アロスタティック負荷

アロスタティック負荷とは、個人が繰り返しまたは慢性的なストレスにさらされると蓄積される「身体の消耗」です。この用語は、 1993 年にブルース・マキューエンとエリオット・ステラーによって造られました。これは、繰り返しまたは長期にわたる慢性ストレスの結果として生じる、変動または亢進した神経または神経内分泌反応への慢性的な曝露の生理学的結果を表しています。

アロスタティック負荷とは、個人が繰り返しまたは慢性的なストレスにさらされることで蓄積される「身体の消耗」を意味します。^[1] この用語は、1993年にMcEwenとStellarによって造られました。^[2]

この用語は、刺激に対する内部感覚の予測的調節または安定化が脳に起因するとされるアロスタシスの調節モデルの一部です。 ^[3]アロスタシスは、身体の恒常性を調節して身体への生理学的影響を軽減します。 ^{[4] [5]}予測的調節とは、脳がニーズを予測し、それが生じる前にそれを満たす準備をする能力を指します。^[3]

効率的な制御には不確実性の低減も含まれる。人間は本来、驚きを嫌う性質を持っている。そのため、人間は常に将来の結果の不確実性を低減しようと努めており、アロスタシスはニーズを予測し、事前にそれを満たす方法を計画することでこれを可能にする。^[6]しかし、これを行うには脳のかなりのエネルギーが必要であり、不確実性を解決できない場合、状況は慢性化し、アロスタシス負荷の蓄積につながる可能性がある。^[6]

アロスタティック負荷の概念は、「神経内分泌、心血管、神経エネルギー、感情の反応が持続的に活性化され、冠状動脈と脳動脈の血流の乱れ、高血圧、動脈硬化、認知機能障害、抑うつ気分が病気の進行を加速させる」としています。^{[6]継続的に活性化された}ストレス反応の長期にわたる影響はすべて、アロスタティック負荷と呼ばれます。アロスタティック負荷は、脳の構造と全身の病態生理学を永久的に変化させる可能性があります。^{[6] [7]}

アロスタティック負荷は生物が将来不確実性に対処する能力を最小限に抑えます。^[6]

McEwen と Wingfield は、原因と結果が異なる 2 種類のアロスタティック負荷を提案しています。

タイプ 1 アロスタシス負荷は、エネルギー需要が供給を上回った場合に発生し、緊急ライフ ヒストリー ステージが活性化されます。これにより、動物は正常なライフ ヒストリー ステージからアロスタシス負荷を減らして正のエネルギー バランスを取り戻す生存モードに移行します。摂動が過ぎ去ると、通常のライフ サイクルを再開できます。タイプ 1 アロスタシスに至る典型的な状況は、飢餓、冬眠、重篤な病気です。注目すべきは、重篤な病気の生命を脅かす結果は、アロスタシス負荷の原因と結果の両方である可能性があることです。^{[8] [9] [10]}

タイプ 2 アロスタティック負荷は、十分な、あるいは過剰なエネルギー消費が、社会的葛藤やその他の社会的機能不全を伴うことで生じます。後者は、人間社会や、飼育下の動物に影響を及ぼす特定の状況に当てはまります。いずれの場合も、グルココルチコステロイドの分泌や、自律神経系、中枢神経系神経伝達物質、炎症性サイトカインなどのアロスタシスの他のメディエーターの活性は、アロスタティック負荷とともに増減します。アロスタティック負荷が慢性的に高い場合、病理が発症する可能性があります。タイプ 2 アロスタティック過負荷は逃避反応を引き起こさず、学習と社会構造の変化を通じてのみ対抗できます。^[11]

どちらのタイプのアロスタティック負荷もコルチゾールとカテコールアミンの放出増加と関連しているが、甲状腺恒常性には異なる影響を及ぼし、甲状腺ホルモンであるトリヨード チロニンの濃度はタイプ1アロスタシスでは低下し、タイプ2アロスタシスでは上昇する。^[10]これは、タイプ2アロスタティック負荷と甲状腺機能の設定値の相互作用から生じる可能性がある。^[12]

特殊な状況では、タイプ1とタイプ2の両方のアロスタティック負荷が混在する場合があります。例としては、疲労困憊する運動や南極の環境への適応などがあります。^{[10] [13]}

アロスタティック負荷は、一般的に、神経内分泌系、心血管系、免疫系、代謝系に関連するバイオマーカーを中心に、いくつかの臓器や組織にかかる累積的な負担の指標の複合指数によって測定されます。^[14]

アロスタティック負荷の指標は研究によって多様であり、異なるバイオマーカーやアロスタティック負荷指数を組み立てる異なる方法を使用して、異なる方法で評価されることがよくあります。アロスタティック負荷は人間に特有のものではなく、非ヒト霊長類の慢性または頻繁なストレスの生理学的影響を評価するためにも使用できます。^[14]ラット累積アロスタティック負荷測定（rCALM）は、げっ歯類のアロスタティック負荷のマーカーです。^[15]

内分泌系では、ストレスの増加または反復により、HPA軸の活性化に関連するホルモンであるコルチコトロピン放出因子（CRH）のレベルが上昇します。^[5]視床下部-下垂体-副腎軸は、体全体の炎症反応の修正を担う中枢ストレス反応システムです。ストレスレベルが長期化すると、午前中のコルチゾールレベルが低下し、午後に上昇し、長期的には毎日のコルチゾールの分泌量が増加し、血糖値が上昇します。

神経系では、慢性的に長期にわたるストレスが構造的および機能的な異常を引き起こします。ストレスレベルが上昇すると、ニューロンの樹状突起が短くなります。したがって、樹状突起が短くなると注意力が低下します。^[5]慢性的なストレスは、神経系における未学習の恐怖に対する反応の増大や恐怖条件付けも引き起こします。^[16]

免疫システムでは、慢性的なストレスレベルの上昇が炎症の上昇につながります。炎症レベルの上昇は、交感神経系の継続的な活性化によって引き起こされます。^[5]細胞性獲得免疫の障害も、慢性的なストレスによる免疫システムの障害を引き起こす要因です。^[5]

Rパッケージpscore ^[17]は、メタボリックシンドローム症状スコア（MSSS）とアロスタティック負荷の生理学的要素の簡略化された自動計算と統計的評価のための機能を提供します。

アロスタシス負荷に最も大きく寄与するのは、脳に対するストレスの影響である。アロスタシスは恒常性を達成するのに役立つシステムである。^[18]恒常性は生理学的プロセスの調節であり、それによって体内のシステムは体の状態と外部環境に反応する。^[18]アロスタシスとアロスタシス負荷の関係は、予期の概念である。予期はメディエーターの出力を促進することができる。メディエーターの例には、ホルモンやコルチゾールがある。このようなメディエーターの量が多すぎると、アロスタシス負荷が増加し、不安や予期につながる。^[18]

アロスタシスとアロスタティック負荷は、喫煙、アルコール摂取、不健康な食事、運動不足など、健康を促進する行動と健康を損なう行動の量に関連しています。^[18]

3 つの生理学的プロセスにより、アロスタティック負荷が増加します。

1. 頻繁なストレス: ストレスに対する反応の大きさと頻度が、身体に影響を及ぼす恒常性負荷のレベルを決定します。
2. シャットダウンの失敗: ストレスが加速し、体内のレベルが正常レベルを超えたときに、身体がシャットダウンできない状態 (例: 血圧の上昇)。
3. 不適切な反応: 身体システムが刺激に反応できない状態。たとえば、内因性グルココルチコイド反応が不十分なために炎症が過剰に発生する状態など。

恒常性の重要性は、身体にかかるストレス レベルを調節して、恒常性負荷を軽減することです。

アロスタシスの機能不全はアロスタシス負荷の増加を引き起こし、時間の経過とともに病気につながる可能性があり、時にはアロスタシスによって制御されていた問題の代償不全を伴うことがあります。アロスタシス負荷の影響は体内で測定できます。洗練された分析方法を使用してアロスタシス負荷指数の形で表にすると、あらゆる種類のストレスが体に及ぼす生涯にわたる累積的な影響を示すことができます。^[19]

タイプ1のアロスタティック負荷は、エネルギー、グルタチオン、およびいくつかの主要栄養素の絶対的な欠乏に対する適応反応を表します。また、予測反応（例：冬眠、感染症、うつ病）も含まれます。^{[8] [9] [10]}

タイプ 2 アロスタティック負荷は、エネルギー需要と供給の予期される不一致から生じます。これは、低い社会経済的地位、人生の大きな出来事、環境ストレスなどの心理社会的ストレスによって引き起こされます。^[19]この関連性は、心理社会的トラウマ、社会的不利、差別にさらされた被験者の心血管疾患や、肥満、糖尿病、高血圧、精神病などの慢性疾患のリスク増加を説明しています。^{[3] [20]}社会文化的メカニズムは、社会的に不利な立場にある人口層で劣る傾向がある医療の質においても格差を永続させることによって、この関係を強める傾向があります。^{[21] [22]}

ストレス体験の蓄積により、個人の対処能力を超える神経または神経内分泌反応の変動に慢性的にさらされる場合、その結果はアロスタティック負荷であると考えられます。^{[23] [24]}アロスタティック負荷の原因となる要因には、慢性ストレスによる継続的な生理学的覚醒、不適切な対処メカニズム、ストレス要因の完了後も続くストレス反応、およびストレス要因に対する不十分なアロスタティック反応が含まれます。^[25]典型的なアロスタティック反応は、ストレス要因によって開始され、その後、ストレス要因の持続時間中継続し、ストレス要因が終了すると停止します。アロスタティック負荷とは、ストレス要因と不適応反応が蓄積され、ストレス反応が終了しない極端な状態を引き起こす可能性があるものです。^[26]

幼少期の逆境（虐待、ネグレクトなど）の長期的な影響は、成人期のアロスタティック負荷のリスク増加を含め、永続的な影響を及ぼすことが示されています。^[27]種類に関係なく、成人期の差別とアロスタティック負荷の間には関連性があることが判明しています。^[28]不健康な食習慣や肥満、身体活動不足、薬物使用、睡眠不足などの健康リスク行動も、アロスタティック負荷の危険因子であると考えられています。^[29]

視床下部-下垂体-副腎系（HPA）および自律神経系の長期にわたる活性化は、生物学的健康に悪影響を及ぼす可能性がある。同様に、ストレスの重要な結果である神経構造の構造的リモデリング（例えば、細胞核から細胞表面までの細胞および分子プロセス）がストレス要因の終了後も継続すると、体はもはや恒常性を維持できなくなり、長期にわたるストレス反応は悪影響を及ぼす。^[26]人体は、アロスタシス機構を利用して恒常性を維持するように自己調節するが、ストレス要因の終了後も長期にわたるストレス反応が続くと、これらのシステムの機能不全につながる。^{[29] [26]}

アロスタティック負荷の増加は重大な健康被害をもたらす。いくつかの研究では、アロスタティック負荷と冠状動脈性心疾患の発症率^[30]、心血管の健康の代替マーカー^{[31] [32] [33] [34]}、および原因別死亡率と全原因死亡率を含むハードエンドポイント^{[35] [36]}との強い関連性が実証されている。アロスタティック負荷と罹患率および死亡率を結び付けるメディエーターには、自律神経系の機能^{[37] 、} サイトカイン、ストレスホルモン（例、カテコールアミン^{[38] [39]} 、コルチゾール^{[40] [41] [42] [43]}、甲状腺ホルモン）^[44]がある。アロスタティック負荷の生物学的影響には、認知機能と身体機能の両方への影響が含まれ、前頭前野、海馬、扁桃体が特に影響を受ける可能性がある領域である。^[45]

高アロスタティック負荷を軽減し管理するためには、個人は構造的要因（社会環境、医療へのアクセスなど）と行動的要因（慢性疾患につながる可能性のある食事、身体的健康、喫煙など）に注意を払う必要がある。^[4]

社会経済的地位（SES）の低さはアロスタティック負荷に影響を与えるため、低SESの原因に焦点を当てることでアロスタティック負荷のレベルを下げることができるかもしれません。社会の二極化、物質的剥奪、健康に対する心理的要求を減らすことは、アロスタティック負荷の管理に役立ちます。^[46]コミュニティと社会環境からのサポートは、高いアロスタティック負荷を管理することができます。^[46]さらに、健康的な食事や定期的な運動など、幅広いライフスタイルの変化を網羅する健康的なライフスタイルは、アロスタティック負荷を減らす可能性があります。^[47]政府からの財政援助を強化することで、人々はコントロールを獲得し、心理的健康を改善できます。^[46]健康の不平等を改善すると、身体への高いアロスタティック負荷が軽減され、ストレスレベルが低下し、健康が改善されます。^[46]

介入には、睡眠の質と量の促進、社会的支援、自尊心と幸福感、食生活の改善、アルコールや薬物摂取の回避、身体活動への参加などが含まれます。^[48]より清潔で安全な環境を提供し、高等教育へのインセンティブを与えることで、ストレスの可能性が減り、精神的健康が大幅に改善され、その結果、高アロスタティック負荷の発症が減少します。^[48]

アロスタティック負荷は、性別、年齢、個人の社会的地位によって異なります。個人の生涯のさまざまな時期に保護因子を実施することで、ストレスを軽減し、長期的にはアロスタティック負荷の発症をなくすことができます。^[4]保護因子には、親子の絆、教育、社会的支援、健康的な職場、人生や選択に対する意味の感覚、^[48]および一般的な肯定的な感情が含まれます。^[4]

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