低 強 度 運 動 に よ る 脳 由 来 神 経 栄 養 因 子 と 脳 活 動 の 変 化
水 池 千 尋＊ , 1 )
， 福 田 寛 二２ ）
， 上 田 昌 美２ ）
， 本 田 憲 胤２ ）
合 田 明 生１ ） ３ ）
， 小 松 洋 亮１ ） ４ ）
， 大 城 昌 平 1 )
1 )
聖 隷 ク リ ス ト フ ァ ー 大 学 ，2 )
近 畿 大 学 医 学 部 附 属 病 院 ，3 )
協 立 十 全 病 院
４ )
県 西 部 医 療 セ ン タ ー
背 景
中 強 度 運 動 に よ る 認 知 機 能 の 維 持 ・ 改 善 効 果 が 多 く 報 告 さ れ て い る ． 運 動 と 認 知 機 能 改
善 を 媒 介 し て い る 変 数 と し て ， 神 経 可 塑 性 を 促 進 す る BDNF(Brain-Derived Neurotrophic
Factor;脳 由 来 神 経 栄 養 因 子 )が 考 え ら れ る ．BDNF は ，主 に 中 枢 神 経 系 か ら 神 経 活 動 依 存 性
に 放 出 さ れ ， 血 液 脳 関 門 を 通 過 し ， 末 梢 血 液 中 に も 流 出 す る ． 脳 血 流 増 加 は 局 所 の 神 経 活
動 亢 進 を 反 映 し て お り ， 運 動 中 に は 前 頭 前 野 領 域 や 海 馬 で 血 流 増 加 が 生 じ る こ と が 報 告 さ
れ て い る ． 以 上 よ り ， 運 動 に よ り 脳 血 流 増 加 （ 神 経 活 動 亢 進 ） が 生 じ ， BDNF が 放 出 さ れ ，
神 経 可 塑 性 が 促 進 さ れ る こ と で ， 認 知 機 能 の 維 持 ・ 改 善 効 果 が 生 じ る も の と 予 測 さ れ る ．
運 動 を 高 齢 者 へ 適 応 す る 際 に は ， 身 体 に ス ト レ ス が か か ら な い 低 強 度 運 動 が 推 奨 さ れ て
お り ，低 強 度 運 動 で も BDNF 増 加 の ト リ ガ ー と な る 脳 血 流 増 加 が 生 じ る の か を 明 ら か に す る
必 要 が あ る ．
目 的
認 知 機 能 の 維 持 及 び 改 善 に 対 す る 低 強 度 運 動 の 有 効 性 を ，脳 血 流 を 指 標 と し て 検 討 す る ．
方 法
・ 若 年 成 人 男 性 を 対 象 に ， 低 強 度 運 動 が 脳 血 流 に 及 ぼ す 影 響 を 検 討 す る た め ， カ ル ボ ー ネ
ン の 式 よ り 求 め た 低 強 度 (30%HRm a x)の 自 転 車 漕 ぎ 運 動 を 行 っ た ．
・ 運 動 時 の 前 頭 前 野 領 域 の 脳 血 流 を 近 赤 外 線 分 光 法 に よ る 光 ト ポ グ ラ フ ィ 装 置 ETG− 7100
（ 株 式 会 社 日 立 メ デ ィ コ 製 ） を 用 い て 測 定 し ， 運 動 時 の 脳 血 流 の 変 化 を 観 察 し た ．
・ 独 立 成 分 分 析 を 用 い て ， 光 ト ポ グ ラ フ ィ 測 定 デ ー タ か ら 皮 膚 血 流 の 影 響 を 除 去 し た ．
結 果
・ 光 ト ポ グ ラ フ ィ の 脳 血 流 測 定 デ ー タ で は ， 運 動 負 荷 の 変 化 に 伴 っ て 一 過 性 に 減 少 し ， そ
の 後 ， 安 静 時 値 よ り も 増 加 す る 波 形 を 示 し た ．
・ 独 立 成 分 分 析 を 用 い て ， 測 定 デ ー タ か ら 皮 膚 血 流 成 分 の 除 去 を 行 う と ， 波 形 の 大 き な 変
動 が 軽 減 し ， 脳 血 流 の 直 線 的 な 増 加 が 観 察 さ れ た ．
考 察
本 研 究 で は ， 低 強 度 運 動 に よ り 前 頭 前 野 領 域 の 血 流 増 加 傾 向 が 確 認 さ れ た ． よ っ て 脳 血
流 増 加 領 域 の 神 経 活 動 亢 進 に よ り BDNF が 放 出 さ れ ， 末 梢 血 液 中 で も BDNF が 増 加 し て い る
可 能 性 が あ る ． 運 動 を 高 齢 者 へ 適 応 す る 際 に は ， 身 体 に ス ト レ ス が か か ら な い 低 強 度 運 動
が 推 奨 さ れ て お り ， 今 回 の 結 果 は ， 低 強 度 運 動 が 高 齢 者 の 認 知 機 能 の 維 持 ・ 改 善 に 有 効 で
か つ 安 全 な 介 入 方 法 で あ る 可 能 性 を 示 唆 し て い る ．
今 回 の 結 果 を 受 け ，次 の ス テ ッ プ と し て ，運 動 前 後 に 採 取 し た 血 液 か ら 血 清 BDNF 量 を 測
定 し ，運 動 に 伴 う BDNF 量 の 変 化 を 検 討 す る ．（ 血 清 BDNF 測 定 に 関 し て は 現 在 研 究 進 行 中 で
あ り ， 近 畿 大 学 医 学 部 附 属 病 院 に て ， 2011 年 5 月 中 旬 よ り 測 定 開 始 予 定 で あ る ）
学 会 発 表
○ 独 立 成 分 分 析 （ ICA） を 用 い た 低 運 動 負 荷 時 の 前 頭 前 野 血 流 の 検 討 ． 第 31 回 バ イ オ メ カ
ニ ズ ム 学 術 講 演 会 SOBIM2010． 2010（ 静 岡 ）
○ 独 立 成 分 分 析 を 用 い た 低 運 動 負 荷 時 の 前 頭 前 野 血 流 の 検 討 ,日 本 生 体 医 工 学 会 BME ON
DEMENTIA 研 究 会 ． 2010（ 東 京 ）
