博士（栄養学）学位論文
冷え症の客観的判定と倹約型遺伝子の判定への影響
Objective Diagnosis of Cold Constitution: the Effects of
Thrifty Genes on Diagnosis.
2016 年
指導教員 香 川 靖 雄 教授
荒 川 恭 子
ARAKAWA, Kyoko
目 次 1.はじめに 1.1 冷え症体質と自律神経機能障害 1 1.2 冷え症の遺伝的背景と熱産生に関与する対立遺伝子の進化 2-5 2.方法 2.1 被検者 6 2.2 冷えの自覚症状の調査 6 2.3 被検者の条件 6 2.4 実験手順 7 2.5 エネルギー代謝の評価 8 2.6 自律神経活動の評価（心拍変動解析） 8 2.7 遺伝子多型の解析 9 2.8 統計解析 9 2.9 解析対象からの除外条件 9-10 3.結果 3.1 本研究における冷え症の定義 11 3.2 Hunting Test 中の浸水部皮膚温 度の変化 11 3.2.1 Hunting Test の季節変動 11-12 3.2.2 冷え症の特徴は夏季･摂食前の Hunting Test の温度の低下 であ る 12 3.3 遺伝子タイプと冷え症 12
3.3.1 β3AR 遺伝子タイプと Hunting Test 12
3.4 遺伝子タイプ別の体格因子と代謝 12-13 3.5 β3AR 遺伝子タイプによる自律神経活動の評価 13
3.5.2 Hunting Test 中の PNS index と SNS index の変化 13-14 4.考察 4.1 倹約型対立遺伝子を有する被験者の肥満の欠如 15-16 4.2 Hunting Test による冷え症と非冷え症の明確な相違（夏季、食事 前 ） 16 4.3 倹約型対立遺伝子の遺伝子発現は環境に応じて変化する 16-17 4.4 冷え症と自律神経機能障害の診断基準 17 4.5 倹約型対立遺伝子およびエネルギー消費型対立遺伝子の人類学 17-18 4.6 冷え症の自律神経機能 18-20 4.7 冷え症と代謝の低下 20-21 4.8 本 研 究 の 限 界 と β 3AR の 心 臓 血 管 系 に お け る 機 能 21-23 5.結論 24 謝 辞 25 参 考 文 献 26-32 Table 1-5 33-37 Fig 1-8 38-45 資 料 1-6 46-51
➣略 語 集
ANG アンギオテンシノーゲン AVA 動静脈吻合
β2AR β2 アドレナリン受容体 β3AR β3 アドレナリン受容体
CIVD 寒冷血管拡張反応(cold-induced vasodilation) HF 高周波心拍変動（ high frequency）
HRV 心拍変動（heart rate variability）
Hunting Test 冷水負荷試験 [右手第２指中節部まで 0℃氷水中に 20 分間浸水] 【Hunting Test の測定点一覧】 BT 浸水部皮膚温度の初期最低値 (bottom temperature) dT 浸水中の皮膚温度上昇 (WT-BT) DT 浸水直後の最大皮膚温度低下(DT:ST-BT) ST 浸水直前温度(start temperature) WT 皮膚温上昇時の最高温度(warm temperature) LBM 除脂肪体重（lean body mass）
LF 低周波心拍変動（low frequency） mutant 群 倹約型多型 [β3-AR が T/A・A/A 型]
PEE 食後の代謝（postprandial energy expenditure）
PNS index 副 交 感 神 経 の 活 動 係 数 （ parasympathetic nervous system）
REE 安静時代謝（resting energy expenditure）
SNS index 交感神経の活動係数 (sympathetic nervous system) SSNA 皮膚交感神経活動(skin sympathetic nerve activity)
TOTAL HF+LF 合計値 UCP-1 脱共役蛋白質 1
1
1.はじめに
1.1 冷え症 体 質と自 律 神経 機 能 障害 冷え 症 は 「身 体 の特 定の 部 位 のみ を 特 に 冷た く 感 じる 場 合 を いう 」 と 定義 さ れ 1）、日 本 人 では 女 性 の約 50％に冷えの症状があるといわれてい る 1） －3）。 冷 え の 病 態 は 代 謝 の 低 下 や 局 所 の 血 流 障 害 な ど が 考 え ら れ る が、冷 え症 の 多く は 冷え の 原 因と な る 基 礎疾 患 を 持た な い 健 常者 で あ り、 体質 的 な 傾向 が 強 い 。 日 本 の 公式 医 学 用 語で は 「 冷え 症 」 の 疾患 名 は無 く 、 重 症 の冷 え 症 で は疲 労 感 や頭 痛 の 症 状を 伴 い 、し ば し ば 自律 神 経失 調症 と 診 断さ れ る 4）。 冷 え の 症状 は 年 齢 別で は 自 律神 経 失 調 を伴 い やす い更 年 期 に多 く 見 ら れる が 、 最近 で は 思 春期 か ら 20 歳代の若い女性に お い て 冷 え の 症 状 を 訴 え る も の が 多 い 事 が 報 告 さ れ て い る 5） －7）。 女 子 学 生 528 人の調査によれば、冷え症体質者では自律神経機能の低下に起 因す る 症 状を 訴 え る もの が 多 く、 ま た 冷 え症 の 発 症に は 遺 伝 的要 因 があ ると の 見 解が 示 さ れ てい る 8）。 手や 足 の 冷え の メ カ ニズ ム は 、皮 膚 血管 の収 縮 に よる 皮 膚 温 の低 下 が 原因 で あ るこ と を 著 者ら も 主 観的 に 冷 え 症を 訴 え る対 象 者 に 限り 、 客観 的に サ ー モグ ラ フ ィ ー で 手 の 皮膚 温 度 並 びに 冷 水 負荷 に よ る 低温 度 であ るこ と を 確か め て い る 9） －11）（Fig１）。皮膚血管は皮膚交感神経の支配 を受 け て いる 。冷 水 負荷 に よ り 、神経 終 末の 温 度 感受 性 TRP（Transient Receptor Potential）チャンネルが開か れ、Ca++と Na+が 神 経内 に 流 入し て 生 じ た活 動 電 位 は感 覚 神 経を 介 し て 脊髄 後 角 から 体 温 調 節中 枢 であ る 視 索 前 野 に 伝 え ら れ る 12）。 そ れ に 応 じ て 皮 膚 交 感 神 経 活 動(skin
sympathetic nerve activity：SSNA)が亢進すると皮膚血管は収縮して皮
膚温 は 低 下す る 。一 方、温 水負 荷 に より SSNA が低下すると皮膚血管は
2
め、心 拍 変動（heart rate variability：HRV）13）を 用 い た 方 法 で 心 臓 交
感神 経 の 活動 を 測 定 し て SSNA の活動を評価した（Fig2）。温度刺激の よう な 日 常遭 遇 す る 自然 刺 激 では 交 感 神 経系 は 全 身的 に 同 一 方向 に 消長 する の で はな く 、 神 経支 配 域 によ り 異 な り、 拮 抗 的応 答 が み られ る 。こ の 反 応 は 交 感 神 経 系 地 域 性 反 応 （ regional differentiation of sympathetic efferents）と呼ばれ 14）15）、血 流 の 再配 分 を 円 滑に 行 う た めの 人 体 の生 理 反 応 とし て 知 られ て い る 。す な わち 寒 冷 刺激 で SSNA が 亢進 す る と同 時 に 内 臓交 感 神 経活 動 は 減 少し 、 反 対に 温 熱 刺 激 で SSNA が低 下 す ると 同 時 に 、内 臓 交 感神 経 活 動 は亢 進 す る。 1.2 冷え症 の遺 伝 的 背景と熱 産 生 に関与 する対 立遺 伝 子の進 化 冷 え 症 体質 の 大 き な 個 人 差 や、 ヨ ー ロ ッパ 人 に 稀で ア ジ ア 人に 多 いと い う 民 族 差は 、 熱 産 生型 と 倹 約型 の ２ つ の 遺 伝 子 多型 に 基 づ く可 能 性が あ る 16）17）。こ の エ ネ ル ギー 代 謝 関 連 の 対 立 遺伝 子 の 熱 産生 型 多型 と 倹 約型 多 型 の区 別 は 、 安静 時 代 謝の 測 定 に よっ て 判 定さ れ て い る。 ヒ トは 長期 間 の 寒冷 環 境 に おい て 、 局所 的 な 寒 冷暴 露 を 反復 さ せ て も末 梢 の循 環動 態 が 変化 し な い ため に 17）、 凍傷 の リス ク を 負う 18）。 これ ら は 冷え 症が 環 境 に順 応 す る ので は な くて 遺 伝 子 に影 響 さ れる こ と を 示し て い る。 エネ ル ギ ー代 謝 に 関 する 遺 伝 子に は 多 型 があ り 、 その 対 立 遺 伝子 多 型は エネ ル ギ ーを 熱 と し て放 出 す る量 が 多 い 熱産 生 型 対立 遺 伝 子 とそ の 放出 量の 少 な い倹 約 型 の ２通 り に 分類 す る こ とが で きる 19） －22) 。脱 共 役 蛋白 質 1(UCP-1)、β2 又はβ3 アドレナリン受容体（β2AR、β3AR）の対 立遺 伝 子 多型 の 倹 約 型 は 、 エ ネル ギ ー 消 費量 を 倹 約し て 熱 産 生 を 下 げる 反 面 、肥 満 を起 こ し やす い 19） －22）。非 ヒ ト霊 長 類 は熱 帯 に 住 み 、飢 餓 に 抵抗 す る ため に β2AR およびβ3AR の対立遺伝子多型の 頻度は 100％の
3 倹約 型 で ある 。一 方 、アジ ア 人 では 倹 約 型 は 夫 々92％と 31％であり、ヨ ーロ ッ パ 人は 寒 冷 地 に住 む た め夫 々60％と 8％と倹約型の頻度はアジア 人よ り 低い 23）。 β2AR とβ3AR の熱産生型対立遺伝子の利点は、 厳寒 の氷 河 期 に体 温 を 高 める た め のも の で あ り、 ヨ ー ロッ パ 人 で は 倹 約 型対 立遺 伝 子 より も 熱 産 生 対 立 遺 伝子 の 出 現 率 が 日 本 人よ り 高 い こと を 説明 でき る 23）。 UCP-1 遺伝子の野生型（wild）の５’末端から 3,926 番目の塩基Ａが Ｇに 変 異 した 一 塩 基 多型（mutant）は倹約型であり、安静時代謝が野生 型に 較 べて 1 日当たり約 100kcal 低下していて、食事療法による減量効 果が 低 い 24）。β2AR 遺伝子の産物である β2AR のＮ末端から 16 番目の アミ ノ 酸 であ る ア ル ギニ ン（Arg）がグリシン（Gly）に変異した多型は 熱産 生 型 であ り 、脂 肪分 解 能 が亢 進 し 、野生 型 に 較べ て 安 静 時代 謝 が 100
～300kcal 亢進している 25）。 β3AR 遺伝子の産物である β3AR のＮ末
端 か ら 64 番 目 の ア ミ ノ酸 で あ る ト リプ ト ファ ン （ Trp） が ア ルギ ニ ン （Arg） に 変 異 し た 倹 約 型 多型 で は 、 野 生 型 に 比べ て 、 安 静 時 代 謝 が約 200kcal 低下していて、減量が困難であると報告されている 21）。ま た β 3AR は 脂 肪 組 織 に お け る 交 感 神 経 刺 激 で 神 経 末 端 か ら 分 泌 さ れ る ノ ル アド レ ナ リン の 受 容 体と し て 重要 で あ り 、寒 冷 刺 激や 摂 食 に より 交 感神 経活 動 が 上昇 す る 状 態で は 、 褐色 脂 肪 組 織で は 熱 産生 が 増 加 し、 白 色脂 肪組 織 で は脂 肪 分 解 が促 進 さ れる 19）20）26）。 本 研 究 と 関 連 性 が 高 い ヒ ト の β3AR に つ い て は い く つ か の 重 要 な 報 告が あ る。ま ず β3AR は第８染色体に座位を持ち、脂肪組織以外にも 血 管内 皮 細 胞、 血 管 平 滑筋 、 心 筋の ３ 箇 所 で 蛋 白 質 が発 現 し て いる こ と が Western blot を用いて実証され、その３組織において 特異的作動薬によ っ て 活 性 を現 す と い う総 説 27) ［資料 1］がある。またβ3AR 特異的な
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アド レ ナ リン 作 動 薬 で実 際 に 動脈 が 弛 緩 する こ と 28) ［資料 2］、血管内
膜の β3AR を介して一酸化窒素（NO）と内膜由来過分極因子（ EDHF）
が産 生 さ れ、血 管平 滑筋 に 伝 えら れ る 一 方、血 管平 滑 筋 にも β3AR が存 在し て cAMP を介して弛緩を起こす機序も明らかになっ ている 29) ［資 料 3］。一方、心筋では酸素消費の減少、拡張機能の向上 により心機能を 向上 さ せ る 27)が 、ヒ ト を 対 象 とし た 本 研 究の β3AR の倹約型変異を持つ 者 は 熱 発 生 型 変 異 を 持 つ も の に 比 し て 高 血 圧 を 起 こ し 易 く(P<0.01)、心 拍 数 も 多 い(P<0.05) 27）30)こ と が 明 ら か に な っ て い る 。 さ ら に 直 接 心 電 図 の RR 間隔からパワースペクトルを求め解析した心臓の自律神経活動 は β3AR 倹約型変異によって低下する ことも解明されている 31）32)。 アン ギ オ テン シ ノ ー ゲン（ANG）［遺 伝 子に ア ミ ノ酸 は 無 い ］には 235 番 目 の ア ミ ノ 酸 で あ る メ チ オ ニ ン （Met） が ト レ オ ニ ン （ Thr） に 変 異 した 多 型 が存 在 す る 。 こ の Met235Thr 遺伝子多型は、Met/Met のホモ 接合 体 を 有す る も の に比 べ て ヒト 本 態 性 高血 圧 と 内臓 肥 満 の 発 症 リ スク が高 い 33）34)。 食 塩 節約 型 対 立遺 伝 子 で あ る ANG 遺伝子の Thr/Thr の ホモ 接 合 型は 、 ナ ト リウ ム が 欠乏 し や す い 熱 帯 雨 林に 住 む チ ンパ ン ジー の 100％でみられ、アンギオテンシン II による末梢血管収縮とアルドス テロ ン 合 成に よ る 食 塩保 持 で 血圧 を 維 持 する 34）35)。 本研 究 の 目的 は 、健 康な 若 年 女性 に 冷 水 負荷 を 行 い 、冷 え 症 の客 観 的 判 断法 と し てサ ー モ グ ラフ ィ ー と寒 冷 血 管 拡張 反 応 の有 効 性 を 検証 す るこ とで あ る 。 そ し て 冷 え症 の 要 因と し て 発 熱量 の 少 ない 倹 約 型 の 遺 伝 子 多 型が 関 わ って い る か 否か を 明 らか に し、さら に 冷 えの 発 症 機 序に つ い て 、 関連 遺 伝 子 に よ る 熱 放散 の 制 御の 点 か ら 、ま た 受 容体 機 構 で 血 行 動 態に 直接 関 連 して い る 自 律神 経 機 能 と の 関 連 性 か ら 解 明す る こ と であ る 。検 討は 次 の ２点 か ら 行 った 。 ま ず冷 え 症 体 質者 と そ うで な い 者 で、 エ ネル
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ギ ー 代 謝 や高 血 圧 の 関連 遺 伝 子の 変 異 の 出現 頻 度 に差 が あ る か否 か 検討
した 。次 に 、自律 神 経 機能 と 関 係の 深 い β3AR 遺伝子に焦点を当て、wild
群（ 熱 産 生型 多 型 ） と mutant 群（倹約型多型）の 2 群に分けて、冷水
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2.方法
2.1 被検 者 被検 者 は 医療 技 術 系 短期 大 学 に在 籍 す る 健康 な 女 子学 生 （19～24 歳） 27 人である。2.2 で記載した調査から循環器の疾患およびレイノー 現象 が無 い こ とを 確 認 し 、 書 面 に よる 研 究 参 加の 同 意 を得 ら れ た もの を 実験 対象 者 と した 。ま た 本研 究 は 埼玉 県 立 大 学倫 理 委 員会 の 承 認（1402: 2002 年 12 月 16 日、26114:2015 年 3 月 6 日）を受け、実験は安全面 と匿名 性に 十 分 配慮 し て 行 った 。 2.2 冷えの自覚 症 状 の調 査 実 験 に 先立 っ て 自 記式 質 問 紙(調査票 1.2.3)を用いた調査を行った。 調査 票 1：冷える部位、しびれや痛みの有無、症状の起きる季節・ 1 日 のう ち の 時間 帯 、 冷 水に 対 す る反 応 、 し もや け の 有無 、 レ イ ノー 現 象 の 有 無 調査 票 2：冷えによる日常生活への支障 の有無、冷えに対する対処の仕 方 、 遺 伝 素因 、 好 む 食べ 物 、 不定 愁 訴 の 有無 調査 票 3：８項目から成る 冷えの自覚症状の程度と冷えを緩和するため の対 処 法 につ い て の 質問 。これ ら を 重要 項目 3 項目と参考項目 5 項目に 分け 、重 要 項目 2 項目以上、重要項目 1 項目に参考項目 2 項目以上、参 考項 目 4 項目以上のものを冷え症と判定した 36)［ 資料 4］。 2.3 被 検者 の条 件 実 験 前 日は 静 か に 生活 し 、 睡眠 時 間 は ７時 間 以 上を 確 保 す るよ う に指 示し た 。 性周 期 の 判 定は ２ か 月以 上 基 礎 体温 を 測 定 し 、 測 定 でき な い者 は前 月 の 生理 終 了 日 から 起 算 して 低 温 期 と高 温 期 を判 定 し た 。 実 験 当日7 の性 周 期 は 低 温 期 １ ９人 、 高 温期 ４ 人 、 不明 ４ 人 であ る 。 2.4 実 験手 順 実験 当 日 、被験 者 は 朝食 抜 き で朝 9 時に実験室に来室し、薄手のパジ ャマ に 着 替 え 、ト イ レを 済 ま せて か ら イ ンピ ー ダ ンス 式 体 組 成計(タニタ DC-320)で 体重 と体 脂肪 率を 測定 した 。 その 後被 験者 はベ ッ ド上 に仰 臥 位 で 、30 分以上安静状態を保ち、心拍数が安定したのを確認してから実 験を 開 始 した 。 ま ず ダグ ラ ス バッ ク に 呼 気ガ ス を 採取 し た が 、最 初 の 1 分間 は 廃 棄し そ の 後 10 分間採取した呼気ガスを検体とした。採取後す ぐ に 呼 気 ガス 量（V）、呼気酸素濃度（FEO2）、呼 気二 酸 化 炭酸 濃 度（FECO2） を 測 定 し 、計 算 式 か ら 安 静 時 代謝 を 求 め た 。 呼 気 ガス 量 は 13.5ℓベネデ ィク ト ･ロ ス 呼吸 計 を用 い 、FEO2と FECO2 はガ ス 分 析装 置 （ ア ン リ ティ カル イ ン スツ ゥ ル メ ント RAS-31,41）を用いて測定した。その後心電図 と熱 電 対 の各 セ ン サ ーを 装 着 し、30 分間安静を保った後、右手第２指中 節部 ま で 0℃氷水中に 20 分間浸水させる冷水負荷試験（以降 Hunting test）17）37)を 実 施 し 、負 荷 後 10 分まで経過を追った。皮膚温は右手第 ２ 指 先 端 に 熱 電 対 を 貼 り 付 け 、 パ ソ コ ン と 接 続 し た 多 点 温 度 測 定 器 （KEITHLEY 2000 MULTIMETER）で 10 秒間隔に温度を記録した。 Hunting test の間、1 分間 15 回の速さで呼吸を調節しながら、 CM5 誘 導で 心 電 図を 記 録 し た。 血 圧 はデ ジ タ ル 自動 血 圧 計で 右 上 腕 にカ フ を巻 き、 体 温 は耳 式 体 温 計 を 使 用 して 、 安 静 時 と Hunting Test 中に、また 負荷 後 10 分間は 2 分間隔に血圧と体温を測定した。 以 上 の 実 験 は 午 前 中 に 行 っ た 。 同 じ 日 の 午 後 、 と り そ ぼ ろ ３ 色 弁 当 （514kcal、PFC バランス 14：16：66）を摂取し、食事開始 1 時間後 か ら 午 前 と 同 様 の 実 験を 行 っ た。
8 実 験 は 室 温 25℃、湿度 60％に保った隔離された静かな部屋で行い、 27 人のうち 13 人は夏季（８月から９月）に実施した。14 人は夏季と冬 季（12 月から 1 月）に同様の実験を行った。 2.5 エネルギー代謝 の評 価 エ ネ ル ギ ー 代 謝 は 、 朝 食 抜 き で 午 前 に 測 定 し た デ ー タ は 安 静 時 代 謝
（resting energy expenditure：REE）、食事摂取後に測定したデータは
食後 の 代 謝（postprandial energy expenditure：PEE）とし、除脂肪体
重 （lean body mass：LBM）で除した値を用いた。
2.6 自 律神 経 活動 の評価 （心拍 変 動解 析 ）
自律 神 経 活動 の 評 価 は、HRV の周波数成分をパワースペクトル解析す
る方 法 を 用い た13） 38)。HRV を周波数 0.04～0.15Hz 低周波心拍変動（low
frequency：LF）と 0.15～0.4Hz 高周波心拍変動（high frequency：HF） に分 け る と、 前 者 は 交感 神 経 と心 臓 迷 走 神経 の 両 方の 活 動 を 反映 し 、後
者は 心 臓 迷走 神 経 の 活動 の み を反 映 し て いる 。HRV のスペクトル解析は、
生 体 情 報 解 析 プ ロ グ ラ ム BIMTASⅡ (KISSEI COMTEC,日 本)を 用い て 行っ た 。CM5 誘導で記録した波形を 512Hz でサンプリングし、連続し た 300 秒 の 記 録 を ハ ミ ン グ 窓 関 数 で 処 理 し フ ー リ エ 解 析 を 行 っ た 。 HF+LF 合 計 値 （ TOTAL ） は 自 律 神 経 全 体 の 活 動 、 HF/TOTAL (parasympathetic nervous system：PNS index）は副交感神経の活動、 LF/HF( sympathetic nervous system：SNS index)は交感神経の活動を
表す 。解析 時 間 は連 続し た ５ 分間 の 記 録 を 1 区分とし、10 分間の値は 2
9 2.7 遺 伝子 多 型の解 析
本 論 文 中 の 遺 伝 子 多 型 の 分 析 の 詳 細 は 既 報 の と お り 女 子 栄 養 大 学 医 化学 教 室 の香 川 靖 雄 、石 井由 香 によ っ て 行わ れ た 19)－21)。DNA は唾液ま
たは 末 梢 血か ら 抽 出 し 、唾 液は DNA 採取キット（Oragene）を使用し、
末梢 血 は QIAquick PCR Purification Kit(QIAGEN)を使用した。分離し
た DNA は、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）で変異を検出するべき DNA
断 片 を 増 幅 さ せ た 後 に 、 制 限 酵 素 断 片 長 分 析 法 （restriction fragment length analysis）で判定した。すなわち各多型の検出に適した制限酵素
を用 い てDNA を切断してポリアクリ ルアミドゲル電気泳動で各 wild と
mutant の既知 DNA 断片試料と共に分析し判定した。使用した制限酵素
名 は UCP1 では Bcl I、 β2AR では Nco I、 β3AR では Mva I、ANG
で は BstVI である。
2.8 統 計解 析
統 計 解 析は パ ソ コ ン用 統 計 ソフ ト SPSS ver19.0 を用いた。冷え症と
非冷 え 症 の2 群の独立性の検定は Peason のカイ 2 乗検定を行った。wild
とmutant の異なる 2 群の平均値の差の検定はｔ検定を行った。Hunting
test による SNS index と PNS index の変化の傾向解析は分散分析（反
復測 定 ） を行 っ た 。 以上 は P＜0.05 を有意差ありと判定した。Hunting test の温度測定点の 2 群の平均値の差の検定はｔ検定を行い、P＜0.05 ある い は P＜0.10 を有意差ありと判定した。Fig 7.8 のグラフのエラー バー は 95％信頼区間を示す。 2.9 解 析対 象からの除外 条 件 SNS index が午後と比較して午前の方が明らかに亢進していて、その
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原因 が 明 らか な 2 名は自律神経活動の評価対象から除外した。除外した
１ 名 は 非 冷 え 症 で あ り （UCP-1-G/G 、 β 2-Arg/Gly 、 β 3-Trp/Arg 、 ANG-Thr/Thr ）、 も う １ 名 は 冷 え 症 （ UCP-1-A/G 、 β 2-Gly/Gly 、 β 3-Trp/Arg、ANG-Thr/Thr）と判定された。
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3.結果
3.1 本研 究 における冷え症の定 義 本研 究 に おけ る 冷 え 症を 次 の よう に 定 義 した 。 ・体 の 一 部に 冷 え が ある こ と を自 覚 し て いる 。(自覚症状) ・冷 えの 自 覚は 1 年間の半分以上の季節にわたり、少なくとも過去 1 年 以上 そ の 状態 が 続 い てい る 。(継続性) ・冷 え によ る 不快 感 を持 ち 、冷 え を緩 和 する た め の対 処 を し てい る 。(緩 和行 動) これ ら 3 つの要件を満たすものを冷え症とし 、調査票 3 を基にして、 調査 票 2（と 3）を参考にしながら非冷え症と冷え症のグループ分けを 行っ た 。 そ の 結 果 から 、本 研 究対 象 27 人を非冷え症 10 人、冷え症 17 人とした。 対象 者 の 基本 情 報 を Table 1 にまとめた。非冷え症群と冷え症群のＢＭ Ｉは そ れ ぞれ 20.5±1.6、20.3±2.9 であった。実験は 27 人全員に実施 した が 、 除外 条 件 に 該当 する 2 名は自律神経活動および Hunting test の解 析 か ら除 い た 。 除外 し た 2 名のうち 1 名は睡眠不足、1 名は自律神 経失 調 に よる 不 定 愁 訴を 有 す るも の で あ る。 3.2 Hunting Test 中の浸 水部 皮 膚温 度 の変 化Hunting test の 測 定 点 を Fig3 に 示 し た 。 浸 水 直 前 温 度 (start temperature: ST)、 浸 水 部 皮 膚 温 の 初 期 最 低 値 (bottom temperature: BT)、皮膚温上昇時の最高温度(warm temperature: WT)、浸水中の皮膚
温度 上 昇(dT: WT-BT)、浸水直後の最大皮膚温 度低下(DT:ST-BT)33）と し
た 。
12 対 象 者 14 人の夏季（8-9 月）と冬季（12-1 月）の摂食前と後の Hunting Test の変化を Fig4 に示した。青色は冷え症、赤色は非冷え症の変 化で あ る 。 夏 季 実 験 の 摂 食 前 の測 定 に お いて 、 冷 え症 の WT とｄT は非 冷え 症 よ り低 下 し 有 意差 が 見 られ た 。 冬 季実 験 の 測定 温 度 は 冷え 症 と非 冷え 症 の 有意 差 は み られ な い 。 3.2.2 冷 え症 の特 徴 は夏 季 ･摂 食前 の Hunting Test の温 度 の低 下 である 冷え 症 17 人と非冷え症 10 人のそれぞれの Hunting test 中の浸水部 皮膚 温 度 の変 化を Fig5 に示した。ST、BT、WT、dT は非冷え症群に比 べ冷 え 症 群は 低 下 し 、WT と dT で有意な低下が認められた（Table 2、 P=0.007,P=0.006）。 3.3 遺 伝子タイプと冷 え症 非冷 え 症 群と 冷 え 症 群の ２ 群と UCP-1、β2AR、β3AR、ANG の各 遺伝 子 タ イプ と χ2 検定をしたところ、遺伝子タイプと２群間に統計的 な有 意 差 は認 め ら れ なか っ た（Table 3）。しかしβ3AR 遺伝子の変異の 出現 率 は、非 冷え 症 群２ 例（20％）に対して冷え症群８例（ 47％）であ り 、 非 冷 え 症 群 に 比 べ 冷 え 症 群 で 高 い 出 現 傾 向 が 認 め ら れ た （ χ2、 P=0.160）。
3.3.1 β3AR 遺 伝子 タイプと Hunting Test
冷 え 症 者 の 夏 季 摂 食 前 と 後 の 変 化 を β3AR 遺 伝 子 タ イ プ 別 に 示 す
（Fig 6 ）。Mutant では摂食前と後の ST に有意差が認められた。 Wild
で は ST、WT、dT、DT のすべてにおいて有意差が認められた。
3.4 遺 伝子タイプ別 の体格 因 子と代謝
13
て体 格 因 子を 比 較 し た 。BMI、体脂肪率（Fat%）、LBM はいずれも統計
的な 有 意 差は 認 め ら れな か っ た（Table 4）。各遺伝子を wild と mutant
の 2 群に分けてエネルギー代謝を比較したところ、 REE と PEE はいず れも 有 意 差は 認 め ら れな か っ た（Table 4）。 3.5 β3AR 遺 伝子タイプによる自 律神 経 活 動の評 価 (夏 季 実験 ) β3AR の遺伝子タイプを wild 群（T/T：T 型はトリプトファンであ り W 型とも表示）１７人と mutant 群（T/A,A/A：A 型はアルギニンで あ り R 型とも表示）８人の 2 群に分けて、自律神経活動について検討し た 。 3.5.1 摂 食前と後の自律 神 経バランスの変化 Table 5 と Fig 7 に摂食前と後の HRV の解析値の変化を示す。摂食前
の TOTAL と LF のパワー値は、wild 群と比較して mutant 群で有意に
低値 を 示 した （P＝0.050,P＝0.018）。摂食により LF のパワー値は上昇
し、 そ の 上昇 率 は mutant 群で大きく、摂食後は 2 群間の有意差は見ら
れな く な った(Fig 7.B)。摂食前と後の HF のパワー値は、wild 群と比較
し てmutant 群で低い傾向を示した (Table 5, 中央)。摂食前の PNS index
は mutant 群で高く、SNS index は mutant 群で低い傾向であっ た。摂
食に より PNS index は抑制され SNS index は亢進し、その変化率は
mutant 群で大きく、摂食後は 2 群の差が小さくなった（Table 5、Fig 7.C,D）。
3.5.2 Hunting Test 中 の SNS index と PNS index の変化
摂食 前 と 後の Hunting test 中の SNS index と PNS index の変化を Fig 8 に示した。SNS index は Hunting Test 開始から 10 分目まで低下、 それ 以 降 は上 昇 に 転 じ た(Fig 8-A.C)。PNS index は Hunting test 開始
14
か ら 10 分目まで上昇、それ以降は低下に転じた (Fig 8-B.D)。2 群の比
較で は 、mutant 群は wild 群と比較して SNS index の値が小さく、摂食
前 の Hunting test10 分から 20 分、負荷後、また摂食後の Hunting test
開 始 か ら 10 分、Hunting test 10 分から 20 分、負荷後にそれぞれ有意
差が 見 ら れた（Fig 8-A.C、 P＜0.01～0.05）。また mutant 群は wild 群
と比 較 して PNS index の値が大きく、摂食前の Hunting test 10 分から
20 分、負荷後、また摂食後の Hunting test 開始から 10 分、Hunting test
10 分から 20 分、負荷後にそれぞれ有意差が見られた（ Fig 8-B.D、 P
＜0.01～0.05）。傾向解析の結果から、 wild 群では摂食前の SNS index
と PNS index で 有 意 な 変 化 が 認 め ら れ た （ Fig 8-A.B 、P＝ 0.042、 P=0.006）。
15
4.考察
本 研 究 は、冷え 症 の原 因 を 遺伝 型 適 応 から 検 討 する こ と が 目的 で あ る。 その た め 冷え 症 を「 自覚 症 状」、「 継続 性 」、「 緩 和行 動」の 3 点を併せ持 つ者 と 定 義し 、 季 節 順 応 や 生 活習 慣 に よ る一 過 性 の冷 え と 思 われ る 者は 冷え 症 か ら 除 い た 。 基礎 検 討 とし て 14 人に対し、夏季と冬季に 温度と 湿度 が 同 じ実 験 環 境 下で 、 そ れぞ れ 食 事 摂取 前 と 後に Hunting Test を 実施 し た 。そ の 結 果 Fig4 に示したように、夏季の食事前に冷え症の症 状が 明 ら かで あ る こ とが 確 認 でき た 。 4.1 倹 約型 対 立遺 伝 子を有 する被 験 者の肥満 の欠如 対象 は 基 礎疾 患 を 持 たな い 健 康な ２ ０ 歳 前後 の 女 子学 生 と し た。 日本 人 の 食 事 摂 取 基 準 201539)で 示 さ れ て い る ２ ０ 歳 代 女 子 の 基 準 値 と 比 較 する と 、身長 は 158.0cm に対して、157.7cm とほぼ同じであり、体重も 50.6kg に対して 50.6kg と同様である。Table１に示したように非冷え症 と冷 え 症の BMI、体脂肪率（body fat）、安静時代謝(REE)に有意差は無 い 。 体 重 あた り の 基 礎代 謝 量 は食 事 摂 取 基準 で 示 され た 22.1kcal/kg/日 に対 し て 、本 対 象は 23.0 kcal/kg/日とやや高めであった。これは、本研 究で は 厳 密な 条 件 下 での 基 礎 代謝 は 測 定 でき な か った た め 、 基礎 代 謝に 準ず る も のと し て 安 静時 エ ネ ルギ ー 代 謝（resting energy expenditure： REE）を用いたためと考えら れる。本対象の体型と代謝量は、日本人女 子の ほ ぼ 標準 的 な 値 と考 え ら れる 。 本対 象 で は、 各 遺 伝 子多 型 の BMI と体脂肪率に統計的な有意差は見 られ な か った 。ま た 、各 遺伝 子 多 型の REE と PEE に統計的な有意差は 見ら れ な かっ た 。β3AR 遺伝子変異があると安静時代謝量が 200kcal 低 下 し て い る こ と 21）が 広 く 知 ら れ て い る 。 本 学 上 西 一 弘 教 授 の 文 部 科 学16 省ハ イ テ クリ サ ー チ 研究 報 告 書(1999-2003 年)の図 B3 によれば平均 50 歳の 日 本 人女 性 で は REE が倹約型で有意に低いのに対し（P<0.01）、同 様に 行 わ れた 女 子 大 学生 175 人のデータによれば、β3AR 遺伝子変異の 有無 と REE に差が無いことが確認されている。倹約型多型を有しては いる が 若 年女 性 に 肥 満傾 向 が 無い 一 因 と して 、 日 本の 若 い 女 性の 間 で食 事 制 限 が 行 わ れ て い る こ と が 挙 げ ら れ る 。 国 民 栄 養 健 康 調 査 （ 平 成 20 年）に よれ ば 、 年齢 20-29 歳の若い女性の BMI 実測値は 20.7 であるに も関 わ ら ず 、BMI 19.0 を理想としている 40)［ 資料 5］。さらに、平成 25 年度 国 民 健康 栄 養 調 査に よ れ ば 、女 性 20-29 歳のエネルギー摂取量は僅 か 1,628kcal/day、であり、痩せ（BMI＜18.5）は 21.5％であるのに対 して 肥 満（BMI＞25）は僅か 10.7%とβ3AR の倹約型多型頻度 31%を大 きく 下 回 って い る。多く の 20 歳代女性は体重計を用いて体重を 調節し、 その 結 果 低体 重 は 代 謝量 低 下 も伴 う 。 そ のた め 冷 え症 の 倹 約 型遺 伝 子多 型の 効 果 は肥 満 や REE 変化をともなっていない。 4.2 Hunting Test による非 冷 え症と冷 え症 の明 確な相 違 （夏 季、食事 前 ） Fig 5 は冷え症（16 人）と比較して、非冷え症 （9 人）の被験者は明 らか に 皮 膚温 度 の 回 復が 迅 速 かつ 大 き い こと を 示 して い る 。 浸水 に よる 皮 膚 温 上 昇 時 の 最 高 温 度(WT)と 浸 水 中 の 皮 膚 温 度 上 昇 (dT)は 非 冷 え 症 群 に 比 べ 冷 え 症 群 は 低 下 し 、WT と dT で 有 意 な 低 下 が 認 め ら れ た （Table2、P=0.007,P=0.006）。このように、冷え症の本質的な知見は、 BMI に因らない、寒冷皮膚試験によって検出される（Table1）。 4.3 倹 約型 対 立遺 伝 子の遺 伝子 発 現は環 境に応じて変 化する BMI や 肥 満は 多 くの 遺伝 要 因 によ り 影 響 され 、 そ の一 つ の 要 因と し て
17 β3AR 変 異 が ある 可 能性 を メ タ解 析 は 示 して い る 4 1 ）。し か し その 差 は BMI で 0.2kg/m2 程 度 で あり 、 β3AR 変異が BMI に影響を及ぼすとしても、 その 影 響 は大 き く な いこ と も 示唆 し て い る。 任 意 の 遺 伝 子 型 は 、 個 人 の 生 涯 を 通 じ て 不 変 で あ る 。 し か し mRNA の転 写 に よっ て 示 さ れる よ う に 、 表 現 型 の遺 伝 子 発現 は 環 境 に適 応 する 柔 軟 性 が あ る 42)。肥 満患 者 の 脂肪 組 織 に おけ る 熱 産 生 遺 伝 子（ β3AR 遺 伝子 ）の発 現 の 減少 は β3AR 蛋白質そのものが減少するため、ホルモン やア ド レ ナリ ン の 刺 激の 両 方 への 反 応 が 低下 し て 多型 に 関 係 なく 熱 産生 を活 性 化 する 能 力 は 低下 す る 。本 研 究 で 対象 と し た女 子 学 生 は、 痩 身願 望に よ る 食習 慣 の 偏 りを も っ た集 団 で あ り、 こ の 事が 本 集 団 にお け る遺 伝子 タ イ プの 特 徴 を 見出 す こ とが で き な かっ た 原 因の 一 つ と 考え ら れ る。 4.4 冷 え症と自 律 神 経機 能 障 害の診断 基 準 公式 医 学 用語 に は「 冷え 症 」 がな い ので 、重 症 例 の診 断 は自 律神 経 機 能障 害 と して い る 。冷え 症 の 診断 基 準 は 寺澤 の 基 準 を 基 に し て 36)、冷え の症 状 が 冬季 だ け で はな く 夏 季に も 及 ん でい る こ と、 冷 え の 症状 が 一時 的な も の では なく 1 年以上の長期間継続していること、冷えを緩和する ため の 行 動を し て い るこ と を 条件 と し た 。こ れ に より 、 冬 季 のみ 冷 えの 症状 を 生 じる 季 節 順 応 に よ る と思 わ れ る 者は 除 外 した 。Hunting test 中 の浸 水 部 皮膚 温 は 、 非冷 え 症 群に 比 べ 冷 え症 群 は 低下 し て い るこ と が 著 者ら の 実 験 で も 確 か めら れ （Fig 5）、寒冷刺激に対して皮膚血管の収縮 性が 亢 進 して い る 者 を冷 え 症 群と し て 抽 出す る こ とが で き た 。 4.5 倹 約 型 対立 遺 伝 子およびエネルギー消 費 型 対 立 遺伝 子の人 類学 UCP-1、β2AR、β3AR、ANG のすべての遺伝子多型は単独では冷え
18 症の 出 現 頻度 に 有 意 差は 認 め られ な か っ た。し かし β3AR の変異の割合 は非 冷 え 症群 は 20％に対し、冷え症群では 47％と高い出現率を示した （Table3）。これは冷え症の要因としてβ3AR 遺伝子が関与している可 能性 を 示 すも の で あ る 。６４ 番 目が Arg に変異したβ3AR の倹約対立遺 伝子 は 、 熱帯 の 哺 乳 動物 が 飢 餓を 生 き 抜 くた め に 、エ ネ ル ギ ーを 倹 約 し て脂 肪 と して 蓄 え る 有利 な 遺 伝子 、 す な わち 飢 餓 耐性 の 遺 伝 子と し て進 化し た も のと 考 え ら れ て い る 19) 42)。 Table 3 のβ2・β3AR の倹約型対立遺伝子は、ヒト以外の霊長類の 100％で発見されている 23）。 こ れ は、 温帯 と 飢 餓へ の 適 応 反応 と い う点 で、 冷 え 症体 質 者 が 持つ 特 性 と一 致 し て いる 。 動 物実 験 で は 、慢 性 的な 寒冷 暴 露 で褐 色 脂 肪 細胞 と 白 色脂 肪 細 胞 の β3AR が増加すること 43) 44)、 β3 アゴニストを投与すると皮膚 血流45)や膵 ラ ン ゲル ハ ン ス 島の 血 流 が 増加 す る こと 46)が 確認 さ れ てい る 。β3AR が末梢血管に実在し、弛緩反 応を 起 こ す 事 27)－30)、特 に 寒 冷刺 激 に よ り、 交 感 神経 が ノ ル アド レ ナリ ンを 分 泌 して 皮 膚 等 の微 小 循 環に 変 化 を 与え る こ と を 示 し て いる 。 ANG 遺 伝子 の 変 異 が ある と 塩 分が 少 な い 環境 下 で は塩 分 を 体 内に た め込 む と 同時 に 脂 肪 蓄積 に 有 利な 働 き を する が 、 塩分 を 過 剰 に摂 取 する と高 血 圧 にな り や す い 19）34）。Table 3 下部に示したほぼ有意な結果は （P=0.055）、肥満を含むいくつかのメカニズムによって、冷え症の発症 に ANG 遺伝子の変異が関 係していることを示唆している 33）。 4.6 冷 え 症 の自 律 神 経機 能 次に 冷 え の発 症 機 序 を解 明 す るた め に 、 β3AR の遺伝子多型から wild （ 熱 発 生 型 ） 群 と mutant（倹約型） 群の２群に分けて、 自律神経活動 につ い て 検討 し た 。 自律 神 経 活動 は 摂 食 によ り 変 動し 、 食 後 90 分では
19
心臓 交 感 神経 活 動 は 有意 に 亢 進し て い る 47）。本 研究 で は 摂 食の 影 響 をみ
るた め に 摂食 前 と 後 の自 律 神 経活 動 を 測 定し た（Table 5、Fig 5）。摂食
前 の TOTAL と LF 値は、wild 群と比較して mutant 群は有意に低い値
で あ っ た （Fig 5 A.B）。 摂食 後は こ のよ うな 違い は 明確 では なく な っ た。 健 康 な男 子 21 人の結果では、安静時の TOTAL パワーは mutant 群で 有 意 に低 下 し て おり 、 姿 勢変 化 後 （ 仰臥 → 立 位） は ２ 群 の差 が 見ら れな く な った と 報 告 され て いる 31)38)47)。これ は 変 異群 に お け る生 理 的変 化に 対 す る低 い 自 律 神経 活 動 に起 因 し て いる と 考 えら れ る 。 本研 究 結果 で、摂 食後 よ り 摂食 前に ２ 群 の違 い が 現 れた こ と は、β3AR の倹約型遺 伝 子 多 型 があ る と 空 腹状 態 で より 大 き く 自律 神 経 活動 が 抑 制 され る こと を示 す も ので あ り、β3AR の倹約型多型は飢餓に対する適応遺伝子であ ると の 推 測を 裏 付 け るも の と 考え ら れ る 。ま た 冷 え症 体 質 者 でみ ら れる 自律 神 経 症状 は 、 疲 労感 、 頭 重感 、 肩 こ りな ど の 副交 感 神 経 性の 症 状が 多い 事 が 特徴 で あ る が 3)4)13)、 今回 の 結 果か ら mutant 群で PNS index が高 い 傾 向を 示 し た こと は こ れを 裏 付 け るも の と 考え ら れ る 。
本 研 究 で 実 施 し た Hunting test は 寒 冷 血 管 拡 張 反 応 (cold-induced
vasodilation:CIVD)を誘発する 48）【 資 料 6】。皮膚血流は寒冷刺激によ り減 少 す るが 、 極 端 な低 温 の とき は 例 外 的に 寒 冷 血管 拡 張 反 応を 生 じて 皮膚 血 流 は上 昇 す る 。こ の 反 応は 血 流 が 途絶 え た こと に よ る 組織 の 壊死 を防 ぐ た めの 生 理 的 役割 と さ れて い る。微小 神 経 電図 法 に よ る検 討 か ら、 寒冷 刺 激 によ り 皮 膚 温が 低 下 する 最 初 の 時期 は SSNA が増加し、皮膚温 が 上 昇 す る 時 期 に は SSNA は減 少 し て いる こ と が 明 らか に され て い る 49）。本 研 究 では SSNA を直接測定していないため、心拍変動を用いた方 法で 心 臓 交感 神 経 の 活動 を 測 定す る こ と で間 接 的 に SSNA を評価した。 日本 人 男女 25 名（19-32 歳）の足趾の氷水侵漬時の寒冷血管反応の検討
20 から 、 冷 え症 で は 寒 冷血 管 反 応が 低 下 し て お り 、 その 背 景 と して 皮 膚交 感神 経 が 亢進 状 態 に ある こ と が示 唆 さ れ てい る 50)。本研 究 で は、β3AR 変異 保 有 者で は 心 臓 交感 神 経 活動(=SNS index)が低いことに注目し、冷 え 症 者 に お け る 寒 冷 血 管 拡 張 反 応 の 低 下 と β3AR の 変 異 を 関 連 付 け て 検討 し た。そ の結 果 、mutant 群では wild 群と比較して冷水負荷により 抑制 さ れ た心 臓 交 感 神経 活 動 の回 復 が 遅 延し 、 ２ 群に 有 意 差 が認 め られ た （Fig 6-A.C）。すなわち皮膚交感神経の緊張が冷水負荷解除後も持続 する こ と が寒 冷 血 管 拡張 反 応 の 低 下 と 関 連し て い るこ と が 示 唆さ れ た。 4.7 冷え症と代 謝の低下 本 対 象 者 は 夏 季 と 比 較 し て 冬 季 に 体 脂 肪 量 が 増 加 す る こ と を 考 慮 し て 、LBM 当た り の 代謝 量 で比 較 した 。 その 結 果、 冷 え症 と 代謝 の 低下 との 関 係 は証 明 さ れ なか っ た 。し か し デ ータ を 精 査し て み る と、 非 冷え 症 群 に 対 し て 冷 え 症 群 は REE （ 31.35 ± 2.96 v.s. 30.45 ± 4.62Kcal/day/LBM ） と PEE(36.71 ± 2.91 v.s. 34.02 ± 5.28Kcal/day/LBM)はわずかに 低下して いることか ら、冷え 症の要因 と して 代 謝 の低 下 を 否 定す る こ とは で き な い。 ま た Fig 6 に示したように、冷え症者の食事摂取前と後の Hunting
Test の変化はβ3AR の変異保有の有無で異なっている。mutant 群は食
事摂 取 の 影響 を 受 け ない が 、wild 群は食後の Hunting Test の温度が有
意に 高 く なり CIVD が亢進している。これは冷えの原因が mutant 群は
β3AR 遺 伝 子 変 異 が も た ら す 交 感 神 経 の 影 響 で あ る の に 対 し て 、 wild 群は 代 謝 の低 下 が 影 響し て い るこ と を 示 して い る かも し れ な い。
冷え の 原 因は 複 合 的 であ り 、 遺伝 要 因や 生活 習 慣 、加 齢 によ る生 理 的 変化 な ど 多く の 要 因 の影 響 を 受け る 。 ま た寒 冷 刺 激に 対 す る 人体 の 感受
21 性は そ の 人が 持 つ 熱 容量 や 皮 膚血 流 量 の 絶対 値 に も影 響 さ れ 、室 温 、季 節、 食 事 、性 周 期 な どに よ っ ても 変 動 す る。 本 実 験は こ れ ら の変 動 要因 を可 能 な 限り 除 い た 条件 下 で 行っ た 。 冷 え症 体 質 と遺 伝 子 タ イプ に 統計 的な 有 意 差が 見 い だ せな か っ たこ と は 、 冷え の 原 因は 単 一 で はな く 、 β 3AR の 遺 伝 子 タ イ プ で 説 明 で き る の は 冷 え の 原 因 の 一 部 で あ る こ と を 示し て い ると 考 え ら れる 。 冷え 症 者 では 特 定 の 部位 を 冷 たい と 感 じ 、実 際 そ の部 位 の温 度が 低 下 して い る 。今 回 の 結 果か ら Hunting test 中の乱調反応時（皮膚温度の 変動 が 繰 り返 さ れ る 現象 ） の 浸水 部 皮 膚 温は 、 冷 え症 体 質 者 では 非 冷え 症体 質 者 より 低 い 温 度で 推 移 して い る （Fig 5）。冷え症では寒冷血管拡 張反 応 CIVD が抑制され、これは β3AR 遺伝子変異が引き起こす交感神 経の 反 応 性の 低 下 に 起因 す る と 推 定 し た 。す な わち 冷 え症 体 質の 本 態 は、 人類 が 寒 冷・ 飢 餓 状 態を 生 き 抜く た め に 、血 液 の 再配 分 に よ り体 幹 部へ の血 流 を 増や し 、 体 表面 か ら の放 熱 を 防 ぐた め に 備わ っ た 寒 冷耐 性 機能 の作 用 の 結果 で あ る と考 え ら れる 。 4.8 本 研 究の限 界とβ3AR の心 臓血 管 系 における機能 Fig 5 に長いエラーバーで示したように若い女性の心拍 は分散が大き く、β3AR と ANG 遺伝子の多型が合併している頻度は 、 冷えのないも の 20％（2/10 被験者）に対して冷えを持つもの 47％（8/17 被験者）で あり 、 ほ とん ど 有 意 水準 に 達 して い な い 。こ れ は 対象 者 の 数 が少 な いた めと 考 え られ る 。 心 拍変 動 の パワ ー ス ペ クト ル 解 析を 使 用 し て心 臓 の自 律神 経 系 の活 動 を 推 定す る こ とは 、 ま だ 決定 的 で はな い 38）。 したがっ て筆 者 ら の結 果 は 、 新し い 実 験事 実 と 今 後の 研 究 で明 ら か に され る べき であ る 。我 々の 結 果 から 、変 異 群の PNS index の増加はほぼ有意水準で
22 ある た め 、 冷 え 症 の 被験 者 が 自律 神 経 機 能障 害 を 持っ て い た こと を 支持 する こ と がで き る （Table 5）。本研究は、しばしば診療所で発見される 重度 冷 え 症の よ う に 、冷 え 症 と β3AR 倹約型多型保持者 は低い心臓交感 神経 活 動(=SNS index、P=0.069, Table 5 下部)を持っている可能性があ ると い う 事実 を 注 目 した 。 事 実、 心 電 図 の RR 間隔からパワースペクト ル を 求 め 解 析 し た 心 臓 の 自 律 神 経 活 動 は β3AR 倹 約 型 変 異 に よ っ て 低 下す る こ とも 解 明 さ れて い る 31)32)。交 感 神経 制 御 の減 少 に よ る局 所 的な 現象 は 、 疲労 、 不 眠 、頭 痛 、 皮膚 の 微 小 循環 の 血 管拡 張 と は 無関 係 の多 くの 他 の 徴候 を 伴 う 全身 の 冷 えに 影 響 を 及ぼ す 可 能性 が あ る 。冷 え 症の 被 験 者 は 明 ら か に 非 冷 え 症 の も の と 比 較 し て 血 管 拡 張 の 減 少 を 示 し た （Table 2）。寒冷血管拡張反応のメカニズムは 15)17)ま だ 議 論の 余 地 があ る 。 本 研 究 の 最 大 の 問 題 点 は 脂 肪 細 胞 に 固 有 と 考 え ら れ て き た β3AR と その 遺 伝 子多 型 が な ぜ、 血 管 の反 応 や 心 電図 に 影 響を 与 え た のか と いう 点で あ る。し かし 、最近 に な って 、β3AR が心筋と血管平滑筋でも発現 し 、機 能 して い る こ とが 明 ら かに な っ た 27)－30）点で あ る 。す な わ ち 、血 管 内 皮 細 胞、 血 管 平 滑 筋 、 心 筋の ３ 箇 所 で β3AR の蛋白質が証明され、 特異 的 作 動薬 に よ っ て活 性 を 現す の で あ る。 そ の 分子 機 構 の 解明 は 本研 究 の限 界 を 超え る が 、 血管 内 膜 のβ3AR を介して一酸化窒素（NO）と 内 膜 由 来 過 分 極 因 子 （EDHF）が産生され、血管平滑筋に伝 えられる一 方、血 管平 滑 筋に も β3AR 存在がして cAMP を介して弛緩を起こす 29)。 さ ら に 本 論 文 で 扱 っ た β3AR の倹 約型 遺伝子多 型（ mutant）は非肥 満 日 本人 の 循 環器 に 影 響 し熱 発 生 型多 型 （wild）に加えて有意に高血圧を 起こ し 易 く（P<0.01）心拍数も多い(P<0.05)30)。手の 皮 膚の 微小 循 環 の 動 静 脈 吻 合 （AVA） は、体温調節の血流 の重要な決定因子で あ る。吻合
23 は 筋 層 を 含 む 複 雑 な 構 造 を し て い る こ と か ら 本 研 究 の β3AR の 関 与 は 排除 で き ない も の の 、吻合 の 支 配的 な 受 容体 は α2AR である 51）。β3AR がア ド レ ナリ ン 作 動 薬で 動 脈 拡張 を 起 こ すと い う 事実 27) 28)はあ り 、心 電 図 パ ワ ー ス ペ ク ト ル 解 析 に よ る 心 臓 の 自 律 神 経 活 動 は β3AR 倹 約 型 変 異に よ っ て低 下 す る こと も 解 明さ れ て い るが 31) 32)、こ れ ら の 心臓 血 管系
にお け る β3AR の変異の影響と本研究の冷え症による Hunting test の 寒冷 血 管 拡張 反 応 変 化と の 関 連は 今 後 の 課題 と し て残 さ れ た 。
24
5.結論
健 康 な 若年 女 性 を 対象 と し 、冷 え 症 と 非冷 え 症 の２ 群 に 分 け、 肥 満関 連遺 伝 子 と高 血 圧 関 連遺 伝 子 の変 異 の 出 現頻 度 と 、冷 水 負 荷 時の 浸 水部 皮膚 温 の 変化 を 検 討 した 。その 結 果、冷 え症 体 質 者で は β3AR 遺伝子の 倹約 遺 伝 子多 型 の 出 現率 が 高 く、 冷 水 負 荷に 対 し て寒 冷 血 管 拡張 反 応が 抑制 さ れ てい る こ と がわ か っ た。ま た、β3AR 遺伝子の倹約遺伝子多型 群で は 冷 水負 荷 に よ り抑 制 さ れた 心 臓 交 感神 経 活 動の 回 復 が 遅い こ と、 すな わ ち 皮膚 交 感 神 経の 緊 張 が冷 水 負 荷 解除 後 も 持続 す る こ とが 寒 冷血 管拡 張 反 応の 低 下 と 関連 し て いる こ と が 示唆 さ れ た。β3AR 遺伝子は脂 肪細 胞 だ けで な く 、 血管 、 心 臓で も 発 現 され て お り、 そ の 多 型は 血 圧、 心拍 等 に 影響 す る 。 心電 図 の パワ ー ス ペ クト ル 解 析 か ら 心 臓 の 自 律 神経 活動 は β3AR 倹約型変異によって低下することは既知である。以上から、 冷 え 症 は β3AR 遺 伝 子 倹 約 遺 伝 子 多 型 が 引 き 起 こ す 交 感 神 経 の 反 応 性 の低 下 に 起因 す る 可 能性 が 示 唆さ れ た 。25
謝辞
実 験 協 力者 と し て 実験 に 参 加し 、 貴 重 なデ ー タ を提 供 し て くだ さ いま した 埼 玉 県立 大 学 短 期大 学 部 衛生 技 術 学 科の 元 学 生の み な さ まに 深 く感 謝申 し 上 げま す 。 冷え 症 体 質の 検 討 を 始め て 以 来 、 こ の間 ずっ と 背 中を 押 し 続 けて い た だき ま し た 女 子 栄 養 大学 保 健 セン タ ー 所 長の 荒 木 英爾 先 生 に 深く 感 謝申 し上 げ ま す。 遺伝 子 の 解析 で 多 大 なる ご 協 力を い た だ きま し た 、女 子 栄養 大学 医 化 学研 究 室 大学院修了生の 石井由香氏に感謝申し上げます。 何 倍 も の 時 間 が か か っ て し ま い ま し た が 、 最 初 か ら 変 わ る こ と な く 、 教育 者 と して 研 究 者 とし て 最 高の 指 導 を して い た だき ま し た 女子 栄 養大 学副 学 長・医 化学 研 究室 の 香 川靖 雄 先 生 に 心 か ら の感 謝 を 申 し上 げ ま す。 最後 に な りま す が、 女子 栄 養 大学 で 学 ぶ 機会 に 恵 まれ 、 たく さん の 方 に温 か く 受け 入 れ て いた だ き 、学 ぶ 場 所 を提 供 し てい た だ き まし た こと を感 謝 申 し上 げ ま す 。26
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Table 1. Physical characteristics of subject groups( before a meal in summer) Variables Total Without cold With cold P value Number of subject BMI Fat(%) REE(Kcal/day/LBM) R-Rinterval(msec) Number of subject SBP(mmHg) DBP(mmHg) Body temperature(℃) 27 20.4±2.5 24.9±5.0 30.78±4.04 1.00±0.19 22 99.6±9.5 59.8±8.1 36.3±0.4 10 17 20.5±1.6 20.3±2.9 25.0±2.8 24.9±6.1 31.35±2.96 30.45±4.62 0.94±0.11 1.03±0.22 9 13 103.7±8.1 96.7±9.7 62.3±9.5 58.1±6.8 36.4±0.4 36.3±0.4 0.818 0.943 0.585 0.237 0.090 0.233 0.442
REE: resting energy expenditure, SBP:systolic blood pressure,
DBP: diastolic blood pressure, Body temperature:tempereture of the eardrum Analysis the number of SBP, DBP and Body tempereture is 22 cases.
Table 2. Changes in immersed skin temperature during the Hunting test ( before a meal in summer) Temperature(℃) without cold (n=9) with cold (n=16) P value
ST 34.37±1.51 33.57±1.62 0.237
BT 1.49±1.95 1.24±2.26 0.789
WT 15.52±6.27 8.06±1.74 0.007
dT 14.03±5.21 7.68±1.83 0.006
DT 32.89±2.22 33.20±1.72 0.700
ST: start temperature, BT: bottom temperature, WT: warm temperature dT:WT-BT, DT:ST-BT （Measuring point is shown in Fig.2）
Table 3. Frequencies of polymorphisms of UCP-1,β2-AR,β3-AR,and ANG genes in female students with or without cold constitution.
Genotypes P value(χ2test)
A3926G,Uncoupling protein gene A/A A/G G/G without cold constitution (n=10) 1(10) 6(60) 3(30) with cold constitution (n=17) 5(29) 9(53) 3(18) Arg16Gly,β2-adrenergic receptor gene A/A A/G G/G without cold constitution (n=10) 1(10) 7(70) 2(20) with cold constitution (n=17) 4(24) 6(35) 7(41) Trp64Arg,β3-adrenergic receptor gene T/T T/A A/A without cold constitution (n=10) 8(80) 2(20) 0(0) with cold constitution (n=17) 9(53) 6(35) 2(12) Met235Thr,The angiotensinogen gene M/M M/T T/T without cold constitution (n=10) 2(20) 2(20) 6(60) with cold constitution (n=17) 0(0) 4(24) 13(76)
0.241
0.382
0.160
0.055
Table 4. Physical characteristics in wild and mutant types of UCP-1,β2-AR, and β3-AR polymorphisms.
Genotype Variables Total
wild mutant P value wild mutant P value wild mutant P value
Number of subject 27 6 21 5 22 17 10 Height (cm) 157.7±5.1 156.0±6.5 158.2±4.7 0.338 158.9±3.7 157.5±5.4 0.592 157.6±5.0 158.0±5.4 0.815 Weight (kg) 50.6±6.4 53.6±7.1 49.81±6.2 0.213 47.4±8.0 51.4±6.0 0.212 50.7±6.6 50.6±6.6 0.988 BMI 20.4±2.5 22.0±2.7 19.9±2.2 0.057 18.8±3.7 20.7±2.1 0.126 20.4±2.2 20.3±3.0 0.963 Fat (%) 24.9±5.0 27.8±5.0 24.1±4.9 0.119 21.4±6.4 25.7±4.5 0.088 25.2±4.4 24.5±6.2 0.748 LBM (Kg) 37.8±3.2 38.5±3.5 37.6±3.2 0.550 36.8±3.2 38.0±3.2 0.458 37.7±3.2 37.9±3.3 0.858 REE (Kcal/day/LBM） 30.78±4.04 28.76±6.23 31.36±3.16 0.169 26.64±6.99 31.72±2.44 0.180 30.91±2.72 30.56±5.83 0.833 PEE (Kcal/day/LBM） 35.01±4.67 32.75±7.39 35.66±3.57 0.182 29.74±7.93 36.21±2.64 0.142 35.72±2.81 33.81±6.82 0.416 UCP-1 β 2-ＡＲ β 3-ＡＲ
LBM: lern body mass, REE: resting energy expenditure, PEE: postprandial energy expenditure
Table5. ECG R-R interval power spectral analytical results in wild and mutant types of β3-AR polymorphisms before and after meal.
Parameters Before a meal After a meal
Wild Mutant P value Wild Mutant P value
Number of subject 17 8 17 8 TOTAL(ms2) 389.7±660.9 49.1±21.3 0.050 310.3±466.3 155.9±200.5 0.382 LF (ms2) 144.6±194.0 20.2±10.3 0.018 162.0±262.0 99.8±164.4 0.546 HF (ms2) 245.1±480.3 28.9±17.1 0.082 148.3±244.3 56.1±39.8 0.148 PNS index 0.495±0.145 0.602±0.117 0.082 0.452±0.060 0.502±0.201 0.511 SNS index 1.275±0.702 0.757±0.440 0.069 1.631±1.064 1.427±1.122 0.665 LF：0.04-0.15Hz, HF：0.15-0.4Hz, TOTAL：LF+HF, PNS index：HF/TOTAL, SNS index：LF/HF
