運動であり、 さらに対象が高齢者であることを考慮すると、 さらに意義深いと考えられる。 我々が知る限り、 歩行運動が baPWV に与える影響は報告がなく、 また、 baPWV 改善に寄 与する運動の量的検討もなされていない。 先行研究における 運動介入は、 施設での対面型が多く10-14)、 高齢者が日常的 に実践するには簡便な運動方法といえない。 本研究は日常生 活下での歩行運動であり、 運動への取り組みやすさの点で臨 床的に極めて有用といえる。 もちろん、 baPWV 値はその測定 原理より、 収縮期血圧の影響を強く受ける26)。 しかしながら、 開始時の収縮期血圧の影響を取り除くと、 baPWV はカットオフ 値をまたいで改善した HL 群において、 LH 群に比べ、 改善 が大きかった。 HL 群の歩数変化量が 4 群中で最大であった ことから、 やはり歩数増加量と baPWV の改善との間に関連が あったといえるだろう。 さらに本研究における baPWV 低下は、 加齢との関係にお いても、 重要であっただろう。 baPWV 値は加齢に伴い顕著 に上昇し27-29)、 指数関数的に増加する27)ことが示されてい る。 本研究の対象者の開始時 baPWV 値 （男性 ： 1,820.1 ± 321.5cm/s、 女性 ： 1,774.7 ± 323.7cm/s） は、 同年代の平 均値 （70 歳代） よりやや高い傾向にあった （男性：1,686cm/s、 女性 ： 1,558cm/s） 28)。 先行研究では、 PWV 値は 1 年毎に 7.5 ～ 11.8cm/s 上昇すると報告されている29)。 つまり、 本研 究における－ 46.0cm/s の低下 （結果は示していない） は、 4 ～ 6 歳程度の老化防止に貢献したとも考えられ、 歩数量増加 による健常高齢者の動脈硬化予防として意義深いと思われた。 しかし、 本研究における対象者の身体活動レベルは結果に影 響したかもしれない。 本研究の対象者のベースライン時におけ る平均歩数は 9,389.1 ± 3,412.1 歩と高値であった。 この歩数 は、 北海道における調査 （60 歳代男性 7,961 歩、 女性 6,666 歩）30)と比べるとやや高かった。そのため、本研究の結果をもっ て一般化できるとは言い切れない。 今後は身体活動量の低い 高齢者を対象とした研究が求められるだろう。 その他、 本研究では、 興味深い結果も得られた。 研究開始 時に各対象者に提示した血管年齢により、 歩数増加に違いが あったことである。 血管年齢以上群において、 歩数が有意に 増加しており、 しかも、 開始時において歩数に群間差はなかっ た （Fig. 3a,b）。 すなわち、 血管年齢が実年齢と比べ 2 歳以 上老化していると判定された者の歩数が増えたこととなる。 こ のことは、 血管年齢を提示することにより、 何らかの動機づけ となり、血管年齢以上群で身体活動量が増加したと考えられる。 先行研究でも、 血管年齢31)、 肺年齢32)などを提示する治療 法により、 検査値を伝える従来の方法に比べ、 治療効果が大 きかったことが報告されている。 歩数計を装着させ目標歩数を 設定すると歩数が増える33)ことから、 本研究で用いた歩数増 加の働きかけは、 高齢者にとって受け入れられやすいといえる だろう。 これらのことより、 「歩数」、 「血管年齢」 などの分かり やすい結果提示は、 対象者の行動変容を導くといえるのかも しれない。 本研究の限界として、 歩数以外の診査項目と PWV との関 係を示すことができなかったことが挙げられる。 これは対象者 が少なかったため、 個人差が大きかったと考えられる。 しかし、 先行研究では、 横断的研究であるものの、 PWV が高値を示 すと歩行速度が遅くなること34)、 PWV 値が 100cm/s 増加する たびに、 高齢者のサルコペニアリスクが 1.14 倍になること35) などが報告されており、 PWV 値は動脈硬化だけではなく、 身 体機能にも関与していると思われる。 本研究による PWV 値減 少は、 高齢者の身体機能も含めた健康に寄与したと考えられ るだろう。まとめ
本研究では、 健康な一般高齢者に対して、 歩行を中心 とした 17 週間の運動プログラムを実施し、 期間中の歩数と baPWV の変化量との関係を検討した。 その結果、 得られた知 見は、 以下となる。 1) 歩行運動のような低強度 ・ 簡便な運動であっても、 baPWV 値の改善が見られた。 2) 開始時に 1,700cm/s 以上であった者で改善が見られた者は、 歩数変化量が多かった。 3) 血管年齢が実年齢より高く提示された者は歩数増加が大き く、年齢の提示は身体活動量増加に寄与する可能性を示した。 以上のことから、 歩数と baPWV との間に量反応関係は見ら れなかったものの、 歩数を増加させることにより、 baPWV 改善 が見込まれると思われた。 その際に、 血管年齢という簡便な 指標をうまく提示することで、 高齢者の身体活動量を増加させ る可能性が考えられた。 高齢者に分かりやすい数値目標を設 定することは、 身体活動量増加への動機付けになるのかもし れない。謝辞
前 ・ 北海道大学応用体力科学研究室の小山奈穂氏には、 研究を通して多大なるご支援を賜りました。 この場をお借りして 御礼申し上げます。References
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