筋肉と脳は、一見すると全く異なる機能を持つ臓器のように思われます。筋肉は身体を動かし、脳は思考や記憶を司る。しかし、近年の研究により、この二つの臓器は想像以上に密接な関係にあることが明らかになってきました。
今回は下記の論文を紹介します。
紹介論文
Brisendine MH, Drake JC. Integrative physiology of skeletal muscle for maintaining cognitive health. The Journal of Physiology. 2025. doi:10.1113/jp286748.
この論文が重要なのは、高齢化が進む今、認知機能の低下や神経変性疾患が、個人にとっても社会にとっても大きな課題になっているからです。これまでは認知機能の問題は主に「脳の問題」として考えられてきましたが、この論文は、末梢、とくに骨格筋の変化にも目を向ける必要があることを示しています。
Contents
認知機能の低下は、脳だけを見ていては見えにくい
これまで、認知症やアルツハイマー病は、脳内の病理変化を中心に理解されてきました。アミロイドβの蓄積や神経原線維変化、脳萎縮などが代表的なものです。もちろん、それらは重要です。
ただ、近年はそれに加えて、認知機能が目に見えて落ちるより前の段階で、身体機能に変化が出ていることも報告されています。たとえば握力の低下や歩行速度の低下です。こうした変化は、脳の症状がはっきりするより前から現れる可能性があります。
この論文で強調されているのは、骨格筋は単に動くための組織ではなく、身体の中でさまざまな情報を発信する内分泌器官としての側面も持っている、ということです。筋肉は運動によって生理活性物質を分泌し、それが脳にも影響を与える可能性があります。さらに、末梢の運動神経や神経筋接合部の機能変化も、認知機能低下の早期サインになりうることが示唆されています。
筋肉量や筋力の低下は、単なる加齢変化ではないかもしれない
加齢に伴って筋肉量が減っていくこと自体は珍しいことではありません。一般的には中年期以降、筋肉量は少しずつ減少していきます。ただ、この論文では、アルツハイマー病の前臨床段階では、その変化がより早く、より大きく進んでいる可能性があることが整理されています。
とくに興味深いのは、筋肉量の減少だけでなく、筋力の低下が認知機能低下に先行して現れることです。サルコペニアやダイナペニアといった変化が、軽度認知障害やアルツハイマー病の診断より前から見られる可能性があるという点は、とても重要だと思います。
現場的に考えても、握力のような簡便な指標で将来のリスクをある程度予測できる可能性があるなら、それはかなり大きな意味を持ちます。特別な機器がなくても見られる変化が、脳の健康状態とつながっているかもしれないからです。
また、筋肉量や筋力の変化には性差もあります。閉経後の女性では筋肉量の減少が加速しやすく、それが認知症リスクの一因となっている可能性も指摘されています。このあたりは、今後さらに細かく見ていく必要があるテーマだと感じます。
筋肉は脳にメッセージを送っている
この論文の中でも特に面白いのは、骨格筋が脳に対して化学的なメッセージを送っている、という視点です。
その代表が、BDNF です。BDNF は神経細胞の成長や生存、学習や記憶に関わる重要な因子として知られています。運動によって筋肉ではその発現が増え、血中にも放出されます。運動後に BDNF が増えることは、運動が認知機能に良い影響を与える仕組みの一つとして考えられています。
アルツハイマー病では脳内の BDNF が低下していることが知られていますが、筋肉由来の BDNF がその不足を補う可能性もあります。マウスを使った研究でも、筋肉側で BDNF に関連する仕組みを強めることで、認知機能が改善することが示されています。
さらに、筋肉から分泌される重要な因子は BDNF だけではありません。カテプシンB、イリシン、プロサポシンといったマイオカインも、脳機能や神経保護に関わる可能性が示されています。
こうした知見を見ると、運動が脳に良いと言われる理由は、単に血流が良くなるから、という説明だけでは足りないことが分かります。筋肉が収縮することで分泌される物質そのものが、脳の状態に影響している可能性があるのです。
神経筋接合部は、脳と筋肉のつながりを見る重要な場所
筋肉と脳をつなぐ接点として、この論文が重視しているのが神経筋接合部です。神経筋接合部は、運動神経から筋肉へ信号が伝わる場所であり、脳からの運動指令が最終的に筋収縮へ変わる重要なポイントです。
論文では、アルツハイマー病のモデル動物で、認知機能低下に先行して神経筋接合部の異常が起こることが整理されています。形態的な異常、脱神経、刺激に対する筋収縮力の低下などが、その代表です。
人を対象とした研究でも、下肢の末梢神経機能障害が認知症リスクの上昇と関連することが報告されています。つまり、認知機能の低下は脳の中だけで静かに進むものではなく、末梢の神経筋系にも早い段階から変化が出ている可能性があるわけです。
この視点は、今後の予防や早期発見を考えるうえでかなり重要だと思います。神経筋接合部の機能をうまく評価できれば、脳の変化を待たずに異常の兆しを捉えられるかもしれません。
ミトコンドリア機能も無視できない
骨格筋と認知機能の関係を考えるとき、もう一つ見逃せないのがミトコンドリアです。ミトコンドリアは細胞のエネルギー産生に関わるため、エネルギー需要の高い筋細胞や神経細胞にとって非常に重要です。
論文では、骨格筋ミトコンドリアの呼吸能が低い人ほど、認知機能障害や認知症関連バイオマーカーと関連している可能性が示されています。逆に、骨格筋のミトコンドリア機能が高い人では、認知機能に関わる脳領域の構造的な保たれ方が良いことも報告されています。
ここから見えてくるのは、筋肉のエネルギー代謝の状態が、脳の健康とも無関係ではないということです。筋肉がしっかり働ける状態を保つことが、結果として脳にも良い影響を与える可能性があります。
AMPK は単純ではない
論文の中で面白かったのは、AMPK の扱いがとても単純ではない点です。AMPK は細胞のエネルギー状態を感知する重要な酵素で、筋肉では運動による適応や神経筋接合部の維持に関わっています。その意味では、筋肉における AMPK 活性化は基本的に良い方向に働くと考えやすいです。
ただ、神経系では事情が少し違います。脳では過度な AMPK 活性化が、かえってシナプス機能に悪影響を与える可能性があり、アルツハイマー病の脳ではその異常も報告されています。
同じ分子でも、筋肉では有益で、神経系では過剰になると問題になるかもしれない。このあたりに、生体のシステムの複雑さがよく表れていると感じます。単純に一つの分子を上げればよい、下げればよい、という話では済まないのです。
この論文が現場に与えてくれる示唆
この論文の価値は、筋肉と脳のつながりを生理学的に整理していることだけではありません。実際の介入や予防の視点にもつながるところにあります。
まず、運動の重要性です。運動による筋収縮は、マイオカインの分泌を促し、ミトコンドリア機能を改善し、神経筋接合部の状態を保つことにつながります。その結果として、認知機能の維持にも寄与する可能性があります。
もちろん、運動なら何でも同じように効くわけではないでしょう。論文でも、運動効果は疾患の進行段階や個人差によって変わる可能性が示されています。だからこそ、今後はより個別化された運動プログラムが求められていくはずです。
また、既存の認知症治療薬が末梢の神経筋系にも作用している可能性があるという点も興味深いところです。たとえばドネペジルが歩行速度や筋機能、ミトコンドリア機能にまで影響を与える可能性が示されており、薬の効果を脳だけで捉えない見方が必要になってきます。
さらに、握力測定のようなシンプルな方法や、神経筋接合部機能の評価が、将来の認知機能低下を捉える手がかりになるかもしれないという点も、現場的には非常に大きいと思います。高価で侵襲的な検査だけに頼らず、もっとアクセスしやすい評価法の可能性が見えてくるからです。
まとめ
この論文を通して改めて感じるのは、認知機能の維持を「脳だけの問題」として考えるのは、やや狭い見方かもしれないということです。
筋肉量や筋力の低下は、認知機能低下の前から現れる可能性があります。筋肉はマイオカインを分泌する内分泌器官として脳に影響を与えています。神経筋接合部の機能変化は、早期のサインになるかもしれません。さらに、骨格筋ミトコンドリアの状態も認知機能と関わっています。
こうして見ると、認知機能の維持は、脳、末梢神経、骨格筋を含めた統合的なシステムの問題として考える必要があります。従来の脳中心の見方に加えて、筋肉と末梢神経の健康をどう保つかという視点が、これからますます重要になっていくはずです。
感想
個人的にこの論文で一番印象に残ったのは、筋肉を「身体を動かすための器官」ではなく、「脳と対話する器官」として捉え直しているところでした。筋肉が収縮するたびに、さまざまな生理活性物質を分泌し、それが脳の状態にまで関わっているという視点は、とても面白いと思います。
運動が脳に良いと言われること自体は昔からよく知られていますが、その背景にある仕組みがここまで整理されてきているのは興味深いです。血流や酸素供給といった比較的古典的な説明に加えて、分子レベルでのやり取りが少しずつ見えてきています。
一方で、AMPK のように、同じ仕組みでも筋肉では良い方向に働き、神経系では過剰になると問題になりうるものもあります。このあたりを見ると、生体は本当に単純ではないと感じますし、今後の介入も一律ではなく、より個別化されたものが必要になっていくのだろうと思います。
日常的な筋力トレーニングや有酸素運動の価値を、改めて考えさせられる論文でもありました。筋肉を維持することは、見た目や身体機能のためだけではなく、将来の認知機能を守ることにもつながっているかもしれません。とくに中年期以降の運動習慣は、その意味でもかなり大きな意義を持つはずです。
今後は、こうした知見をどう臨床や現場に落とし込んでいくかが大切になります。簡便な筋力測定や神経筋機能評価を、どのように予防やスクリーニングに活かしていくか。さらに、年齢、性別、疾患の段階、身体機能の状態に応じた運動プログラムをどう組むか。考えるべきことは多いですが、とても可能性のあるテーマだと思います。
