運動トレーニングによる有酸素運動能力の向上: マイオカインの役割

健康な成人と心血管疾患 (CVD) 患者の両方にとって、有酸素運動能力 (V̇O2max) は、高血圧、喫煙、2 型糖尿病などの他の既知の危険因子よりも、将来の慢性疾患や早期死亡のリスクを予測する強力な因子です。 運動不足に関連する慢性疾患の大きな医学的および経済的負担を考慮すると、現在の主に座りっぱなしの人々における V̇O2max の増加を目的とした介入の最適化を可能にするために、V̇O2max の規制についての理解を向上させることが重要です。 さらに、運動によって V̇O2max を改善する気がない、または改善できない個人への薬理学的介入を支援する新しい薬物標的を特定する必要がある。

現在、V̇O2max を増加させるための実行可能な方法は運動トレーニングのみです。 しかし、運動トレーニングは平均して V̇O2max を改善しますが、完全な監視下で標準化されたトレーニング介入を行った人の約 10 ～ 20% では、V̇O2max の測定可能な増加は示されていません。 トレーニングに対する反応が低いことは臨床的に重要な懸念事項であるが、運動トレーニングに対する反応の大きなばらつきは、トレーニングに対する反応が低い人と高い反応を対比することによって、V̇O2max への適応に関与する分子機構を解明する機会も提供する。

このアプローチを使用すると、トレーニング前後に得られた骨格筋サンプルでは、​​86 個の遺伝子が V̇O2max に対して高応答者と低応答者に比べて差次的に制御されることが示されています。 驚くべきことに、これら 86 個の遺伝子のうち 13 個の遺伝子は、運動中または運動後に筋肉から放出されることが報告されているタンパク質 (すなわち、ミオカインと呼ばれる「メッセンジャータンパク質」) をコードしています。 これは、運動トレーニングに対する反応が低い人がこれらのマイオカインの産生と放出を十分に上方制御できていないことを強く示唆しており、これが（少なくとも部分的には）これらの人々が反応が高い人ほど V̇O2max を改善できない理由であることを示唆しています。 しかし、V̇O2maxの上昇におけるこれらのミオカインの機構的な役割を確認するには、V̇O2maxに対する低応答者では、遺伝子発現の変化に加えて、これらのミオカインの血漿レベルの変化も損なわれていることを証明する必要がある。