今回のブログは、果実由来のアントシアニンの運動効果について最新のレビューを元にまとめてみたい。
過去のエビデンスにおいてもアントシアニンの摂取が運動効果をもたらす可能性が示唆されてきた。
このレビューはサイクリング選手が対象となっているが、全てのエンデュランス系アスリートやボディビルやフィジークなどパンプ系トレーニーにも参考になるだろう。
なるべく簡潔に簡潔にまとめようと思ったが、長くなってしまった。
細かい摂取量やタイミングに拘らない方は、最後の結論だけ読んでもいいと思う。
アントシアニンはフラボノイドの一種で、クロロフィルに次ぐ植物由来色素の最も重要なグループ。
これらの色素は赤から青まで様々な色調を持ち、両方の色の混合物として紫色の色調になることもある。
アントシアニンは配糖体の形で、アントシアニジンはアグリコンとして知られている。
アントシアニンは共役アントシアニジンで、ベリー類にはペラルゴニジン、シアニジン、デルフィニジン、ペチュニジン、ペオニジン、マルビジンの６種類が一般的に含まれている。
過去の研究では、アントシアニンを豊富に含む果実、例えばチェリー、カシス、ザクロ、ブルーベリー、ブドウ、アサイー、ジュサラの果実に由来するジュース／パルプ／粉末／抽出物の摂取は、酸化ストレスパラメータの調節により、炎症 、 筋損傷 、疲労、基質酸化、運動パフォーマンスに効果があることが示されている。
サイクリングは、サイクルエルゴメーターで現場条件の再現性が高いため運動生理学・栄養学の分野で最も研究されているモダリティ。また、サイクリングは世界で最も多くの実践者がいるスポーツ活動の一つ。
自転車競技は非常に過酷なスポーツで運動の強度が非常に高くなるため、栄養的要求の高いスポーツと考えられ、栄養はスポーツの実践において非常に重要な要素である。
リンクのレビューは、果実由来アントシアニンのサイクリング誘発反応および異なる強度のサイクリングパフォーマンスに対する効果を要約することを目的とした最初の研究。
Medline、Science Direct、Cochrane Library、SPORTDiscusのオンラインデータベースを検索。
１９の論文が基準を満たした。
これらの研究で使用された果実由来のアントシアニンは、チェリー、カシス、ザクロ、アサイー、ジュサラ・フルーツで、ジュース、パルプ、粉末、凍結乾燥粉末、エキスの形で提供されていた。
摂取期間は急性期から２０日間、投与されたアントシアニンの量は１８～５５２mg/日だった。
研究では、酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労、一酸化窒素バイオマーカー、血管機能、筋酸素動態、パフォーマンス、基質酸化および心代謝マーカーへの影響について取り上げた。
サイクリング誘発反応に対するアントシアニン補給のエルゴジェニック効果は、酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労の低下に関連し、一酸化窒素の産生増加とその後の血管機能および筋酸素化の改善がパフォーマンスの向上につながったものと考えられる。
Fruit-Derived Anthocyanins: Effects on Cycling-Induced Responses and Cycling Performance
・果実由来アントシアニンのサイクリング誘発性反応とサイクリングパフォーマンスへの影響
１９の研究で使用された果実由来のアントシアニンは、チェリー、カシス、ザクロ、アサイー、ジュサラ・フルーツで、ジュース、パルプ、粉末、エキス（カプセル）形態で提供されていた。
サプリメントの摂取/期間は急性消費から２０日までで、試験で投与されたアントシアニンの量は１８〜５５２mg/日（平均：２４５.３６）で、濃縮ジュース（６０から２５０mL）、パルプ（４００g）、粉末（６ g）、凍結乾燥粉末（６カプセル）、エキス（３００mgから１０００mg = １から３カプセル）が１日あたりの量でだった。
・酸化ストレス、炎症、筋肉損傷、疲労
アントシアニンの酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労に対する効果が７つの研究で検討された。
訓練されたサイクリストを２つのグループに均等に分けた２つの研究において、アントシアニンは次のような効果を示した。
モンモランシータルトチェリー濃縮物（MC）（２倍-３０ mL + 水１００mL -５４７mg アントシアニン（ACN）と５５２mg ACN）またはプラセボで、補給時間のみが異なる２つのグループに等分割された。
７日間連続（試験前４日間と試験当日）と８日間連続（試験前４日間、試験当日、試験後３日間）のサイクリストが１０９分のサイクリング試験を実施。
MC群では脂質過酸化物反応が減衰したが、他の研究では差がなかった。
炎症マーカーであるインターロイキン-６（IL-６）および高感度CRPは、両研究ともMC群で低値を示した。
クレアチンキナーゼで測定した筋損傷については、両研究とも群間効果や相互作用は認められなかった。
一方、ザクロエキス（２カプセル、ACNの量は報告されていない）を１５日間摂取し、持久力と偏心運動ドリルを含む運動テストを行ったレクリエーショントレーニング中のサイクリストは、試験７２時間後にクレアチンキナーゼとCRP値が低かった。
男性サイクリストを対象に、高強度間欠運動試験の１時間前の炎症反応に対するジューサーラ果汁摂取（２５０ mL -１８６mg ACN）の効果を評価した別の研究では、対照群（水のみ）では３０分および６０分後にIL-６レベルがベースラインを上回っていたが、ジューサーラ果汁では影響を受けなかったことが観察された。
インターロイキン-１０（IL-１０；抗炎症性サイトカイン）は、３０分後にコントロールよりもジューサラフルーツジュース摂取群で高くなった。
腫瘍壊死因子α（TNF-α）は、コントロール群では３０分、ジューサラ果汁では６０分後にベースライン以下であった。
コルチゾール（抗炎症・抗アレルギー作用）は、コントロールでは３０分後と６０分後でベースラインより増加したが、ジューサーラ果汁では３０分後でベースラインより有意に高くなった。
他の３つの研究では、酸化ストレスバイオマーカーが評価された。
１つは、トレーニングを受けていない被験者にMC（２x-３０ mL + 水１００mL – ５４０mg ACN）またはプラセボを２０日間摂取させ、１時間のFATMAX運動（最大脂肪酸化率を引き出す強度）による急性差について、運動前後の総合抗酸化状態（TAS）を測定した。
運動前のTASは、MCを補給後中期から後期にかけて低くなり、ベースラインに戻る１０日後にMCを追加摂取してもTASが直線的に増加しないことが示唆された。
しかし、アサイー果肉（４００g – ２８４.４ mg ACN）を１５日間補給したところ、レクリエーショントレーニングを受けたサイクリストにおいて、トレーニング直後にTASの増加および血清脂質過酸化（マロンジアルデヒド）の減少が観察された。
また、アサイーパルプの補給はDNA損傷を減少させることができなかったが、プラセボ介入後にDNA損傷があることが示された。これらの結果から、アサイー果肉によるDNA損傷強度増加の抑止効果の可能性を示唆された。
別の研究では、高強度インターバルトレーニングの１時間前に、ジュサラ果汁（２５０mL – １８５mg ACN）または水（コントロール）を飲むようにレクリエーショントレーニングを受けた男性を割り当てた。
その結果、運動直後の酸化ストレス指数の低下と運動１時間後の還元型グルタチオンの増加が観察された。
またジュサラ・フルーツジュースは、血漿中の総フェノールと尿酸を経時的に増加させ、さらに低疲労も観察された。疲労低下は、持久力バウト（方形波持久力運動テストの後、すぐに疲労困憊までの増分運動テスト）と偏心運動ドリルからなるテストを行ったレクリエーショントレーニングのサイクリストにおけるザクロエキス摂取でも低くなった。
高強度サイクリングインターバルやインクリメンタルストレステストにおける酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労を評価した研究では総じて、酸化ストレス指数の低下や脂質過酸化などの酸化ストレスの改善、還元型グルタチオン、総フェノール、尿酸、TASの増加、IL-６の減少、C反応性タンパク質、TNF-α、IL-１０の増加、疲労感低下が観察されている。
・一酸化窒素バイオマーカー、血管機能、筋酸素動態およびパフォーマンス
アントシアニンの一酸化窒素バイオマーカー、血管機能、筋肉酸素化、パフォーマンスに対する効果が１１の研究で調べられた。
２つの研究では、一酸化窒素のバイオマーカーと血管機能を評価。MCを用いた研究では、訓練されたサイクリストが、６分間の中強度および高強度のサイクリング終了の１.５時間前に、MC（６０mL + 水１００ mL -７３mg ACN）またはプラセボを摂取。MCとプラセボの間で硝酸塩および亜硝酸塩に有意差は認められなかったが、MC摂取１.５時間後の収縮期血圧は低くなっていた。
また、運動負荷試験における疲労困憊までの時間にはプラセボとの間に有意差はなかったが、最初の２０秒間のピークパワーと６０秒間の全力疾走を行った総パフォーマンスは、MCでより高かった。
プロのサイクリストを対象にザクロ抽出物を用いて行われた研究では、標高１６５７mでサイクリングタイムトライアルを完了する２.５時間前にザクロ抽出物とプラセボを摂取。血漿硝酸塩は、ザクロ抽出物（１カプセル-１８mg ACN）摂取後、プラセボと比較してより多くなった。収縮期血圧は、ザクロ抽出物によって有意な影響を受けなかった。
しかし、プラセボと比較してザクロエキスで収縮期血圧が上昇する傾向があった。
別の２つの研究では、フリーズドライ粉末をカプセルに入れたMCのパフォーマンスへの影響が評価された。
MCを粉末化したフリーズドライのカプセル（６カプセル-２５７mg ACN）またはプラセボを７日間摂取したサイクリスト（１０分間の定常サイクリングの後、１５kmのタイムトライアル）は、プラセボ条件と比較してMC補給でタイムトライアルの終了時間が速く、血中乳酸値が有意に高くなったことが示された。
ベースラインの組織酸素化指数はMC群で有意に高く、MC補給後の組織酸素化指数の増加は低い運動強度でより顕著であることが示唆され、おそらくMCの血管作用と抗酸化作用によるものと考えられる。
ニュージーランド産カシス（NZBC）またはプラセボを７日間投与した５件の研究のうち２つの研究では、３０分のサイクリングと１６.１kmのタイムトライアルを行い、そのうちの１つは、高度２５００mのシミュレーションでタイムトライアル。
NZBC（１カプセル-１０５mg ACN）は、タイムトライアル全体でより高いパワー出力に貢献し、乳酸値はタイムトライアルの直後にNZBC抽出物でより高かった。
サイクリングトライアルの合計時間は、NZBC（１カプセル-１０５mg ACN）群でより速く、同一時点の乳酸値に対するNZBCの影響はなかった。
他の２つの研究では、訓練されたサイクリストにおけるアサイパルプ（４００g – ２８４mg ACN）とザクロエキス（２カプセル、ACNの量は報告されていない）の１５日間の摂取が評価された。
そのうちの１つの研究では、トレーニング直後にアサイーパルプまたはプラセボを毎日摂取させた。
アサイパルプの補給後、３００Wでの乳酸レベルが最初のテストと比較して２９％、プラセボと比較して２８％減少したことが観察された。
インクリメンタルテストでは、パワー出力の増加は見られなかったが、アサイー果肉補給後に無酸素性閾値強度の増加が観察され、有酸素性能力の改善があることが示唆された。
他の研究でも、ザクロエキス摂取群はテストにおいて、疲労困憊までの総時間と換気閾値に達するまでの時間に大きな値を示した。
最新の研究でも、ジューサー果汁（２５０mL – １８６mg ACN）摂取後のスプリント時の相対ピークパワー出力がコントロールと比較して増加したことが観察されている。
一酸化窒素バイオマーカー、血管機能、筋酸素化、およびパフォーマンスを評価した研究では、硝酸塩の増加などの一酸化窒素バイオマーカーに関連するいくつかの変数、収縮期血圧の低下などの血管機能、組織酸素化指数の増加などの筋酸素動態、および乳酸値の改善など、パフォーマンスおよびトータルタイムトライアルで改善が観察された。
・基質酸化と心代謝系マーカー
基質酸化と心代謝系マーカーを評価した研究は７件あり、そのうち６件はNZBCを７日間摂取。
２つの研究ではタイムトライアルなどで試験が構成された。
NZBC（１０５-２１０mgACN）１または２カプセルの摂取による基質酸化の変化はなかった。VO2maxの６５%で脂肪の酸化が２７%増加し、NZBC（１０５mg ACN）１カプセルの摂取で炭水化物の酸化率が低下する強い傾向が観察された。
他の研究では、NZBCはサイクリング競技中の脂肪酸化を経時的に増加させ、炭水化物酸化の平均速度もNZBCに反応して低くなる傾向があった。
・研究結果
上記の研究結果から、アントシアニンを多く含む果実由来のジュース、果肉、粉末、エキスを摂取した選手は、酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労が少なく、一酸化窒素の産生が増加し、それに伴って血管機能と筋酸素動態が改善され、サイクリングプロトコルのパフォーマンス向上につながったことが示された。
さらに、観察された脂質酸化の増加は基質利用能を変化させ、パフォーマンスを向上させるための栄養戦略となる。上記の研究で使用された果実由来のアントシアニンは、チェリー、カシス、ザクロ、アサイー、ジュサラの実で、補給プロトコル/期間は急性摂取から２０日間まで多岐にわたる。
酸化ストレスを評価した研究の中で報告された作用機序は、過酸化脂質の防止（過酸化水素の還元）と過酸化脂質の除去（不活性アルコールと水への2電子還元）に関与している内因性抗酸化酵素防御のアップレギュレーション、ポリフェノールによるγ-グルタミルシステイン合成酵素の発現調節、酸化的損傷の低減、化学的または不活性化フリーラジカル種の低減と安定化、活性酸素種の発生減少などが挙げられる。
炎症マーカーを評価した研究に関して可能性のある作用機序は、運動中の酸化ストレスによる細胞損傷の減少による下流効果、シクロオキシゲナーゼ、プロスタグランジン、インターロイキン-６経路を介した炎症に関連するタンパク質分解および脂肪分解カスケードの減少が挙げられる。
疲労を評価した研究の作用機序は、アントシアニンの抗酸化活性に関連して運動によって引き起こされる活性酸素種を中和した可能性がある。
一酸化窒素バイオマーカー、血管機能、筋酸素化、およびパフォーマンスの研究で考えられるメカニズムは、一酸化窒素バイオアベイラビリティの増加作用による末梢血流および血管径の増加を伴う内皮機能の改善、血流による乳酸の生成または除去、膜乳酸輸送機構の変化などが関与している可能性がある。
ミトコンドリアの酸素利用効率または筋肉によるATPの利用が増加し、所定の作業速度を維持するために必要なVO2が低下することなども挙げられる。
基質酸化に関しては、脂肪組織および骨格筋におけるタンパク質の活性および発現、一酸化窒素の利用可能性の向上、アントシアニンのニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸酸化酵素を阻害する能力による末梢血流の増加などが考えられる。
アントシアニンを多く含む果実の果汁、果肉、粉末、抽出物を補給することによるサイクリング誘発反応に対する潜在的なエルゴジェニック効果は、酸化ストレス、炎症、筋損傷、疲労、一酸化窒素の産生の低下と関連し、その後の血管機能と筋酸素化の改善によりサイクル誘発反応のパフォーマンス改善につながると考えられる。