糖尿病に対する運動療法の最前線

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(1)理学療法学第 508 43 巻第 6 号 508 ∼ 513 頁（2016 年）理学療法学第 43 巻第 6 号. 理学療法トピックスシリーズ「内部障害に対する運動療法の最前線」. ＊. 連載第 3 回糖尿病に対する運動療法の最前線. 井垣誠 1）. はじめに. 体（glucose transporter 4：GLUT4）が筋細胞膜へトラン 2）。スロケーションされて糖取りこみが促進される（図 2）. 数年ごとに登場してくる糖尿病新薬ほどではないが，. 運動療法の積み重ねによるトレーニング効果，すなわ. 糖尿病に対する運動療法もメカニズムの解明に加え，ア. ちインスリン抵抗性の改善は運動療法のもっとも重要な. プローチの方法が変化してきている。1 回につき 20 分. 目的となる。インスリン抵抗性の改善は，糖尿病だけで. 以上の有酸素運動を週 3 回以上行うことや，1 日 1 万歩. なくメタボリックシンドローム，高血圧，脂質異常症，. を歩くということは，今も間違ってはいない指導方法で. 非アルコール性脂肪性肝疾患などの生活習慣病の予防と. ある。しかしながら患者の様々な病態や社会背景によ. 改善に寄与する。最近では，骨格筋から産生，分泌され. り，それらのプログラムを適応できる患者は限られてし. るマイオカインに関する研究が進んでいる。マイオカイ. まい，指導方法が運動療法の継続率の低さを招いていた. ンのひとつである interleukin-6（IL-6）は，AMPK 活性. ともいえるかもしれない。近年，運動療法は計画的に行. 化を介して筋での糖取りこみや脂肪酸酸化を促進させる. われる狭義の運動，生活活動，両者を併わせた身体活動. 3）ことが報告されている。このほか，運動はインクレチ. 1）というように用語が定義され（図 1），患者に求める. ン（glucose-dependent insulinotropic polypeptide：GIP,. 行動変容が明確になったと思われる。そして，持続血. glucagon-like peptide 1：GLP-1）分泌を促進し，グル. 糖測定（continuous glucose monitoring：以下，CGM）. コースに対するインスリン分泌を増加させ，糖代謝を改. を行い，運動療法の詳細な血糖変動を評価した研究が多. 善させることが報告されている. くみられている。さらに，高齢糖尿病患者の急増に伴って，サルコペニア，フレイルといった病態が注目され，. 4）. 。. 最大酸素摂取量と 2 型糖尿病. 運動機能の評価やレジスタンス運動の重要性が論じられ. 有酸素運動は最大酸素摂取量を増加させ，インスリン. るようになった。本稿では最近話題となった研究を紹介. 抵抗性も改善させることができる。したがって，最大酸. し，糖尿病に対する運動療法について述べる。. 素摂取量の多い人は 2 型糖尿病を発症するリスクは低い. 運動療法による血糖降下のメカニズム. と考えられる。そして，最大酸素摂取量は数回の有酸素運動を実施しただけでは変化せず，長期間にわたる運動. 運動療法は，急性効果として血糖降下作用を期待でき. の継続によって増加するので，HbA1c と同じような意. る。近年，食後高血糖は血管内皮に影響を与えて動脈硬. 味をもつといわれている。. 化の進展リスクへとつながるため，食後の血糖上昇を抑. 日本人男性 4,747 人を対象とした Sawada らのコホー. 制して血糖値の日内変動を少なくすることが重要である. ト研究では，最大酸素摂取量の測定値によって 4 群に分. とされる。運動による急性血糖降下のメカニズムは，筋. 類し，その後，14 年間の追跡を行って各群の 2 型糖尿. におけるインスリン非依存的糖取りこみが関与している. 病の罹患者数を調査している。その結果，最大酸素摂取. と考えられている。すなわち，筋収縮によって骨格筋の. 量がもっとも低い群を基準（1.00）にして算出された他. AMP キナーゼ（以下，AMPK）が活性化し，糖輸送担. の群のハザード比は，やや低い群が 0.78，やや高い群が 0.63，もっとも高い群が 0.56 であり，最大酸素摂取量が. ＊. Current Topics in Exercise Therapy for Diabetes 1）公立豊岡病院日高医療センターリハビリテーション技術科（〒 669‒5392 兵庫県豊岡市日高町岩中 81） Makoto Igaki, PT, MS, CDEJ: Department of Rehabilitation, Toyooka Public Hospitals’ Association Hidaka Medical Center キーワード：糖尿病，運動療法，Non-exercise activity thermogenesis. 高い群ほど 2 型糖尿病罹患のハザード比が低い傾向にあった. 5）. 。そして，引き続きの解析として，追跡開始前. の 7 年間の最大酸素摂取量の測定記録を用いて，最大酸素摂取量が「低下した群」，「やや低下した群」，「やや増.

(2) 糖尿病に対する運動療法の最前線. 509. 図 1 身体活動・運動・生活活動（文献 1 より引用）. 図 2 骨格筋細胞における糖取りこみのメカニズム. 加した群」，「増加した群」の 4 群に分類し，対象者（4,187. を測定している。その結果，レジスタンス運動を先行さ. 人）を 14 年間追跡している。その結果，最大酸素摂取. せたほうが血糖変動は少なく，運動後や夜間にも低血糖. 量が「低下した群」と比較して，他のいずれの群も 2 型. が少なくなる可能性があることを報告している。. 6）. 糖尿病の罹患は低いハザード比を示していた。これら. 別の観点では，動脈の硬さは動脈壁の構造（器質的因. のことから，運動療法によって運動耐容能を増大させる. 子）だけでなく，血管平滑筋の緊張状態（機能的因子）. ことは，糖尿病の発症予防，血糖コントロールの改善に. によっても変化し，動脈の硬さの進展は心血管疾患の発. つながるものであると考えられる。. 症と関連することが知られている。そして，血管平滑筋. 有酸素運動とレジスタンス運動の実施順序. の緊張状態は有酸素運動では和らぎ，レジスタンス運動では増加することが明らかにされている. 8）. 。動脈の硬さ. 多くの研究で有酸素運動とレジスタンス運動の併用が. を和らげる観点でも，レジスタンス運動−有酸素運動の. 有効であると報告されている。有酸素運動とレジスタン. 順番が適している。. ス運動を同日に行う場合，どちらを先に行ったほうが安全であるかを検証した研究がある。以前より，先にレジ. 運動強度の選択. スタンス運動をしておいたほうが，先に有酸素運動をす. 近年，高強度運動による内臓脂肪の減少効果 9）や血. るよりも脂肪燃焼が生じやすい（糖質燃焼が生じにく. 糖改善効果. い）と考えられていた。1 型糖尿病患者 12 人を対象に. の長期的な治療効果は明らかではなく，糖尿病診療ガ. した研究. 7）. では，運動中および運動後の血糖値の変化. 10）. が報告されている。しかし，高強度運動. イドライン 2016. 11）. では，定期的な運動習慣がある患者.

(3) 510. 理学療法学第 43 巻第 6 号. 図 3 運動量，運動強度と HbA1c の相関（Diabetologia, Volume of supervised exercise training impacts glycaemic control in patients with type 2 diabetes: a systematic review with meta-regression analysis, 2013; 56: 242‒251, Umpierre D, Ribeiro PA, et 13） al. (c) ~ With permission of Springer ）. においてのみ考慮されるべき方法であると述べられている。糖尿病患者に高強度運動を適応させる場合，十分な循環器系，運動器系，糖尿病合併症のメディカルチェックが必要であることはいうまでもなく，患者の限界，リスクを知り得たうえでの実施で価値ある方法となる。一方で低強度運動については，Manders ら. 12）. は，心. 肺運動負荷試験から得られた最大負荷値の 35％強度で 60 分（低強度）と 70％強度で 30 分（高強度）の運動を行わせ，CGM を用いてその後の血糖値の変化を比較している。その結果，運動後 24 時間の血糖値は，運動を実施しないときと比べて，低強度運動でのみ有意な減少を認めている。このほか，Umpierre ら. 13）. のメタア. ナリシスによれば，HbA1c 値の低下は，運動量（頻度）. 図 4 総エネルギー消費量の内訳. の増加と相関があり，運動強度とは相関がなかったことを示している（図 3）。すなわち，運動量は強度と時間の積で表わされることから，強度が低くても時間を長く. してのエネルギー消費であり，姿勢の保持や家事，買い. することで運動の効果が期待できると考えられる。. 物，通勤などの移動，仕事，余暇活動など，低∼中等度. 総エネルギー消費量の内訳 1 日あたりのエネルギー消費量＝総エネルギー消費. 強度を中心に様々な活動が含まれる。. 身体不活動による悪影響. 量（total energy expenditure：以下，TEE）は，基礎. 前述したように身体活動によるエネルギー消費は，計. 代謝量，食事誘発性体熱産生，運動，運動以外の身体活. 画的に実施された運動よりもそれ以外の生活活動によ. 動に分けられる（図 4）。運動選手のように運動量の多. るものが大きく，運動療法ではその人の生活全体を考. い一部の人を除けば，運動が TEE に占める割合は小さ. 慮した介入が必要になってくる。近年，運動不足のみ. い。たとえば体重 60 kg の人が 30 分間の速歩をすれば. ならず身体活動そのものの低下，いわゆる身体不活動. 120 kcal 程度の消費であり，また，計画的，継続的に. （physical inactivity）や座位行動（sedentary behavior）. 運動を行っている人の割合は少ない（平成 25 年国民健. の研究が進展している。座位行動とは「座位および臥位. 康・栄養調査では，1 回 30 分以上の運動を週 2 日以上. におけるエネルギー消費量が 1.5 メッツ以下のすべての. 実施している人は男性 33.8％，女性 27.2％）。したがっ. 覚醒行動」と定義されている。1 日の総座位時間の多寡. て TEE に占める運動の割合は，3 ∼ 5％程度と考えら. による運動（中高強度身体活動），低強度身体活動，座. れている。一方，運動以外の身体活動は，non-exercise. 位行動の時間分布を検討した報告がある. activity thermogenesis（以下，NEAT）とよばれ，TEE. の分散は中高強度身体活動ではなく，低強度身体活動の. に占める割合は 25 ∼ 30％である。NEAT は生活活動と. 分散により規定されることが明らかにされた。すなわ. 14）. 。座位時間.

(4) 糖尿病に対する運動療法の最前線. 511. 図 5 細切れ運動でも血糖値は低下する（文献 17 より引用）. ち，座位時間を減らすためには，低強度身体活動を増や. 示されるようになった。必ずしも持続的な運動でなくて. すこと（NEAT の増加）が重要であるとされる。. も，1 日の総運動時間が同じであれば，細切れ運動でも. 先進国においてテレビの視聴時間が長い傾向にあるこ. 十分な血糖降下作用が得られる。以下に，断片的に行わ. とが指摘されているが，海外ではテレビの視聴時間と各. れる生活活動でも血糖コントロールの改善に有用である. 疾患の罹患リスク，死亡リスクとの関係が報告されるよ. ことを示唆する研究を紹介する。Peddie ら. 15）. 17）. は，健常. の研究によると，1 日のテ. 成人を対象に 9 時間のデスクワーク中，1 日 1 回 30 分. レビ視聴時間が 2 時間増えると，2 型糖尿病の発症リス. 間の歩行をした場合と，30 分毎に 1 分 40 秒間の歩行を. クは 20％，致死性および非致死性の心疾患のリスクが. した場合とで血糖値とインスリン値の変化に違いがある. 15％，なんらかの原因による早死のリスクが 13％，そ. かどうかを検討している。その結果，30 分毎に 1 分 40. れぞれ高くなっていた。したがって，テレビの視聴時間. 秒間の歩行をした場合では，1 日 1 回 30 分間の歩行を. を有効に使えば，効果的な運動療法を取り入れることが. した場合と比べて曲線下面積が血糖値では 37％減少し. うになった。Grøntved ら. できると考えられる。. （図 5），インスリン値も 18％減少していた。. さらに，週あたりの歩行時間に加えて座位時間の短. Henson らは，閉経後の 2 型糖尿病高リスクの女性. 縮が重要であるという興味深い研究がある。van der. （BMI が 25 kg/m 以上で経口糖負荷試験 2 時間値が. 16）. 2. は，心疾患既往者・糖尿病患者を対象に 1. 140 ∼ 200 mg/dL 未満であるか，HbA1c が 5.7 ∼ 6.4％. 週間の歩行時間別にグループ化し，さらに 1 日の座位時. 以下）を対象に 7.5 時間の連続座位（座位），30 分毎に. 間別（0 ∼ 4 時間，4 ∼ 8 時間，8 ∼ 11 時間，11 時間以. 5 分ずつの立位保持（座位＋立位），30 分毎に 5 分ずつ. 上）に分けて年間 1,000 人あたりの死亡数について検討. の歩行（座位＋歩行）の 3 つのパターンで血糖値等の変. している。その結果，週あたりの歩行時間が長くなるに. 化を調べている。その結果，血糖の曲線下面積は座位と. したがって死亡数は減少していたが，座位時間が非常に. 比べて座位＋立位では 34％，座位＋歩行では 28％の減. 長いと（1 日 11 時間以上），歩行時間が長くとも死亡数. 少が認められた。インスリンも座位と比べて座位＋立位. は多かった。したがって，いくら十分な運動療法を実施. で 20％，座位＋歩行で 37％の曲線下面積の減少が認め. しても，それ以外の時間での活動量が低ければ死亡リス. られた. クが高くなるといえる。我々は，「運動を増やす」とい. 様の血糖降下作用が期待できることを示唆している。. う考えだけでなく，「安静を減らす」という観点からも. さらに Honda を筆頭とした我々の研究では，2 型糖. 運動療法を検討していく必要がある。. 尿病患者が短時間（1 回あたり約 3 分間）の階段昇降を. Ploeg ら. NEAT と血糖降下. 18）. 。このことは，立位をとるだけでも歩行と同. 食後 60 分および 120 分の 2 回行うだけで食後の血糖降下を促進するかを検証した。その結果，階段昇降によっ. これまで，有酸素運動やレジスタンス運動が血糖コン. て血糖値は安静日と比べて有意に低下し，血糖曲線下面. トロールを改善させる効果については多くの報告があ. 積も減少した。階段昇降は主観的運動強度を低く保ちつ. る。その中で運動療法の時間は糖の利用および脂肪の燃. つ高強度負荷となっており，3 分間という短時間の階段. 焼が起こる 20 分以上が推奨されてきたが，近年，短時. 昇降を 2 回行うだけで血糖コントロールの改善に寄与で. 間の運動を数回繰り返す，いわゆる細切れ運動の効用が. きることが示唆された. 19）. 。.

(5) 512. 理学療法学第 43 巻第 6 号. 図 6 フレイルサイクル（文献 20 より引用）. 図 7 2 型糖尿病におけるサルコペニアの頻度（文献 21 より引用）. フレイル・サルコペニアと糖尿病近年，患者の高齢化は著しく，加齢に伴う生理機能の. に，増悪因子である可能性が示唆されている。糖尿病がサルコペニアを引き起こす要因としては，血糖コントロール不良の状態における筋蛋白の異化や腫瘍壊死因. 低下としてのフレイルが取り上げられることが多くなっ. 子（tumor necrosis factor-α ：TNF-α ）などの炎症性サ. た。フレイルは，体重減少・易疲労感・筋力低下・歩行. イトカインが筋機能に有害な影響を与えること. 23）. 速度低下・活動性低下と定義されており，低栄養とサル. 尿病神経障害による筋力低下が報告されている. 24）. コペニアを含んだ悪循環（フレイルサイクル）を形成. ルコペニアに対する運動療法としては，レジスタンス運. 20）. ，糖。サ. （図 6）。図 7 は年齢と骨格筋. 動，バランス運動を取り入れたプログラムを立案するこ. 指数（skeletal muscle index：SMI）の関連を示したも. とが望ましく，訪問リハビリテーションや通所リハビリ. のである。60 歳以上における男性のサルコペニアの頻. テーションなど介護保険施設での継続も重要となる。. するという概念である. 度について，非糖尿病：糖尿病は 5.1％：19.0％，女性では 14.0％：27.0％であり，糖尿病において有意に高値. まとめ. を示していた。年齢，性，BMI などで補正した糖尿病. 糖尿病に対する運動療法について，方法論の動向や. におけるサルコペニアのリスクは，オッズ比 3.06（95％. NEAT の重要性，フレイル・サルコペニアへの配慮に. CI 1.42 ‒ 6.62）とかなり高かった. 21）. 。. ついて述べた。理学療法士は糖尿病患者の身体活動を促. 高齢糖尿病患者に高頻度に認められるサルコペニア. すために，様々なエビデンスを基にした介入方法を考案. が，糖尿病の原因なのか結果なのかは明確ではない。サ. する必要がある。一方，本稿で述べることはできなかっ. ルコペニアの程度は，糖尿病の罹患期間が長いほど，ま. たが，糖尿病患者の運動器障害に対する理学療法の体系. た血糖コントロールが悪いほど増悪することが示され. 化は急務である。特に，糖尿病神経障害や末梢動脈疾患. ており. 22）. ，糖尿病がサルコペニアの成因であるととも. に起因する足病変をもつ患者は多く，下肢切断に至る症.

(6) 糖尿病に対する運動療法の最前線. 例は後を絶たない。理学療法士からみた切断予防としての取り組みについては，成書を参照されたい. 25）. 。. 文献 1）厚生労働省ホームページ健康づくりのための運動指針 2006 ∼生活習慣病予防のために∼＜エクササイズガイド 2006 ＞．http://www.mhlw.go.jp/bunya/kenkou/undou01/ pdf/data.pdf（2016 年 9 月 1 日引用） 2）佐藤祐造：リハビリテーションと運動療法，内科学．矢崎義雄（編），朝倉書店，東京，2013，pp. 141‒144． 3）Pedersen BK, Febbraio MA: Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ. Nat Rev Endocrinol. 2012; 8: 457‒465. 4）Ellingsgaard H, Hauselmann I, et al.: Interleukin-6 enhances insulin secretion by increasing glucagon-like peptide-1 secretion from L cells and alpha cells. Nat Med. 2011; 17: 1481‒1489. 5）Sawada SS, Lee IM, et al.: Cardiorespiratory ﬁtness and the incidence of type 2 diabetes: prospective study of Japanese men. Diabetes Care. 2003; 26: 2918‒2922. 6）Sawada SS, Lee IM, et al.: Long-term trends in cardiorespiratory fitness and the incidence of type 2 diabetes. Diabetes Care. 2010; 33: 1353‒1357. 7）Yardley JE, Kenny GP, et al.: Effects of performing resistance exercise before versus after aerobic exercise on glycemia in type 1 diabetes. Diabetes Care. 2012; 35: 669‒675. 8）Okamoto T, Masuhara M, et al.: Combined aerobic and resistance training and vascular function: eﬀect of aerobic exercise before and after resistance training. J Appl Physiol. 2007; 103: 1655‒1661. 9）Slentz CA, Aiken LB, et al.: Inactivity, exercise, and visceral fat. STRRIDE: a randomized, controlled study of exercise intensity and amount. J Appl Physiol. 2005; 99: 1613‒1618. 10）Little JP, Gillen JB, et al.: Low-volume high-intensity interval training reduces hyperglycemia and increases muscle mitochondrial capacity in patients with type 2 diabetes. J Appl Physiol. 2011; 111: 1554‒1560. 11）日本糖尿病学会（編）：糖尿病診療ガイドライン 2016．南江堂，東京，2016，pp. 67‒81． 12）Manders RJ, Van Dijk JW, et al.: Low-intensity exercise reduces the prevalence of hyperglycemia in type 2 diabetes. Med Sci Sports Exerc. 2010; 42: 219‒225.. 513. 13）Umpierre D, Ribeiro PA, et al.: Volume of supervised exercise training impacts glycaemic control in patients with type 2 diabetes: a systematic review with metaregression analysis. Diabetologia. 2013; 56: 242‒251. 14）Owen N, Sparling PB, et al.: Sedentary behavior: emerging evidence for a new health risk. Mayo Clin Proc. 2010; 85: 1138‒1141. 15）Grøntved A, Hu FB: Television viewing and risk of type 2 diabetes, cardiovascular disease, and all-cause mortality: a meta-analysis. JAMA. 2011; 305: 2448‒2455. 16）van der Ploeg HP, Chey T, et al.: Sitting time and allcause mortality risk in 222 497 Australian adults. Arch Intern Med. 2012; 172: 494‒500. 17）Peddie MC, Bone JL, et al.: Breaking prolonged sitting reduces postprandial glycemia in healthy, normal-weight adults: a randomized crossover trial. Am J Clin Nutr. 2013; 98: 358‒366. 18）Henson J, Davies MJ, et al.: Breaking Up Prolonged Sitting With Standing or Walking Attenuates the Postprandial Metabolic Response in Postmenopausal Women: A Randomized Acute Study. Diabetes Care. 2016; 39: 130‒138. 19）Honda H, Igaki M, et al.: Stair climbing/descending exercise for a short time decreases blood glucose levels after a meal in participants with type 2 diabetes. BMJ Open Diabetes Res Care. 2016; 25: e000232. 20）荒木厚：フレイルをふまえた高齢者糖尿病の診療．プラクティス．2015; 32: 34‒39． 21）Kim TN, Park MS, et al.: Prevalence and determinant factors of sarcopenia in patients with type 2 diabetes: the Korean Sarcopenic Obesity Study (KSOS). Diabetes Care. 2010; 33: 1497‒1499. 22）Park SW, Goodpaster BH, et al.: Decreased muscle strength and quality in older adults with type 2 diabetes: the health, aging, and body composition study. Diabetes. 2006; 55: 1813‒1818. 23）Visser M, Pahor M, et al.: Relationship of interleukin-6 and tumor necrosis factor-alpha with muscle mass and muscle strength in elderly men and women: the Health ABC Study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2002; 57: M326‒M332. 24）Andersen H, Nielsen S, et al.: Muscle strength in type 2 diabetes. Diabetes. 2004; 53: 1543‒1548. 25）野村卓生，河辺信秀（編）：身体機能・歩行動作からみたフットケア．文光堂，東京，2016．.

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