公告/发布日期:2017/11/07

米乐m6官方网站 动脉硬化进展程度个体差异的长期跟踪研究

-习惯性有氧运动可减少血管老化1/3-

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“研究人员讲话!1 分钟解释”视频(1 分 56 秒)
  • 发现血管收缩内皮素受体基因序列的差异与动脉硬化的进展有关
  • 10 年跟踪研究首次证明了习惯性有氧运动的抗动脉硬化作用
  • 有望为心血管疾病制定新的预防措施


摘要

米乐m6官方网站 [会长:中钵良二](以下简称“AIST”)人类信息研究部 [研究部主任:持丸正明] 人与环境相互作用研究组 生物医学研究部首席研究员菅原淳 [研究部主任:大宫克宏] 生物分析研究组组长松仓智子 野田直宏 研究人员进行了一项研究对 92 名成年人控制血管收缩的 10 年跟踪研究内皮素 (ET) 受体基因多态性的图案导致动脉硬化(动脉僵化)表明进展速度随年龄而变化。另外,有氧运动,与年龄相关的动脉僵硬度进展程度低于没有运动习惯的患者的1/3。

 动脉僵硬是罹患心血管疾病的一大风险。迄今为止,已有报道称,有规律的体育活动,主要是有氧运动,可以维持和改善动脉僵硬度,但尚未有报道证实长期运动习惯对同一人的影响。这次获得的发现将导致创建新的心血管疾病风险遗传标记。这也被认为是支持习惯性有氧运动在预防疾病发作方面的有效性的有力证据。

 该结果详情于2017年11月2日(美国当地时间)发表在学术期刊上应用生理学杂志

动脉僵硬度指数 (baPWV) 值 10 年变化图
动脉硬化指数 (baPWV) 值的 10 年变化
内皮素相关基因风险数量比较(左)和有氧运动水平比较(右)。纵轴的值越高,动脉硬化(动脉僵硬)越严重。图表上的水平条表示统计差异。


发展的社会背景

 心血管疾病是日本第二大死亡原因(2016 年人口统计)。根据世界卫生组织的一项研究,它也是世界上第一大死因(2017年)。近年来,表示动脉壁僵硬程度的“动脉僵硬度”作为这些疾病发生的危险因素而受到关注。由于动脉僵硬度随着年龄的增长而增加,因此维持和改善动脉僵硬度被认为是心血管疾病的一级预防很重要。对此,有报道称,体力活动,主要是有氧运动,可以通过习惯性地进行体力活动来维持或改善,但这些结果是通过有运动习惯组和无运动习惯组之间的比较,或者是几个月的相对短期的运动干预实验得出的。目前还没有验证同一个人长期运动习惯效果的报道。

研究历史

产业技术研究所人类信息研究部正在推进“研究开发健康维护和促进支持技术,以支持人们的丰富生活”。作为这一努力的一部分,为了预防心血管疾病的发生,我们一直在开发测量动脉僵硬度(即患心血管疾病的风险)的方法和评估仪器。此外,我们一直在研究以体力活动和运动为中心的生活方式对与衰老相关的动脉僵硬度的进展的影响,以寻找有效的方法来预防心血管疾病的发生。预防心血管疾病的发生。迄今为止,有报道称,习惯从事有氧运动等体力活动的人可能比同龄但没有运动习惯的人动脉僵硬度更低,而且运动的效果可能因内皮素受体相关基因多态性的模式而异。然而,这项研究并没有检查同一个人的变化,也不清楚动脉硬化是否存在真正的与年龄相关的变化。此次,我们进行了10年的跟踪研究,以进一步明确遗传因素和运动习惯对动脉硬化进展程度个体差异的影响。

 这项研究得到了独立行政机构日本学术振兴会科学研究补助金“青年科学家(A)”的支持。

研究内容

 我们进行了一项为期 10 年的跟踪研究,以确定动脉僵硬度随着年龄的增长而增加多少,并研究了内皮素 A 和 B 受体(ET-A、ET-B)的基因多态性以及习惯性有氧运动对年龄相关的动脉僵硬度变化的影响。

动脉僵硬度测量照片
图 1 动脉僵硬度测量

 92 名成年人(51 名男性,首次参与时年龄为 52 ± 14 岁)在 2003 年至 2005 年期间测量了动脉硬度,并在 2013 年至 2015 年期间重新测量了动脉硬度,并询问了他们习惯性有氧运动量(每周燃烧的卡路里)的问题MET×时间)。另外,ET-A 受体和 ET-B 受体单核苷酸序列变异多态性(RS5333 和 RS5351)。

 因此,它是动脉僵硬度的指标臂踝脉搏波速度的增加T/C型和C/C型患者10年以上的(baPWV)显着高于ET-A受体基因多态性T/T型患者(图2左)。此外,当ET-B受体基因多态性为G/G型时,baPWV的增加显着高于A/A和A/G型(图2右)。如果ET-A受体为T/C型或C/C型,ET-B受体为G/G型则视为与ET相关的遗传风险,如图3所示,随着风险携带者数量的增加,baPWV的增加逐渐增加,与0个风险携带者的情况相比,2个风险携带者的情况下10年baPWV的增加超过25倍。

绿叶甲虫卵中共生细菌的定位图示
图 2 内皮素受体基因多态性的差异以及 10 年来动脉僵硬度与年龄相关的变化

10 年来内皮素相关基因多态性的风险数和动脉僵硬度与年龄相关的变化的说明
图3 内皮素相关基因多态性风险数和10年来动脉僵硬度与年龄相关的变化

 另一方面,就习惯性体力活动量的影响而言,每周有氧运动量为:①小于5 METs×小时(低活动组),②5 METs×小时以上但小于15 MET×小时(中度活动组),③15 METs×次以上的3组(高活动组)10年间baPWV的增加量比较,与其他两组相比,高活动组 10 年来的 baPWV 被抑制到不到 1/3(图 4)。此外,还发现ET相关基因风险的数量和有氧运动的水平独立影响baPWV的变化量。换句话说,目前的纵向研究表明,在具有与内皮素受体相关的特定遗传多态性模式的患者中,动脉僵硬度随着年龄的增长而显着增加。另一方面,也发现,即使一个人有上述遗传风险,如果习惯性地进行有氧运动,也能抑制与年龄相关的动脉僵硬度增加。

10 年来习惯性有氧运动水平和动脉僵硬度随年龄变化的图表
图 4 10 年来习惯性有氧运动水平和动脉僵硬度与年龄相关的变化
高活动组中 baPWV 的增加明显小于其他两组。另一方面,低活动组和中等活动组之间没有显着差异。

 这次,我们根据过去一年的运动习惯估算了有氧运动量,但高活动组的大多数受试者回答说,他们的运动量在过去10年里要么保持不变,要么减少,这表明有氧运动的效果不是在相对较短的时间内产生的急性效果,而是在一天中积累的持续效果。此外,有氧运动的效果在 15 MET x 小时或更多的活动水平下可见。这相当于每周 4 到 5 天、每天快走或慢跑 30 到 60 分钟。这大约相当于美国运动医学会和美国心脏病学会推荐的预防心血管疾病的体力活动量,而且这是首次通过10年的跟踪研究证明之前推荐的体力活动量的有效性。

未来计划

 有报道称,男性和女性在心血管疾病的发病率以及有氧运动对动脉功能的影响方面存在差异,因此我们将根据这次获得的研究结果来调查男性和女性之间是否存在差异。此外,针对其他基因多态性的影响,我们的目标是建立有效的筛查方法和身体活动指南,以预防心血管疾病的发生。



术语解释

◆内皮素(ET)受体
内皮素 (内皮素)是一种由血管内膜产生的物质,具有强大的血管收缩控制作用,通过与内皮素受体结合而发挥其功能。内皮素受体有两种类型:ET-A和ET-B,在血管系统中,据说ET-A参与血管收缩,ET-B参与血管舒张。[返回来源]
◆基因多态性、单核苷酸序列变异多态性
构成基因的 DNA 序列存在个体差异。典型的多态性是单核苷酸序列突变多态性(单核苷酸多态性:SNIP)。用于基因诊断等。[返回来源]
◆动脉僵化
动脉硬化有两种类型:一种导致小血管阻塞,导致心绞痛和脑梗塞(动脉粥样硬化),另一种导致动脉壁失去弹性并变硬(中膜硬化)。动脉僵硬度是评价后者的动脉壁僵硬程度的指标,动脉僵硬度高时,据说将来患心脏病的风险高。动脉僵硬度随着年龄的增长而增加,但研究表明,定期有氧运动可以改善动脉僵硬度。[返回来源]
◆有氧运动
步行、慢跑、骑自行车、游泳等运动是在吸入充足氧气的情况下进行的,其特点是对肌肉的压力相对较小,并且可以长时间持续。除了增强耐力之外,它还燃烧脂肪作为能量来源,因此可以预期具有降低血液中的坏胆固醇和预防与生活方式相关的疾病等效果。[返回参考源]
◆MET
代谢当量”是“16261_16371|”的缩写,表示与静息状态相比,在活动/运动期间消耗的新陈代谢(消耗的卡路里)的次数。例如,在平地上中等快走(93 m/min)相当于43 MET,慢跑相当于60 MET。[返回来源]
◆脉搏波传播速度
全球最受欢迎的动脉僵硬度指数。动脉僵硬度是根据从心脏泵血产生的脉搏波在动脉中传播的速度来评估的(脉搏波速度 [PWV] = 动脉长度 ÷ 传播时间)。脉搏波传播速度越快,动脉僵硬度越高。在欧洲和美国,通过将脉搏波传感器应用到颈部和腹股沟区域来测量脉搏波传感器的“颈动脉-股动脉PWV”很常见。在日本,广泛使用使用放置在上臂和脚踝处的脉搏波传感器的“臂踝PWV”和利用血压校正从心脏到脚踝的PWV的“CAVI”。[返回来源]



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