COPDの筋異常と悪液質

COPDの筋異常の原因である悪液質のメカニズムに関するレビュー論文を紹介します。

Remels AH, Gosker HR, Langen RC, Schols AM. The mechanisms of cachexia underlying muscle dysfunction in COPD. J Appl Physiol. 2012 Sep 27. [Epub ahead of print]

肺悪液質（Pulmonary cachexia）はCOPDでの死亡率増加と、末梢筋および呼吸筋の機能障害と関連しています。悪液質のメカニズムの詳細は不明ですが、細胞内での筋肉量維持のメカニズム（蛋白や筋核のターンオーバー）の病的変化が関与しているというエビデンスが増えています。

病的変化の要因として、酸化ストレス、ミオスタチン、炎症が考えられています。筋肉減少に加え、末梢筋では筋線維がⅡ型（速筋）にシフトして酸化能に障害が出やすくなります。一方、呼吸筋の筋線維は筋萎縮を認めるとともにⅠ型（遅筋）にシフトして酸化能が増強されます。

下肢筋肉の筋線維の変化は、悪液質や体重減少の影響を受けやすい肺気腫でより顕著であり、筋肉量減少と下肢筋肉の筋線維変化にはつながりがありそうです。

仮説ですが、下肢筋肉の筋線維変化が悪液質を加速させる可能性があります。十分な食事摂取が確保されていない場合、よりエネルギー不足や体重減少になりやすいためです。下肢筋肉の筋線維が変化することで、より炎症や酸化ストレスの影響を受けやすくなっている可能性があります。

悪液質のメカニズムが複雑であるために、その治療も栄養療法単独、運動療法単独、薬物療法単独では十分な効果が期待しにくいのだと思います。食事・運動・薬物のどれが欠けても悪液質が進行しやすいので、やはりCOPDには包括的な治療・対応が求められます。

Abstract

Pulmonary cachexia is a prevalent, debilitating and well-recognized feature of COPD associated with increased mortality and loss of peripheral and respiratory muscle function. The exact cause and underlying mechanisms of cachexia in COPD are still poorly understood. Increasing evidence however shows that pathological changes in intra-cellular mechanisms of muscle mass maintenance (i.e. protein turn-over and myonuclear turn-over) are likely involved. Potential factors triggering alterations in these mechanisms in COPD include oxidative stress, myostatin and inflammation. In addition to muscle wasting, peripheral muscle in COPD is characterized by a fiber-type shift towards a more type II, glycolytic phenotype and an impaired oxidative capacity (collectively referred to as an impaired oxidative phenotype). Atrophied diaphragm muscle in COPD, however, displays an enhanced oxidative phenotype. Interestingly, intrinsic abnormalities in (lower limb) peripheral muscle seem more pronounced in either cachectic patients or weight-loss susceptible emphysema patients, suggesting that muscle wasting and intrinsic changes in peripheral muscle's oxidative phenotype are somehow intertwined. In this manuscript, we will review alterations in mechanisms of muscle mass maintenance in COPD and discuss the involvement of oxidative stress, inflammation and myostatin as potential triggers of cachexia. Moreover, we postulate that an impaired muscle oxidative phenotype in COPD can accelerate the process of cachexia, as it renders muscle in COPD less energy-efficient thereby contributing to an energy-deficit and weight loss when not dietary compensated. Furthermore, loss of peripheral muscle oxidative phenotype may increase the muscle's susceptibility to inflammation- and oxidative stress-induced muscle damage and wasting.