JP2017519814A - 集中力を向上するための方法および組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の組成物において、アラニンおよびグルタミンはアラニルグルタミンを構成するアミノ酸である。これらはそれぞれL体またはD体であってよいが、L体が好ましい。
1)長期持久活動の間の上半身および下半身の反応、複数対象物の追跡、および認知機能に対するジペプチドL-アラニル-L-グルタミン(SustamineTM)の効果を調べる。
2)フレーバースポーツドリンク単独と比較した、グルタミン、ナトリウム、およびカリウムの血漿濃度の変化に対するSustamineTM摂取の効果を調べる。
3)長期持久運動の間の酸素消費、心拍数、血圧、および呼吸商に対するSustamineTMの効果を調べる。
4)長期持久運動の間の筋活動パターンおよび疲労に対するSustamineTMの効果を調べる。
対象者:
12名の男性ランナー(平均 ± SD; 23.5 ± 3.9 歳; 70.7 ± 8.0 kg; 175.5 ± 5.7 cm; 55.9 ± 6.2 ml・kg・min-1)が本研究のためのボランティアとして集まった。全ての手順、リスク、および利益に関する説明を受けた後、各参加者は本研究への参加前にインフォームドコンセントを提出した。研究プロトコルは大学の治験審査委員会により承認された。研究プロトコルは二重盲検のクロスオーバーデザインであった。参加者は、本研究に登録している間、いかなる追加の栄養サプリメントまたは医薬を用いることも許されなかった。栄養サプリメントおよび能力向上薬の使用のスクリーニングは、参加者集めの間に全て記入してもらった既往歴の質問書を通じて行った。
テストプロトコル:
テストプロトコルを図1に示す。4つの異なる時点でデータを取得した。各セッションにおいて、以前に測定された最大酸素摂取量(VO2max)の75%で60分間のランニングを行うよう参加者に求めた。このランニング後、全ての参加者は疲労困憊になるまでVO2maxの90%でランニングを行った。全ての参加者は、いかなる水分補給もなく最初のトライアル(DHY)を行った。このセッションの間、トライアルでの総重量減少を決定した。そして、このセッションの間に生じた液体損失を用いて参加者のスウェア速度(swear rate;L・hr-1)を決定した。研究を継続するために、参加者の発汗速度は1.3 L・hr-1以上であった。次の3つのトレイル(trails)の間、15分毎に等量の250mlの液体を参加者に与えた。一つのトライアルの間に参加者はフレーバースポーツドリンクのみ(ELECTのみ)を摂取し、他のトライアルの間に参加者は低(LD: 500 ml当り300 mg)または高(HD: 500 ml当り1 g)用量のいずれかで同じフレーバースポーツドリンク中に混合したアラニン-グルタミンサプリメント(SustamineTM)を摂取した。
各運動セッションの開始前および運動の終了時に、上半身および下半身の反応、追跡、および認知機能について参加者をテストした。プロトコルの間、15分毎に酸素消費、呼吸商、および心拍数を測定した。60分のランニングの間の10分毎に、および疲労するまでのランニングを通じて、筋電図(EMG)を測定した。最大EMG出力と比べた平均EMG信号を60分間のランニングおよび疲労するまでのランニングを通じて平均化した。
体水分測定
実験テストの開始の少なくとも1週間前に、連続しない日に2つの予備テストセッションを行った。参加者の体重を食後の体水分正常状態時に幾度か測定し、ベースラインの体重を確定した。凝固点降下により浸透圧(Uosm)について、および屈折率測定により尿比重(Usg)について尿サンプルを分析し、予備日の全てにおいて体水分正常を記録した。Usg ≦ 1.020を体水分正常と定義した。
血液測定
各実験セッションの間に、ベースライン(BL)の血液サンプルを運動前に採取した。また、運動セッション中の30分、45分、および60分に追加の血液サンプルを採取した。全ての血液サンプルは、雄ルアーロックアダプターを有する3方コック栓を用いて前腕部の浅静脈に配置した20ゲージのテフロンカニューラを用いて採取した。等張の食塩水を用いて、カニューラを開いたままに維持した。BLの血液サンプルを運動前の15分間の平衡期間後に採取した。各セッションの間、1日の同じ時間に血液サンプルを採取した。
プレーンの、またはEDTA処理したチューブ中に血液サンプルを採取した。微小毛細管技術によるヘマトクリットおよびヘモグロビンについて、血液サンプルを三連で分析する。残りの全血を4oCで15分間1500gで遠心した。生じた血漿および血清を分注し、分析まで-80℃で保存した。サンプルの解凍は一度のみとした。
生化学的分析
自動分析装置(Analox GM7酵素代謝分析装置, Analox Instruments USA, ルーネンバーグ, MA)を用いて血漿グルコースおよび乳酸濃度を二連で決定した。製造者の指示書に従って分光光度計および市販の酵素キット(Abnova, 中れき市, 台湾)を用いて血漿グルタミンを分析した。BioTekEon分光光度計(BioTek, Winooski, VT, USA)を用いて血清の免疫反応性の値を決定した。イオン選択性電極(EasyElectrolyte, Medica, ベッドフォード, MA)により血漿ナトリウムおよびカリウム濃度を調べた。血漿浸透圧を凝固点降下(Model 3320; Micro-Sample Osmometer, Advanced Instruments, Inc., ノーウッド, MA)により測定した。
反応および俊敏性
Dynavision D2 Visuomotor Training Device(D2; Dynavision International LLC, ウエストチェスター, OH)での上半身の反応時間を測定した。D2は、視覚系を通じた感覚−運動統合を鍛えるために開発された光トレーニング反応デバイスである。D2は、オペレーターの高さに対して上昇または下降できるボード(4フィート x 4フィート)から構成されている。D2は、センタースクリーン周囲の5つの同心円上に並んだ64個のターゲットボタンを含んでおり、これらは参加者の刺激となるよう光ることができる。快適な運動競技用の姿勢をとって、全ての光に容易に届くであろうボードからの距離に立つよう参加者に求めた。LCDスクリーンが視線の高さのすぐ下に位置するようにボードの高さを調整した。計3回の異なる反応テストを行った。ボードの中央のLCDスクリーンに視線を固定し、実験全体にわたってそこに注目し続けるよう参加者に指示した。
最初の評価では、利き手での刺激に対する参加者の視覚、運動、および身体反応時間を測定した。光った「ホーム」ボタンに参加者が手を置いて保持した時点でテストを開始した。そして、ホームボタンと平行した5つの位置のうちの1つに刺激を提示した。視覚反応時間は、刺激を特定してホームボタンを離すことにより反応を開始する時間量として決定した。運動反応時間は、最初の視覚反応後に刺激を物理的に叩くのに要する時間(100分の1秒単位で測定)により決定し、手をホームボタンから離して刺激を叩く時間量として測定した。身体反応時間は、ターゲット刺激の導入からタスクの物理的完了(刺激を叩いた後にホームボタンに戻る)までの総経過時間により決定した。各測定について10施行の平均を記録した。
2つ目の評価(モードA)では、ボード上で位置を変える刺激に対して反応する参加者の能力を測定した。最初の刺激はD2の6つのランダムな位置に提示される。参加者が叩くまで刺激は点ったままにした。その後、別のランダムな位置に刺激が現れた。60秒以内にできるだけ多くの刺激を特定して叩くよう参加者に指示した。各参加者について、ヒット数およびヒット当りの平均時間を記録した。
3つ目の評価(モードB)は、ボード上で位置を変える視覚刺激に対して反応するよう参加者に求めた点で前の測定と似ていたが、2つの評価の違いは、別のランダムな位置に変わる前に1秒間刺激が残り、各評価の間中D2のセンタースクリーン上に提示される5つの数字を声に出して言うように各参加者に求めたことである。数字が現れることは、参加者の情報処理リソースに追加の要求を与えた。刺激の位置が変わる前に各刺激をうまく特定して叩き、60秒以内に叩いたスコアができるだけ多くなるよう参加者に指示した。各参加者についてヒットの成功数を記録した。
Quick BoardTM(The Quick Board, LLC, メンフィス, TN)リアクションタイマー(QB)での20秒間の反応テストにより、下半身の反応時間を評価した。参加者は、2 x 1 x 2パターンの5つのサークルのあるボード上に立った。参加者は中央のサークルをまたいで、ディスプレイボックス上の視覚刺激に対して反応した。ディスプレイボックスには、ボード上のサークルと対応する5つの可能性からの1つの光が示される。光がアクティブになったら、参加者は視覚刺激に対応するサークルに最も近くにある足を動かすことを試みた。連携が成功したら次の刺激が現れた。20秒間のテストにおいて成功した総試行数、および、光のアクティブ化と対応するサークルへの反応との間の平均時間を記録した。
追跡
Cave Automatic Virtual Environment(CAVE)システムを用いて視覚による光学追跡を評価した。CAVEは2.4 m × 2.4 m × 2.4 mの空間であり、イメージ投影用の表面の役割を持つ正面キャンバス投影壁を含む。4つの高解像度プロジェクターを同期させ、イメージを正面スクリーン上に投影させた。参加者は3次元面内で移動する8物体のうち4つを追跡した。運動の速度は遅い追跡速度から始まり、個々の参加者の成績に応じて増大させた。各参加者は10回のトライアルを行った。各トライアルの間、参加者は3次元メガネを装用した。最も成功した運動の速度を記録した。
認知機能
オリジナルのシリアルセブンテストの改変版を利用して認知機能を分析した。このテストは、どれだけ迅速かつ正確に単純な数学的問題を計算できるかを測定するために、コンピュータがランダムに生成した4桁の数字から数7を引き算するよう参加者に求める2分間の口頭テストから構成されていた。コンピュータが生成した数字が標準的なノートカードに書かれた。参加者はランダムなノートカードの束を与えられ、2分間のうちにできるだけ多くの計算を完了するよう求められた。テストの際に、参加者とスコアラーは互いに向き合って座った。計算の答えは、スコアラーが見るために鉛筆でノートカードの裏に書かれた。参加者は正しい答えを見ることはできなかった。参加者がノートカードを一旦離すと、答えを変更できないものと考えた。正答数および正答当りの平均時間を記録した。
心臓血管および代謝の測定
運動の直前に対象者はマスクを装着し、呼吸毎の分析による代謝測定カート(ParvoMedics, サンディー, ユタ州)を用いてオープンサーキット肺活量測定を通じて酸素消費(VO2)および呼吸商(RQ)を測定した。各セッション前に機器のカリブレーションを行った。無線HRモニターを用いてVO2、RQ、および心拍数の測定値を運動プロトコルの間に20分毎取得した。
神経筋の疲労
運動前にバイポーラ(中心間4.6 cm)の表面電極(Quinton Quick-Prep銀−塩化銀)構成物を、大転子の線上、膝蓋骨の側方部分から約60パーセントの距離にて右外側広筋上に配置した。参照電極を大腿遠位の外側上顆上に配置した。電極下の皮膚の剥離により電極間インピーダンスを5000オーム未満に保った。差動増幅器(MP150 BIOPAC Systems, Inc., サンタバーバラ, CA)を用いて生のEMG信号を前置増幅し、1000Hzでサンプリングし、オフライン分析のためにパーソナルコンピュータ(Dell Latitude E6530, Dell Inc., ラウンドロック, TX)に格納した。ソフトウェア(AcqKnowledge v4.2, BIOPAC Systems, Inc., サンタバーバラ, CA)によりEMG信号を二乗平均平方根(RMS)振幅値(μVrms)として表わした。
各トライアル前に、参加者は、最大努力による膝伸筋の等尺性収縮運動を行った。各トライアルの間、EMG-RMS振幅値を10分毎に記録し、最大値の%として報告した。60分間のランニングおよび疲労するまでのランニングの両方について平均EMG%を記録した。
補給スケジュール
参加者が液体を補給する実験セッションの際、参加者は運動の間にサプリメントまたはプラシーボ(市販の電解質飲料)のいずれかを摂取した。両液体は、240 mlの補給当りナトリウム(110 mg)およびカリウム(30 mg)を含有していた。L-アラニル-L-グルタミン(SustamineTM)サプリメントを市販の電解質飲料と混合し、外観および味でのプラシーボとの区別をできなくした。運動トライアルの15分毎に液体を摂取した(250 ml)。運動期間中に計1Lを消費した。
発汗速度の決定
水を与えないトライアルにおいて運動前と運動後の対象者の体重を測定した。体重差を発汗による損失とした。
統計解析
分散の反復測定解析(ANOVA)を用いて、成績、生理学的および生化学的変化の統計評価を解析した。有意なF-ratioの場合、LSDポストホックテストをペアワイズ比較のために用いた。p ≦ 0.05のアルファレベルを有意とした。全てのデータを平均 ± SDとして報告する。
また、反応成績に関する異なるトライアルの真の効果を推定するため、以前にBatterhamおよびHopkins (2005)によって記載された通り、90%の信頼区間から算出される差のマグニチュードに基づく解析を本研究において用いた。トライアル間の後−前成績の差(Δ反応)を刊行されたスプレッドシート(Hopkins 2007)を通じて分析し、最小の些細でない変化をグランド標準偏差の20%に設定した(BatterhamおよびHopkins 2005)。有益、些細(trivial)、またはネガティブな結果のパーセントと共に、全てのデータを平均効果 ± SDとして表わした。量的可能性に基づく質的推定を以下の通りに評価した:<1% ほぼ確実になし、 1-5% 可能性は非常に低い、5-25% 可能性は低い、25-75% 可能性がある、75-95% 可能性は高い、 95-99% 可能性は非常に高い、および>99% ほぼ確実(Hopkins 2002)。
DHYトライアルにおいて、対象者の体重は60分間のランニングの間に1.7 ± 0.23 kg減少した。これは体重の2.4%の減少にあたる。これは、全ての他のトライアルの間に見られたものよりも有意に大きかった(図2を参照)。他の有意差は認められなかった。
尿比重は、全てのトライアル前に参加者は体水分正常であることを示した(1.014 ± 0.008)。
生理学的測定
60分間のランニングの間、ELECTのみおよびHDよりもDHYの間に心拍数が有意に高かった(図3を参照)。トライアル間で他の差は認められなかった。
60分間のランニングの間の平均酸素消費は、60分間のランニングの間、全てのトライアルについて同様らしかった(図4を参照)。
60分間のランニングの間の外側広筋および大腿直筋の筋活動をそれぞれ図5および6に示す。いずれの筋肉群においてもトライアル間で筋活動に有意差は認められなかった。
疲労するまでのランニングの間の外側広筋および大腿直筋の筋活動をそれぞれ図7および8に示す。いずれの筋肉群においてもトライアル間で筋活動に有意差は認められなかった。
血液測定
血中乳酸を図9に示す。60分にての血中乳酸は、他のいかなるトライアルよりもDHYで有意に高かった。いずれの時点においてもトライアル間で他の差は認められなかった。
血漿グルコースおよび血漿浸透圧をそれぞれ図10および11に示す。血漿グルコース濃度は、いずれの時点においてもトライアル間で有意に異ならなかった。血漿浸透圧は、ELECTのみおよびLDと比べてDHYで45分にて有意に高くなって、また他のあらゆるトライアルと比べてDHYで60分にて有意に大きかった。
血漿カリウムおよびナトリウム濃度をそれぞれ図12および13に示す。時間についての有意な主な効果は血漿カリウム濃度について見られた。
血漿カリウム濃度は、各時点において前の時点から有意に高かった。しかしながら、トライアル間での差は認められなかった。同様に、血漿ナトリウム濃度は、全てのトライアルについて30、45、および60分にてPREから有意に高かった(p < 0.05)。DHYトライアルの間、血漿ナトリウム濃度は全てのトライアルよりも有意に高かった(p < 0.05)。60分にてのナトリウム濃度は他の全てのトライアルと比べてDHYの間に有意に高かった。また、60分にての血漿ナトリウム濃度は、他の全てのトライアルと比べてDHYの間に有意に高かったが、血漿ナトリウム濃度はETおよびHDよりもLDの間に有意に高かった(p < 0.05)。
血漿グルタミン濃度を図14に見ることができる。HDとLDの間で45分にての血漿グルタミン濃度に有意差が認められた。他の有意差は観察されなかった。
成績の測定
90% VO2maxでのランニング時間は、DHYと比べてLDおよびHDにおいて有意に長かった(図15)。他の有意差は認められなかった。視覚刺激に対する視覚、運動、および身体反応時間の変化をそれぞれ図16-18に見ることができる。群間での有意差は認められなかった。
モードAの評価の間のヒットの成功数およびヒット当りのスピードの差をそれぞれ図19および20に示す。DHYおよびELECTのみと比べてHDおよびLDにおいてヒットの成功の改善について3-4倍より大きい改善があったが、これらの差のいずれも統計的に有意ではなかった。ヒット当りのスピードについても同様の変化が見られたが、これらの差は統計的に有意でなかった。モードBにおけるヒットの成功(図21)およびヒットの成功当りの時間(図22)についてはトライアル間での差は認められなかった。
複数対象物の追跡における変化を図23に示す。トライアル間で有意差は認められなかった。Quick Boardで測定した下半身の反応の変化を図24および27に見ることができる。LDおよびHDにおいて成績が向上したようであり、DHYおよびELECTのみにおいて減少したようであったが、群間で有意差は認められなかった。
連続引き算テストおよび正答当りの時間(図25および26)についてトライアル間で有意差は認められなかった。
表1は、モードAでのヒットおよび時間に関するトライアル間の差の機構的解釈を示す。水分補給なしのトライアルは、低用量および高用量のSustamineTM摂取の両方と比べて60秒間のヒット数に対してネガティブな効果の可能性があった。水分補給なしと電解質飲料との間の結果は明確でない。同様に、電解質のみと高用量SustamineTM摂取との間の比較はネガティブの可能性があったようであり、高用量のグルタミンおよびアラニン摂取が60秒の反応テストにおけるヒットの成功数に利点を提供した可能性があることを示唆している。モードA反応時間に対する反応はモードAヒットで見られたものを正確に反映していた。
Batterham AM, Hopkins W G (2005) Making Meaningful Inferences About Magnitudes. Sportscience 9: 6-13
Hopkins WG (2002) Probabilities of Clinical or Practical Significance. Sportscience 6
Hopkins WG (2007) A Spreadsheet for Deriving a Confidence Interval, Mechanisic InferenceおよびClinical Inference from a p value. Sportscience 11: 16-20
・SustamineTM摂取により、対象者が水分補給をしなかった場合と比べて疲労までの時間が向上した。
・反応および認知機能の測定のいずれにおいても有意差は認められなかった。しかしながら、マグニチュードベースの推定は、水分補給なしと比べてSustamineTM摂取は60秒間の反応能力および反応時間を維持した可能性があることを示した。また、SustamineTMを摂取した参加者は、60秒間の反応ドリルに認知負荷も組み込んだ時の視覚刺激に対する反応時間も維持または向上したらしく、また、液体を摂取しなかったトライアルと比較して下半身の俊敏性を維持または増強したらしかった。最後に、高用量のSustamineTM摂取は、電解質飲料のみよりも複数対象物の追跡能力を維持または増強したらしかった。
・HDの間の血漿グルタミン濃度は、LDのみと比べて45分にて有意に高かった。
・血漿カリウム濃度においてトライアル間で差は認められず、DHYと比べてELECTのみおよびHDの間に45分にてナトリウム濃度は有意に低く、DHYと比べてELECTのみ、LDおよびHDの間に60分にてナトリウム濃度は有意に低かった。HDとLDの間、およびELECTのみとLDの間でも60分にて有意差が認められた。
・60分間のランニングの間の平均心拍数は、他の全てのトライアルと比べてDHYにおいて有意に高く、血漿乳酸は、他の全てのトライアルと比べてDHYの間の60分にて有意に高かった。
・筋活動パターンは、全てのトライアルについて60分間のランニングおよび疲労するまでのランニングの両方の間に一貫していた。
・結果は、SustamineTM(低用量および高用量の両方)は疲労するまでの時間を増大できるという以前の研究を支持している。
・推定分析の使用は、SustamineTM摂取は、水分補給なしおよび場合によっては電解質飲料と比較して、視覚刺激への反応および追跡能力に対してポジティブな影響がある可能性を示唆する。
・生理学的データは、これらの変化を刺激するメカニズムに関して明らかでない。
・種々のトライアルを識別するため、より大きいレベルのストレスをもたらすより長い持続活動を将来の研究のために検討すべきである。
Claims (7)
- アラニルグルタミンまたはその塩を有効成分として含む、集中力の向上用組成物。
- 必要とする対象に有効量のアラニルグルタミンまたはその塩を投与するステップを含む、集中力の向上方法。
- 集中力の向上用組成物を製造するための、アラニルグルタミンまたはその塩の使用。
- 集中力の向上のためのアラニルグルタミンまたはその塩。
- アラニルグルタミンまたはその塩が1日当り5mg以上かつ10000mg以下の量で投与される、請求項2に記載の方法。
- アラニルグルタミンまたはその塩が1日当り50mg以上かつ5000mg以下の量で投与される、請求項2に記載の方法。
- アラニルグルタミンまたはその塩が1日当り500mg以上かつ3000mg以下の量で投与される、請求項2に記載の方法。
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