運動療法の2型糖尿病に対する効果とそのメカニズム

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(1)理学療法学第 42 巻第 8 号 769 ～ 770運動療法の頁（2015 年） 2 型糖尿病に対する効果とそのメカニズム. 769. 分科学会シンポジウム 2（日本糖尿病理学療法学会）. 運動療法の 2 型糖尿病に対する効果とそのメカニズム＊小川渉＊＊. 究も多く報告されている。DaQing IGT・糖尿病研究は，2 型. はじめに. 糖尿病の発症抑制のパイオニア的介入研究であり，577 名の. 身体運動の低下は 2 型糖尿病の発症要因のひとつであり，運. IGT（impaired glucose tolerance）を非介入群，食事療法群，. 動療法は 2 型糖尿病のもっとも基本的かつ重要な治療法であ. 運動療法群に割り付け 6 年間の糖尿病発症率を検討した 4）。そ. る。身体活動や運動により，2 型糖尿病の発症予防，血糖コン. の結果，非介入群では観察期間中に 67.7％が糖尿病に進展し. トロールの改善，合併症の抑制など，様々な好ましい効果が得. たが，食事療法群では糖尿病の発症が 31％，運動療法群では. 1）. 。また，身体. 46％抑制された 3）。米国で行われた糖尿病予防研究（Diabetes. 活動や運動がどのようなメカニズムで代謝改善効果をもたらす. Prevention Program：DPP）では，IGT または IFG（impaired. かについても知見が集積しつつある。本稿では，運動療法の 2. fasting glycemia）3,234 人を，非介入群，経口糖尿病薬である. 型糖尿病に対する効果とそのメカニズムについて概説する。. メトホルミンを投与する群，および生活習慣強化介入群に割り. られることについては多くのエビデンスがある. 付け，糖尿病発症率を比較した. 身体運動の低下と 2 型糖尿病の発症. 5）. 。メトホルミン投与群には一. 般的な運動・食事に対する知識が与えられただけであったが，. 2 型糖尿病は先天的・体質的要因と二次的・環境的要因が相. 生活習慣強化介入群では食事指導を行うとともに，週あたり. まって発症する。近年のゲノム解析の進歩により，2 型糖尿病. 150 分の速足の歩行程度の軽い運動を指示し，7％の減量を目. の先天的・体質的要因にかかわる遺伝子が数多く同定され，現. 標とした。平均 2.8 年間の観察期間の糖尿病発症率は非介入群. 在，50 を超える遺伝子が 2 型糖尿病の発症にかかわることが. で 100 人・年あたり 11.1 人であったものが，メトホルミン群. 明らかとなっている。. では 7.8 人，生活習慣強化改善群では 4.8 人に低下し，メトホ. 一方，身体活動の低下は，肥満や加齢，食事組成などととも. ルミン群，生活習慣強化改善群の糖尿病発症抑制率は，それぞ. に，2 型糖尿病の発症にかかわる重要な二次的・環境的要因で. れ 31％，58％であった。. ある。ペンシルバニア大学の卒業生を対象とした疫学研究では. このような運動療法のもつ糖尿病発症抑制効果の一部は体重. 運動の習慣がない対象に比べ，軽度の運動，強度の運動，軽度. 減少によるものと考えられるが，定期的な軽度の運動の習慣. および強度の両方の運動習慣をもつ対象の糖尿病発症の相対危. が，BMI の変化を調整した後も糖尿病発症率を低下させるこ. 2）. 6）. 険度は，それぞれ，0.90，0.69，0.65 に低下していたという。. とも報告されており. また，階段を日に 5 階分未満しか昇らない習慣の対象に比べ，. 症抑制効果をもつと考えられている。. 5 ～ 14 階分，15 階分上る習慣をもつ対象の糖尿病発症の相対危険度は，それぞれ，0.78，0.75 に低下していた 2）。この研究. ，運動は体重減少とは独立して糖尿病発. 運動による血糖コントロールの改善. ではエネルギー消費が 500 kcal 増加する毎に糖尿病率が 6％低. 運動による血糖コントロールの改善効果についても多くの. 下すると報告されている 2）。また，看護師を対象とした糖尿病. 研究が行われている。8 週間以上運動介入を行った 14 の研究. 発症要因に関する疫学調査でも，運動強度にかかわらず，余暇. のメタ解析の結果では，HbA1c は非介入群の 8.31％に対して，. 運動時間が多い程，2 型糖尿病の発症が低下することが示され. 運動介入群では 7.65％であり，運動介入により HbA1c は 0.66％. ている. 3）. 。. 運動による 2 型糖尿病の発症予防. 低下すると報告されている 7）。運動の種類や質についても検討がなされており，26 の無作為割り付け対照試験（解析対象者 2,253 名）のメタ解析では，運動頻度および運動強度と HbA1c. このような観察研究のみならず，運動療法や運動療法を含. 低下率を検討した結果，週あたりの運動頻度が増加するにした. んだ生活介入による 2 型糖尿病の発症抑制を検討した介入研. がって HbA1c は有意に低下するが，運動強度は HbA1c の低. ＊. Beneficial Effects of Exercise Therapy on Type 2 Diabetes Mellitus and the Underlying Mechanism ＊＊神戸大学大学院医学研究科内科学講座糖尿病・内分泌内科学部門（〒 657–0011 兵庫県神戸市中央区楠町 7–5–1） Wataru Ogawa, MD: Division of Diabetes and Endocrinology, Department of Internal Medicine, Kobe University Graduate School of Medicine キーワード：運動療法，2 型糖尿病，インスリン抵抗性. 下率に有意な影響を与えないと報告されている 8）。運動介入としては有酸素運動の効果を検討したものが多いが，レジスタンス運動にも一定の血糖コントロール改善作用があること，また有酸素運動とレジスタンス運動の組み合わせも有効であることが示されている 9）10）。.

(2) 770. 理学療法学第 42 巻第 8 号間質の血管が増加することも知られており，血管増加もインス. 運動の多面的効果と合併症予防効果. リンによる糖取りこみ効果の増強に関与する可能性がある。. 2 型糖尿病患者に対する運動療法は血糖コントロールの改善. トレーニングによる骨格筋の形質転換は遺伝子発現変化. のみならず，様々な多面的な効果ももたらす。様々なタイプ・. によって生じると考えられている。PPARγ coactivator-1α. 強度の運動が 2 型糖尿病患者で血清 LDL コレステロールの低. （PGC-1α ）は様々な代謝関連遺伝子の発現制御にかかわる転写. 下，血清 HDL コレステロールの上昇，血清トリグリセリドの. コアクチベーターであるが，運動によって骨格筋で発現が増加. 低下など脂質プロファイルを改善すること. 1）11）12）. ，また 2 型. 糖尿病患者に対する有酸素運動，あるいはレジスタンス運動により血圧低下が生じることなどが報告されている 1）12）。運動や身体活動の増加は，動脈硬化性疾患の発症率も低下させる。我が国の 2 型糖尿病患者の合併症に関する疫学調査である Japan Diabetes Complication Study（JDCS）では，2 型糖尿病患者を余暇時間の運動量によって 3 分割した群別の検討で，もっとも運動量の多い群はもっとも運動量の少ない群に比べ，平均 8.5 年の観察期間中の脳卒中の発症率が 45％低く，総死亡率も 51％低かったという 13）。17 の研究のメタ解析では， 1 日あたり METS・時活動が増加すると心血管疾患の発症率が 7.9％，総死亡率が 9.5％減少するとされる 14）。 2 型糖尿病患者の療養においては自己療養意欲の向上が重要であり，生活の質や心理面の改善は，療養意欲の向上に寄与する。2 型糖尿病患者に対する運動療法は，生活の質や心理面にもよい効果をもたらすことが報告されている 15）。. 運動による血糖コントロール改善のメカニズム運動による血糖コントロール改善効果は，短期的作用として運動による血糖低下作用と，長期的作用としてのインスリン抵抗性改善作用によってもたらされる。短期的作用としての血糖低下作用は骨格筋の糖取りこみの増強による。骨格筋細胞には 4 型糖輸送担体（glucose transporter 4：以下， GLUT4）が発現しており，運動による骨格筋の糖取りこみの増強は，インスリンによる糖取りこみと同様に，GLUT4 が細胞内から細胞膜に移行することによって生じる 16）。運動による糖取りこみの活性化には筋収縮によって惹起されるシグナルが寄与すると考えられており，そのメカニズムの少なくとも一部に（5’-adenosine monophosphate：アデノシン 1 リン酸） -activated protein kinase（AMPK）が関与する 16）。長期的作用としてのインスリン抵抗性の改善は，部分的には肥満の解消によって生じるが，運動は肥満の解消とは独立した機構によりインスリン抵抗性改善効果を発揮する。この効果にはトレーニングに伴う骨格筋の形質転換が関与すると考えられている。骨格筋はミオシン重鎖（myosin heavy chain：以下， MHC）の発現比率によって速筋と遅筋に大別される速筋には Ⅱ型 MHC が優勢に発現し，代謝はより大きく解糖に依存し，遅筋はⅠ型 MHC の発現が多く，GLUT4 の発現量やミトコンドリア量も豊富であり，エネルギー代謝は酸化的リン酸化により強く依存する. 17）. 。トレーニングは一般的にⅠ型 MHC/ Ⅱ型. MHC 比率を増加させ，好気的な酸化的リン酸化を司る遅筋を増加させる。速筋に比べて遅筋の方が単位重量あたりのインスリンによる糖取りこみ能が高いことが知られており 17），このような骨格筋の形質変換が運動によるインスリン感受性の増強に関与すると考えられる。また，トレーニングによって骨格筋. することが知られており，トレーニングによる骨格筋の形質転換を制御する因子のひとつと考えられている 16）17）。. 文献 1） Colberg SR, Sigal RJ, et al.: Exercise and type 2 diabetes: the American College of Sports Medicine and the American Diabetes Association: joint position statement. Diabetes Care. 2010; 33: e147–e167. 2） Helmrich SP, Ragland DR, et al.: Physical activity and reduced occurrence of non-insulin-dependent diabetes mellitus. N Engl J Med. 1991; 325: 147–152. 3） Hu FB, Sigal RJ, et al.: Walking compared with vigorous physical activity and risk of type 2 diabetes in women: a prospective study. JAMA. 1999; 282: 1433–1439. 4） Pan XR, Li GW, et al.: Effects of diet and exercise in preventing NIDDM in people with impaired glucose tolerance. The Da Qing IGT and Diabetes Study. Diabetes Care. 1997; 20: 537–544. 5） Knowler WC, Barrett-Connor E, et al.: Reduction in the incidence of type 2 diabetes with lifestyle intervention or metformin. N Engl J Med. 2002; 346: 393–403. 6） Jeon CY, Lokken RP, et al.: Physical activity of moderate intensity and risk of type 2 diabetes: a systematic review. Diabetes Care. 2007; 30: 744–752. 7） Boulé NG, Haddad E, et al.: Effects of exercise on glycemic control and body mass in type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis of controlled clinical trials. JAMA. 2001; 286: 1218–1227. 8） Umpierre D, Ribeiro PA, et al.: Volume of supervised exercise training impacts glycaemic control in patients with type 2 diabetes: a systematic review with meta-regression analysis. Diabetologia. 2013; 56: 242–521. 9） Church TS, Blair SN, et al.: Effects of aerobic and resistance training on hemoglobin A1c levels in patients with type 2 diabetes: a randomized controlled trial. JAMA. 2010; 304: 2253– 2262. 10） Umpierre D, Ribeiro PA, et al.: Physical activity advice only or structured exercise training and association with HbA1c levels in type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 2011; 305: 1790–1709. 11） Kelley GA, Kelley KS: Effects of aerobic exercise on lipids and lipoproteins in adults with type 2 diabetes: a meta-analysis of randomized-controlled trials. Public Health. 2007; 121: 643–655. 12） Balducci S, Zanuso S, et al.: Effect of an intensive exercise intervention strategy on modifiable cardiovascular risk factors in subjects with type 2 diabetes mellitus: a randomized controlled trial: the Italian Diabetes and Exercise Study (IDES). Arch Intern Med. 2010; 170: 1794–1803. 13） Sone H, Tanaka S, et al.: Leisure-time physical activity is a significant predictor of stroke and total mortality in Japanese patients with type 2 diabetes: analysis from the Japan Diabetes Complications Study (JDCS). Diabetologia. 2013; 56: 1021–1030. 14） Kodama S, Tanaka S, et al.: Association between physical activity and risk of all-cause mortality and cardiovascular disease in patients with diabetes: a meta-analysis. Diabetes Care. 2013; 36: 471–479. 15） Nicolucci A, Balducci S, et al.: Improvement of quality of life with supervised exercise training in subjects with type 2 diabetes mellitus. Arch Intern Med. 2011; 171: 1951–1953. 16）小川渉：運動療法の分子基盤，糖尿病学イラストレイテッド．春日雅人（編），羊土社，東京，2012，pp. 141–149． 17） Bassel-Duby R, Olson EN: Signaling pathways in skeletal muscle remodeling. Annu Rev Biochem. 2006; 75: 19–37..

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