ベッド上安静時の飢餓は骨格筋分解を加速

少し前の論文ですが、2週間のベッド上安静時の飢餓は骨格筋分解を加速させるという論文を紹介します。

Biolo G, Ciocchi B, Stulle M, Bosutti A, Barazzoni R, Zanetti M, Antonione R, Lebenstedt M, Platen P, Heer M, Guarnieri G. Calorie restriction accelerates the catabolism of lean body mass during 2 wk of bed rest. Am J Clin Nutr. 2007 Aug;86(2):366-72.

下記HPで全文PDFで見ることができます。

http://ajcn.nutrition.org/content/86/2/366.full.pdf

若年健常者9人を対象に、ベッド上安静と非安静群、十分なエネルギー投与群と低エネルギー投与群（1日エネルギー消費量の80％程度）にわけて、介入前後でDEXAによる除脂肪体重の評価とロイシンの代謝を調査しました。

筋肉量のみ結果を示します。ベッド上安静＋低エネルギー投与群では他の組み合わせの3群と比較して、有意に除脂肪体重が減少しました（1.10 +/- 0.1 kg）。ちなみに非安静＋低エネルギー投与群では0.3 +/- 0.3kgの減少で、十分なエネルギー投与群では0.1～0.3kgの減少でした。

以上より、ベッド上安静の時の飢餓の合併は骨格筋分解を加速させるという結論です。飢餓で筋肉量が低下することも、安静臥床時の飢餓はさらに筋肉量を減少させることも当たり前ですが、それがきちんとエビデンスになっていることは知りませんでした。

飢餓の時にレジスタンストレーニングは禁忌だと言っていますが、筋肉量を維持するためにはベッド上安静も禁忌ですね。動いたほうが体重減少も筋肉量減少も少ないですし。もっとも飢餓の有無に関わらず、サルコペニア対策としてベッド上安静は禁忌です。

非安静群では日中立位ですごし、病棟内歩行が可能で、10分間のエルゴメーターを1日3回行っています。私は栄養状態が悪化する場合でも、廃用予防のため2メッツまでの活動と早期離床は制限せずに行うべきであるという2メッツ仮説を提唱しています。でも3メッツまでの活動なら制限しなくてもよいのかもしれませんね。

Abstract

BACKGROUND:

Muscle inactivity and low energy intake commonly occur in persons with acute or chronic disease, in astronauts during space flight, and during aging.

OBJECTIVE:

We used a crossover design to investigate the effects of the interactions of inactivity and calorie restriction on whole-body composition and protein kinetic regulation in 9 healthy volunteers.

DESIGN:

Lean body mass (LBM) was measured by using dual-energy X-ray absorptionmetry before and at the end of 14-d periods of bed rest (B) and controlled ambulation (A) in patients receiving eucaloric (E) or hypocaloric (H) (approximately 80% of total energy expenditure) diets. Whole-body leucine kinetics were determined at the end of the 4 study periods by using a standard stable-isotope technique in the postabsorptive state and during a 3-h infusion of a 0.13 g x kg LBM(-1) x h(-1) amino acid mixture.

RESULTS:

In the postabsorptive state, we found a significant (P = 0.04) bed rest x hypocaloric diet interaction for the rate of leucine oxidation, an index of net protein catabolism (A+E: 0.23 +/- 0.01; B+E: 25 +/- 0.01; A+H: 0.23 +/- 0.01; B+H: 0.28 +/- 0.01 micromol x min(-1) x kg LBM(-1)). Bed rest significantly (P < 0.01) decreased amino acid-mediated stimulation of nonoxidative leucine disappearance, an index of protein synthesis (A+E: 35 +/- 2%; B+E: 30 +/- 2%; A+H: 41 +/- 3%; B+H: 32 +/- 2%). B+H decreased LBM by 1.10 +/- 0.1 kg, which is significantly (P < 0.01) greater than the decrease seen with A+E, A+H, or B+E.

CONCLUSION:

Calorie restriction enhanced the catabolic response to inactivity by combining greater protein catabolism in the postabsorptive state with an impaired postprandial anabolic utilization of free amino acids.

日本の在宅高齢者のサルコペニアと機能低下

日本の地域在住高齢者のサルコペニアと2年後の機能低下の関連をみた報告を紹介します。谷本先生の研究です。

Tanimoto Y, Watanabe M, Sun W, Tanimoto K, Shishikura K, Sugiura Y, Kusabiraki T, Kono K. Association of sarcopenia with functional decline in community-dwelling elderly subjects in Japan. Geriatr Gerontol Int. 2013 Mar 3. doi: 10.1111/ggi.12037. [Epub ahead of print]

対象は地域在住（高槻市）の65歳以上の高齢者743人です。筋肉量評価にはBIAを用いています。機種はタニタの体組成計 マルチ周波数体組成計MC-190です。

http://www.tanita.co.jp/tanita/hp/productDetail.do?_productId=796&_isListBack=true

四肢骨格筋指数（AMI、四肢骨格筋量÷身長÷身長）を計算して、AMIが若年の2標準偏差以下の場合を筋肉量減少ありとしています。谷本先生の先行研究から、男性ではAMI7.0 kg/m2未満、女性ではAMI5.8 kg/m2未満を筋肉量減少のカットオフ値としています。

筋力は握力で、身体機能は歩行速度（11mの距離を通常速度で歩行して、中間の5mの歩行速度を算出）でそれぞれ評価しています。握力と歩行速度のカットオフ値は日本での先行研究がないという理由で、今回の研究の下位1/4から設定しています（実際のカットオフ値は不明です）。

サルコペニアの診断はEWGSOPの基準を用いて、筋肉量減少があり、筋力低下もしくは身体機能低下を認める場合としています。一方、筋肉量減少のみの場合と、筋力低下and/or身体機能低下のみの場合をintermediateとしています。

ADLは修正KatzADLスケール、IADLは老研式活動能力指標（TMIG-IC）でそれぞれ評価しています。今回の研究ではADL、IADL両方とも介助を要する場合を機能障害と判断しています。ADL、IADLをベースラインと2年後に評価して、サルコペニアとの関連を調査しました。

結果ですが、サルコペニアと診断されたのは男性7.8％、女性10.2％でした。このうち2年後にADLに介助を要するようになったのは、男性36.8％、女性18.8％でした。年齢、BMIで補正したロジスティック回帰分析では、サルコペニアは男女とも2年後のADL低下に有意に関連していました。

以上より、日本の地域在住高齢者では、サルコペニアの存在が2年後の機能低下に関連し、サルコペニアの予防対策は機能低下を防ぐために重要であるという結論です。

サルコペニアの早期発見・介入の重要性を示唆する素晴らしい研究だと思います。握力と歩行速度の実際のカットオフ値を知りたいところです。下方先生のサルコペニア簡易診断基準にある、握力男性25kg未満、女性20kg未満、歩行速度1.0m/s未満と近いかどうかですね。

健常に近い在宅高齢者ではサルコペニアの主な要因は加齢だと思います。一方、私がリハやNSTで見ている入院患者ではサルコペニア（広義、ミオペニア）の主な要因は栄養、廃用、疾患です。セッティングによって原因と程度に違いはありますが、どこでも適切な評価と対応が重要だと考えます。

Abstract

AIM:

The present study aimed to determine the association of sarcopenia, defined by muscle mass, muscle strength and physical performance, with functional disability from a 2-year cohort study of community-dwelling elderly Japanese people.

METHOD:

Participants were 743 community-dwelling elderly Japanese people aged 65 years or older. We used bioelectrical impedance analysis (BIA) to measure muscle mass, grip strength to measure muscle strength, and usual walking speed to measure physical performance in a baseline study. Functional disability was defined using an activities of daily living (ADL) scale and instrumental activities of daily living (IADL) scale at baseline and during follow-up examinations 2 years later. Logistic regression analysis, adjusted for age and body mass index, was used to examine the association between sarcopenia and the occurrence of functional disability.

RESULTS:

In the present study, 7.8% of men and 10.2% of women were classified as having sarcopenia. Among sarcopenia patients in the baseline study, 36.8% of men and 18.8% of women became dependent in ADL at 2-year follow up. From the logistic regression analysis adjusted by age and body mass index, sarcopenia was significantly associated with the occurrences of physical disability compared with normal subjects in both men and women.

CONCLUSIONS:

Sarcopenia, defined by muscle mass, muscle strength and physical performance, was associated with functional decline over a 2-year period in elderly Japanese. Interventions to prevent sarcopenia are very important to prevent functional decline among elderly individuals.

台湾の筋肉量・身体機能・握力

台湾での加齢による筋肉量減少と身体機能の関連をみた報告を紹介します。

Liu LK, Lee WJ, Liu CL, Chen LY, Lin MH, Peng LN, Chen LK.　Age-related skeletal muscle mass loss and physical performance in Taiwan: Implications to diagnostic strategy of sarcopenia in Asia.　Geriatr Gerontol Int. 2013 Mar 3. doi: 10.1111/ggi.12040. [Epub ahead of print]

筋肉量はDEXAで測定しています。骨格筋量の指標として除脂肪体重÷身長÷身長(LBM/ht2 )、四肢骨格筋量÷身長÷身長(ASM/ht2 )、骨格筋指数 (SMI%)の3つを計算して、身体機能との関連を検討しました。

結果ですが、加齢は身体機能低下と関連し、ASM/ht2とLBM/ht2は加齢で低下しましたがSMI%は低下しませんでした。男性では歩行速度低下との関連は、SMI%よりASM/ht2のほうが高かったです。

女性ではASM/ht2、LBM/ht2、SMI%のいずれも歩行速度低下と有意な関連を認めませんでした。一方、握力は男女とも筋肉量減少（ASM/ht2とLBM/ht2のみ）と強い相関を認めました。

以上より、骨格筋量は握力とは強い相関を認めるが、歩行速度との相関はあまり強くないという結論です。アジア人では骨格筋量の指標として四肢骨格筋量÷身長÷身長(ASM/ht2 )が最も望ましく、身体機能の評価は骨格筋量の測定とは別に必要です。

サルコペニアの診断基準はまだ統一されていませんが、やはり筋肉量、筋力（握力）、身体機能（歩行速度など）の3項目の評価は行うべきでしょう。DEXAで筋肉量を評価できる場合には、四肢骨格筋量÷身長÷身長(ASM/ht2 )を計算するのがよさそうです。

Abstract

AIM:

Skeletal muscle loss is a common feature of aging, and is associated with unfavorable outcomes. Although several indexes of skeletal muscle mass measurement have been developed, the most optimal index for sarcopenia diagnosis among Asian populations has remained unclear. The present study aimed to evaluate the relationship between skeletal muscle mass and physical performance among community-dwelling people in Taiwan.

METHODS:

Data of the I-Lan Longitudinal Aging Study (ILAS) were retrieved for study. Comparisons between demographic profiles, physical performance and skeletal muscle mass (measured by dual-energy X-ray absorptiometry) were carried out. Skeletal muscle mass expressed by lean body mass divided by squared height (LBM/ht2 ), appendicular muscle mass divided by squared height (ASM/ht2 ) and percent skeletal muscle index (SMI%) were compared between measurements of physical performance.

RESULTS:

Overall, the data of 532 participants (mean age 64.6 ± 9.5 years, male 53.0%) were retrieved for analysis. Age was associated with poorer physical performance, and decreased ASM/ht2 and LBM/ht2 , but not SMI%. Skeletal muscle mass (SMI%) was less significantly related to slow walking speed than ASM/ht2 in men. In women, all three muscle indexes showed no significant association between slow walking speed. In contrast, low handgrip strength was strongly associated with decreased skeletal muscle mass (measured by ASM/ht2 and LBM/ht2 , but not SMI%) in both men and women.

CONCLUSIONS:

Skeletal muscle mass was significantly associated with handgrip strength along with aging, but the association of skeletal muscle mass and walking speed was less significant. In sarcopenia diagnosis among Asian populations, ASM/ht2 should be the most suitable index for skeletal muscle mass measurements, and physical performance should be measured universally beyond measurements of skeletal muscle mass.

廃用性筋萎縮を緩和する栄養戦略

廃用性筋萎縮を緩和する栄養戦略に関するレビュー論文を紹介します。

Benjamin T Wall, Luc JC van Loon. Nutritional strategies to attenuate muscle disuse atrophy. Nutrition Reviews, Article first published online: 28 FEB 2013, DOI: 10.1111/nure.12019

廃用性筋萎縮では、1日0.5％程度の筋肉量が減少します。筋力低下は1日0.3～4.2%と幅が大きいですが、筋肉量以上に筋力のほうが低下するという報告が多いです。短期では筋蛋白分解も廃用性筋萎縮に貢献している可能性がありますが、10日以上では筋蛋白合成低下がメインです。

栄養戦略としては十分な蛋白質摂取、蛋白質・必須アミノ酸の投与が重要です。クレアチンやn-3脂肪酸が有用な可能性があります。ビタミンDは健常高齢者で血中濃度が正常な場合には筋力改善の効果はありませんが、欠乏時には有用です。

廃用性筋萎縮に対しては、無駄な安静臥床を避けることが一番の治療です。治療上どうしても安静臥床にせざるを得ない場合には、十分にエネルギー・蛋白質を投与して飢餓を合併させないことがさらなる筋萎縮予防のために重要と言えます。侵襲の異化期であればエネルギーはほどほどですが。

Abstract
Situations such as recovery from injury or illness require otherwise healthy humans to undergo periods of disuse, which lead to considerable losses of skeletal muscle mass and, subsequently, numerous negative health consequences. It has been established that prolonged disuse (>10 days) leads to a decline in basal and postprandial rates of muscle protein synthesis, without an apparent change in muscle protein breakdown. It also seems, however, that an early and transient (1–5 days) increase in basal muscle protein breakdown may also contribute to disuse atrophy. A period of disuse reduces energy requirements and appetite. Consequently, food intake generally declines, resulting in an inadequate dietary protein consumption to allow proper muscle mass maintenance. Evidence suggests that maintaining protein intake during a period of disuse attenuates disuse atrophy. Furthermore, supplementation with dietary protein and/or essential amino acids can be applied to further aid in muscle mass preservation during disuse. Such strategies are of particular relevance to the older patient at risk of developing sarcopenia. More work is required to elucidate the impact of disuse on basal and postprandial rates of muscle protein synthesis and breakdown. Such information will provide novel targets for nutritional interventions to further attenuate muscle disuse atrophy and, as such, support healthy aging.

進行がん患者に対する専門のリハ栄養チーム

専門のリハ栄養チームが関わった進行がん患者では体重増加が主観的な身体機能改善と関連するという論文を紹介します。論文の内容よりもリハ栄養チームのほうが気になります。

Parmar MP, Swanson T, Jagoe RT. Weight changes correlate with alterations in subjective physical function in advanced cancer patients referred to a specialized nutrition and rehabilitation team. Support Care Cancer. 2013 Feb 26. [Epub ahead of print]

マギル大学ではspecialized nutrition and rehabilitation teamがあります。本文に以下のようにあります。以下、引用です。

As a group, these patients often have severe nutritional and functional impairment as well as a range of related symptoms, and the CNR-JGH clinic uses a comprehensive interdisciplinary approach to assess and, where possible, control symptoms, combined with individualized dietary interventions and physical rehabilitation.

つまり、栄養介入とリハを同時に行っているということになります。心リハを除くとこのようなリハ栄養の取り組みは、海外では他にあまり聞いたことがありません。
がん悪液質（がん以外の悪液質でも）に対して、栄養も運動・リハも薬剤も含めて、多職種で包括的に対応するのがベストであることは明らかです。ただ、既存のチーム医療では包括的な対応が十分にできているとは言い難いです。リハ栄養チームが悪液質に対するチーム医療のモデルになればと思います。

Abstract

PURPOSE:

The aim of this study is to assess whether short-term weight gain correlates with improvements in subjective markers of quality of life and physical function in patients referred to a clinic for management of cancer cachexia.

METHODS:

A retrospective review of the records of 306 patients referred to a specialized multi-disciplinary supportive care team with particular interest in treating cancer cachexia. Weight changes between each of the first three clinic visits, were correlated with the corresponding changes in patient-rated performance status, perceived strength and quality of life. In a second cohort of 56 patients, the correlation between perceived strength and quality of life was re-tested using a more detailed quality of life tool.

RESULTS:

Even over short time intervals positive correlations were observed for weight change vs. change in patient-rated performance status (R (s) > 0.15, P < 0.05), and for changes in perceived strength vs. quality of life (R (s) > 0.33, P < 0.001). The correlation between changes in patient-rated strength and quality of life was consistent across all subgroups studied and was reproducible when using a different, validated, quality of life tool (FAACT) in a second independent patient cohort.

CONCLUSIONS:

Weight gains are associated with subjective improvements in physical functioning, and changes in perceived physical strength are consistently correlated with quality of life.

日本人高齢者のサルコペニア簡易基準案

日本人高齢者のサルコペニア簡易基準案に関する論文を紹介します。

下方浩史、安藤富士子．サルコペニア―研究の現状と未来への展望―1．日常生活機能と骨格筋量、筋力との関連．日老医誌2012;49:195-8.

下記HPで全文PDFで見ることができます。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/geriatrics/49/2/49_195/_pdf

この簡易基準案では、普通歩行速度1 m/s未満、もしくは握力が男性25 kg未満、女性20kg未満である場合に脆弱高齢者と判断し、脆弱高齢者のうち，BMI 18.5 kg/m2未満もしくは下腿周囲長30 cm未満である場合をサルコペニアとしています。

この基準案なら在宅でもサルコペニアの診断が可能です。筋肉量減少の評価がサルコペニアの診断で常に課題となりますが、ここではBMI 18.5 kg/m2未満もしくは下腿周囲長30 cm未満をもって筋肉量減少に相当するものとしています。

今後、このサルコペニア簡易基準案で適切かどうか、信頼性、妥当性の検証が必要です。サルコペニアの診断基準がはっきりしないことには、適切な評価と対応が困難ですし、保険診療に含めれることも期待できません。EWGSOPの診断基準との比較も必要だと思います。

頸部筋肉量と脳容量・認知機能

健常高齢男性における頸部筋肉横断面積と脳容積と認知機能の関連をみた論文を紹介します。

Kilgour AH, Ferguson KJ, Gray CD, Deary IJ, Wardlaw JM, Maclullich AM, Starr JM. Neck muscle cross-sectional area, brain volume and cognition in healthy older men; a cohort study. BMC Geriatr. 2013 Feb 28;13(1):20. [Epub ahead of print]

正常加齢ではサルコペニアと年齢による認知機能低下が大きな問題です。先行研究で筋肉機能、認知機能、脳構造に正の関係があることは示されていますが、筋肉量を考慮した研究は少数です。そのため、頸部筋肉量と脳容積と認知機能の関連を調査しました。

対象は健常高齢者51人（平均年齢73.8歳）です。頸部筋肉量はMRIで測定しました。認知機能として記憶（視覚、言語）、遂行機能、推測されるもとの認知機能を評価し、脳容積はMRIで脳全体、海馬、小脳を評価しました。

結果ですが、頸部筋肉横断面積が大きいと脳全体の萎縮が有意に少なかったです。頸部筋肉横断面積は他の脳容積や認知機能とは有意な関連を認めませんでした。頸部筋肉横断面積が小さいと推測されるもとの認知機能が有意に高かったです。

サルコペニアと認知機能に関連があるかどうかは、今回の研究だけでは不明ですね。頭が重いほど頸部への負担が大きく頸部筋肉量も増えるでしょうし。栄養状態が著しく悪いと両者に影響を与えるでしょうし。縦断研究で交絡因子の十分な検討が必要だと思います。

Abstract

BACKGROUND:

Two important consequences of the normal ageing process are sarcopenia (the age-related loss of muscle mass and function) and age-related cognitive decline. Existing data support positive relationships between muscle function, cognition and brain structure. However, studies investigating these relationships at older ages are lacking and rarely include a measure of muscle size. Here we test whether neck muscle size is positively associated with cognition and brain structure in older men.

METHODS:

We studied 51 healthy older men with mean age 73.8 (sd 1.5) years. Neck muscle cross-sectional area (CSA) was measured from T1-weighted MR-brain scans using a validated technique. We measured multiple cognitive domains including verbal and visuospatial memory, executive functioning and estimated prior cognitive ability. Whole brain, ventricular, hippocampal and cerebellar volumes were measured with MRI. General linear models (ANCOVA) were performed.

RESULTS:

Larger neck muscle CSA was associated with less whole brain atrophy (t = 2.86, p = 0.01, partial eta squared 17%). Neck muscle CSA was not associated with other neuroimaging variables or current cognitive ability. Smaller neck muscle CSA was unexpectedly associated with higher prior cognition (t = -2.12, p < 0.05, partial eta squared 10%).

CONCLUSIONS:

In healthy older men, preservation of whole brain volume (i.e. less atrophy) is associated with larger muscle size. Longitudinal ageing studies are now required to investigate these relationships further.