高強度運動や不慣れな集中的運動は筋損傷を引き起こし、筋機能の悪影響など様々な好ましくない結果をもたらし日常のQOLに悪影響を及ぼす可能性が高まる。
特にマラソンやトレッキングなどのエンデュランス系競技を高強度で行うと、体内の酸化ストレスが増大し、筋骨格系障害はもちろん、胃腸障害や皮膚疾患、髪質など様々な分野に悪影響を及ぼす。
一般的な理論では、高い機械的負荷と代謝の変化、特に細胞の恒常性が失われた際の細胞内カルシウムの高濃度が筋損傷に関与しているとされている。
筋収縮時は筋組織にとって有害な活性酸素種（ROS）が生成され、フリーラジカルの発生がその消去率を上回ると骨格筋に有害な影響を及ぼすことから、酸化ストレスが運動誘発性筋損傷の重要な因子として骨格筋機能に与える影響が科学的関心の対象となっている。
運動中の細胞内活性酸素の主な発生源のうち、NADPHオキシダーゼ（NOX）ファミリータンパク質は、ミトコンドリアやキサンチンオキシダーゼなどの他の発生源によるものよりも多くのスーパーオキシドアニオンを生成する。
非常に激しいスポーツを行うエリートアスリートではアマチュアアスリートと比較して、NOX2レベルが高く、抗酸化力の活性化が著しく低下していることが明らかになっている。
酸化還元状態の恒常性維持において、オートファジーは酸化された細胞成分の除去や細胞の活性酸素レベルの調節に重要な役割を担っている。ストレス条件下では、オートファゴソームの形成、成長、成熟のために、オートファジー関連遺伝子（ATG）が活性化される。
オートファジーの活性化はタンパク質の凝集体、損傷を受けた細胞内小器官、活性酸素の除去を仲介する。
オートファジーは細胞を酸化ストレスから守る抗酸化的な役割を果たすと考えられ、オートファジー障害は様々な生理的・病理的過程と密接に関連している。
スペルミジン、ポリフェノール、ニコチンアミドはオートファジーを活性化する強力な天然物質であることが多くの証拠から示されている。
スペルミジンは、心血管保護作用、免疫系調節作用、神経保護作用など幅広い有益な作用を持つ天然由来内因性ポリアミン。
ニコチンアミドはオートファジーを調節し、ヒト細胞ではミトコンドリアのオートファジー分解を促進し、脳卒中易発症性自然発症高血圧ラットではオートファジーを回復させることが報告されている。
トレハロース、スペルミジン、ニコチンアミド、カテキン、エピカテキンの混合物を併用すると、喫煙者、心房細動、メタボリックシンドローム患者から分離した血小板活性化と酸化ストレスが低下することが確認されている。
さらにこの混合物は、HUVECにおける一酸化窒素の産生、血管新生および細胞生存率を増加させる事も確認されている。
リンクの研究は、オートファジーの天然活性化成分の混合物の投与が、オートファジー機能と酸化ストレスの改善を介した活性酸素産生のダウンレギュレーションを通じて、アスリートの筋損傷バイオマーカーの低減が可能かどうかを評価することを目的としたもの。
対象は持久系アスリートの筋損傷バイオマーカーの改善。
実験的混合物１０.５gを摂取、３０日後に評価。
ベースラインと比較して混合物の摂取は酸化ストレスの顕著な減少をもたらし、オートファジーを積極的に調節し、筋損傷バイオマーカーの有意な減少が確認された。
混合物補給はアスリートの酸化還元状態およびオートファジーに有益な影響を与え、筋損傷バイオマーカーを改善し、より良い筋回復を可能にする。
さらに、この混合物はがん患者や心臓血管系患者、高齢者などの筋損傷を患っている患者にも有効であると推測される
・この研究の新発見は、新しい混合物の３０日間の摂取後に持久系アスリートの筋損傷バイオマーカーが改善されたこと。
この改善には、酸化的ダメージの軽減を示すNOX2活性化およびROS産生の減少、オートファジー機能の回復を示すオートファジー関連タンパク質の変化が伴っていた。
・果物由来ポリフェノールを急性および慢性的に補給すると、抗酸化作用と血管作用関連のメカニズムで有益な効果が得られることを裏付ける証拠が多くある。ポリフェノールが豊富な栄養素の中でもカカオは特にカテキンとエピカテキンを豊富に含んでいる。
過去の研究では、ダークチョコレートからのポリフェノール補給がエリートサッカー選手の酸化還元状態をポジティブに調節し、運動誘発性筋損傷バイオマーカーを減少させることが実証されている。
・運動は骨格筋に生理的な適応変化を引き起こす酸化ストレス刺激であり、骨格筋細胞の構造と機能の両方が運動誘発性酸化ストレスによって変化する。
激しい運動や急性運動では高レベルの活性酸素が生成され、タンパク質やオルガネラなどの細胞成分が損傷した結果、筋疲労や機能不全を引き起こす。
・NOX2活性化およびH2O2産生を介した酸化ストレス評価では、エリートサッカー選手にでは、中程度から激しい身体活動を実践している対照群と比較して有意に高い値を示し、LDH、CK、ミオグロビンといった筋損傷バイオマーカーレベルの上昇と一致した。
さらに、エリートフットボールプレーヤーはアマチュアと比較して、血小板の活性化とNOX2を介した酸化ストレスが亢進し、筋損傷を助長するドーパミン濃度が上昇していた。
・混合物による３０日間の介入後、アスリートは酸化ストレスバイオマーカーであるNOX2dpおよびH2O2レベルの減少を示した。バランスのとれた酸化還元状態の回復は活性酸素の解毒メカニズム改善指標であるHBAの割合の有意な増加によっても支持され、この混合物の酸化状態に対する有益な効果が確認された。
一方で、この混合物による治療を受けなかった持久系アスリートは、３０日後にベースラインと比較して同じように高レベルの酸化ストレスと筋損傷バイオマーカーを示した。
・酸化ストレスの他に筋細胞のホメオスタシスを制御するもう一つの細胞プロセスがオートファジー。しかし、運動強度によって骨格筋オートファジーがどのように変化するかは不明であり、運動の種類によってオートファジーの反応が異なることが報告されている。
・トレハロースのようなオートファジー活性化剤は、オートファジーが有益な役割を果たす上で重要かもしれない。最近の研究では、炭水化物源としてトレハロース溶液を摂取すると、グルコース溶液と比較して長時間運動の後期におけるパフォーマンスの維持に役立つことが実証されている。今回は混合物の投与によりATG5が増加し、p62レベルが減少することでオートファジーが回復することが示された。これらの変化はトレハロースがポリフェノールとの併用により、内皮細胞および血小板においてNOX2の活性化および酸化ストレスを低減し、オートファジーを回復させることを示した過去の知見とも一致する。
混合物を投与していない持久系アスリートでは変化は見られなかった。
・上記の結果から、混合物の投与は癌や心臓血管系の患者など、筋損傷や筋機能不全に苦しむ患者にも有効であると推測され、高齢者にも投与可能である。
加齢に伴う筋萎縮はヒトで最も一般的な筋萎縮であり、動作の鈍化や筋力低下など著しい機能障害を伴う。
トレハロース、スペルミジン、ニコチンアミド、ポリフェノールの混合物の慢性投与は、酸化ストレスの増加とオートファジーの機能低下に伴う有害な影響を緩和し、最終的に持久系アスリートの筋損傷バイオマーカーのレベルを低下させることが示唆された。