第4章 認知症の予防 4.運動の視点から

公開月：2019年10月

国立長寿医療研究センター 老年学・社会科学研究センター
予防老年学研究部 部長
島田　裕之

1.認知症の予防戦略

　認知症の中で最も多いのはアルツハイマー病（Alzheimer's disease：AD）によるものであり、全体の50から75パーセントを占めると考えられている。アルツハイマー病は、その原因物質であるβアミロイドの蓄積が発症の20年程度前から始まっていることが明らかとなり、まだ症状のないpreclinical Alzheimer's disease（プレクリニカルAD）や軽度認知障害（mild cognitive impairment：MCI）の段階から予防の取り組みを実施する必要性が示唆されている。

　この長期に渡る予防戦略を検討する際には、各年代に応じた危険因子に対する効果的な予防策を検討する必要があるだろう。中年期からの認知症予防や障害予防対策について、2015年に報告されたNICEガイドラインによると、①禁煙、②活動の向上、③アルコール摂取の減少、④食事バランスの改善、⑤必要に応じた体重調整が推奨された^1）。

　高齢期においては、中年期からの予防対策を継続するとともに、老年症候群等を予防するための活動的なライフスタイルの確立が、より重要性を増すようになる。活動には、身体的活動、知的活動、社会的活動が含まれ、これらがバランスよく生活の中に取り込まれることが望ましい。認知症予防の取り組みとして、行政事業としては介護予防事業が挙げられるが、この事業では、身体活動の向上に対するプログラムが多く用いられる。その理由としては、身体活動（運動）の実施は、高齢期に認知症とともに要介護の主たる原因であるフレイルの予防にも効果を有し、実施が簡便で比較的低コストで実施でき、習慣化も目指しやすいことなどが考えられる。

2.運動を含む環境要因の脳の健康に対するメカニズム

　運動を含む環境要因によって脳の健康が保持されるメカニズムに関する動物実験の知見は集積しており、運動は直接的に脳の構造変化を促し加齢に伴う脳の変化や病理変化に対して影響を及ぼしうることが示唆されている（図1）^2、3）。例えば、血圧減少のような一般的な危険因子の低減、血管や神経細胞増殖といった脳の細胞構築の強化、成長因子の増加、アミロイド蓄積への影響、強化された電気生理学的特性、その他のメカニズムが含まれる。これらの多様なメカニズムが、運動の実施によって同時に作用し、認知機能の低下や認知症の危険性を減少するのに寄与するものと考えられる^3）。

3.運動が認知機能向上をもたらす階層モデル

　運動が認知機能に対して良好な影響を及ぼすメカニズムは複雑である。運動は生物学的、行動学的、社会心理学的レベルの各階層において影響を及ぼし、これらの総体として認知機能向上効果が発揮されると考えられる（図2）。生物学的レベルでは、インスリン抵抗性の改善^4、5、6）からシナプス機能の向上^7、8、9）、脳容量の増加へとつながり^{10、11、12）}、それが認知機能の向上に寄与すると考えられる^13～17）。また、運動により脳血流量が増加し^{18、19、20）}、それとともにBDNFやIGF－1などの神経栄養因子の増加によるシナプス機能の向上^21、22）や脳容量の増加^{23、24、25）}を介して認知機能の向上がもたらされると考えられる。行動学的レベルでは、運動による睡眠状態の向上^26～29）による身体活動の向上^30、31）、もしくは疲労感の低下^{32、33、34）}を介して身体活動レベルが向上する^35、36）。そして、身体活動の向上から認知機能の改善が期待できる^37～40）。運動の実施そのものによる身体活動量の向上^41、42）、および身体機能の向上^43、44）による身体活動の向上^45、46）や、疲労感の解消^47、48）から認知機能の向上に資する刺激量が担保されると考えられる。また、社会心理学的には、運動によるうつ症状の解消^49、50）による認知機能の向上効果が期待できる^51、52）。また、うつ症状の緩和により社会的ネットワークの再構築が期待でき^53、54）、その社会的ネットワークの向上による認知機能の向上効果が認められる^55～60）。さらに、うつ症状の緩和により認知的活動性が向上し^61～63）、それが認知機能向上に寄与する。また、運動による自己効力感の向上^64、65）から社会的ネットワークの構築が促進され^66、67）、認知機能向上に繋がると考えられる（図2）。

4.運動と認知機能

　有酸素運動の実施とアルツハイマー病発症予防との関連は、縦断研究により多くの知見が報告されている。たとえば、認知機能に問題のない4,615名の高齢者を5年間追跡調査した研究では、ウォーキングよりも高強度の運動を週3回以上行っていた高齢者は、運動習慣のない高齢者より認知症の発症リスクが低かった^68）。また、認知機能障害のない1,740名の高齢者を平均6.2年間追跡調査した研究では、調査期間中に158名が認知症を発症し、これらの高齢者に共通した特徴が分析された。その結果、週3回以上の運動習慣を持っていた高齢者は、3回未満しか運動していなかった高齢者に対して、認知症になる危険がハザード比で0.62（95%信頼区間0.44－0.86）に減少した^69）。さらに、運動機能で3グループ（低い、中等度、高い）に分けた場合、運動機能が低い高齢者ほど、認知症の予防に対する運動習慣の重要度が高い、すなわち運動習慣がなければ認知症になりやすいことも報告されている。運動の内容については、単一の運動内容よりも、ウォーキング、サイクリング、水泳、ゴルフなど複数の運動を組み合わせて行うほうが認知症の予防効果が高いことも明らかになっている^70）。また、人生の各時期における身体活動量と認知症の発症を分析した研究では、10代の身体活動量が高齢期の認知症に最も関連していたと報告されている^71）。ただし、10代に活動量が低くても、その後に活動量が高まっている人では、活動量が低いままの人よりも認知機能障害のリスクは低かった。この研究結果から、できるだけ早期からの運動習慣の促進が重要であることがわかる。このように、習慣的な運動あるいは身体活動が認知症予防に効果的だと結論付ける観察研究は数多い。

　介入研究による知見からは、有酸素運動が記憶ならびに海馬にどのような影響を及ぼすかについて、ランダム化比較試験を用いて検討した報告では、120名の健常高齢者を対象にしたランダム化比較試験結果より、週3回の有酸素運動トレーニングに1年間参加した介入群が対照群（ストレッチの実施）に比べ、記憶が有意に改善した^72）。有酸素運動以外にも、筋力増強トレーニングを中心としたプログラムの効果も報告がなされている。例えば、Liu-Ambroseらの報告では、筋力増強トレーニングの認知機能への効果を検証するために、155名の対象者を以下の3群にランダム割り付けを行った（週2回の頻度で運動する群、週に1回の頻度で運動する群、筋力増強トレーニングではなくバランストレーニングを行う対照群）。その結果、週に1回または2回の筋力増強トレーニングを受けた群では、対照群に比べて、注意や抑制などの遂行機能を中心とした認知機能に効果をもたらした^73）。

　一方、MCI高齢者に対する介入研究の知見においては、有酸素運動ないし身体活動促進を実施した研究では、全体的な認知機能、言語機能、記憶^74、75）、遂行機能に効果を報告したものがある一方で、限局的な効果もしくは効果の認めらなかった報告もある。MCIを有する高齢者に対する運動の効果を検討したシステマティックレビューによると、言語流暢性検査においては、運動による有意な効果が確認されたが、実行機能、認知処理速度、記憶については有意な効果が認められていない^76）。我々の研究グループでは、有酸素運動、dual-taskを用いた運動（コグニサイズ）に加え、運動の習慣化を取り入れた複合的運動プログラムの効果検証を、MCI高齢者100名を対象に実施した（介入頻度：2回/w、時間：90分/回）^74、77）。その結果、全体的な認知機能や言語流暢性に加え、他の研究ではほとんど有効性が確認されていない記憶への効果、脳萎縮に対する維持、改善効果が認められた（図3）^74、77）。運動だけでなく、多様な要素を取り入れたことがMCI高齢者の認知機能の向上に寄与したものと考えられた。

　運動療法と薬物療法（コリンエステラーゼ阻害薬、メマンチン、いちょう葉エキス）の認知機能に対する効果を調べたシステマティックレビューでは、MCIに対する薬物療法では効果が認められず（n=3,693、標準化平均変化率0.03、95%信頼区間0.00－0.005）、運動療法ではわずかではあるが、有意な効果が示された（n=6,443、標準化平均変化率0.20、95%信頼区間0.11－0.28）^78）。この著者らは、結論として薬物療法と運動療法との組み合わせの相乗効果を確認していく必要があることを強調している。

5.運動を含む複合的介入と認知機能

　運動のみではなく、食事、認知トレーニング、血管リスクのモニタリングといった複合的な介入の効果が示された^79）。認知機能が年齢標準より軽度低下した高齢者1,260名（60－77歳）をランダムに介入群（631名）とコントロール群（629名）に割り付け、介入群は定期的な食事指導、血管リスクのモニタリング、積極的な運動と認知トレーニングを実施した研究が報告された^79）。運動は理学療法士がジムにて個別指導を実施し、筋力トレーニングは週1〜3回、有酸素運動は週2〜5回実施している。認知トレーニングは10回のグループセッションと、パーソナルコンピュータープログラムを用いた72回の個別セッションを実施した。これらの予防対策を2年間実施した結果、神経心理学的検査バッテリーの総合点の変化に有意差が認められ、多面的介入の効果が示されている^79）。非薬物療法における個々の効果はそれほど大きいものではなく、効果的な組み合わせや、効果が出る介入の必要量を明確にしていく必要がある。

6.運動と認知症発症

　運動によって認知機能の改善を示した研究は多く存在するが、認知症発症をアウトカムとした研究は少ない現状にある。そのような現状ではあるが、1年以上介入した3つのRCT^{80、81、82）}を統合したメタ解析によると、運動群の3.7%、対照群の6.1%が認知症を発症し、その相対危険度は0.56（95%信頼区間0.23－1.36）となり有意差は認められなかった。この発症率の2.4%の差に基づいて必要症例数を計算すると、2,538名の対象者が必要であり、現状の1,966名から対象人数を追加した解析の必要性が示唆された^83）。

7.進行予防としての認知症に対する運動療法　

　認知症の人に対する運動療法は、認知機能の改善、情動・精神機能の安定や改善、日常生活動作（activities of daily living：ADL）の改善、家族負担の減少を目的として行われる。ただし、運動療法の効果をランダム化比較試験によって明確に示した研究は少なく、十分なエビデンスがあるとはいえない状況にある。このような制約があるとはいえ、運動療法は、部分的であるにせよ有効性が確認されており、現在すぐに取り組むことのできる治療法のひとつとして推奨されるべきであろう。

　認知症の人に対する運動療法の効果をまとめたコクラン・システマティックレビューの結果をみると、認知機能に対して基準に該当した8つの研究結果のメタ解析において有意な効果が確認された（標準化平均差0.55、95%信頼区間0.02－1.09）^84）。ただしこの結果は、研究間の不均一性があり、中等度から重度の認知症の人のみを対象とした研究を除外して再解析をした結果では、有意な効果が消失した（標準化平均差0.31、95%信頼区間－0.11－0.74）。2015年の改訂においても運動による認知機能向上に対する効果は明確となっていない（標準化平均差0.43、95%信頼区間－0.05－0.92）^85）。また、運動によるADLに対する効果については、ADLについて報告された６つの研究のメタ解析の結果、有意な効果が確認された（標準化平均差0.68、95%信頼区間0.08－1.27）^84、85）。また、1研究の知見ではあるが、運動プログラムへの参加が介護者の介護負担感を減少させる効果が示された（平均差－15.30、95%信頼区間－24.73－－5.87）^84、85）。

　また、ADによる認知症の人の認知機能、ADL、行動、気分、生活の質（quality of life:QOL）、さらに介護者の気分、心理的健康、QOL、拘束をアウトカムとした非薬物治療のシステマティックレビュー^86）によると、認知症の人に対する介入内容は、認知トレーニング、行動介入、認知的刺激、経頭蓋磁気刺激、運動療法、音楽療法、回想法、ADLトレーニング、マッサージ、レクリエーション、光療法、多重感覚刺激、心理療法、バリデーション、リラクゼーション、およびこれらの複合プログラムが実施されていた。介護者に対しては、教育、支援、ケース管理、レスパイトケア、およびこれらの複合プログラムが提供された。また、その他として、認知症の人と介護者双方への介入、職業介護者へのトレーニングなどの介入が含まれていた。これらのプログラムによって、すべてのアウトカムにおいて軽度から中等度の効果がADおよび介護者に対して認められており、非薬物治療の有効性が示された。これらの知見は、認知症の人の機能向上のためには、運動療法のみより、対象者の状態に応じた多様な介入の選択肢を持つことが重要であることを示唆している。

8.今後の課題

　認知症の予防や進行抑制ができる明確な方法は明示されていないが、発症遅延を実現できる可能性がある介入として運動があげられる。運動する機会を担保する社会的ネットワークを構築し、高齢者が社会参加できる場を創出していくことが、認知症者の機能保持や認知症予防を実現するために重要であろう。今後は介入内容のみではなく、介入期間、頻度、強度、介入方法の組み合わせなど、実際に活動処方するために必要な知見を集積する必要がある。なお、研究として、十分な介入期間と量を担保して効果があったとする結果を出しても、実際に社会実装される際に不十分な状態で予防対策が行われれば効果的な取り組みになるとは考えにくい。現状においては運動療法を受けることのできる機会は限定的であり、費用対効果を含めた長期的な分析をすることで、研究成果と社会実装との乖離を解消していく必要がある。

文献

プロフィール

島田　裕之（しまだ　ひろゆき）

国立長寿医療研究センター 老年学・社会科学研究センター　予防老年学研究部 部長

最終学歴

2003年　北里大学大学院医療系研究科臨床医学リハビリテーション医学専攻博士課程卒

主な職歴

2003年　東京都老人総合研究所研究員　2005年　Prince of Wales 医学研究所客員研究員　2006年　東京都老人総合研究所研究員　2010年　国立長寿医療研究センター室長　2014年　国立長寿医療研究センター部長　現在に至る

専門分野

老年学、リハビリテーション医学

※筆者の所属・役職は執筆当時のもの

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