食事、運動、睡眠は心臓の健康に影響しますが、その理由は何でしょうか?

A three-dimensional printout of a human heart is seen at the Heidelberg University Hospital (Universitaetsklinikum Heidelberg) in Heidelberg, Germany, August 14, 2018. Picture taken August 14, 2018. To match Insight HEALTHCARE-MEDICAL TECHNOLOGY/AI REUTERS/Ralph Orlowski - RC1383DDBDD0
Getting to the heart of the matter.Image: REUTERS/Ralph Orlowski
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  • 専門家が、心血管の健康に影響する要因を検証します。

  • 同氏は、私たちのライフスタイル、脳、心臓がどのように相互作用するかについて、既に分かっていることと、科学者がなお研究を進めている点を検討しました。

  • 近年、動脈硬化(一般に「動脈の硬化」と呼ばれます)の一因となるリスク要因が4つ特定されています。

ハンバーガーが心臓発作を引き起こすとは限りませんが、食事、運動、睡眠パターンを含むライフスタイルの選択が心血管の健康に影響することは、以前から分かっています。分かっていないのは、こうした要因が体内の様々な機能にどのように実際に影響するのか、その正確なメカニズムです。

マウントサイナイ医科大学アイカーン医学部の心血管研究所所長であるフィリップ・K・スヴィルスキ氏は、ライフスタイル、脳、心血管の健康の間の相互作用について既に分かっていること、そして科学者がなお研究を進めている点を解説しました。ハーバード大学医学大学院の元教授である同氏は、先月下旬、ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学・応用科学部が主催する「生体工学のトピックス」シリーズのオンラインイベントで講演しました。

スヴィルスキ氏は、心血管の健康に遺伝が関与していることは「疑いようがない」と認めつつ、ここ数年間で、ストレス、睡眠の中断または断片化、食事、座りがちな生活様式の4つのリスク要因が動脈硬化(一般に「動脈の硬化」と呼ばれ、死亡を含む様々な合併症につながりうる)の一因として明確に特定されてきたと述べました。

現在進行中の研究は、これらの要因が「細胞および分子レベルで組織を変化させる」メカニズムを解明しようとしている、と同氏は述べ、「臓器間コミュニケーション」に焦点を当てています。同氏によれば、目標は、喫煙に関する研究が公共政策を形作ったのと同様に、「治療的アプローチを設計するための経路を発見し、健康政策を変えること」だということです。

睡眠に関する現在の知見(「平均的に、私たちは十分な睡眠を取れていない」)、そして食事とライフスタイルの広く認められた役割を簡潔に要約した後、スヴィルスキ氏はストレスの役割について詳しく掘り下げました。未発表の研究を引用しながら、同氏はスライドを用いて、好中球(白血球の一種)がストレスにさらされたマウスの耳で「群がる」様子が見られることを示しました。同氏は、これは驚くべきことではないと述べ、10年前にカート・リヒター賞を受賞した、ストレスによってこうした免疫細胞の再分布が起こることを示した研究に言及しました。

心血管疾患は主要な死因です。Image: Our World in Data

しかし現在の研究は、これらの研究をさらに細胞レベルまで掘り下げ、誘発された急性ストレス時と、その後の回復期の両方における、免疫系に関連する様々な血液成分の動きを調べています。例えば、ストレスへの反応として、好中球のレベルは肺、肝臓、脾臓で増加するように見えますが、骨髄では減少します。「好中球の供給源は骨髄である可能性があります」と同氏は述べ、「そして、他の臓器へ非常に速く動員されている」と続けました。

一方で、B細胞とT細胞という他の2つの成分は、急性ストレス下で骨髄内で増加します。この研究が依然として進行中であることを強調しつつ、スヴィルスキ氏は仮説を示しました。「私たちが考えているのは、急性ストレスへの反応として、B細胞とT細胞が大量に骨髄へ移動するということです」と同氏は述べ、「安全な避難所として骨髄に潜み、嵐が過ぎ去ると、血液中へ戻り始めるのです」と続けました。

これらの変化の仕組みを理解するための研究も進められています。こうした大規模な変化はストレスによって引き起こされるため、同氏は「脳のストレス中枢が主な原因である可能性が高い」と指摘しました。マウスを対象とした現在進行中の研究は、2つの主要なストレス中枢が異なる機能を持つように見えることを示唆しています。例えば、視床下部-下垂体-副腎系はリンパ球と単球という2つの血液成分を制御しますが、交感神経系は別の成分であるノルアドレナリンの放出を制御します。

このような役割分担は「予想外」であり、スヴィルスキ氏は、さらなる疑問と検討すべき方向性の両方を提起すると述べました。「これらのプロセスは宿主に利益をもたらす理由で進化してきたと考えていますが、逆効果になることもあります」と同氏は述べました。

講演後、これらの反応の適応的な性質について質問を受けたスヴィルスキ氏は、ストレスの進化的な重要性について論じました。ストレスは、脅威にさらされた際に私たちを救うことができる、目に見える「闘争、逃走、または凍結」反応を引き起こすだけでなく、分子レベルでは、これらの免疫関連の反応が、捕食者に噛まれた後の歯に付着した細菌のような抗原から体を守るのに役立ってきた可能性もあります。

しかし、これらの適応反応には代償があります。ストレス前のレベルに戻るまでの時間である回復は遅いだけでなく、進行中の研究では、ストレスが繰り返されると、レベルがますます速く反応し、緊急モードに入ることが示されています。「体内には2つのシステム、すなわち免疫系と神経系があり、それらは学習するということを念頭に置いてください」とスヴィルスキ氏は述べました。「それらは入力を必要とし、非常に密接に絡み合っています」。

これは現在のパンデミックにも影響を及ぼします。同氏は、免疫系の健康には「社会経済的な要素がある」と述べ、他の要因の中でも「家族を養うことができないというストレス」がもたらす有害な影響を指摘しました。「ストレスを受けたマウスは、ストレスを受けていないマウスよりもはるかに高い割合でCOVIDで死亡します」と同氏は述べました。

「これはあらゆる健康と疾患に浸透しています」とスヴィルスキ氏は結論づけました。「ストレスの一部は有益です。私たちにはストレスが必要ですが、重要なのは前向きなストレスと否定的なストレスのバランスです。これは複雑な問題です。」

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