2024 年 9 月 3 日
ソーク研究所の科学者らは、スポーツにおける相対的エネルギー欠乏症(RED)を研究するためにマウスモデルを作成し、この症候群が全身に影響を及ぼし、男性と女性で影響が異なることを明らかにした。
ラホヤ — 2014年、国際オリンピック委員会は、多くのアスリートに影響を及ぼす症候群を「スポーツにおける相対的エネルギー欠乏症(RED)」と名付けました。現在、プロアスリートの40%以上がREDを患っていると推定されており、レクリエーションアスリートや運動選手ではその割合はさらに高い可能性があります。
アスリートは、食事から摂取するエネルギーよりも身体活動で消費するエネルギーが一貫して多い場合に RED を発症します。時間が経つにつれて、この長期にわたるエネルギー不足は、ホルモンや生殖の問題、不眠症や疲労、骨の弱化や損傷、不安やうつ病のリスク増加など、さまざまな症状を引き起こす可能性があります。その有病率の高さにもかかわらず、RED が細胞レベルや分子レベルでどのように機能するかについてはほとんどわかっていません。その主な理由は、この症候群の確立された実験モデルがなかったためです。
現在、ソーク研究所の研究者らは、RED の画期的なマウスモデルを作成し、この症候群の理解を深めるためにすでに使用しています。初期の調査で、RED が全身の臓器のサイズと遺伝子発現パターンに影響を及ぼすことが明らかになりました。さらに、このエネルギー不足はオスとメスのマウスに異なる影響を与えるようです。オスでは腎臓の健康が最も顕著に影響を受け、メスでは生殖機能と筋肉量が最も影響を受けました。
に発表された調査結果、 細胞代謝 3 年 2024 月 XNUMX 日までに、RED をより確実に診断するための潜在的なバイオマーカーを特定し、この症候群を完全に阻止、逆転、または予防できる将来の治療薬の新しい分子標的を提供します。
「この症候群の動物モデルがなければ、細胞レベルや分子レベルでそのメカニズムを理解する手段はありませんでした」と教授は言う。 サッチダナンダパンダ研究の主任著者であり、ソーク研究所のリタ・アンド・リチャード・アトキンソン教授は、「REDの効果的なマウスモデルを確立することで、この症候群が体内の各臓器、組織、骨にどのような影響を与えるのか、また、これらの症状を経験しているアスリートを助けるために何ができるのかを体系的に調べることができるようになりました。」と述べています。
他のグループも RED のげっ歯類モデルの開発を試みましたが、その多くの症状を再現することはほとんどできませんでした。ソーク研究所の科学者たちは新しいアプローチを採用し、動物の運動と食事の比率を徐々に変えることで、高い活動レベル、低いエネルギー摂取量、体重減少、活動と休息のパターンの乱れ、血糖値の低下など、RED の人間の多くの特徴を模倣することができました。また、比較的若いマウスに焦点を当て、人間の 20 ~ 25 歳に相当するプロスポーツ選手の一般的な年齢をモデル化しました。
「私たちのマウスモデルは、REDに関する進行中の研究における驚くべき画期的な出来事です」と、研究の第一著者であり、パンダ研究室の博士研究員でもあるローラ・ヴァン・ロスマーレン氏は言う。「アスリートにとってはあまり良いことではありませんが、私たち科学者にとって、この症候群が体全体にどのような影響を与えるかを見るのは本当に興味深く、衝撃的です。」
この新しいマウスモデルを使用して、科学者たちは RED が 19 種類の臓器の解剖学的構造と遺伝子発現レベルにどのような影響を与えるかを測定しました。RED を持つマウスでは、腎臓や生殖器官などの重要な臓器が著しく縮小し、骨の質が低下しました。実験では、血液中のいくつかの分子変化も明らかになり、患者の RED 検査のバイオマーカーとして使用できる可能性があり、これは現在の質問票ベースの方法よりもはるかに効果的な診断アプローチです。
科学者らはまた、REDsマウスでストレスの指標がいくつか上昇していることを発見した。これには不安やうつに関係することが知られている脳と体のホルモンネットワークの活性化も含まれ、メスのマウスでより大きな影響が見られた。一部のアスリートが競技前の緊張と片付けてしまうものは、実際にはこの症候群に関連した根深い心理的変化である可能性があるとパンダ氏は付け加えた。
新しいモデルと初期の発見は、パンダの ウー・ツァイ・ヒューマン・パフォーマンス・アライアンス—「すべての人々が最適な健康と幸福を達成できるようにする」という目的を持って、人間の最高のパフォーマンスと運動能力を研究する研究者の共同チームと 女性アスリートに重点を置く.
「健康の秘訣は『食べる量を減らして運動量を増やす』ではありません」とパンダ氏は言います。「実際、すでに健康な人にとって、これら 2 つの独立した合理的な習慣を組み合わせるのはよくないようです。しかし、これまでのところ、RED の解決策はカロリー摂取量を増やすほど単純ではないようです。臨床上の推奨事項が正確に何であるべきかを判断するために、このモデルで探究すべきことがたくさんあります。今や可能になったその探究を継続することを楽しみにしています。」
アスリートの範囲を超えて、RED は、拒食症などの摂食障害を持つ人など、エネルギーバランスがマイナスの人にも影響を及ぼす可能性があります。RED の予防と治療に関する今後の調査は、これらの人々とアスリートの両方に良い影響を与え、Wu Tsai Human Performance Alliance の使命に沿って、全体的な健康を促進します。
他の著者には、ソーク研究所のジェラルディン・マイヤー、テリー・リン、ヴィンス・ローゼンバーグ、ショーナック・デオタ、ラメシュ・ラマサミー、オランダのフローニンゲン大学のジャオユエ・チュー、エレナ・ジェムチュジニコワ、ロエルフ・ハット、カリフォルニア大学サンディエゴ校のエリカ・ガカサン、スウィシン・ラズ、ロバート・サー、アンドリュー・マカロックが含まれます。
この研究は、Wu Tsai Human Performance Alliance、Joe and Clara Tsai Foundation、George E. Hewitt Foundation for Medical Research、Salk Institute Innovation Grant、国立衛生研究所 (SIG #S10 OD026929、NCI CCSG: P30 014195)、Chapman Foundation、Helmsley Charitable Trust、および国立科学財団 (ACI-1548562) の支援を受けて行われました。
DOI: 10.1016 / j.cmet.2024.08.001
ジャーナル
細胞代謝
作者
ローラ・ヴァン・ロスマーレン、ジアオユエ・ジュー、ジェラルディン・マイヤー、エリカ・G・ガカサン、テリー・リン、エレナ・ジェムチュジニコワ、ヴィンス・ローテンバーグ、スウィティン・ラズ、ショーナック・デオタ、ラメシュ・K・ラマサミー、ロバート・L・サー、アンドリュー・D・マカロック、ロエロフ・A・ハット、サッチダナンダパンダ
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生命そのものの秘密を解き明かすことが、ソーク研究所の原動力です。 受賞歴のある世界クラスの科学者からなる当社のチームは、神経科学、がん研究、老化、免疫生物学、植物生物学、計算生物学などの分野で知識の限界を押し広げています。 最初の安全で効果的なポリオ ワクチンの開発者であるジョナス ソークによって設立されたこの研究所は、独立した非営利研究組織であり、建築上のランドマークでもあります。選択により小規模で、本質的に親密で、どんな困難にも恐れることはありません。