運動後の抗酸化物質：なぜ筋肉にはフリーラジカルが必要なのか
9月末、コペンハーゲン大学を中心とする研究チームが Nature Aging 誌に、おそらくあなたが聞いたこともない脂質についての論文を発表しました。その名はカルジオリピン。筋肉の膜に含まれる脂質の2%にも満たない成分ですが、すべてのミトコンドリアの内膜に存在しています。ミトコンドリアとは、食べ物と酸素を動きに変える小さなエンジンです。論文によると、加齢した筋肉ではこのカルジオリピンが減っているといいます。
今週続いた報道は、そのメカニズムに注目しました。加齢した筋肉は、自分を守るために筋力の一部を手放しているのかもしれない、というものです。よくできた話です。けれども私がずっと考えてしまうのは、論文の終わり近くにある小さな実験のほうです。研究者たちは、すでに筋肉が弱っていたマウスに抗酸化物質を与えました。筋肉は良くなるどころか、悪化したのです。
ハードなトレーニングの後に「回復を助けるため」にビタミンCの錠剤を飲んだことがあるなら、この結果はあなたにも関係があります。また、科学がこう言うのは今回が初めてではありません。そして正直なところ、この話の実際の姿は、サプリメント売り場の宣伝よりも、それに対する反発よりも、ずっと興味深いものです。
都合の悪い結果が出たマウス研究
この研究は、 Fabian Finger、Zachary Gerhart-Hinesらのチームによるもので、よく知られた謎から出発しています。筋肉が加齢すると、ミトコンドリアの働きは落ちます。ところが加齢した筋肉は、ミトコンドリアを最も多く含むタイプである遅筋線維の割合が増えていきます。パワーを生む線維が先に衰え、持久力を担う線維の比率が高まるのです。
その理由を探るため、研究チームは若いマウスの筋肉でカルジオリピンの産生を止めました。すると若い筋肉が老いた筋肉のようになり始めました。遅筋線維へと偏り、萎縮し、マウスは早く死にました。このシグナルはERRγというタンパク質を介してミトコンドリアから細胞核へと伝わっており、その一部を担っていたのが活性酸素種、つまり多くの人がいまもフリーラジカルと呼ぶ分子でした。
筋肉はこれらの分子をメッセージとして使っていたのです。筋肉はグルコースの使い道を切り替え、自前の抗酸化防御を強化していました。そのため研究者たちが抗酸化物質であるN-アセチルシステインを8週間飲み水に加えても、何も救われませんでした。論文の言葉を借りれば、カルジオリピンが失われた影響をかえって悪化させたのです。マウスが再びカルジオリピンを作れるようにすると、筋肉は回復し始め、早期の死もなくなりました。
先に進む前に、注意点を二つ挙げておきます。これは遺伝子を止めた若いマウスであり、自然に年をとったマウスではありません。また抗酸化物質の実験では、各グループの動物はほんの数匹でした。この論文は、抗酸化物質があなたの筋肉に何をするかを教えてくれるものではありません。この論文がしているのは、20年近くヒトの臨床試験で続いてきた議論に、もう一つの声を加えることです。
フリーラジカルは損傷だけでなくメッセージでもある
一般的な老化のイメージは「さび」です。酸素が燃え、火花が飛び、その火花が触れたものすべてを少しずつ傷つけていく。この物語では抗酸化物質は消防隊であり、多ければ多いほど良いことになります。
運動は、この物語を維持しにくくします。ハードなトレーニングは、じっと座っているときよりもはるかに多くの活性酸素種を一気に生み出します。もしこれらの分子が損傷を与えるだけなら、トレーニングは体に害になるはずです。しかし実際はそうではありません。理由の一つは、この急増がシグナルでもあることです。それは筋肉に、ストレスを受けたこと、そして次に備えてミトコンドリアと自前の抗酸化酵素を増やすべきことを伝えます。
生物学者はこれをホルミシスと呼びます。少量のストレスが、以前より体を強くするという現象です。私はもっとシンプルなイメージのほうが好きです。筋肉痛や酸化の急増は、体がメモを取っている状態です。そのメモを早く拭き取りすぎると、体はメッセージを受け取れないかもしれません。
四つの研究を並べて読む
抗酸化物質がトレーニング効果を鈍らせた場面と、そうでなかった場面
ヒトの臨床試験でわかったこと
2009年、 Michael Ristowらの研究チーム は、健康な若い男性39人に週5日、4週間のトレーニングを行わせました。半数はビタミンC 1,000 mgとビタミンE 400 IUを毎日摂取し、残りの半数はプラセボを摂取しました。プラセボ群では、トレーニングによって体のインスリンへの反応が高まり、筋肉は自前の抗酸化酵素を多く作るようになりました。ビタミン群では、そのどちらの効果も現れませんでした。論文のタイトルは、抗酸化物質が運動の健康効果を妨げたと述べており、この分野で最もよく引用される論文の一つになりました。
その5年後、 Gøran Paulsenらの研究チーム はより長期の試験を行いました。成人54人が11週間、主にランニングを行い、毎日ビタミンC 1,000 mgとビタミンE 235 mg、またはプラセボを摂取しました。ビタミンは、筋肉が新しいミトコンドリアを作るのに使うタンパク質の増加を鈍らせました。しかしVO₂maxとランニングのパフォーマンスで測った体力は、両群でほぼ同じように向上しました。
この食い違いが重要です。細胞の反応は小さくなりました。しかしランナーたちは、この研究で使われたテストで見る限り、そうではありませんでした。
反発もまた行き過ぎだった
ここで、逆張りの見方にも修正が必要になります。2009年以降、「抗酸化物質はトレーニングを帳消しにする」というのがフィットネスの常識になりました。しかしエビデンスがそう言ったことは一度もありません。
2020年、 Tom Cliffordらの研究チーム は、少なくとも4週間の指導付きトレーニングと並行してビタミンC、ビタミンE、またはその両方を与えたランダム化試験をまとめて解析しました。9件の持久力試験全体で、ビタミンはVO₂maxや持久力パフォーマンスの向上を減らしませんでした。9件の筋力試験全体でも、除脂肪量や筋力の向上に変化はありませんでした。
つまり、矛盾しているように聞こえる二つの正しい事実があるのです。高用量の抗酸化物質は、トレーニングが生み出す細胞のシグナルを弱めることがある。そして数週間から数か月の試験では、その弱まったシグナルが体力や筋力の低下として現れてはいない。どちらも正しい可能性があります。体にはメッセージを伝える方法が一つではありませんし、もしゆっくり積み重なるコストがあるとしても、数か月では短すぎて見えないのかもしれません。どちらなのかは、まだわかっていません。
筋肉が年をとるほど、この話が重要になる理由
今回の論文は、中年を過ぎた人にとって新たな視点を加えています。私たちが筋肉の老化と呼んでいるものの一部は、防御反応なのかもしれない、というのです。ミトコンドリアが弱ると、筋肉は酸化シグナルを使って、より遅く、より粘り強い線維を中心に自らを作り変えます。その代償がパワーです。私たちは以前、加齢とともに パワーが筋力より早く衰える理由 について書きました。今回の知見は、そのメカニズムの一端なのかもしれません。
もしそうなら、酸化シグナルを一律に抑え込むことは、年をとった筋肉にとっても間違った発想です。筋肉はただ傷ついているだけではありません。交渉しているのです。そしてうまく交渉するには、自分自身のシグナルを聞き取る必要があります。
これはまだマウスに基づく仮説です。しかしヒトで見えている全体像とも合っています。体は独自の抗酸化システムを動かしており、ストレスに応じてそのシステムを調整しています。そして間違ったタイミングで外から大量の抗酸化物質が入ると、その調整が弱まることがあるのです。
では、どうすればいいのか
だからといって、ベリーを一皿食べるのを恐れる必要はまったくありません。食品に含まれる抗酸化物質の量は上記の試験よりはるかに少なく、これらの研究はどれも通常の食事を調べたものではありません。エビデンスが実際に支持していることは次のとおりです。
第一に、筋肉痛やトレーニング後の灼熱感を、片付けるべきものとして扱うのはやめましょう。それらはトレーニングが効く仕組みの一部です。私たちは以前、 トレーニング後の冷水浴についても同様の指摘をしました。冷水浴も、筋力トレーニングへの適応の一部を鈍らせることがあります。すべての回復手段が適応を助けるわけではありません。早く楽になるのを助けるだけのものもあります。
第二に、ほかの理由で高用量のビタミンCやEを摂っている場合、メタ解析の結果からは、体力の向上が深刻に損なわれる心配はなさそうです。それでも念のため備えたいなら、簡単な方法は、トレーニング前後の時間帯に高用量を摂らないことです。これは試験での摂取方法に基づく用心であって、検証されたプロトコルではありません。ビタミンCは免疫系の正常な機能に寄与します。また、通常の摂取量に加えて1日200 mgを追加で摂取した場合、激しい運動中および運動後の免疫系の正常な機能の維持に寄与します。私たちの ビタミンCの臨床試験が示すこと についてのレビューで、用量と形態をより詳しく解説しています。
第三に、トレーニングの成果は、翌朝の体感ではなく、数週間でどう変わるかで判断しましょう。安静時心拍数がゆっくり下がっていくこと、そして同じ楽なペースでの心拍数が下がることは、適応が進んでいるサインです。 Agen Band なら、こうした傾向を確認できます。その一つの読み方は、こちらの記事で解説しています： 運動後の心拍数の回復.
まとめ
今週の論文はマウス研究であり、そのように読むべきものです。しかしそれは、20年にわたるヒトの研究と同じ方向を指しています。私たちが恐れるよう教えられてきた分子は、筋肉が学ぶための手段でもあるのです。高用量の抗酸化物質は、細胞レベルでその学習を弱めることがあります。ただしこれまでの試験では、その弱まったシグナルによって体力や筋力が損なわれることは示されていません。
役に立つ教訓は、どちらの陣営よりも穏やかなものです。メッセージが届くだけの強度でトレーニングをし、本物の食べ物を食べ、慎重を期すなら大量摂取はトレーニングの時間帯から離し、結果は数週間単位で測りましょう。持病がある方や薬を服用している方は、サプリメントを変える前に医師に相談してください。これを日々の習慣全体にどう組み込むかについては、まずこちらからお読みください： 長寿プロトコルの作り方.
