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衛生仮説と運動 : 運動はアレルギーを抑制できるのか

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Academic year: 2021

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(1)          . 川崎医療福祉学会誌   総  説. 衛生仮説と運動.  運動はアレルギーを抑制できるのか  矢野博己½  椎葉大輔¾  香西はな¿  加藤保子¾. 要     約 疫学的エビデンスは,アレルギー疾患の増加には衛生環境の向上が影響しているとする「衛生仮説」 を支持している. 「衛生仮説」では ,アレルゲン曝露に対するエンドトキシン曝露の減少がアレルギー 疾患を誘発すると考えられる.一方,運動は消化管からのエンドトキシン吸収を強化し ,その後のア レルギー発症を抑制する可能性がある.しかしながら一方で ,食餌依存性運動誘発アナフィラキシー (.

(2)  )疾患では ,運動がアレルゲンの吸収を促進する可能性も示唆されている .運動がアレル. ギーを予防できるのかど うかという明確な解答を得るためには ,更なる知見の蓄積が必要であろう. 核などへの感染,あるいは予防接種を経験した子ど. はじめに. もに ,アレルギーが少ないこと    から ,感. 近年増加傾向にあるアレルギー疾患に対して ,疫. 染症との関係も明らかにされている.そして ,農場. 学的エビデンスは衛生環境の向上が影響していると. 育ちの子ど もにはアレルギーが少ないこと  . する「衛生仮説」 を支持している .この「衛生仮. や,生活環境中のエンドトキシン[グラム陰性菌の細. 説」の示唆する内容は ,アレルギー疾患はアレルゲ. 胞外膜を構成するリポ多糖体(. !!" :. # ):菌体内毒素]濃度が高いほどアレルギーが少. ンへの曝露と感染症原因菌などへの曝露とのアンバ. ないこと    などから ,生活環境における衛. ランスが招いているとするものである.一方,運動 は様々な免疫学的効果を期待させるものの  ,アレ. 生状態がアレルギー疾患に影響することが示唆され. ルギー疾患の予防に対して効果的であるかど うかに. ている.. ついては議論の余地がある. 「衛生仮説」とともに,運. また,動物実験や細胞培養実験でも, 「 衛生仮説」を. 動がアレルギー疾患に及ぼす影響について検討する.. 部分的に支持する結果が報告されてきた   . このように , 「衛生仮説」は,現代のアレルギー疾患 の増加と ,生活環境の著しい変化とが密接に関係し. 「衛生仮説」. ていることを示唆する非常に興味深い説として多く. 英国の

(3)   年「   ! ""(衛生仮説)」を提唱した.すなわち,生  は. の研究者の興味を引いている. 通常 ,アレルギーは , 「 感作相」, 「アレルゲン吸. $ 段階を経て発症すると. 活水準や衛生環境の向上による幼少期の感染症の減. 収相」, 「症状の惹起相」の. 少が ,アレルギー疾患の原因であるとする説である.. 考えられるが ,この「衛生仮説」は ,アレルゲンに. その後,多くの疫学研究や実験研究がこの仮説を支. よる「感作相」において,細菌由来の毒素,免疫賦. 持する成果を発表している.表. 活作用を有するエンドトキシンなどとの接触機会を. . に「衛生仮説」に. 関する近年の主な研究報告をまとめた   .. 得ることによってアレルギー発症を抑制できるとい. % &%   !  %   & !  %    )のアンバランス が原因と考えられている( % &%  !' ).. 先進国では子ど ものアレルギー疾患が多く,生活. うものである.アレルギー疾患の発症は. 水準に関係することが示唆された  .また ,兄弟・. . . (. 姉妹の多い子ど も  や ,集団生活経験を持. . つ子ど も  にはアレルギー症状が少ないとす. . すなわち ,幼少期に感染の機会が 減少し たことに. る報告がなされてきた .さらに ,幼少期に麻疹や結. よって. %  細胞優位の状態となり,アレルギーを .  川崎医療福祉大学  医療技術学部  健康体育学科   川崎医療福祉大学大学院  医療技術学研究科  健康科学専攻  大阪府立大学  栄養療法学専攻 倉敷市松島   川崎医療福祉大学 (連絡先)矢野博己   〒  . .

(4) . 矢野博己・椎葉大輔・香西はな・加藤保子 表. 衛生仮説を支持する主な研究報告. 発症しやすくなるためである.したがって ,前述の 衛生状態がなぜ. %  細胞優位を抑制できるのかと . いうことになる..  つに ついて 図  に 示し た . アレ ルゲンをと りこんだ 抗原提示細胞(  ( その メカニズ ムの. ! "   :) )は,ナイーブ % 細胞への抗原 提示を行う.その際, インターロイキン(   *+: # ) 及び # の作用を受けることによって,ナ イーブ % 細胞の %  細胞への 分化が 抑制され , %  細胞優位な状態へと 誘導され る .その結果 , . .

(5) $. 運動とアレルギー. 図.   

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(41) %. %  細胞誘導による , 細胞由来の抗原特異的  . 抗体産生が抑制される.すなわち,アレルギー発症.  抗体価そのもの の抑制が生じ ると考えられている .通常 # は , )(マクロファージや樹状細胞)が病原体関連分 子パターン( ! (""  ' * !(  ":-" ,例えば # ,リポタイコ酸,リポタ ンパク質,フラジェリン ,)!.

(42)  など )を認識 の引き金となる抗原特異的な. きた .しかしながら ,一方で否定的な報告を散見す.  +  0 *"  は横断的研究やコホート研究の問題 点を指摘した上で ,第  子,第  子が喘息児であれ. ることもできる   .例えば ,. ば ,親は子育ての苦労からそれ以上子ど もを産まな くなるのではないかと指摘する.その結果,兄弟・ 姉妹が多い子ど もに喘息児が少なくなってし まう. また,喘息児の親は ,わが子の病状の悪化をおそれ ,. することによって産生・分泌されるため ,衛生環境. わが子が感染など 健康を悪化させる環境へ曝露され. が劣悪な場合のほうが ,. ることを,極端にきらうであろう.当然アレルギー. #  の誘導は行われやす いと考えられるのである   .) の # 産生機 構には ,-" を認識する  様受容体( (+   !:%#/ )ファミリーが ) 細胞膜表面に. 疾患を有する親は自分自身や子ど もからペットを避 けるであろう.こうした親の行動様式が「衛生仮説」 の背景にある可能性を指摘する.さらに ,炎症性疾. %  細胞由来の疾患であ. 発現していることが重要であることも明らかとなっ. %#/" のリガンド を免疫アジュバ. 患と自己免疫疾患は同じ. ている   .現在,. るにもかかわらず ,先進国と ,発展途上国とで同じ. ントとしてアレルギー予防へ応用しようとする試み. ように深刻な問題であるとの指摘である.すなわち. も見られる  . また, 「衛生仮説」を支持する寄生虫によるアレル ギー抑制の メカニズムに関し ては   ,前述とは. . 「衛生仮説」が示唆するように,単純に衛生環境の良 い先進国は. %  細胞優位で ,発展途上国は %  . . 細胞優位であるとは説明できない点である .こう. このように ,疫学的研究からも,細胞分子レベル. /'   は ,%  &%  バランスは,制御性 % 細胞群( %  *  ": %  )の活性化のレベルによってさらに調節されて いることに起因するとしている .この %  は胸腺 由来の内在型( )

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(46) %  ),抗原により誘 導され #  や %.  などの抑制性サイトカイン を産生する誘導型( %と % $ )が存在する.. の研究成果からも「衛生仮説」の信頼性は示されて. また ,実験的研究成果の中にも否定的な報告は. 異なる指摘がなされている.すなわち,寄生虫感染.  抗体価が高くなり,マスト細 胞上の  受容体( / )が占拠されるというも のである.結果として ,アレルゲン特異的  依存. によって非特異的. 性のマスト細胞の活性化が抑制され ,アレルギーの 発症が抑制されると考えられている  .. した点に対して ,. . . .

(47) 1. 矢野博己・椎葉大輔・香西はな・加藤保子. ある..  ノックアウトマウスにも卵白 2 依存. ンが生体を刺激している可能性を示唆したが ,肝常. 性のアナフ ィラキシーが 観察され るとの報告であ. 在性マクロファージであるクッパー細胞は,総マクロ.  4を占める生体内最大のマクロファー. る   .あるいは ,エンドトキシンは確かに抗原特異.  産生は抑制する( 図  )けれども,実際の. ファージの. 的な. ジであり,そして活発な貪喰能の結果,生体内に侵. 呼吸器疾患を予防できる効果は期待できないとの動. 入してきた異物のほとんどを取りこむという特徴を. 物実験結果も報告されている  .. 有している   .腸管膜静脈 門脈を介した腸管由来. このように, 「衛生仮説」をオールラウンド な概念. の抗原や異物の流入,感染等に対する防御機構がい. と捕らえる段階から ,第二世代として個々の問題に. かに重要かを示しているとともに ,運動負荷にとも. フォーカスを絞った研究成果を蓄積していく段階に. なって感染源や異物の循環血中への吸収を容易にさ. さしかかっているとの指摘もある  .. せ ,生体内免疫機能を刺激する重要な要因とも考え られる.生後短期間で大腸菌との共存がスタートす ることを何世代も繰り返してきた我々動物が獲得で. 「衛生仮説」と運動. きた巧妙な生体防御システムを ,運動は常に刺激し. 運動とアレルギーとの関連性について検討する上 で ,運動が消化管に及ぼす影響について明らかにす. . ることは , )運動がエンドトキシンなどのアレル. . ギー抑制要因の吸収に及ぼす作用, )運動がアレ ルゲンの消化管での消化・吸収に及ぼす作用の. 点. から大変重要となる. 運動負荷は ,その強度に依存した消化管血流量の 低下を引き起こす    .その結果,酸化ストレス の増大  ,細胞透過性の亢進  ,そして腸管上皮細. 続けてくれるものと考えられる. しかし ,果たし て運動が. %  &%  . . バラン ス. %  細胞優位に誘導すると考えられるのであろ ** ら  や,5" ら  は ,運動習慣 によるマクロファージの一酸化窒素(  6 : 2 )産生亢進を示唆している.さらに,脾臓リンパ 球の %  応答性(    産生亢進)が運動トレー を. . うか .. . ニングで強化されるものと考えられる  .永富 . の高齢者を対象とした長期運動実験が示すツベルク. % 応答)の亢進も,運動が %  細胞. 胞の部分的傷害  を誘発する.それらは結果と. リン反応(. して,エンドトキシン ,あるいはバクテリアやウイ. 優位に作用する可能性を示唆している.このように. ルスそのものの侵入を容易にする可能性がある  .. 非特異的な免疫応答,しかも初期感染など 即効性の. さらにアレルゲンの吸収促進に対しても影響する可. 効果のある免疫応答こそが ,運動という活発な身体. 能性が考えられる.. 活動に要求される生体防御機能と考えられる.その 結果.  .運動とエンドト キシン吸収 腸管からのバクテリアの侵入(. 3  "(. :,% )は ,外傷や ,熱傷 ,出血性ショック ,% の報告は. . . %  細胞優位が誘導されるものと考えられる. . しかしながら ,これらの変化が ,消化管由来のエン ドトキシンによるものかど うかはまだ明らかではい ない.. など で観察される  .運動による. まだなされていないが ,少なくともバクテリアの細 胞膜を構成しているエンドトキシンは ,急性運動に よって腸管から吸収されやすくなると考えられてい.  .運動とアレルゲン吸収. 「食餌依存性運動誘発アナフィラキシー( 7  ( !   6 " (*  !6":

(48)  )」. る    .実際に ,トライアスロン競技後に血中. と呼ばれる,ある特定の食物摂取後に運動負荷が加. エンドトキシン濃度が上昇すること  ,またこれ. わった場合に限り発症するという特異なアレルギー. らの競技選手には ,消化管傷害が観察されることが 明らかにされている   .したがって運動によっ て ,エンドトキシン刺激を受けることが ,その後の アレルギー発症を抑制できる可能性があるのかもし れない.長時間高強度の運動負荷によっても敗血症 などの重篤な感染症を引き起こすような高濃度のエ ンド トキシンは報告されておらず  ,むしろ免 疫機能の賦活化に加えて ,抗アレルギー反応を誘導 するような. %  細胞優位を引き起こす有効な手段 . となる可能性もあると思われる. このように ,運動時には腸管由来のエンドトキシ. 8年に -*" ら  が 甲殻類を摂取した後に発症した$歳の男性例を報告 し たことに始まり .その後 ,$年に 0 ら  によって

(49)  という名称が提唱された .本邦に おいても,

(50)  ら  の

(51)  患者人の症例報 告,さらに原田ら  の9年間で 98例の

(52)  症 例報告がある.その臨床的特徴として ,  ) 歳代 の男性に好発すること ,  )原因食品としては小麦 が最多で ,次いでエビであること , $ )原因食品に 疾患が存在する   .. 対する即時性アレルギー反応検査は大部分陽性を示. . し ,基本的に 型アレルギーに基づく反応と考えら.

(53) . 運動とアレルギー. 1. れること , )本症の報告は年次毎に増加傾向を認. ものと考えられる  .我々も運動負荷によってより. めていること等を報告している.このアナフィラキ. 多くの抗原が体内に吸収されることを観察した  .. シーショックを誘発する運動には ,種目や運動の強 さなどの特異性が見られない  ..  つであるリ

(54)  モデルを提示した   .. 我々は,卵白に含まれるアレルゲンの. . ゾチームを用いた,. 前述のように ,運動は腸管の透過性を亢進させ る  .また ,運動をともなわない食物アレルギー 性のアナフィラキシー発症時においても,消化管の 粘膜浮腫,リンパ管の拡張,マスト細胞などの細胞. リゾチームの複数回投与によって感作されたマウス. 浸潤が確認されている   .この要因は ,マスト. に,リゾチームを経口投与し ,さらに走運動を負荷す. 細胞由来のヒスタミンやロイコトリエンの他にも ,. 症状が観察される..  ( !  ( 7 )や % ( *'  "" 7 )    の作用が示唆されている.. 患と同様に , 「 感作相」, 「アレルゲン吸収相」, 「ア. リゾチーム感作マウスの場合,リゾチーム経口投与. ナフィラキシー症状の惹起相」の. 後,強制的にランニングを負荷すると初めは順調に. ると ,走行不能な状態,すなわちアナフィラキシー.

(55)  も ,他のアレルギー疾 $ 段階を経ること  ),「ア. . によって発症すると考えられる  が( 図. 走っていたマウスが ,非感作マウスと比較して平均. レルゲン吸収相」が ,. して約. すなわち,アレルゲンの摂取後に ,運動を負荷する. の際,小腸粘膜上皮細胞傷害が観察され ,経口投与. という物理的,生理的刺激が生体へ負荷された結果,. したリゾチームが肝臓で検出された  .このことか. アレルゲンの消化・吸収に何らかの変化が生じる可. ら ,腸管から吸収されたアレルゲンは ,腸間膜静脈.

(56)  の特徴と考えられる.. 能性である.運動そのものが血清.  濃度を増加さ. 9 4程度の時間で走行を中止してしまう.そ. 門脈系を経て ,少なくとも肝にまで達するものと考. せることはなく  ,すでに感作された状態では ,ア. えられる.感作マウスは ,リゾチーム経口投与後安. レルゲンの動向そのものが ,最終的な「アナフィラ. 静にさせた場合でも,小腸粘膜上皮の糜爛が観察さ. キシー症状の惹起相」を左右する重要な要因となる. れる.さらに ,非感作マウスに運動を負荷した場合. 図.   

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(104) 9. 矢野博己・椎葉大輔・香西はな・加藤保子. でも同様に観察される.しかし ,いずれの場合もそ. こし ,アレルギー疾患を助長すると指摘しており ,. の症状は感作マウスにリゾチーム投与後運動を負荷. 運度が自律神経系のバランスの面からもアレルギー. した場合ほど 顕著ではないことから ,感作マウスで. 抑制にとって有効なのかもしれない  .ただし ,ア. は ,経口リゾチーム投与および疲労困憊運動が小腸. レルゲンへの感作時期が極めて幼少の時期に生じる. 粘膜に対する相乗的なダ メージを与え ,その結果,. ことを考慮するならば ,アレルゲンとの接触時期に. 生体内へのリゾチームの吸収が容易となり,通常安. 運動を実践できるかど うかという現実的な問題があ. 静にしていれば生じにくいはずのアナフィラキシー. るのかもしれない.. 症状が ,特定の食物と運動負荷とによって発症して.

(105)  疾患は,ア. しまうものと考えられる.また,. ま と. スピリンを前投与してアレルゲンのみを摂取させた 場合でもアナフィラキシー症状が観察される  .ア. め. 運動はアレルギーを抑制できるのかについて検討. スピリンは ,腸管傷害を誘発させる引き金になって. を試みた.アレルギー抑制因子であるエンドトキシ. いる  と推察されることから ,やはり腸管からの. ンの腸管からの吸収に対して運動は貢献する一方で,. アレルゲンの過剰吸収が. アレルゲンの吸収も促進する可能性が示されている..

(106)  発症に関与してい. る可能性は高い.したがって ,アレルゲン非摂取状. そしてその機序は ,ともに腸管上皮の透過性を運動. 態での運動であれば ,このアナフィラキシーショッ. が直接的に刺激しているためである.したがって ,. クの発症は抑制できることになる.. 腸管内の環境によって ,運動のアレルギー抑制効果 は左右されるのかもしれない..  .運動と     バランス 適度な(中等度)運動習慣は上気道感染症(. :!! . 終わりに.  "!  7 ::/% )のリスクを軽 減させる一方で ,過度な(高強度)運動はそのリス クを増大させる  .急性運動は,分泌型. ( " ). 我々は人類の歴史上,まれにみるアレルゲンの攻 撃に疲弊を訴えている.それは単なるアレルゲンの. 濃度の低下  ,マクロファージの抗原提示機能の抑. 増加に加え ,生体内アンバランスがもたらす身体不. 制  ,血中プロスタグランディン(. 適応状態といえる.この不適応状態の克服に対して,. !": . )  濃度の増加   ,%  など の炎症性サ. 運動習慣がもたらす意義は大きいのかもしれない .. イトカインの抑制  .  ,さらにはカテコラミンや. 単に運動は ,骨や骨格筋あるいは呼吸循環器系や代. 副腎皮質ホルモンなど の炎症性サ イト カイン 抑制. 謝に及ぼす効果に加え ,免疫系の賦活化に大きく関. #   , # 1 ,#  の血中濃度の増加  といった多くの %  細胞優位を示唆する反応を示すとされている. また ) から抗原提示を受けたナイーブ % 細胞を %  細胞へ分化させる際 ,-" を介し て誘導 される # 産生亢進(図  )に対しても運動はネ ガ テ ィブに反応する  .このように %  &%  ホルモンと抗炎症性サイトカインである. . . . 与する.そしてそれは ,我々人類が常に細菌やウイ ルスと向き合い,時に戦い,時に共存する生活を続 けてきたことを物語るものであり,決して清潔では ない生活環境の中で ,ヒトはどのように生体防御を 維持しながら運動を継続してきたのか ,その結果ど のような免疫機能を獲得してきたのかについて深く 考えなくてはならない.. バランスに及ぼす運動の影響について ,さらに検討 する必要はあるものの ,興味深い視点は ,血中では. %  細胞優位に見える現象であっても,局所では %  応答性が増強している場合があり,固体全体 として %  細胞が優位になっている可能性がある という永富  の指摘である.また ,3 は ,運動  . . 本研究は平成年度科学研究費補助金(基盤研究(  ).  ),および川崎医療福祉大学平成年度総合研究 費(課題:若年期の生活習慣とアレルギー予防に関する総 合研究,代表:矢野博己)の助成を受けて行われた.. 不足による副交感神経優位がリンパ球過剰を引き起. 文       献.  )

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表  衛生仮説を支持する主な研究報告 発症しやすくなるためである.したがって ,前述の 衛生状態がなぜ %   細胞優位を抑制できるのかと いうことになる. その メカニズ ムの  つに ついて 図  に 示し た . アレ ルゲンをと りこんだ 抗原提示細胞(  ( ! &#34;  : ) )は,ナイーブ % 細胞への抗原提示を行う.その際,インターロイキン(  *+ :#)及び#の作用を受けることによって,ナイーブ%細胞の% 細胞への 分化が 抑制され ,%細胞優位な状態へと 誘導され る .その結果
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参照

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