ヒトにおける心筋および骨格筋の脂質代謝と運動強度の関係

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ポジトロン断層(PET)と糖代謝のトレーサー、^<18>Fフルオロデオキシグルコース(FDG)を用いて、運動時の筋肉の糖代謝を測定した。被検者にFDGを静注前に15分、後に20分ランニングさせてPETで撮像した。運動強度はVO_2maxの60-65%程度の有酸素運動に担当した。安静時と比べ、下腿の筋肉では著明にFDG集積が上昇しており、これは有酸素運動時の筋肉の運動エネルギー源として、グルコースが消費されたことを示している。詳細に調べると、下腿背側筋群では安静時の3倍、足底筋では5倍のFDG集積があり、ランニングの際にこれらの筋肉が主として使われたことがわかった一方、使われていない筋肉では安静時よりもFDG集積は低下しており、急激な需要の増大に応じるためにグルコースのシフトが起こっていると考えた。更に、VO_2maxの80%以上に相当する、極めて激しい運動、全力疾走を行ったときのFDG-PETを施行したところ、逆に下肢へのFDG集積は著明に減少した。これは激しい無酸素運動時に筋肉のエネルギー源が糖質から他の物資に切り替わったことを意味する。そこで脂肪酸の代謝トレーサーである^<123>I-BMIPPとガンマカメラを用いて、運動負荷時の脂肪酸代謝画像を撮影した。運動強度を、VO_2maxの40%、70%、80%と増やして検査を行ったところ、運動強度に比例して筋肉への脂肪酸の集積の亢進が進められた。ここでは運動強度の正確なコントロールのために自転車エルゴメーターを用いたので、使われた筋肉は大腿と腰筋群であった。本研究では従来間接的な測定により調べられてきた筋肉の代謝を、放射性トレーサーとPETあるいはガンマカメラを用いて直接測定し、従来の定説を覆す結果が得られた。