第6回勉強会 担当：小川貴志子
テーマ：
鈴木克彦、菅原和夫
運動は免疫能を高めるか？ 「メカニズムをさぐるⅣ サイトカイン」
臨床スポーツ医学Vol.19, No.11, 2002-11
サイトカインとは
- 炎症反応、免疫応答、造血、創傷治癒などに関与する各種細胞の増殖・分化・機能を調節する細胞間情報伝達物質の総称。
- 神経系、内分泌系、免疫系の細胞間の相互作用を担う物質
- サイトカインの作用は、多様性・重複性を持つ。
サイトカインの分類
- 炎症性サイトカイン：炎症反応を促進するサイトカイン：IL-1, TNF-a
- 免疫調節性サイトカイン（Th1サイトカイン）：細胞性免疫を活性化し、病原体や腫瘍細胞の排除：IL-2, IL-12, IFN-a, IFN-g
- 抗炎症性サイトカイン（Th2サイトカイン）：炎症性サイトカインやTh1サイトカ
インの産生を抑制する体液性免疫やアレルギー反応の促進：IL-4, IL-5, IL-10,IL-13
- 多機能性サイトカイン：好中球の動員、急性期タンパクの誘導、抗体産生促進、炎症性サイトカインの産生抑制、炎症や免疫応答の時期によってその消長を制御：IL-6,
TGF-b
- 造血コロニー刺激因子：白血球の活性化、急性炎症やアレルギー性炎症を促進する作用：G-CSF, GM-CSF, M-CSF
- ケモカイン：炎症局所に白血球を遊送させる走化性因子の活性：IL-8, MCP-1,RANTES
サイトカインと病態
- 全身性炎症反応症候群：重篤な感染症、外傷などの極端な生体への刺激→サイトカインが血中へ漏出→炎症反応が全身に波及→血中好中球の刺激応答が増加・骨髄から好中球が動員→微小血管閉塞が容易→血管内皮傷害・循環障害・多臓器不全
- 自己免疫疾患：Th1優位の過剰な免疫反応→リウマチ関節炎
- 易感染性・悪性腫瘍の進展・アレルギー反応：Th2タイプ、IL-1ra, 可溶性TNF受容体, 可溶性IL-2受容体, カテコールアミン、コルチゾール、プロスタグランジンE2などの過剰産生→炎症性サイトカインやTh1タイプのサイトカインの産生抑制→感染症など
運動によるサイトカイン動態
- 血中のサイトカインは、高強度運動・長時間運動・エキセントリック運動などで変動する
- 炎症性サイトカイン：激運動開始数時間後に血中濃度が数倍上昇、尿中の方が鋭敏に反応する
- Th1サイトカイン：激運動で血中濃度は不変もしくは低下する。末梢血単球やリンパ球のTh1産生能も激運動で低下する。
- Th2サイトカイン：運動により血中濃度が上昇。
- サイトカイン阻害物質（IL-1ra, 可溶性TNF受容体, 可溶性IL-2受容体）+サイトカイン産生抑制物質（カテコールアミン、コルチゾール）：激運動で血中濃度増加。
運動と関連のある病態への関与
１．運動習慣がある場合
- 加齢によるIL-2, IFN-g, IL-4の低下が改善される
- 加齢に伴うサイトカイン産生能の低下が改善され、細胞性免疫が強化される。
- IgGの血中濃度が増加・Th2タイプのサイトカイン産生を刺激する可能性。
- リウマチ患者の場合、運動による症状の悪化やサイトカイン産生の低下は認められず、QOLが上がる。
- 運動が刺激となってサイトカインが免疫系の恒常性を調整、感染抵抗力を高めている可能性がある。
- VO2max50-60%以下60分までが疾病の予防や治療に良い。それ以上の強度ではIL-6血中濃度増加・好中球のプライミング・筋逸脱酵素が放出し、炎症を惹起
２．スポーツ選手の易感染性・アレルギー体質
- 激運動により抗炎症性サイトカイン(Th2)が分泌→免疫細胞の機能抑制→易感染性が高まる。
- スポーツ選手はTh1優位の遅延型反応が抑制されているため、白せん菌に罹りやすく、ツベルクリン反応も健常人より抑制される。
- スポーツ選手は、Th2主体の運動誘発喘息、花粉症、アトピー性皮膚炎が多い。
３．激運動後の骨格筋の炎症
- 激運動後筋組織に好中球浸潤、IL-1, IL-6産生
- 血中ケモカイン濃度上昇
- 白血球の組織への移行、IL-6, G-CS分泌、好中球プライミング、これらの反応とクレアチンキナーゼ、ミオグロビン上昇とは相関→サイトカインにによって筋の炎症過程が誘導。
- IL-1, IL-6, M-CSFなど骨吸収サイトカイン上昇、エストロゲンなど骨形成抑制→スポーツ選手の疲労骨折と関連の可能性。
４．激運動と全身性炎症反応症候群・熱中症
- 暑熱環境下での激運動→TNF-a, IL-6, IL-12血中濃度上昇→熱中症など全身に炎症反応。
- マラソンやトライアスロン→消化管の虚血→粘膜損傷部から腸内細菌侵入→高エンドトキシン血症・高サイトカイン血症
５．動脈硬化性疾患
- 健常者に比べ血中IL-6, IL-8濃度が高く、IL-10が低い。
６．オーバートレーニング
- 激トレーニング→筋・関節など微少な組織損傷→サイトカイン産生→中枢神経に作用→全身症状誘導＝オーバートレーニング症候群
サイトカインの制御
- 運動によるサイトカイン濃度の増加によりおきる炎症反応は、炭水化物の十分な摂取によって抑制できる。
- 暑熱環境下での運動は、クーリングによって高サイトカイン血症を防ぐ
- ビタミンＣ・E・N-アセチルシステインは、運動による筋傷害や酸化傷害を悪化させる。
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