博士論文要旨
論文題名：有酸素性トレーニングによる新規血管内皮由来
NO 産生調節物質の増加が動脈硬化低下効果に及ぼす影響
立命館大学大学院スポーツ健康科学研究科 スポーツ健康科学専攻博士課程後期課程 フジエ シュンペイ 藤江 隼平 背景：加齢や肥満にともない動脈硬化度は増大するが，有酸素性トレーニングは動脈硬化 度を軽減させる．有酸素性トレーニングによる動脈硬化改善効果の機序として，血管内皮細 胞から産生される血管拡張物質・一酸化窒素（nitric oxide：NO）の増大が関与すると報告さ れている．近年，NO 産生調節物質として，血管内皮細胞に発現している apelin や adropin が 同定された．しかしながら，健常および肥満中高齢者における有酸素性トレーニングが NO 産生の増大を介した動脈硬化度の低下に apelin および adropin が関与するか否かは明らかで ない． 目的：本研究は，加齢および肥満にともなう動脈硬化度の増大を有酸素性トレーニングが 低下させるメカニズムに NO 産生調節物質である apelin および adropin が関与するか否か明 らかにすることを目的とした． 方法および結果：研究課題 1 および 2 において，健常な中高齢者の有酸素性トレーニン グ（1 日 45 分，60-70% V．O2peak，週 3 回，8 週間）は apelin および adropin のどちらも血中濃度を増大させ，血中 NOx 濃度の増加および動脈硬化度の低下と関連することを明らかにし た．また，有酸素性トレーニングによる血中 apelin 濃度の増大は肥満者で報告されているた め，研究課題 3 では，肥満者を対象とした有酸素性トレーニング（1 日 45 分，60-70% V．O2peak， 週 3 回，8 週間）による血中 adropin 濃度を検討した結果，有意な増大を示した．さらに， 有酸素性トレーニングによる apelin の増大は動脈血管に対して，Akt/eNOS を介して NO 産 生を増大させることが明らかになっていることから，有酸素性トレーニングの adropin の血 中濃度増大による動脈硬化度の低下機序を解明するために，研究課題 4 および 5 にて老齢 （回転車輪を用いた自発走運動を 12 週間）および肥満（60 分/日，5 回/週，25m/分スピード で 8 週間のトレッドミル走）モデル動物を用いて検討した結果，加齢によって adropin の血 管弛緩作用は低下するが，有酸素性トレーニングの実施により増大すること，動脈血管の adropin 産生，NO 産生および Akt リン酸化は加齢や肥満により低下したが，有酸素性トレ ーニングにより増大したことを明らかにした．
結論：本研究の結果から，有酸素性トレーニングによる動脈血管の NO 産生の増大を介し た動脈硬化度の低下に，apelin および adropin が関与する可能性が示唆された．さらに，有 酸素性トレーニングによる動脈血管の adropin mRNA の増大が血中 adropin 濃度の増大に影 響しており，その結果，動脈血管の Akt / eNOS リン酸化亢進を介した NO 産生の増大に関 与している可能性が示唆された．
Abstract of Doctoral Thesis
Title：Aerobic training-induced increases in nitric oxide
regulatory hormones and decreases in arterial stiffness
Doctoral Program in Sport and Health Science Graduate School of Sport and Health Science Ritsumeikan University
フジエ シュンペイ FUJIE Shumpei
Introduction
Aging or obesity-induced arterial stiffening decreases following aerobic exercise training and increased nitric oxide (NO) production contributes to this effect. Apelin and adropin regulate endothelial NO synthase (eNOS) in endothelial cells, promoting NO production. However, it is unclear whether the change in apelin or adropin level is associated with exercise training-induced elevation of endothelial NO production and a reduction in arterial stiffness.
Purpose
This study examined whether changes in apelin and adropin levels are related to aerobic exercise training-induced increases in endothelial NO production and decreases in arterial stiffness.
Methods and Results [Study 1]
Aerobic exercise training increased plasma apelin level and the increase was associated with the change in NO production and arterial stiffness in healthy middle-aged and older adults. [Study 2]
Aerobic exercise training increased serum adropin level and the increase was associated with the change in NO production and arterial stiffness in healthy middle-aged and older adults. [Study 3]
Serum adropin level decreased and arterial stiffness increased with obesity. Furthermore, aerobic exercise training increased serum adropin level and the increase was associated with the change in NO production and arterial stiffness in obese middle-aged and older adults.
[Study 4]
Adropin mRNA in the aorta decreased with aging, however it increased with aerobic exercise training. Aerobic exercise training increased arterial adropin level, eNOS phosphorylation, NO production, Akt phosphorylation, and endothelium-dependent vasodilation in aged mice. [Study 5]
Arterial adropin level, eNOS phosphorylation, NO production, and Akt phosphorylation decreased with obesity; however, it increased with aerobic exercise training in obese rats.
Furthermore, arterial stiffness increased with obesity; however, it decreased with aerobic exercise training in obese rats.
In conclusion, these human and animal experiments indicated that apelin and adropin were related to aerobic exercise training-induced decreases in arterial stiffness due to increased arterial NO production.
