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2021年7月

2021年7月29日 (木)

筋タンパク質の合成促進のための運動後のタンパク質摂取   ~ヒトの研究からの知見~

はじめに

 「若い頃に比べて筋肉痛になるのが遅れてくる」と感じておられる方は、いらっしゃいませんか。強い強度の運動負荷により筋線維は傷つきますが、運動後に傷ついた筋線維は修復されます。筋肉痛には、筋線維が傷ついたときに感じるものと、傷ついた筋線維が修復される際に生じるものがあるそうです。実は高齢になると筋肉痛が遅れてくるという感覚は、若い頃ほど筋線維に大きなダメージを与える運動負荷ができていないため、初段の筋線維が傷つく際の痛みはなく、筋線維修復の際の痛みのみを感じるので、「筋肉痛が遅れている」と感じているそうです。

 筋線維はタンパク質からつくられていますが、運動と休養を繰り返すことで、筋タンパク質は分解と合成を繰り返すことになります。筋タンパク質の分解が合成を少しずつ上回っていくことで筋肉が肥大することになり、これを「超回復」といいます。アスリートがウエイトトレーニングを練習に取り入れるのは、より強く大きい筋肉を「超回復」により獲得するためです。

運動後のタンパク質摂取は筋タンパク質の合成を促進

 成長ホルモンなどのホルモンが筋細胞に作用することで、筋タンパク質が合成されますが、運動直後は運動の物理刺激によって、ホルモンに対する筋細胞の感度が上昇し、筋タンパク質がより合成されやすい状態になります。筋細胞のホルモンに対する感度を感受性といいますが、この感受性は運動終了から120分後まで持続するとされ、この時間帯は「ゴールデンタイム」と呼ばれます。タンパク質(アミノ酸)は筋タンパク質の材料であるのと同時に、BCAAとして知られているバリン、ロイシン、イソロイシンは、筋タンパク質の合成を促進する作用があり、「ゴールデンタイム」にタンパク質やBCAAを摂取することにより、筋タンパク質の合成がより促進されることが知られています。

 馬事通信168号の「運動後の栄養摂取のタイミング」において、馬においても運動後の「ゴールデンタイム」にタンパク質を摂取することで、筋タンパク質の合成速度が高まることを解説しましたが、近年、この情報はかなり普及しており、競走馬や育成馬のみならず乗馬にも、運動後のタンパク質給与が実践されているようです。ヒトの分野では、筋タンパク質合成をより促進するタンパク質の種類について研究されており、今回はその情報について紹介します。

大豆タンパクと乳タンパクの比較

 ヒトの試験において、レジスタンス運動(筋肉に抵抗負荷を繰り返しかける運動)後に大豆由来のタンパク質(大豆タンパク)と乳由来のタンパク質(乳タンパク)を摂取したときの、筋タンパク質の合成速度が比較されました(図1)。大豆タンパクと乳タンパクは、どちらも必須アミノ酸(必要量が体内で合成できないため必ず食事から摂取する必要のあるアミノ酸)と同じく必須アミノ酸のグループに属するBCAAが多く含まれており、この試験では両タンパクに含まれるアミノ酸に差はありませんでした。しかし、大豆タンパクに比べて乳タンパクを摂取したとき、筋タンパク質の合成速度は大きくなりました。この結果の理由は明確にはされていませんが、研究者らは、レジスタンス運動後に大豆タンパクおよび乳タンパク摂取は筋タンパク合成を促進にはどちらも効果があるが、その効果は乳タンパクのほうがより高いことは確かであると述べています。

乳中のタンパク質であるホエーとカゼインの比較

 乳中のタンパク質は、ホエー(乳清)とカゼインいう2種類に分けることができます。私たちの日常でホエーとカゼインを個別に目にすることはほとんどありませんが、乳からチーズがつくられる工程において、チーズの原料となる沈殿物に含まれるタンパク質がカゼインであり、沈殿物以外の上澄み液の部分に含まれるのがホエーです。身近なところでは、ヨーグルトに上澄み液が溜まることがありますが、この部分に含まれるのがホエーです。ヒトの試験において、運動後にホエーとカゼインを摂取したときの筋タンパク質の合成速度が比較されています(図2)。ホエーは摂取後の早いタイミングで筋タンパク質合成が増加した一方で、カゼインを摂取したときは、それより遅れて筋タンパク質の合成が増加しました。しかし、より長時間でみると、ホエーとカゼイン摂取による筋タンパク質合成の促進効果は同じでした。ホエー摂取後の血中必須アミノ酸濃度は、急激に上昇し、その後に急降下しましたが、カゼインの摂取後は緩やかに上昇し、他のグループに比べて高値を長時間維持しました(図3)。そのため、ホエーとカゼイン摂取で筋タンパク質の合成速度が増加するタイミングが異なったと考えられています。この試験において、カゼインとホエー摂取による筋タンパク質合成速度は、長時間みると変わりませんでしたが、私は「ゴールデンタイム」に血中アミノ酸濃度が高くなるホエーのほうがベターではないのかと考えています。

運動前のタンパク質摂取について

 馬の講習会等で運動後のタンパク質摂取の効果の話のときに、「運動前にタンパク質を摂取した方が効果的なのでは?」ということがよく質問されます。ヒトの方では、消化吸収の時間を考えて運動前にタンパク質を摂取することを推奨しているコーチもいらっしゃると聞いたことがあります。ヒトの方でも運動の前か後かで物議はあるようですが、現在のところ運動後のほうが筋タンパク質の合成速度の促進効果は高いという意見が優勢なようです(図4)。その理由についての考察も様々であり、運動前にタンパク質を摂取した場合、運動中の血中アミノ酸が潤沢になることで、アミノ酸がエネルギーの原料として積極的に利用されるため、運動後の筋タンパク質合成のために動員されるアミノ酸が希薄になるとの意見もあります。また、運動前後のどちらが筋タンパク質合成に有利かという議論の他に、一般的に運動前の食事にデメリットがあると考えられています。喫食すると生理的には血液を消化器官に集めようと働く一方で、運動時は血液を運動筋に積極的に送り込もうとするため、運動前の食事時間によっては、体に矛盾した血液循環を促すことになってしまいます。したがって、現時点では、筋タンパク質の合成を促進するためのタンパク質給与のタイミングとしては、運動後を推奨したいと考えています。

今回の内容をまとめますと

① 運動後に、大豆由来のタンパク質より乳由来のものが筋タンパク質の合成にはより効果がある

② 試験では乳タンパク質であるカゼインとホエーを運動後に摂取したとき、筋タンパク質合成の効果は同等であったが、理論的には取り込みが早いホエーのほうがより効果的と考える

③ 筋タンパク質の合成促進のためのタンパク質の摂取タイミングとしては、現時点では運動前より運動後が推奨できる

 これらの内容はいずれもヒトのアスリートに関する話題ですが、馬においても同様の効果が得られる可能性はあります。今後、馬においてこれらの課題について、我々もしくは海外を含めた他の研究者が検証し結果が得られた際には、皆様にいち早くお伝えしたいと思います。

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日高育成牧場 上席調査役 松井 朗

さく癖について

 馬には好ましくない習慣、いわゆる「悪癖」があります。さく癖、ゆう癖、旋回癖および身食いといった「悪癖」は、一般的に馬の精神状態の悪さを反映している、あるいは馬の健康に悪影響を及ぼすとされて嫌われています。馬が売買されるセリの多くにおいても、これら「悪癖」の有無を開示することが求められており、落札後に開示事項にない「悪癖」が判明した場合には契約解除となる場合もあるなど、重要なものとして捉えられています。しかし、果たしてこれらの悪癖は本当に馬に悪影響を及ぼすものなのでしょうか。本稿では「悪癖」の中で最もポピュラーな「さく癖」について、最新の知見をまとめた海外の記事をベースとして簡単にご紹介することとします。

「さく癖」とは何か?馬はなぜ「さく癖」をするのか?

 「さく癖」とは、馬が壁の出っ張りや柵の縁などに上顎の前歯を引っかけて、「ぐう」という特徴的な音を出しながら空気を飲み込む動作のことを言います(写真1)。馬がさく癖をする原因については諸説ありますが、何らかのストレスが関係しているという説が一般的に言われています。この説では、馬房などの狭い空間に閉じ込められる、あるいは孤立しているような状況に対して馬がストレスを感じ、そのストレスを解消するためにさく癖行動を選択するのだと考えられています。この「ストレス関与説」を検証するため、ストレスの指標とされる血液中のコルチゾール値を測定した研究がされました。この研究によると、さく癖を有する馬はさく癖の前後で血液中のコルチゾール値が低下し、しかもさく癖後に下がったコルチゾール値はさく癖のない馬よりも低くなるらしいのです。しかし、同様にコルチゾールを指標とした実験を行った他の研究チームは、さく癖の有無による差はないと報告していることから、この「ストレス関与説」についてはいまだ議論の余地がありそうです。

  

なぜ「さく癖」は「悪癖」なのか?

 さく癖のデメリットには、疝痛の発症リスク増加、切歯の異常な磨耗(写真2)、胃潰瘍、および体重減少などがあげられます。さく癖を有する馬はない馬に比較して、再発性の疝痛を発症するリスクが12倍も高いとの報告もあります。

 しかしその一方で、さく癖による疝痛発症の仕組みについてはよく分かっていません。恐らく多くの方は、さく癖によって飲み込んだ空気が腸に溜まることで疝痛を発症するというイメージをお持ちかと思いますが、海外の研究によるとさく癖で飲み込んだ空気の大部分は食道の上部で留まり、胃まで到達するのはごく一部であることが分かっています。他にも、そもそも慢性的で軽い疝痛を発症している馬がさく癖行動を見せると考えている専門家もおり、さく癖から疝痛を発症するメカニズムについては明らかにされていないのが現状です。

馬の「さく癖」は止めさせるべきか?

 さく癖予防としては、頸に巻き付ける防止バンドの装着や切歯を引っ掛けそうな場所に予め馬が嫌う薬品を塗っておくなどの方法が一般的に用いられます。しかし、そもそもさく癖行動を妨害するべきかどうかについては、意見が分かれるようです。前段で申し上げた通り、馬はさく癖によってストレスを軽減している可能性があるため、これを妨害することがさらなるストレスの付与に繋がってしまうかもしれません。ある海外の調査では、さく癖を有する馬のさく癖行動に対する欲求は非常に強く、実に一日の15%もの時間をさく癖行動に費やしているというデータが示されています。したがって、さく癖を妨害することがストレスをより増強させ、そのストレスから疝痛を発症してしまう可能性もあり得ないことではないでしょう。我々が考えなくてはいけないことは、物理的にさく癖行動ができないように制限することより、まずはさく癖を行わないで済むような飼養環境の整備やストレスを排除してやることなのかもしれません。

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図1 さく癖を有する馬。柵の縁を噛みながら空気を吸い込みます。

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図2 長年さく癖が治らなかった馬の切歯は異常に磨耗してしまいます。

日高育成牧場 業務課 竹部直矢

2021年7月28日 (水)

卵管閉塞に対する新しい治療法

【卵管閉塞】 卵管閉塞という疾患をご存じでしょうか?卵管(子宮と卵巣を繋ぐ細い管)に卵胞由来のコラーゲンが蓄積、卵管腔が閉塞することで、精子が受精場所まで辿り着けなかったり、受精卵が子宮に降りなかったりするため不妊となります。卵管閉塞が不受胎の原因であることは古くから知られていましたが、馬は他動物種と比べて卵管子宮結合部(卵管乳頭)の平滑筋が発達していることから極めて狭く、子宮側から卵管にアプローチできないため、今日でも明確な診断方法が確立されていません。そのため、研究論文では「卵管閉塞の馬」ではなく「○年間原因不明の不受胎が続く馬」と表現されています。治療法として、これまで全身麻酔下で開腹して卵管内腔を生理食塩水でフラッシュする方法(Zent,1993)や立位鎮静下で腹腔鏡を用いて卵管の外側に平滑筋運動を促すPGE2ゲルを塗布する方法(Allen,2006)が報告されてきましたが、いずれも手術を要することから我が国では定着しませんでした。

【新しい治療法】 そのような状況の中、2013年に井上獣医師(イノウエホースクリニック)が卵管通水法を発表しました。これは不可能と思われていた子宮側から卵管にアプローチする方法で、子宮内視鏡を用いて卵管乳頭に特殊なカテーテルを接着させて卵管腔に生理食塩水を通します。この手法は手術を要さないことから世界的に大きな注目を集めました。さらに2018年にはブラジルのグループがユニークな治療法を発表しました(Alvarenga,2018)。これは深部人工授精の技術を応用し、PGE1溶液3mlを子宮角深部に入れる(卵管乳頭にかける)というもので、22頭の原因不明不受胎馬のうち15頭が受胎したと報告されています(図1,2)。我が国でもすでにHBAの獣医師らが取り組んでおり、原因不明の不受胎馬6頭のうち5頭が受胎したというとても良い成績を報告しています(水口,2020)。この手技は、手術はおろか内視鏡も不要であるため、臨床現場での応用性が大きく高まったと言えます。一方、本手法では卵管の通過性を確認できません。井上獣医師の方法は卵管乳頭を視認し、ポンプを推す手の感触で卵管の通過性を確認できますので、各検査法に一長一短があると言えます。

【治療対象馬】 手軽で新しい治療法が発表されたとは言え、不受胎牝馬に対して気軽に実施することは推奨されません。なぜなら、卵管閉塞は不受胎原因としては決してメジャーではないからです。仮に子宮内膜炎の馬に本治療を行った場合、効果がないばかりか、本手法の治療効果を低く見積もることになりますし、何より本当の不妊原因の診断・治療を遅らせてしまいます。まずは頸管や陰部の解剖学的異常、子宮内膜炎をはじめとする子宮疾患、排卵障害をはじめとする卵巣疾患など一般的な不妊原因を確認することが先決であり、基本的にはこれらの異常が否定された「原因不明の不受胎馬」が治療対象となります。

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図1 卵管乳頭への投与の模式図

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図2 深部授精用の柔軟で長いカテーテル

日高育成牧場 生産育成研究室 村瀬晴崇

後肢跛行診断と治療(膝関節領域)に関する講習会について

 2019年11月27日および28日、静内エクリプスホテルおよび日本軽種馬協会軽種馬生産技術総合研修センターにおいて、カタール国Eqine Veterinary Medical CenterのFlorent David氏とTatiana Vinaedell氏を講師に招き、馬の後肢跛行診断と膝関節領域の超音波検査に関する講習会が開催されました。今回はTatiana氏の後肢跛行に関する講習会の内容の一部をご紹介します。

後肢跛行について

・アプローチ

 馬の後肢跛行を診断するにはまずその馬の履歴を正確に把握する必要があります。履歴とは、年齢、品種、調教の状況、過去の跛行歴等を含みます。また馬を観察する際には厩舎のように馬が慣れている環境で行う必要があります。観察する際には、姿勢、筋肉の緊張、触診への反応、熱感や腫れがある部位はないか等をチェックします。歩様の評価は常歩、速歩、駆歩で実施しますが、特に速歩での評価が重要です。この際、引き手をフリーにして馬をコントロールしながらも自由に走らせることがポイントになります。

・後肢の跛行診断

 歩様検査は診断に不可欠ですがこの際は、跛行の有無だけでなく、患肢は一肢に限局されるのか複数なのか、また跛行の重症度等についてもチェックする必要があります。一般的に、後肢の跛行診断は前肢のそれよりも難しいとされています。また後肢の跛行は「ハミの後ろ側」「後肢の衝突」「後肢の弾み」といった漠然とした用語で表現されることがあるため、関節の曲がり、歩幅、前方への展出、骨盤の回転運動といった明らかな客観的指標を見つけることが正しい跛行診断の第一歩となります。

 以下に獣医師が後肢の跛行診断を行う2通りの方法を紹介します。

〇上下運動の評価:

 これは骨盤の背側正中に大きなボールや目印を設置し、その上下運動を一定時間観察する方法です(図1)。跛行している馬では、骨盤の患肢側における下向きの動きが小さくなる、あるいは患肢から離れる上向きの動きが小さくなるという2つの変化が確認されます。

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図1(骨盤背側正中にボールを設置、Tatiana氏のスライドより引用)

◯骨盤の回転運動の評価:これは、診断者が馬の真後ろに立ち、馬の歩行に伴う寛結節(矢印)の動きについて上下の振幅を左右で比較する方法です(図2)。