Title
Does 20-min arm crank ergometer exercise increase plasma
interleukin-6 in individuals with cervical spinal cord injury?( 内
容の要旨(Summary) )
Author(s)
幸田, 剣
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(医学) 甲第864号
Issue Date
2011-07-20
Type
博士論文
Version
none
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/43034
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏名（本籍） 学 位 の 種 類 学位授与番号 学位授与日付 学位授与要件 学位論文題目 審 査 委 員 幸 田 剣（岐阜県） 博 士（医学） 甲第 864 号 平成 23 年 7 月 20 日 学位規則第４条第１項該当
Does 20-min arm crank ergometer exercise increase plasma interleukin-6 in individuals with cervical spinal cord injury? （主査）教授 森 田 啓 之
（副査）教授 松 岡 敏 男 教授 犬 塚 貴
論 文 内 容 の 要 旨
急性の運動後に神経内分泌や免疫系の指標が変化することはよく知られている。いくつかのサイ トカイン濃度は運動によって影響を受け，IL-6 は他のサイトカインに比べて劇的な増加をする。 Pedersen らは，健常者において，myocytes そのものが筋収縮の間に IL-6 を産生し，血中へ放出して いることを示した。IL-6 増加の程度は，運動の時間，強度，筋肉量に関連している。IL-6 は慢性疾 患の原因やインスリン抵抗性，高脂血症を助長させるproinflammatory サイトカインであると考 えられていたが，急な血中 IL-6 濃度の増加は，脂肪の酸化を高め，糖の取り込みを改善する。 脊髄損傷者において，運動後の免疫学的な変化を調査した研究は少なく，頚髄損傷者(頚損者)を 対象として運動後のサイトカイン動態を明らかにした研究はない。我々は，慢性期の頚損者におけ る運動後の IL-6 の変化に着目した。本研究では，慢性期の頚損者が運動した時の cytokine の応答 を明らかにするため，頚損者と健常者を対象として最大酸素摂取量の 60％強度で上肢エルゴメータ 駆動運動を 20 分間行い，IL-6 動態を比較検討した。 【対象と方法】 慢性期の完全頚損者男性 8 名(平均年齢 37.1±3.3 歳)と，健常者男性 8 名(平均年齢 32.4±3.1 歳)を対象とした。年齢と身長，体重は両群間で差がなかった。最大酸素摂取量は，健常者の方が有 意に高い値を示した(P<0.01)。前腕と上腕の最大周囲径は両群で差を認めず，膝蓋骨より 10cm 近位 の大腿周囲径は頚損者の方が有意に小さかった(P<0.01)。
測定の 2 週間前に，被験者は上肢エルゴメータ(818E, Hand ergometer, Monark, Sweden)を用い て最大酸素摂取量を測定した。被験者は 30 分間の安静の後，最大酸素摂取量の 60％強度の上肢エ ルゴメータ運動を 20 分間行った。最大酸素摂取量の 60％強度は頚損者が 10.5±1.5W，健常者が 24.5 ±2.3W であった。運動前，運動直後，運動終了１時間後，運動終了２時間後に採血した。採血検査 項目は IL-6，cortisol，PGE2，adrenaline，血算，ヘモグロビン，ヘマトクリットとした。 結果は平均±標準誤差で表した。運動前と運動直後，運動終了１時間後，運動終了２時間後それ ぞれとの比較，頚損者と健常者との比較を行った。 【結果】
運動前の cortisol は両群間で差を認めなかった。一方，PGE2(P<0.05)と adrenaline(P<0.01)では
頚損者の方が有意に低い値を示した。
cortisol は両群とも有意な変化はなかった。健常者では adrenaline が運動直後に有意に増加(P <0.01)し，運動終了１時間後には元に戻った。一方，頚損者では変化はなかった。 頚損者の PGE2は運動直後で有意な増加(P<0.05)を示し，運動終了２時間後まで持続した。しかし， 健常者では PGE2は運動後の変化を認めなかった。 頚損者では運動前の IL-6 が 2.18 ± 0.44 pg/ml，健常者では 1.02 ± 0.22 pg/ml で，頚損者の 方が有意に高い値を示した(P<0.05)。運動後の IL-6 は，健常者では運動終了１時間後に有意な増加 (1.91 ± 0.28 pg/ml，P <0.05)を示し，運動終了２時間後には元に戻った。一方，頚損者では変化 を認めなかった。 【考察】 本研究は頚損者と健常者を対象とし，運動時間や運動強度を管理した運動の IL-6 動態を初めて測 定した。本研究での新たな知見は，相対的に等しい最大酸素摂取量の 60％強度で 20 分間上肢エル ゴメータ駆動運動をした後，頚損者の IL-6 濃度は増加せず，健常者では有意に増加したことである。 本研究の結果は，健常者の adrenaline 濃度が運動直後に有意に増加した一方で，頚損者では実験 を通じて有意な変化は認めなかったことを示した。われわれの頚髄損傷の被験者で IL-6 が変化しな かったのは，交感神経系の障害が原因である可能性がある。 本研究の限界は，運動強度と時間である。頚損者では本研究より強い運動強度や，長い運動時間 では運動を完遂できなかった。2 つ目は，頚損者における運動負荷の平均がわずか 10.5±1.5Watt で，健常者と比較して小さい。しかし，全ての被験者がベストを尽くした。3 つ目は，本研究では， 運動に起因した anti-inflammatory cytokines として知られる IL-1ra や IL-8，IL-10，IL-15 とい った他のサイトカインを測定していないことである。しかし，IL-6 は筋肉由来の主なインターロイ キンであり，本研究は頚損者において上肢の筋肉が内分泌器官として働くことを示す first step である。今後，他のインターロイキンに関するさらなる研究が求められる。 【結論】 健常者では最大酸素摂取量の 60％強度で上肢エルゴメータ運動を 20 分行うと，IL-6 は運動中と 運動後に有意な増加を示した。一方，頚損者では変化を認めなかった。頚損者が有する筋萎縮と交 感神経障害が原因である可能性がある。 論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨 申請者 幸田剣は，慢性期頚髄損傷者と健常者を対象として最大酸素摂取量の 60％強度で上肢エル ゴメータ駆動運動を 20 分間行い，IL-6 動態を比較検討した。本研究では，健常者の IL-6 は運動中 と運動後に有意な増加を示したが，慢性期頚髄損傷者では変化しないことを明らかにした。本研究 の成果は，整形外科学ならびにリハビリテーション医学の発展に少なからず寄与するものと認める。 ［主論文公表誌］
Ken Kouda, Kazunari Furusawa, Hiroyuki Sugiyama, Tadashi Sumiya, Tomoyuki Ito, Fumihiro Tajima, Katsuji Shimizu: Does 20-min arm crank ergometer exercise increase plasma interleukin-6 in individuals with cervical spinal cord injury?
