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| 文献調査（アロニア：研究の最前線） |
アロニアメラノカルパエキスの補給は脳血管機能と認知能力に影響を与える：過体重または肥満の高齢者を対象としたランダム化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験 |
Sanne Ahles, Jogchum Plat, Kevin Mr Nijssen, Peter J Joris |
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| 要約 |
| 背景と目的 |
| 食物由来のアントシアニンは、認知機能に有益な効果をもたらす可能性があることが知られています。しかし、これらの効果の根底にあるメカニズムは未だ解明されていません。本研究の目的は、アントシアニンを豊富に含むアロニアメラノカルパ抽出物が、認知機能障害リスクの高い成人の（脳）血管機能と認知機能に及ぼす影響を調査することです。 |
| 方法 |
| 過体重または肥満（BMI：28.3 ± 2.7 kg/m²）の健康な高齢者30名（年齢：65 ± 6歳）を、6週間（アントシアニン40 mg/日）のランダム化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験に組み入れました。各試験期間の終了時に、動脈スピン標識磁気共鳴画像法（ASL-MRI）を用いて、脳血管機能のマーカーである脳血流（CBF）を評価しました。さらに、認知機能は、ケンブリッジ神経心理学的自動検査バッテリー（CANTAB）、経頭蓋ドップラー超音波による脳灌流、および内皮機能と網膜微小血管径の測定による末梢血管機能を用いて評価しました。 |
| 結果 |
| アロニアメラノカルパ抽出物補給は、所定の脳領域における脳血流には影響を与えませんでしたが、右島皮質に位置する1つのクラスターにおいて、プラセボと比較して局所脳血流が減少しました（治療効果4.4 ± 3.6 mL/100 g/分、p = 0.004）。さらに、空間ワーキングメモリテストでは認知能力が向上し、実行機能領域を反映して、開エラー数（既に開いた箱を誤って再度開ける）と総エラー数（誤って箱を開けた回数）が20%減少しました（3; 95%信頼区間: 5～1; p = 0.006）。記憶力と精神運動速度には変化がなく、脳灌流および末梢血管機能の測定値にも影響はありませんでした。 |
| 結論 |
| アロニアメラノカルパ抽出物を6週間補給することで、過体重または肥満の高齢者の実行機能が改善しました。右島皮質の脳血流は減少しましたが、その関連性は依然として不明です。特定の脳領域の脳血流およびその他の潜在的な基礎メカニズムには影響がありませんでした。 |
| 臨床試験登録 |
| 本試験は、clinicaltrial.govにNCT 05268133として登録されています。 |
| 目次(クリックして記事にアクセスできます） |
| 1.はじめに |
| 2. 方法 |
| 2.1. 研究対象集団 |
| 2.2. 研究デザイン |
| 2.3. 介入 |
| 2.4. 脳血管機能 |
| 2.5. 認知機能 |
| 2.6. 質問票 |
| 2.7. 血管内皮機能 |
| 2.8. 脳灌流 |
| 2.9. 網膜微小血管径 |
| 2.10. 統計解析 |
| 3. 結果 |
| 3.1. 研究参加者 |
| 3.2. 人体測定値と血圧 |
| 3.3. 脳血管機能 |
| 3.4. 認知機能 |
| 3.5. 脳灌流および末梢血管機能 |
| 4. 考察 |
本文 |
| 1.はじめに |
| 人口の高齢化は、心血管疾患（CVD）や認知機能障害といった加齢に伴う併存疾患の有病率の上昇につながります。実際、2050年までに65歳以上の人口は倍増し、16億人に達すると予想されています[1]。血管機能障害は、加齢に伴う様々な疾患の重要な共通因子として浮上しています[2]。そのため、これらの加齢に伴う疾患を標的とした食事介入は大きな関心を集めています。食事介入が末梢血管機能や心血管疾患リスクに及ぼす影響については豊富な知見がありますが[3,4]、食事が脳の血管機能や認知機能に及ぼす影響についてはあまり分かっていません。認知機能低下や認知症の発症における脳血管機能の役割[5,6]を考えると、これは食事介入戦略において重要な意味を持つ可能性があります。 |
| 近年、食事性アントシアニンの認知機能への潜在的な利点に注目が集まっています [7]。これらの水溶性フラボノイドは重要な抗酸化物質であり、ブルーベリー、ビルベリー、チョークベリーなどのベリー類の健康に有益な効果をもたらすと考えられています [8]。以前、私たちはアントシアニンを豊富に含むアロニアメラノカルパ抽出物（AME）の認知能力に対する有益な効果を報告しました。具体的には、健康な中年成人を対象とした介入試験で、24週間毎日90 mgのアロニアメラノカルパ抽出物（アントシアニン16 mgを供給）を摂取したところ、プラセボと比較して精神運動速度が向上しました [9]。さらに、健康な若年成人を対象とした短期試験では、1週間の高用量アロニアメラノカルパ抽出物補給（毎日750 mg、アントシアニン180 mgを供給）後、注意力と精神運動速度の向上も観察されています [10]。ベリー類のアントシアニンの効果については既に体系的にレビューされており、我々は食事中のアントシアニンが認知能力を向上させる可能性があるという結論に達している [11]。さらに、この体系的レビューでは、ベリー類のアントシアニンが末梢血管機能に有益な効果をもたらすメカニズムにも焦点を当てている [11]。しかし、脳の血管機能への影響は明らかではない。Rees らによるレビュー [12] では、フラボノイドを豊富に含む食品の脳血管機能に対する結果はまちまちであると報告されており、これは研究デザイン、フラボノイドの供給源、投与量、および特定の脳領域への焦点の違いによって説明できる。さらに、Wood らによる試験 [13] では、ワイルドブルーベリー (アントシアニン 300 mg) の 12 週間の補給により、内皮機能と認知能力が改善したが、脳血管機能のマーカーである脳血流 [14] には変化がなかった。ただし、脳血流は経頭蓋ドップラー超音波を使用して間接的に評価された。動脈スピンラベリング（ASL）磁気共鳴画像（MRI）などのより感度の高い方法を使用して（局所的な）脳血流を直接評価する、適切に管理された研究はまだ行われていません。 |
| したがって、このランダム化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験では、160 mgのアロニアメラノカルパ抽出物（13シアニン40 mg）を6週間摂取した場合の脳血管機能への影響を、動脈スピンラベリング磁気共鳴画像を用いて脳血流として定量化し、調査することを目的とした。過体重または肥満の高齢者は認知機能障害のリスクが高いため、対象とした[15]。さらに、認知機能はケンブリッジ神経心理学的自動検査バッテリー（CANTAB）を用いて評価し、副次的評価項目として脳灌流と末梢血管系の様々な特性（すなわち、内皮機能と網膜微小血管径）も定量化した。 |
| 2. 方法 |
| 2.1. 研究対象集団 |
| 一見健康な高齢男性および閉経後女性を、地域広告およびソーシャルメディアを通じて募集した。さらに、過去の試験に参加し、将来の研究に関する連絡を許可された研究参加者にも連絡を取った。参加者は、医療質問票および磁気共鳴画像安全性スクリーニングリストを用いて適格性を評価するためのスクリーニング訪問に招待された。さらに、人体測定値および診察室血圧を測定し、空腹時血液サンプルを採取した。参加者は以下の包含基準を満たす場合、適格とされた：年齢55～75歳、BMI（ボディマス指数）25～35 kg/m²（過体重または肥満）、空腹時血糖値＜7.0 mmol/L、空腹時血清総コレステロール（TCH）＜8.0 mmol/L、空腹時血清トリアシルグリセロール（TAG）＜4.5 mmol/L。収縮期血圧（SBP）< 160 mmHg、拡張期血圧（DBP）< 100 mmHg、体重が安定していること（3か月以内の体重増減が< 3 kg）、研究開始前8週間および研究期間中に献血がない。除外基準は、研究エンドポイントを妨げる医学的状態（心血管疾患または1型または2型糖尿病など）、研究エンドポイントに影響を及ぼす可能性のある薬剤または栄養補助食品の使用（血圧、脂質または糖代謝を治療するための薬剤など）、現在喫煙している、または12か月未満の禁煙、アルコール（週20単位を超える）または薬物の乱用、磁気共鳴画像禁忌、左利き、研究製品に対するアレルギー、およびスクリーニング前1か月以内の別の試験への参加であった。すべての参加者は、データ収集前に書面によるインフォームドコンセントを得た。本研究は、マーストリヒト大学病院およびマーストリヒト大学（METC azM/UM）の医療倫理委員会の承認を受け、ヘルシンキ宣言に基づき、2022年6月から2023年8月の間にマーストリヒト大学で実施されました。本研究はClinicalTrials.gov（NCT 05268133）にオンライン登録されました。 |
| 2.2. 研究デザイン |
| 無作為化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験を実施した。参加者は、6週間のアロニアメラノカルパ抽出物またはプラセボ介入にランダムな順序で割り付けられ、介入と介入の間には少なくとも6週間のウォッシュアウト期間が設けられた。研究期間は、6週間の介入期間後に認知機能に最も顕著な変化が認められた先行研究[9]に基づいて決定された。ベースライン時および介入およびプラセボ併用投与6週間後に、参加者はマーストリヒト代謝研究ユニット（MRUM）を受診した。ベースライン時および追跡調査期間中、人体計測パラメータを評価し、空腹時血液サンプルを採取した。その後、両追跡調査受診時に血管および網膜微小血管測定を実施し、認知機能評価（CANTAB）を実施した。次に、スキャネクサス研究施設において、動脈スピンラベリング磁気共鳴画像を用いて脳血管機能を定量化した。最後に、気分、生活の質、睡眠、ストレス、食事摂取に関するさまざまなアンケートに回答しました。 |
| すべての研究訪問は、静かで暗い20℃に温度管理された部屋で、午前中、絶食状態で、同じ時間帯に行われました。参加者には、研究期間中に控えるべきアントシアニンを豊富に含む食品のリストが配布されました。さらに、研究訪問当日の朝は絶食状態でマーストリヒト代謝研究ユニットに到着し、訪問前2日間は激しい運動とアルコール摂取を控えるよう指示されました。 |
| データ収集には電子データ収集システム（Castor EDC、オランダ・アムステルダム）が使用され、本研究はマーストリヒト臨床試験センター（CTCM）によってモニタリングされました。ランダム化は、Castor EDCを用いて独立した研究者によって実施され、ランダム化および隠蔽ブロックサイズ、性別による層別化が行われました。 |
| 2.3. 介入 |
| アロニアメラノカルパ抽出物を用いた6週間の介入期間中、参加者は朝食前に1日1カプセルを200 mLの水とともに摂取し、160 mgのアロニアメラノカルパ抽出物（BioActor BV、オランダ、マーストリヒト）を摂取した。アロニアメラノカルパ抽出物には40 mg（25 %）のアントシアニンが含まれており、そのうち17 %はシアニジン-3-ガラクトシド、8 %はその他のシアニジン-3-グリコシド（シアニジン-3-アラビノシド、シアニジン-3-キシロシド、シアニジン-3-グルコシド）で構成されており、BioActor BV（Brainberry®、オランダ、マーストリヒト）のご厚意により提供された。投与量については、介入および末梢血管アウトカムに関して類似の研究を参考にした。この研究では、30 mgのアントシアニンを12週間投与した介入後に上腕動脈血流依存性血管拡張（FMD）の改善が認められた[16]。 160 mg のセルロースを含むカプセルをプラセボとして使用しました。アロニアメラノカルパ抽出物カプセルおよびプラセボカプセルはどちらも不透明（スウェーデンオレンジ）で、外観は同一でした。瓶は盲検化されており、ラベルには参加者番号と介入期間（例：PP01 期間 1）のみが表示されていました。参加者は、サプリメント摂取ログブックに毎日のカプセル摂取量と逸脱を記録するように指示されました。カプセル瓶にはそれぞれ 60 カプセルが入っており、コンプライアンスを判断するために、そのうち 42 カプセルを消費する必要がありました（1 日 1 カプセルを 6 週間消費）。各介入期間終了時に残りのカプセルは、コンプライアンスを確認するために研究施設に返却され、コンプライアンスが 85 % を超える場合、コンプライアンスが有効と判断されました。 |
| 2.4. 脳血管機能 |
| 仰臥位で15分間安静にした後、マーストリヒトのスキャネクサス研究施設において、3T MAGNETOM Prisma Fit 磁気共鳴画像システムと64チャンネル頭頸部コイル（Siemens Medical Solution、ドイツ、エアランゲン）を用いて磁気共鳴画像測定を実施した。まず、高解像度解剖学的3D磁化準備型迅速収集グラジエントエコー（MPRAGE）スキャンを実施した（TR 2400 ms、TE 2.19 ms、TI 1040 ms、等方性分解能1.0 mm、フリップアングル8 ◦、矢状スライス160枚）。血管造影像に基づき、椎骨動脈と頸動脈に垂直にラベリング面を設定した。脳血流の測定には、既報[17]と同様に、擬似連続動脈スピンラベリング（ASL）（pCASL）を用いた。簡単に説明すると、バックグラウンド抑制セグメント化3次元勾配およびスピンエコー読み出しが使用された（TR 4300 ms、TE 13.6 ms、GRAPPA 2、ラベリング期間 1750 ms、ラベリング後遅延 2000 ms、セグメンテーション係数 6、19スライスずつのラベルコントロール繰り返し10回、等方性ボクセル解像度 3.0 mm）。個々のpCASL画像は、位相エンコード方向が反対のM 0画像を使用してTopUpで歪み補正された。脳血流定量化は、動脈スピンラベリング（ASL）ホワイトペーパー[18]に従い、FSL（バージョン6.0）およびBASILツールボックス（バージョン4.0.15）[19,20]を使用して行われた。さらに、使用した標識効率は0.64（背景抑制パルス4回、0.934）、灰白質T1は1330ms、被験者の来院時に測定された血中ヘモグロビン濃度を補正として使用した。脳血流（は、Volbrain [19]を用いてセグメント化されたMPRAGE画像との境界ベース共位置合わせの後、事前に定義された領域（全脳、灰白質、皮質、皮質下）で平均化された。観察された脳血流（の最小検出変化は約6mL/100g/分（95%信頼区間）であった。 |
| 2.5. 認知機能 |
| 認知機能は、静かな部屋で、デジタルタッチスクリーンタブレット（iPad、第5世代、Apple）[21]を用いて、CANTABの検証済みコンピュータ評価システムを用いて評価した。注意力と精神運動速度、記憶力、および遂行機能の各領域を評価した。その概要は表S1に示されている。つまり、運動スクリーニング課題（MOT）は、CANTABシステムに慣れるために最初に使用されたが、それ以上の分析には使用されなかった。注意力と精神運動速度は、5肢選択反応時間（RTI）検査で測定された。記憶力は、遅延見本一致（DMS）検査と対連合学習（PAL）検査で評価された。遂行機能は、マルチタスク（MTT）検査と空間ワーキングメモリ（SWM）検査で測定された。 |
| 2.6. 質問票 |
| 気分は単一項目の感情グリッド[22]、非特異的ストレスは10項目の知覚ストレス尺度（PSS）[23]、生活の質（QOL）は32項目のQOL質問票[24]、睡眠の質はピッツバーグ睡眠質指数（PSQI）[25]を用いて評価した。各介入期間の終了時には、オランダ食品成分データベース[26]に基づき、6週間の両介入期間における食事摂取量を推定するために、検証済みの食品摂取頻度質問票（FFQ）を記入した。 |
| 2.7. 血管内皮機能 |
| すべての血管内皮機能測定は、仰臥位で15分間の順応期間後に実施した。診察室での上腕動脈収縮期血圧（SBP）および拡張期血圧（DBP）と心拍数（HR）を4回測定し、最初の測定値は無視し、残りの3回の測定値の平均を算出した（Omron Intellisense M7、オランダ、ニューウェーガイン）。平均上腕動脈収縮期血圧および拡張期血圧を用いて、平均動脈圧（MAP）を算出した。 |
| 上腕動脈血流依存性血管拡張の評価には、13 MHzトランスデューサー（MyLab Gamma、Esaote、マーストリヒト、オランダ）を使用したBモードの超音波エコー検査と連続記録を使用しました[27]。3分間のベースライン安静期間後、前腕周囲の空気圧カフを5分間200 mmHgで膨張させることにより遠位低酸素症を誘発し、続いて5分間の閉塞後反応性充血反応を起こしました。上腕動脈血流依存性血管拡張は、自動エッジ検出および壁追跡機能を備えたカスタム作成されたMatlabプログラム（MyFMD、AP. Hoeks博士、マーストリヒト大学医療センター（MUMC+）、マーストリヒト、オランダ）を使用して分析しました。上腕動脈血流依存性血管拡張反応は、ベースラインの上腕動脈径に対する閉塞後の上腕動脈径の最大パーセンテージ変化として定量化しました。本研究の対象集団における 上腕動脈血流依存性血管拡張の検出可能な最小変化は約 4 % ポイントでした。 |
| さらに、超音波エコー検査を用いて冷水圧力試験に対する頸動脈反応性（CAR）応答を測定した。左総頸動脈は球状部近位で可視化された。試験は、1分間のベースライン期間と、左手を氷水バケツ（4℃）に3分間浸漬することから構成された。画像は、上述のようにMyFMDソフトウェアを用いて分析した。ベースラインの頸動脈径は最初の1分間の平均を算出し、浸漬中は20秒間隔ごとに平均を算出した。これにより、ベースラインに対する浸漬後の径の最大パーセンテージ変化を決定した[28]。観察された頸動脈反応性の最小検出可能変化は約5%ポイントであった。 |
| 2.8. 脳灌流 |
| 経頭蓋ドップラー（TCD）超音波測定（Multi-Dop T、DWL、Compumedics Germany CmbH、ジンゲン、ドイツ）は、脳灌流を評価するために実施されました。これは、脳血流（CBF）の間接的な測定法です。2MHz超音波プローブ2本を左右の側頭骨音響窓に装着し、DiaMonプローブホルダー（DWL、Compumedics Germany CmbH、ジンゲン、ドイツ）を用いて中大脳動脈の位置を特定しました。被験者が座位の状態で、血流速度（BFV）（最小検出変化は約15cm/s）と脈動指数（PI）をベースラインから5分間連続的に測定しました。 |
| 2.9. 網膜微小血管径 |
| 視神経乳頭の網膜画像は、眼底カメラ（Topcon TRC-NW-300、TopCon Co., 東京、日本）[27]を用いて撮影した。網膜微小血管径は、Interactive Vessel Analyzerソフトウェア（IVAN、ウィスコンシン大学、米国ウィスコンシン州）を用いて測定した。3つの細動脈セグメントと3つの細静脈セグメントの直径を測定し、選択されたセグメントが参加者のすべての画像で同一であることを確認するために、両研究期間の画像を同時に解析した。Parr-Hubbard式[29]を用いて、網膜中心動脈・細静脈等価血管径（CRAEおよびCRVE）の平均値と細動脈・細静脈比（AVR）を算出した。網膜細動脈・細静脈比の最小検出変化は0.04であった。 |
| 2.10. 統計解析 |
| 特に断りのない限り、データは平均値±標準偏差（SD）として提示される。正規分布に従わないアウトカムは、中央値と四分位範囲（IQR）として報告された。主要研究アウトカムパラメータである脳血流の7.5%の変化、被験者内変動12%、検出力90%、両側α0.05を検出するには、合計27人の研究参加者が必要であると計算された[30]。脱落率10%を考慮すると、合計30人の研究参加者が対象となった。認知アウトカムに関する主要仮説は、実行機能が改善することであった。27人のサンプルサイズは、両側α0.05を用いて、実行機能領域内で少なくとも5%の変化を検出する検出力80%以上を達成するのにも十分であった。 |
| 局所脳血流の結果については、モントリオール神経研究所（MNI; 2 mm）への登録後に、一群間の対差（FLAME ステージ 1 および 2）、Z 閾値 2.3（p < 0.05）、ボクセル連結性 26 の一般線形モデルを用いた反復測定混合効果分析を用いて、ボクセル単位の比較を実施しました。ファミリー単位の誤差補正は、平滑度の推定に基づいて実施しました。ボクセル単位の干渉は、事前定義された脳領域を選択せずに、小脳を除く全脳に対して実施しました。ハーバード・オックスフォード皮質（下）構造アトラスにおける有意なクラスターの位置は、Atlasquery を使用して決定しました。 |
| すべてのアウトカムについて、ランダム切片を用いた線型混合モデルを実施した。期間、性別、介入は固定因子、研究参加者はランダム因子として使用した。3元配置（介入*期間*性別）および2元配置（介入*期間、介入*性別、期間*性別）の交互作用は、有意性検定に含められたが、トップダウンアプローチに従って有意でない場合はモデルから除外された。アウトカムがベースラインでも測定されている場合、ベースライン値は共変量として含められた。キャリーオーバー効果は、介入順序を固定因子として含めることによって決定されたが、介入順序はどのアウトカムに対しても有意ではなかったためモデルから除外された。統計解析は、IBM SPSS Statistics（26.0、IBM Corporation、米国ニューヨーク州アーモンク）を使用して実施した。すべての解析において、p値 <0.05は統計的に有意であると判断された。 |
| 3. 結果 |
| 3.1. 研究参加者 |
| 本研究の統合試験報告基準（CONSORT）フロー図を図S1に示す。合計39名の参加者が適格性について評価され、そのうち9名はBMI（n = 1）、血圧（n = 1）、空腹時血糖値（n = 2）、血清総コレステロール濃度（n = 1）、研究結果に影響を与える薬剤の服用（n = 2）、磁気共鳴画像（MRI）非対応インプラント（n = 1）、または個人的な理由（n = 1）に基づいて除外された。結果として、30名の参加者が研究に組み入れられ、研究中に脱落した参加者はいなかった。1名の参加者は予期せぬ閉所恐怖症のため磁気共鳴画像測定を実施できず、3名の参加者の磁気共鳴画像データは品質が不十分であったため解析から除外された。実行機能領域の2つの認知機能テスト（多重課題検査および空間作業記憶検査）では、テスト実施中の測定エラーにより、1名の参加者のデータが除外されました。さらに、エコー画像の記録に問題があったため、上腕動脈血流依存性血管拡張測定値4件と頸動脈反応性測定値16件を解析できませんでした。最後に、網膜微小血管径は、画質が不十分であったため、6名の参加者について解析できませんでした。 |
| ベースラインの患者背景は表1に示す。被験者（男性17名、女性13名）は65歳（範囲：55～74歳）、平均BMIは28.3 ± 2.7 kg/m 2 であった。重篤な有害事象およびプロトコルからの逸脱は報告されず、試験薬の忍容性は良好であった。返却カプセル数に基づくコンプライアンスも良好であり、中央値は100%（IQR：98～100%）であった。 |
| 表1 ベースライン参加者特性a |
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略語：BMI：ボディマス指数、TAG：トリアシルグリセロール（中性脂肪）、TCH：総コレステロール。 a 特に記載がない限り、値は平均値±標準偏差である。n = 30。 |
| 3.2. 人体測定値と血圧 |
| 体重、ウエスト周囲径およびヒップ周囲径（WCおよびHC）、ウエストヒップ比（WH比）、診察室血圧（収縮期血圧、拡張期血圧、平均動脈圧）、および心拍数を含む人体測定値および血圧測定値は表2に示す。体重、ウエスト周囲径、ウエストヒップは試験期間全体を通して安定しており、変化は群間で差がなかった（すべてp < 0.05）。同様に、血圧および心拍数もアロニアメラノカルパ抽出物補給後とプラセボ投与後に有意差は認められなかった。さらに、食品摂取頻度質問票を用いて評価したエネルギーおよび栄養素摂取量についても、アロニアメラノカルパ抽出物投与期間およびプラセボ投与期間後に有意差は認められなかった（表S2）。 |
| 表 2 高齢者における アロニアメラノカルパ抽出物およびプラセボ補給後の人体測定値a. |
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略語：AME: アロニアメラノカルパ抽出物、HC:ヒップ周囲径、WH: ウエストヒップ比、MAP: 平均動脈圧、CBF：脳血流量 a 値は平均値±標準偏差；n = 26。 b 地域アプローチとして、ランダム切片を用いた線型混合モデル解析。 期間、性別、介入は固定因子、参加者はランダム因子として使用した。アロニアメラノカルパ抽出物介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差［95%信頼区間］）を報告した。 c ボクセル単位の比較には、単一群間差（FLAMEステージ1および2）を有する一般線型モデルを用いた反復測定効果分析を適用し、家族単位で補正した。アロニアメラノカルパ抽出物介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差±標準偏差）を報告した。 |
| 3.3. 脳血管機能 |
| プラセボと比較して、アロニアメラノカルパ抽出物は全脳および灰白質の脳血流量に影響を与えず、皮質および皮質下脳領域の脳血流量にも変化は見られなかった（表3および図S2）。ボクセル単位の解析では、アロニアメラノカルパ抽出物補給後にプラセボと比較して1つのクラスターで局所脳血流が有意に低下したことが観察された（表3）。このクラスターの体積は992 mm 3（124ボクセル）で、脳血流は4.4 ± 3.6 mL/100 g脳組織/分減少した（ピークMNI座標：X = 29、Y = 29.7、Z = 64、p = 0.004）。ハーバード・オックスフォード・アトラスに基づくと、平均的な位置の確率は、右島皮質（30.8％）、側頭葉（9.8％）、前頭眼窩皮質（4.0％）、および平面極（1.8％）でした（図1を参照）。 |
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図1. 高齢者における3次元モントリオール神経研究所（MNI）テンプレートで取得したすべての脳血流データを含むボクセル単位の比較結果。 アロニアメラノカルパ抽出物投与後、プラセボ投与群と比較して1つのクラスターで脳血流が減少した（家族別誤差補正済み、n = 26）。このクラスターの体積は992 mm 3（124ボクセル）で、脳血流は4.1 ± 3.5 mg/100 g brain tissue/min減少した（ピークMNI座標：X = 29、Y = 29.7、Z = 64、P = 0.004）。ハーバード・オックスフォード・アトラスに基づくと、平均位置確率は右島皮質（30.8 %）、側頭葉（9.8 %）、前頭眼窩皮質（4.0 %）、および平面極（1.8 %）であった。 |
| 表3 高齢者におけるアロニアメラノカルパ抽出物およびプラセボ補給後の脳血流量（CBF、mL/100g脳組織/分）a . |
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略語：AME: アロニアメラノカルパ抽出物、CBF：脳血流量 a 値は平均値±標準偏差；n = 26。 b 地域アプローチとして、ランダム切片を用いた線型混合モデル解析。 期間、性別、介入は固定因子、参加者はランダム因子として使用した。アロニアメラノカルパ抽出物介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差［95%信頼区間］）を報告した。 c ボクセル単位の比較には、単一群間差（FLAMEステージ1および2）を有する一般線型モデルを用いた反復測定効果分析を適用し、家族単位で補正した。アロニアメラノカルパ抽出物介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差±標準偏差）を報告した。 |
| 3.4. 認知機能 |
| アロニアメラノカルパ抽出物およびプラセボ摂取後の認知機能評価の結果を表4にまとめた。実行機能の領域において、認知能力の有意な改善が観察されました。具体的には、アロニアメラノカルパ抽出物補給後、プラセボと比較して、空間ワーキングメモリテストにおいて、開エラー（既に開いた箱を誤って再度開ける）が20%（-3; 95% CI: -5～-1; p = 0.006）減少し、総エラー（誤って箱を開けた回数）も同様に20%（-3; 95% CI: -5～-1; p = 0.006）減少しました。これらの結果は、同一試験内でエラーが繰り返されなかったことを示しています。注意力と精神運動速度領域、および記憶領域を代表するテストにおいて、アロニアメラノカルパ抽出物補充群とプラセボ群の間に差は認められませんでした（すべてp > 0.05）。 |
| 表4 高齢者におけるアロニアメラノカルパ抽出物およびプラセボ補給後の認知機能 a |
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略語：AME: アロニアメラノカルパ抽出物、RTI：反応時間検査、DMS：遅延見本照合検査、PAL：対連合学習検査、MTT：多重課題検査、SWM：空間作業記憶検査。 a 値は平均値±標準偏差。 b ランダム切片を用いた線型混合モデル解析。期間、性別、介入は固定因子、参加者はランダム因子として使用した。アロニアメラノカルパ抽出物介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差[95%信頼区間]）を報告した。 c n = 30。 d n = 29。 |
| 認知機能に加えて、他の知覚可能な効果についても質問票を用いて調査しました。気分、生活の質、ストレス、睡眠の質は、アロニアメラノカルパ抽出物とプラセボで差がありませんでした（すべてp > 0.05）（表S3）。 |
| 3.5. 脳灌流および末梢血管機能 |
| 表5に、アロニアメラノカルパ抽出物補給による脳灌流および血管機能への影響を示す。経頭蓋ドップラー超音波法で測定した血流速度および脈動指数には変化がなかった。また、血管内皮機能への有意な影響は認められなかった。具体的には、介入群間で上腕動脈血流依存性血管拡張および頸動脈反応性に変化は認められなかった。さらに、アロニアメラノカルパ抽出物補給群とプラセボ群を比較した場合、網膜微小血管径（中心網膜細動脈等価値、中心網膜細静脈等価値、細動脈細静脈比）に差は認められなかった（すべてp > 0.05）。 |
| 表5 高齢者におけるアロニアメラノカルパ抽出物およびプラセボ補給後の脳灌流および末梢血管機能 a |
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略語：AME: アロニアメラノカルパ抽出物、AVR：細動脈細静脈比、BFV：血流速度、CAR：頸動脈反応性、CRAE：中心網膜細動脈等価値、CRVE：中心網膜細静脈等価値、FMD：上腕動脈血流依存性血管拡張、PI：脈動指数。 a 値は平均値±標準偏差。 b ランダム切片を用いた線形混合モデル解析。期間、性別、介入は固定因子、参加者はランダム因子として使用した。AME介入とプラセボ介入間の介入効果のp値（平均差[95%信頼区間]）を報告した。 c n = 26. d n = 14. e n = 24. |
| 4. 考察 |
| 過体重または肥満の高齢者30名を対象としたランダム化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験において、アロニアメラノカルパ抽出物補給が脳血管機能に及ぼす影響を動脈スピンラベリング磁気共鳴画像を用いて定量化し、検討しました。重篤な有害事象は報告されず、試験薬の忍容性は良好で、コンプライアンスは良好と判断されました。アロニアメラノカルパ抽出物補給は、事前に定義された脳領域の脳血流には影響を与えませんでしたが、ボクセル単位の解析により、右島皮質に位置する脳クラスターの1つで脳血流の低下が認められました。さらに、認知機能は遂行機能領域で改善しましたが、記憶と精神運動速度の領域では変化がありませんでした。末梢血管系の特徴、血圧、および人体測定値への影響は認められませんでした。 |
| 局所的な脳血流の増加は認められなかったが、これはWoodらによる長期ブルーベリー介入研究[13]で観察された知見と一致しており、この研究では経頭蓋ドップラー超音波が脳血流の間接的な指標として用いられた。しかし、この方法は主に血流ではなく灌流を評価するものであり[31]、局所的な脳血流を捉えることができず、今回の試験でも影響を受けなかった。したがって、動脈スピンラベリング磁気共鳴画像などの局所脳血流を直接評価する方法に焦点を当てることが望ましい。例えば、Bowtellら[32]はすでに動脈スピンラベリング磁気共鳴画像を用いて脳血流を評価しており、高齢者に12週間ブルーベリーサプリメント（アントシアニン387 mg）を摂取させた後、頭頂葉と後頭葉の有意な増加を観察している[32]。本研究と比較して、使用されたアントシアニンの投与量は10倍高く、試験期間は2倍であったことを強調しておくことが重要である。さらに、脳血流は事前に定義された脳領域でのみ定量化されており、これは他の脳領域が見逃されている可能性があるため重要な制約です。私たちの知る限りでは、ボクセル単位のアプローチを用いてアントシアニンを豊富に含む介入の脳血流への効果を調査したのは私たちが初めてであり、私たちの研究グループ内で行われた以前の食事介入研究 [30,33] に基づいて、認知プロセスに重要な脳領域で脳血流の増加が観察されると予想しました。しかし、ここで使用した用量は、6 週間以内に（脳の）血管機能の改善をもたらすのに十分ではなかった可能性があります。実際、認知機能の改善はより低い用量で既に観察されていますが、血管機能の改善を観察したアントシアニンを使用した以前の試験では、より長い介入期間（12〜24 週間）および／またはより高い用量（302〜364 mg）が使用されていました [13,16,34,35]。さらに、介入製品の組成は、介入の有効性に重要な役割を果たします [36]。たとえば、食物抽出物の抗酸化能力は、他の（相乗的な）化合物の欠如や代謝物の濃度や組成のばらつきにより、全食品に比べて低くなる可能性があります。 |
| 局所的な脳血流の増加ではなく、主に右島皮質に位置するクラスターで 脳血流の有意な減少が観察されました。この発見の根本的な関連性は不明です。島皮質は機能的に異なる 4 つの領域で構成されており、感覚運動および嗅覚味覚処理、否定的な感情の調節、認知機能によって活性化されます [37]。おそらく、この脳領域の脳血流の低下は、動機付けの意思決定、感情の処理、ストレス反応など、島皮質に関連する機能に対する抑制制御に関連している可能性があります [38]。この低下は否定的な感情の調節に影響を与える可能性がありますが、研究期間内に生活の質、気分、ストレス、睡眠の改善などの即時の機能的利点にはつながりませんでした。血流の変化に関与する既知の生理学的メカニズムには、神経血管カップリングと神経細胞のシナプス可塑性があります [39]。特定の脳領域では神経血管結合が不規則、欠如、あるいは反転している可能性が示唆されており、これは血流が代謝活動を直接反映していない可能性を示唆している可能性がある[40]。そのため、この特定の脳領域における脳血流低下がどのような意味を持つのかは依然として不明である。 |
| アロニアメラノカルパ抽出物補給後、プラセボと比較して空間作業記憶検査テストにおける総エラー数および開エラー数が有意に減少したことから、実行機能領域における認知能力が向上しました。これらの結果は、ナビゲーション、単語または物体の認識、問題解決などの認知課題に必要な空間ワーキングメモリと視空間情報操作の改善を反映しています。しかし、戦略的思考やマルチタスクの実行、例えば反応抑制には差はありませんでした。実行機能領域における同様の結果の改善は、複数のアントシアニン介入研究で既に観察されています。具体的には、中年成人を対象とした急性ブルーベリー介入研究では、Go/No-Go課題におけるエラー数と反応時間の改善が認められました[41]。長期的な設定では、高齢者に12週間ブルーベリーパウダーを補給した後、課題切り替えの精度向上も観察されました[13]。さらに、主観的な認知機能低下を認める中年成人に12週間ブルーベリーを補給した後、語彙アクセスと抑制制御の改善が報告されました[42]。高齢者を対象とした本研究とは対照的に、最近完了した健康な若年・中年成人を対象としたアロニアメラノカルパ抽出物試験では、注意力と精神運動速度には有益な影響があったものの、実行機能の改善は見られませんでした[9,10]。生涯にわたる認知能力の発達と低下の予測に基づくと、年齢層によって認知領域内で影響が異なる場合があります。実際、注意力と精神運動速度は、記憶力や実行機能と比較して、成人期により急速に低下し始めます[43]。加齢以外にも、過体重や肥満などの他の危険因子が実行機能の障害と関連することが知られています[44,45]。本研究対象集団に見られるように、これらの危険因子の組み合わせによっても、他の認知領域と比較して実行機能の低下がより大きくなる可能性があります。そのため、実行機能領域には改善の余地がある可能性があります。 |
| この研究では、上腕動脈血流依存性血管拡張および頸動脈反応性で評価した血管内皮機能、または網膜微小血管径の有意な改善は認められませんでした。また、血圧にも影響はありませんでした。これは、健康な成人を対象とした短期[10]および長期[9]のアロニアメラノカルパ抽出物補給に関するこれまでの研究と一致しています。しかし、他の研究では、アントシアニン補給が（末梢）血管機能、特に内皮機能に関して有益な効果をもたらすことが報告されています[11]。たとえば、Istasら[16]は、健康な男性に12週間のアロニアメラノカルパ抽出物補給を行った後、上腕動脈血流依存性血管拡張が改善したことを観察しました。同様に、12週間のブルーベリー補給は、太りすぎおよび肥満の中年成人の上腕動脈血流依存性血管拡張を増加させました[35]。ただし、前述したように、関与する対象集団の違いに加えて、介入期間とアントシアニン投与量にも関連する差異があり、観察された矛盾する結果を説明できることに注意することが重要です。 |
| 認知プロセスに重要な脳領域で脳血流が増加しなかったこと、および本研究で測定された（末梢）血管機能に変化がなかったことから、アロニアメラノカルパ抽出物による認知能力への有益な効果の調節には他の根本的なメカニズムが関与しているに違いない。in vitro 研究では、シアニジン-3-グルコシドが hCMEC/D3 細胞ヒトモデルを用いて時間依存的に血液脳関門（BBB）を通過できることが示されている [46]。（訳者注：hCMEC/D3は、ヒトの血液脳関門の性質を保持した不死化細胞株です。脳微小血管内皮細胞（CECs）をモデル化したもので、薬物輸送や脳に関連する病理研究に世界中で広く利用されています）。さらに、さまざまなアントシアニン代謝物が血液脳関門を通過できることは、いくつかの動物実験で静脈内注射 [47] と食事性サプリメント [48–50] の両方で確認されている。ただし、血液脳関門通過の測定は侵襲的であるため、これはまだヒトで確認されていない。脳では、アントシアニンの抗酸化作用、抗神経炎症作用、抗アポトーシス作用により、アントシアニンが直接的な影響を及ぼす可能性がある [51]。これらの有益な特性は、観察された認知能力の向上に何らかの役割を果たしている可能性があります。実際、神経変性および神経炎症と認知能力との関連はすでに解明されています[52]。 |
| 本研究の強みは、ランダム化二重盲検プラセボ対照クロスオーバー試験デザインである。また、動脈スピンラベリング磁気共鳴画像を用いた脳血管機能のゴールドスタンダードである非侵襲的直接評価も組み込んだ。さらに、認知機能および末梢血管系の特徴などの様々な潜在的作用機序について、標準化され検証された測定値を組み込んだ。本研究は、主要評価項目パラメータである脳血流および認知機能に基づいて検出力を評価し、副次評価項目については検出力計算を行わなかった。もう一つの限界は、実用上の制約により血中アントシアニン代謝物が測定されなかったことである。測定されていれば、介入のバイオアベイラビリティとコンプライアンスに関するより深い知見、ならびにメカニズムに関する更なる知見が得られていた可能性がある。さらに、本研究は、一見健康に見える過体重または肥満の高齢者からなる異質な研究対象集団に焦点を当てることを選択した。したがって、主観的または軽度認知障害のある個人など、特定の対象集団における効果を評価するには、さらなる研究が必要である。 |
| 結論として、6週間のアロニアメラノカルパ抽出物補給は、過体重または肥満の健康な高齢者において実行機能の改善をもたらしました。しかし、記憶力と精神運動速度には変化がありませんでした。右島皮質における脳血流の統計的に有意な減少（その関連性は未だ不明です）を除けば、特定の脳領域における局所脳血流、および観察された認知能力の改善の根底にある他の潜在的なメカニズムには影響がありませんでした。食事性アントシアニンがヒトにもたらす認知機能への効果をさらに解明するために、アントシアニンの高用量投与とより長期の介入期間に焦点を当てた今後の研究が推奨されます。 |
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） |
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この文献は、Randomized Control TrialsVolume 57106561February 2026に掲載されたAronia melanocarpa extract supplementation affects brain vascular function and cognitive performance: A randomized, double-blind, placebo-controlled, cross-over study in older adults with overweight or obesity.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。 |
