Magnus Högström and Michael Svensson |
要約 |
| 鉄は酸素輸送とミトコンドリア代謝に必須の微量栄養素であり、身体パフォーマンスに不可欠です。 貯蔵鉄の損傷はアスリートの間でより一般的に見られ、女性は特に危険にさらされています。 鉄欠乏症は通常、経口鉄サプリメントを使用して治療されます。 しかし、摂取された鉄のうち吸収されるのはごく一部であり、より多くの鉄を摂取する必要があり、その結果、有害な副作用、服薬遵守の低下、貯蔵鉄の非効率的な補充が生じる可能性があります。 プロバイオティクス株Lactobacillus plantarum 299v (L.plantarum 299v) は、食事研究において腸の鉄吸収を大幅に増加させます。 本研究は、L.plantarum 299vの有無にかかわらず、20 mgの鉄が鉄の状態、気分状態、および身体パフォーマンスに及ぼす影響を調査するために実施されました。 鉄貯蔵量が低い（フェリチン<30μg/L）、貧血ではない健康な女性アスリート53人が無作為に割り付けられ、39人が研究を完了した。 L.plantarum 299vを鉄とともに4週間摂取すると、鉄単独よりもフェリチンレベルが増加しましたが(13.6 対 8.2 μg/L)、グループ間の差は有意ではありませんでした(p = 0.056)。 平均網赤血球ヘモグロビン含量は、L.plantarum 299v 摂取後 12 週間後に対照と比較して増加しましたが (1.5 対 0.82 pg)、グループ間の差は有意ではありませんでした (p = 0.083)。 気分状態プロファイル (POMS) アンケートでは、12 週間後に鉄単独と比較して L.plantarum 299v を使用した場合の活力の増加が示されました (3.5 対 0.1、p = 0.015)。 身体的パフォーマンスに対する決定的な影響は観察されませんでした。 結論として、L.plantarum 299v を 20 mg の鉄と併用すると、20 mg の鉄単独と比較して、鉄の状態がより実質的かつ迅速に改善され、活力が改善される可能性があります。 これらの発見と身体能力に対する L.plantarum 299v の影響をさらに調査するには、より大規模な臨床試験が必要です。 |
| 目次（クリックして記事にアクセスできます） |
| 2.材料と方法 |
| 2.1. 研究デザイン |
| 2.2. 調査対象母集団 |
| 2.3. 研究成果 |
| 2.4. 採用と選考 |
| 2.5. 人口統計と人体計測学 |
| 2.6. 血液採取と分析 |
| 2.7. エルゴメーターサイクリングテスト |
| 2.8. 気分状態のプロファイル (POMS) |
| 2.9. 安全性と胃腸（GI）の健康 |
| 2.10. 統計的手法 |
| 3. 結果 |
| 3.1. 被験者の性質とベースライン特性 |
| 3.2. 鉄のステータス |
| 3.3. 炎症パラメータ |
| 3.4. 身体的パフォーマンス |
| 3.5. 気分スコアのプロファイル |
| 3.6. 安全性と胃腸の健康 |
| 4.討議 |
| 本文 |
| 1. はじめに |
| 鉄欠乏症 (ID) は世界的な健康問題です。 鉄欠乏とは、貯蔵鉄の減少を指し、貧血の最も一般的な原因です[1、2]。 とりわけ、鉄は酸素輸送、ミトコンドリアのエネルギー生産、細胞免疫反応に重要です[3]。 鉄欠乏性貧血がなくても、貯蔵鉄が損なわれると、身体パフォーマンスやトレーニングへの適応に悪影響を与えることが示されています[4、5、6]。 鉄貯蔵量の低下は、非アスリートよりもアスリートの間でより一般的に見られ、女性アスリートは特にリスクにさらされています[7、8、9、10、11、12、13、14]。 競技スポーツに携わる女性における鉄欠乏症の有病率は 10 ～ 38% の範囲であり [10,11,15,16,17]、トレーニングシーズンによって異なると報告されている [7,10,18]。 |
| アスリートにおける鉄欠乏症および鉄欠乏性貧血のリスク増加は、足の衝撃による溶血、不十分な食事摂取、鉄損失の増加、炎症による腸の鉄吸収の抑制などの要因によるものと考えられています[19、20、21、 22]。 フェリチンは鉄の細胞貯蔵タンパク質であり、循環レベルは一般に全身の鉄貯蔵量を反映すると考えられています[23]。 フェリチンは、大多数のアスリートの鉄欠乏症の大部分を適切に識別しているようであり [10、11、15、16、17]、したがって、鉄の状態を示す有用なマーカーです。 |
| いくつかの研究では、生殖年齢の女性の身体能力に対する鉄補給の有益な効果が実証されている[24]が、鉄欠乏の非貧血被験者への鉄補給が身体能力を向上させるかどうかも疑問視されている[5]。 鉄欠乏症は通常、経口鉄サプリメントを使用して治療されます。 女性アスリートの 50% 以上が栄養補助食品を使用していることがわかっており、鉄分を含むサプリメントが最も人気があるようです [25]。 しかし、摂取された鉄の大部分は通常腸内に残るため、より多くの摂取量が必要となり、有害な副作用、コンプライアンスの低下、貯蔵鉄を効率的に補充する能力の制限を引き起こす可能性があります[26,27]。 さらに、激しいトレーニング自体が腸管にストレスを与え、胃腸の不快感を引き起こす可能性があります[28,29]。 さらに、新たなデータは、吸収されなかった鉄が腸内細菌叢の変化を通じて有害であり、腸内病原体の濃度を増加させる可能性があることを示唆している[30]。 したがって、鉄の吸収を高めることは、鉄の状態を改善し、従来の高用量の鉄サプリメントの使用とそれによる有害な副作用を回避するための戦略となる可能性があります。 プロバイオティクス株Lactobacillus plantarum 299v (L.plantarum 299v、LP299V®) が食事研究において鉄の吸収を大幅に増加させることが以前に示されています [31、32、33]。 アスリートの健康、パフォーマンス、回復を最適化するためのプロバイオティクスサプリメントの使用は、最近、国際スポーツ栄養学会によって検討されました[34]。 |
| この探索的研究の目的は、1010 コロニー形成単位 (CFU) の L.plantarum 299v を 1 日あたり 20 mg の鉄とともに摂取した場合の、鉄の状態、気分の状態、および身体的なパフォーマンスに関連パラメーターに対する影響を、鉄単独 20 mg と比較して評価することでした。 この研究は、鉄貯蔵量が少ない健康で貧血ではない女性アスリートの集団を対象に実施されました。 |
| 2.材料と方法 |
| 2.1. 研究デザイン |
| この研究は、12週間にわたるLactobacillus plantarum299v（L.plantarum 299V®; 1010 CFU）および20 mgの鉄（フマル酸第一鉄; LpFe) を 20 mg の鉄単独 (CtrlFe) と比較して、エルゴメーター サイクリング テストによって評価された鉄の状態と身体的パフォーマンスを比較しました。 この研究は、1 回のスクリーニング来院と、ベースラインの 4、8、および 12 週目の 4 回の研究来院で構成されました。この研究は、2017 年 8 月から 2018 年 5 月までスウェーデンの 1 つの研究施設で実施されました。すべての被験者は研究に参加する前にインフォームドコンセントをとりました。 参加は任意であり、説明なしにいつでも参加を中止することができます。 この研究はヘルシンキ宣言に従って実施され、プロトコルはスウェーデンのウメオにある倫理委員会によって承認されました。 この試験は、試験開始前に ClinicalTrials.gov に登録されました (NCT03259997)。 被験者は、L.plantarum 299v 産物または対照の投与を受けるよう 1:1 の比率で無作為に割り付けられました。 ランダム化リストの作成は独立した生物統計学者に委託されました。 グループ間のベースラインフェリチンの差のリスクを軽減するために、ベースラインでの血漿フェリチンレベル（≦20μg/Lまたは>20μg/L）に基づいて層別化を実施した。 研究対象者は登録され、研究者による介入に割り当てられました。 研究製品の割り当ては、クリーンファイルが宣言されるまで、研究者、他のスタッフ、またはスポンサーには開示されませんでした。 盲検化は研究全体を通じて維持された。 |
| 2.2. 調査対象母集団 |
| 本研究では、適格な被験者を見つけるために、365 人の運動選手 (女性 231 人、男性 134 人) がスクリーニングされました。 貧血ではない健康な者（ヘモグロビン≧120g/L（女性）、≧130g/L（男性））、鉄貯蔵量が少なく（血漿フェリチン<30μg/L）、高感受性Cを有する16～40歳の男女。 -反応性タンパク質（hCRP）≤ 5 mg/L、競技スポーツに従事し、週に 5 時間以上の定期的なトレーニングを行っている。 除外基準は、介入開始前の過去 4 週間におけるプロバイオティクス製品の使用、鉄分補給、またはアスコルビン酸補給、食事および/またはトレーニングの大幅な変更計画（研究者が判断）、および妊娠または 20週間以内に妊娠を計画していることでした。 被験者には、研究中、プロバイオティクス製品、追加の鉄サプリメント、またはアスコルビン酸サプリメントを摂取しないよう指示されました。 被験者にはまた、栄養補助食品の摂取量の変更や食習慣の大きな変化を避けるよう求められた。 被験者は研究中、献血も血液の受け取りもできなかった。 |
| 2.3. 研究成果 |
| 研究製品はカプセルとして提供されました。 L.plantarum 299v 製品 (LpFe) には、1010 CFU/カプセルの濃度で凍結乾燥したプロバイオティクス Lactobacillus plantarum 299v、20 mg の鉄 (フマル酸第一鉄)、トウモロコシデンプン (増量剤)、マルトデキストリン (増量剤)、セルロース誘導体 (鉄のコーティング)、ステアリン酸マグネシウム（加工助剤/固結防止）が含まれていました。。 カプセルはヒドロキシプロピルメチルセルロースと二酸化チタン（白色）から構成されていました。 対照製品 (CtrlFe) には、L.plantarum 299v を除くすべての成分が含まれていました。 カプセルは同一の外観を有していた。 被験者は、その日の主な食事に関連して、1日あたり1カプセルずつ研究製品を摂取するように指示されました。 コンプライアンスは、返品された研究製品の数を数え、研究日誌を通じて評価されました。 |
| 2.4. 採用と選考 |
| 被験者は地元のスポーツクラブや地域のスポーツスクールを通じて募集された。 適格な被験者を特定するために、ヘモグロビン (Hb)、血漿フェリチン、および hCRP が分析されました。 |
| 2.5. 人口統計と人体計測学 |
| 人口統計情報（生年月日および性別）は、スクリーニング訪問時に記録されました。 身長と体重は最初の研究訪問時に記録され、肥満指数（BMI、kg/m2）の計算に使用されました。 |
| 2.6. 血液採取と分析 |
| 血液サンプルは、各研究訪問時に前腕表在静脈に挿入されたポリエチレン カテーテルを介して採取されました。 血液サンプルは、ヘモグロビン、赤血球体積分率（EVF）、血漿鉄、総鉄結合能（TIBC）、トランスフェリン飽和度、血漿フェリチン（P-フェリチン）、網赤血球、平均網赤血球ヘモグロビン含有量（Ret-Hb）、 hCRP、ヘプシジン、可溶性トランスフェリン受容体 (sTfR)、およびヘプシジンは、標準化され検証された手順を使用する認定大学病院検査室で行われます。 TNFα、IL-6、および IL-1β は、製造元の指示に従ってメソスケール プラットフォームを使用して分析されました。 |
| 2.7. エルゴメーターサイクリングテスト |
| エルゴメーターサイクリングテストを可能な限り標準化するために、被験者は各テストの24時間前に食事摂取と休息に関して同様の準備をするよう指示されました。 試験の開始前に、標準化された準備が遵守されていることを確認しました。 対象者は、4回の研究訪問のそれぞれで、採血とエルゴメーターサイクルテストの前に一般的な健康状態の質問票に記入するよう求められ、研究担当者は被験者がテストを安全に実施できる健康状態にあることを確認した。 関連する現在の病気と投薬が記録されました。 |
| 被験者は、標準化されたエルゴメーター サイクリング テストを 2 つの部分に分けて実施しました。 (1) 50 ワット (W) で 10 分間のウォームアップから始まり、75 W、100 W、125 W、150 W でそれぞれ 5 分間、その後 5 分間の回復で 30 分間の最大下エルゴメーター サイクリング (2) 最大エルゴメーターサイクリングの開始前から疲れ果てるまで。 最大テストでの開始作業負荷は、個人の乳酸レベルと、最後の最大未満作業負荷終了時の Borg 6 ～ 20 RPE スケールによる自己評価の知覚運動量に応じて個別に設定されました。 作業負荷は、最大テストで疲労するまで、毎分 20 ～ 25 W ずつ増加しました。 酸素摂取量 (VO2) と二酸化炭素生成量 (VCO2) の測定は、間接熱量測定 (AMIS Sport、Innovision Aps、グラムスビャウ、デンマーク) による最大値下および最大値エルゴメーター サイクリング テスト中に行われました。 最大酸素摂取量 (VO2max) も、最大エルゴメーター サイクリング中の連続 60 秒間の最高平均値として測定されました。 各最大下負荷の終了時、および Biosen C ライン システム (EKF Diagnostics GmbH、Barleben、ドイツ) を使用した乳酸分析のための最大エルゴメーター サイクリング テストの完了 3 分後に、ポリエチレン カテーテルを介して静脈血を採取しました。 心拍数は、最大未満および最大の作業負荷中に測定されました。 テストには、Monark エルゴメーター サイクル (Monark Ergomedic 839E、Vansbro、スウェーデン) と Polar H7 センサーを備えた Polar 心拍数モニター (Polar Electro Oy、Kempele、フィンランド) を使用しました。 Borg 6-20 RPE スケール [35] による自己評価の知覚労作は、最大未満の作業負荷と最大作業負荷のそれぞれの終了時に記録されました。 Jeukendrupらによると、作業効率、つまりエルゴメーターサイクリング中の各作業負荷に関連するエネルギー消費量は、最大未満の各作業負荷の最後の1分間に定常状態で間接熱量測定によって測定されたVO2とVCO2から計算された [36]。 |
| 2.8. 気分状態のプロファイル (POMS) |
| McNair et al [37] によると、気分状態プロファイル (POMS) アンケートは、各研究訪問時の気分状態プロファイルを評価するために使用され、エルゴメーター サイクリング テストの前に実施されました。 このテストには、気分に関連した 65 個の形容詞が含まれており、「今の気分はどうですか?」という質問に応じて、0 (全くない) から 4 (非常に) までの 5 段階リッカート スケールで評価されます。 気分スコアの合計と同様に、テストから 6 つのサブスコア (活力、緊張、憂鬱、怒り、疲労、混乱) を導き出すことができます。 結果は T スコアとして表示されます。 |
| 2.9. 安全性と胃腸（GI）の健康 |
| 安全性は、被験者との話し合い、ならびに一般的な健康アンケートと研究日記からの結果の解釈を通じて、各研究来院時の有害事象の記録によって評価されました。 Guyonnet et al[38]によると、胃腸 (GI) の健康状態が評価されました。 被験者は、次の質問に答えて、3 段階のリッカート尺度 (改善、変化、悪化) を使用して、自分の健康/快適さを評価するように求められました。 「自分の胃腸の健康についてどう思いますか (腸内通過、便の頻度と硬さ、腹痛/不快感、膨満感、鼓腸/ガスの通過、腹鳴/お腹のゴロゴロ音) 研究製品の摂取を開始する前の期間と比較して、過去 7 日間でどのような変化がありましたか?」 被験者は、研究製品を摂取してから4、8、12週間後に胃腸の健康状態を評価しました。 |
| 2.10. 統計的手法 |
| この探索的研究では、合計 40 人の適格な被験者を含めることを目指しました。 各グループ内の経時的変化を評価する場合にはウィルコクソンの符号付き順位検定を使用し、グループ間の差異を評価する場合にはウィルコクソンの順位和検定を使用しました。 フィッシャーの直接確率検定は、2 つのグループ間の上気道感染症 (URTI) の有病率の評価に使用されました。 報告されたすべての p 値は両側性であり、名目的です。つまり、複数の検定用に調整されていません。 統計分析は、Microsoft Excel 2016 (Microsoft Office) および StatXact バージョン 11.1.0 (Cytel Software Corporation、ケンブリッジ、マサチューセッツ州、米国) を使用して、独立した生物統計学者によって実行されました。 主要な分析セットは、プロトコルからの大きな逸脱がなく、各 4 週間の遵守率が 80% を超えるすべての被験者で構成されていました (プロトコルごとの母集団)。 他に何も記載されていない場合、報告されたデータはプロトコルごとの母集団からのものです。 |
| 3. 結果 |
| 3.1. 被験者の性質とベースライン特性 |
| 合計 365 人の被験者が適格性についてスクリーニングされました。 53 人の女性がすべての包含基準を満たし、除外基準をいずれも満たさず、無作為化されました。 介入中に、14 人の被験者が除外されるか、同意を撤回しました。 被験者の傾向を図 1 に示します。スクリーニングプロセスでは適格な男性被験者が見つからなかったため、女性被験者のみが研究に含まれました。 介入開始時のグループ間で、平均トレーニング量、年齢、体重、BMIに差はありませんでした。 平均年齢は22歳で、研究開始前の週当たりの平均トレーニング時間は週当たり8時間でした（表1）。 |
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| 図 1 研究のフローチャート。 CtrlFe は 20 mg の鉄のみを摂取するグループを示します。 LpFeは、Lactobacillus plantarum 299vとともに20mgの鉄を摂取したグループを示します。 下のボックス内の数字は、各研究訪問時の被験者の数に対応します。 |
| 表 1 ベースライン特性 |
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| データは、ベースライン訪問時のすべての被験者の平均値と標準偏差 (SD) として表示されます。 BMI、肥満指数。 * 介入前の最後の 1 か月間。 |
| 3.2. 鉄のステータス |
| スクリーニングされたすべての被験者の平均フェリチンレベルは、男性で 104 μg/L、女性で 45 μg/L でした。 231 人の女性のうち、6.5% のフェリチン レベルは 15 μg/L 未満で、24% のフェリチン レベルは 15 ～ 29 μg/L でした。 研究集団の平均血漿フェリチンレベルはベースラインで 20 μg/L をわずかに下回っており、研究開始時の参加者の鉄貯蔵量が低いことを示していますが、平均ヘモグロビン レベルは 130 g/L でした (表 2)。 ベースラインの鉄ステータスは 2 つのグループ間で同等でした。 |
| 表2ベースラインでの鉄の状態に関連するパラメータ |
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| データは、プロトコルごとの母集団の平均値と標準偏差 (SD) として表示されます。 Hb、ヘモグロビン。 EVF、赤血球体積分率。 Ret-Hb、網赤血球ヘモグロビン含有量。 sTfR、可溶性トランスフェリン受容体。 hCRP、高感度 C 反応性タンパク質。 |
| フェリチンレベルは両方のグループで有意に増加し、研究期間全体を通じて、LpFe グループでは 19.5 から 43.0 μg/L (p < 0.001)、CtrlFe グループでは 19.8 から 37.8 μg/L (p < 0.001) でした。 2 つのグループ間でベースラインからの変化に有意な差は検出されませんでした(13.6 µg/L (95% CI 8.3 ～ 18.8) vs. 8.2 µg/L (4.8 ～ 11.6)、ベースラインから 4 週目までの平均変化、p = 0.056、図 2)。 研究期間中、2 つのグループ間で ID (フェリチン < 20 μg/L) の有病率に差はありませんでした (4 週目で LpFe で 10%、CtrlFe で 9%)。 4週間後、LpFe群では17人中7人（41％）、CtrlFe群では22人中7人（32％）がフェリチンレベル30μg/L以上に達し、LpFe群では29％、CtrlFe群では9人がフェリチンレベルに達した。 CtrlFe 中の % が 40 μg/L 以上のフェリチン レベルに達しました。 |
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| 図 2 介入 4、8、12 週間後の血漿フェリチンのベースラインからの変化。 データはSDを含む平均値として表示されます。 4週目ではLpFeのn = 16、CtrlFeのn = 22、8週目ではLpFeのn = 16、CtrlFeの17、12週目ではLpFeのn = 15、CtrlFeのn = 17。 |
| サブグループをベースラインの血漿フェリチンレベル（20 μg/L 以下またはそれ以上）に基づいて評価すると、フェリチンレベルが 20 μg/L を超える LpFe サブグループは、CtrlFeと比較した4週間摂取後のフェリチンが有意に高い増加を示しました(15.4 μg/L (95% CI 6.3 ～ 24.6) 対 6.1 (2.1 ～ 10.0) μg/L、p = 0.0361、図 3) 。 一方、フェリチンレベルが 20 µg/L 未満の 2 つのサブグループにおけるフェリチンの増加には差がありませんでした (12.9 μg/L (95% CI 6.1 ～ 19.6) 対 11.1 (5.0 ～ 17.3) μg/L、p = 0.5437)。他の時点では差異は検出されませんでした。 |
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| 図3 ベースライン時のフェリチンレベルが 20 μg/L 未満 (A) および 20 μg/L を超える被験者のサブグループ (B) における介入 4 週間後の血漿フェリチンのベースラインからの変化。 データはSDを含む平均値として表示されます。 A の CtrlFe の場合は n = 7、LpFe の場合は 7、 B の CtrlFe の場合は n = 15、LpFe の場合は 9。 |
| 網状赤血球のヘモグロビン含有量は、LpFe 群で増加する傾向があった（1.5 pg/L (95% CI 0.8 ～ 2.2) vs. 0.82 pg/L (0.3 ～ 1.3)、ベースラインから 12 週目までの変化、p = 0.0834) CtrlFeまで。 CtrlFe は、LpFe 群と比較して最初の 4 週間で総血漿鉄の増加を示しましたが (5.6 対 -1.6、p = 0.0411、表 3)、 研究全体を通じて差は検出されませんでした (2.6 対 -0.27、 ベースラインから 12 週間までの変化については p = 0.4373)。 ヘモグロビン、血漿トランスフェリン、血漿トランスフェリン飽和度、EVF、血中網状赤血球、sTfR、ヘプシジン、および hCRP レベルには、経時的またはグループ間で有意な変化はありませんでした (表 3)。 |
| 表3 アイアンのステータスに関するパラメータ。 ベースラインから 4、8、12 週目に変更します。 |
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| 第 4 週 = 最初の 4 週間のベースラインからの変化、第 8 週 = 最初の 8 週間のベースラインからの変化、第 12 週 = 12 週間の研究におけるベースラインからの変化。 n (CtrlFe): ΔV3 – V2 = 22 – 23; ΔV4 – V2 = 16 – 17; ΔV5 – V2 = 16 – 17; n (LpFe): ΔV3 – V2 = 15 – 16; ΔV4 – V2 = 15 – 16; ΔV5 – V2 = 15。 |
| 3.3. 炎症パラメータ |
| 循環 CRP、IL-6、IL-1β、および TNFα の濃度は低く、どの研究訪問でも 2 つのグループ間に検出可能な差はありませんでした。 |
| 3.4. 身体的パフォーマンス |
| 最大下エルゴメーターサイクリング中の心拍数、VO2、VCO2、換気量の結果に基づいて、 心血管・呼吸反応や作業効率における明らかな差は、ベースラインと補給後4、8、12週間それぞれの間、またはグループ間で見つかりませんでした。さらに、最大下エルゴメーターサイクリング中のどのグループでも、介入期間を通じて知覚される運動量の変化は検出されませんでした。 最大下エルゴメーターサイクリングテスト中の血中乳酸濃度は、ベースラインから、およびそれぞれ摂取4、8、12週間後に、グループ内またはグループ間で明らかな変化がなく、一致しない結果を示しました。 LpFe を摂取した場合、4 週間 (3.1 vs 2.9、p = 0.0472)、8 週間 (3.1 vs 2.8、p = 0.0019)、および 12 週間 (3.0 vs 2.7、p = 0.0447) で VO2max が有意に高かったにもかかわらず、 CtrlFe を摂取した場合 (表 4)、2 つのグループ間で VO2max または持久力 (疲労までの時間) に有意な変化は検出されませんでした。 LpFe グループは、CtrlFe と比較して、4 週間 (10.8 対 8.3、p = 0.0139) および 8 週間 (10.8 対 8.3、p = 0.0343) のサプリメント摂取後、最大エルゴメーターサイクリングの 3 分後に血中乳酸濃度が高く、また、 最初の 4 週間後には、CtrlFe と比較して血中乳酸レベルの増加が高かったが (0.47 vs. -0.72、p = 0.0562)、12 週間全体では検出可能な差は観察されなかった (0.02 vs. -1.05、p = 0.3346、)。 被験者間の身体的パフォーマンスに大きな差が見られたこと、また風邪/上気道感染症 (URTI)のため、ベースラインおよび4週間目よりも8週間目と12週間目にサイクリングテストを行った被験者が両群で少なかったことに留意すべきである。 第 4 週には、ベースラインから第 8 週または第 12 週までの変化よりも多くの比較が含まれていました。 |
| 表 4 最大ワークロード時の物理パフォーマンス パラメータ。 ベースラインから 4、8、12 週目に変更します。 |
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| n (CtrlFe: ΔV3 – V2 = 19 – 20; ΔV4 – V2 = 8 – 9; ΔV5 – V2 = 14 – 15; n (LpFe): ΔV3 – V2 = 14 – 15; ΔV4 – V2 = 10; ΔV5 – V2 = 14。 |
| 3.5. 気分スコアのプロファイル |
| LpFe 群では 12 週間後に POMS アンケートの「活力」T スコアに有意な増加が見られました (平均 T スコア 58 (95% CI 55 ～ 61) から 61 (CI 58 ～ 65)、p = 0.044）、しかし、CtrlFeグループでは差は検出されませんでした（平均Tスコア58（95％CI 55-61）から59（56-63）、p = 0.981）。 ベースラインから 12 週目までのこの変化は、CtrlFe 群と比較して LpFe 群では有意に異なりました (3.5 (SD 6.3; 95% CI 0-7) vs. 0.13 (3.5; -2-2)、p = 0.015)。 全体的な気分プロファイルについても、他のサブスコアについても、グループ間のその他の差異は検出できませんでした。 |
| 3.6. 安全性と胃腸の健康 |
| 合計 51 件の有害事象が報告されました。CtrlFe グループの被験者により 32 件、LpFe グループの被験者により 19 件でした。 有害事象（無作為化とベースライン来院の間の長期にわたる上気道感染症 (URTI)）による中止が2件あり、両方の被験者はLpFe群であった。 CtrlFe群の18人の被験者およびLpFe群の15人の被験者が少なくとも1つの有害事象を報告した。 研究中の上気道感染症(URTI)は、LpFe 群と CtrlFe 群の両方で報告されました。 LpFe グループの 上気道感染症 (URTI)の発生率は 19 人中 5 人 (26%) で、CtrlFe グループでは 23 人中 14 人 (61%; p = 0.0332) でした。 |
| 4.討議 |
| 本研究では、12週間毎日20mgの鉄分のサプリメントを摂取した鉄貯蔵量が少ない非貧血の女性アスリートを対象に、プロバイオティクス菌株Lactobacillus plantarum 299v®（L.plantarum 299v、LP299V®）の鉄の状態、身体能力、および気分に対する効果を評価しました。 |
| 12週間の研究を通じて、両グループの鉄の状態が増加しましたが、20 mgの鉄単独摂取後の42％と比較して、20 mgの鉄を含むL.plantarum 299v摂取後の血漿フェリチンの70％増加を示しました。 しかし、グループ間の差は統計的に有意には達しませんでした。 しかし、LpFe グループは、コントロールと比較して最初の 4 週間後にフェリチン レベルが高くなる傾向を示しました。 鉄欠乏運動選手にとって、高用量の鉄補給でしばしば起こる有害事象を起こさずに鉄の状態を迅速に回復することが重要であるため、この発見は興味深いものである[26]。 ベースライン時のフェリチンレベルが 20 μg/L を超える LpFe サブグループは、対照と比較して 4 週間の摂取後にフェリチンの有意に高い増加を示しましたが、フェリチンレベルが 20 μg/L 未満のサブグループは相互に差がありませんでした。 したがって、LpFeによるフェリチンの全体的な増加は、ベースラインの鉄状態が良好な被験者によって促進されているようです。 LpFe による鉄状態の大幅な改善は、12 週間の摂取後に網赤血球の平均ヘモグロビン含有量が増加する傾向によってさらに示されました。 網赤血球のヘモグロビン含有量は、鉄補給に応じた細胞の鉄利用可能性の指標であり、赤血球生成の改善の初期マーカーです [39,40]。 |
| L.plantarum 299vの摂取により、食事研究において腸の鉄吸収が改善されることが以前に示されている[31、32、33]。 さらに、L.plantarum 299v の摂取は、貧血ラットのヘモグロビンおよびヘマトクリット値を増加させることが示されています [41]。 鉄吸収に対する L.plantarum 299v の有益な効果も、最近システマティックレビューとメタアナリシスで調査されています [42]。 根本的なメカニズムは完全にはわかっていませんが、L.plantarum 299v は、インビトロで消化された食事や飲み物中の第二鉄の量を増加させることが示されています。 これは、L.plantarum 299v がヒト腸細胞 (Caco-2/HT29 MTX 細胞) 内の鉄還元酵素 (十二指腸シトクロム B、DcytB) のレベルを上昇させる能力と組み合わせることで、鉄吸収に対するプラスの効果を説明できる可能性があります [43]。 今回の研究では、低用量の鉄と組み合わせて投与すると、腸の鉄吸収に対するL.plantarum 299vの効果が、貧血ではない鉄欠乏集団の鉄状態の改善につながることを示した。 この研究では鉄の吸収自体は分析されていませんが、鉄の吸収の増加が鉄の状態の改善の基礎となるメカニズムの少なくとも1つであると理論化されました。 |
| 炎症状態では、IL-6 や TNFα などの炎症誘発性サイトカインの全身的な上昇が、ヘプシジンの上昇を通じて腸での鉄の吸収を阻害することが示されています [44]。 サイトカインは、ヘプシジン非依存性経路を介して鉄の取り込みを抑制する可能性もあります[45]。 興味深いことに、徹底的な運動はIL-6とヘプシジンのレベルを増加させることが示されています[46]。 これは、激しいトレーニング後のアスリートに鉄欠乏を引き起こすいくつかの要因のうちの 1 つである可能性があります。 L.plantarum 299v の摂取により炎症パラメータが抑制されることが知られています [47,48,49]。 したがって、これがヘプシジンの発現の変化、ひいては鉄の吸収の変化につながる可能性があると我々は仮定しました。 しかし、本研究では、サイトカインレベルが非常に低かったこともあり、選択した炎症性サイトカインまたはヘプシジンについてグループ間の経時的な差異を検出できませんでした。 興味深いことに、L.plantarum 229v摂取後のフェリチンの増加は、鉄分濃度がより高い被験者のサブグループでより高かった。 フェリチンの状態が最も低いアスリートは、ヘプシジンレベルの上昇を刺激する炎症誘発性サイトカインのレベルが最も高く、その結果、鉄摂取の阻害が増加した可能性があります。 しかし、我々の研究では、小サブグループ間でヘプシジン、CRP、またはIL-6の差異は検出されませんでした。 これをさらに調査し、炎症の程度が最も高くなる可能性が最も高い運動試合の直後に炎症マーカーとヘプシジンを調査するには、より大規模な研究が必要となるだろう。 |
| この研究では、LpFe グループと比較して、対照グループでは最初の 4 週間で総血漿鉄が増加しました。 鉄の状態を調べる際には、通常、プラズマ鉄そのものは考慮されません。 代わりに、総鉄をトランスフェリン濃度 (すなわち、総鉄結合能、TIBC) と一緒に使用して、トランスフェリン飽和度 (総鉄/TIBC) を計算します。 この設定での 4 週間後の血漿鉄の増加におけるグループ間の違いを理解するには、さらなる調査が必要です。 |
| 鉄の状態が低下すると身体パフォーマンスに悪影響を及ぼすため、パフォーマンス向上を目的とした鉄補給が長年にわたって使用され、研究されてきました。 22件の研究データに基づくメタ分析では、鉄欠乏状態での鉄補給により女性の持久力パフォーマンスとVO2maxが向上することがいくつかの研究で示されたが、すべての研究で改善されたわけではないことが示された[24]。 本研究では、12 週間にわたってどのグループでもエルゴメーターサイクリングによる VO2max または疲労までの時間の改善は検出されませんでした。 最大未満の作業負荷時の血中乳酸測定では、決定的な結果は得られませんでした。 最大作業負荷の 3 分後に測定された血中乳酸値は、4 週目と 8 週目では対照と比較して L.plantarum 299v 群の方が高かったが、経時的な変化には両群間に検出可能な差はありませんでした。 極度に疲労した後の血中乳酸濃度の上昇は、無酸素能力の増加を示している可能性があります。 私たちの研究で測定されたように、この発見はパフォーマンスの改善とは関連していませんでした。 |
| 自己認識された気分状態の評価により、対照と比較して、LpFe グループの活力が向上していることが明らかになりました。 経時的な活力スコアの増加は、L.plantarum 299v 摂取後のフェリチンの変化と正の相関がありました。 我々の発見は、軍事訓練中に鉄分を補給された女性兵士の精力の向上を発見したMcClungらによって以前に観察されたものと一致しており[50]、鉄の状態の改善が精力増加の根本的な原因であることを示唆している。 ただし、この関連性の背後にあるメカニズムは、鉄欠乏症のアスリートに関する今後の大規模な研究で調査される必要があります。 |
| L.plantarum 299vは、健康な人々[51]および過敏性腸症候群患者[52、53、54]の胃腸の健康状態を改善することが示されており、したがって、L.plantarum 299vの補給は激しい運動中および/または鉄サプリメントの摂取後の胃腸の副作用を軽減する可能性があると理論化されています。 しかし、本研究では、どのグループでも胃腸の健康状態に変化や違いは観察されませんでした。 報告された有害事象によると、L.plantarum 299v と 20 mg の鉄の摂取は安全で忍容性が高いようです。 今後の研究では、研究開始前に被験者の胃腸の健康状態を測定する必要があり、考えられる差異を検出するために、より堅牢な評価ツールを適用する必要があります。 |
| 本研究では両群で上気道感染症 (URTI) が検出され、対照群と比較して L.plantarum 299v 群の有病率が低かった。 L.plantarum 299v の摂取は、CD8+ T 細胞上の活性化マーカー CD25 の発現を増加させることが以前に示されています [55]。 ただし、この研究は主に 上気道感染症 (URTI)の有病率、期間、重症度を比較するように設計されたものではなく、この興味深い所見を適切に評価するには今後の研究が必要です。 持久系アスリートは上気道感染症 (URTI)の影響を受けやすく、エリートアスリートはレクリエーション系のアスリートよりも上気道感染症 (URTI)の発生率が高い[56]。 一部の研究では、プロバイオティクスの摂取後に上気道感染症 (URTI)の発生率が減少することが示されていますが、そうでない研究もあります[57]。 |
| この探索的研究の主な制限は、サンプルサイズが比較的小さいことであり、データの検出力と解釈が制限されていました。 介入中にかなりの数の被験者に影響を与えた上気道感染症 (URTI)は、特に 8 週間と 12 週間の時点で統計的検出力をさらに弱めました。 |
| これは、鉄貯蔵量が少ない女性アスリートの、比較的低用量の鉄（20 mg）でのL.plantarum 299vの毎日の摂取が、鉄の状態、身体能力、気分状態に及ぼす影響を評価した最初の研究でした。 まとめると、結果は、20 mg の鉄と一緒に L.plantarum 299v を摂取すると、鉄単独と比較して、鉄の状態がより実質的かつ迅速に改善される可能性があることを示しました。 L.plantarum 299v と鉄の状態に対する鉄の影響、および身体的パフォーマンスへの影響をさらに調査するには、大規模な研究が必要です。 今後の研究には、免疫機能や気分状態への影響だけでなく、作用機序の解明も含まれるはずです。 |
| 参考文献（本文中の文献No.は原論文の文献No.と一致していますので、下記の論文名をクリックして、原論文に記載されている文献を参考にしてください） |
| この文献は、Nutrients. 2020 May; 12(5): 1279.に掲載されたThe Effect of Lactobacillus plantarum 299v on Iron Status and Physical Performance in Female Iron-Deficient Athletes: A Randomized Controlled Trial.を日本語に訳したものです。タイトルをクリックして原文を読むことが出来ます。 |