筋萎縮

筋萎縮とは、骨格筋量の減少を指します。これは、運動不足、加齢、栄養失調、薬剤、あるいは筋骨格系や神経系に影響を与える様々な怪我や病気によって引き起こされる可能性があります。筋萎縮は筋力低下を招き、身体障害の原因となります。

不使用は急速な筋萎縮を引き起こし、多くの場合、四肢の固定や安静を必要とする怪我や病気の際に発生します。不使用の期間と個人の健康状態によっては、運動によって完全に回復する可能性があります。栄養失調はまず脂肪の減少を引き起こしますが、長期にわたる飢餓では筋萎縮へと進行する可能性があり、栄養療法によって回復させることができます。一方、悪液質は癌などの基礎疾患によって引き起こされる消耗症候群であり、劇的な筋萎縮を引き起こし、栄養療法によって完全に回復させることはできません。サルコペニアは加齢に伴う筋萎縮であり、運動によって進行を遅らせることができます。最後に、筋ジストロフィーやミオパチーなどの筋肉の疾患、および脊髄損傷や脳卒中などの神経系の損傷も筋萎縮を引き起こす可能性があります。したがって、筋萎縮は通常、それ自体が疾患ではなく、疾患における所見（徴候または症状）です。しかし、筋萎縮症候群の中には、脊髄性筋萎縮症など、臨床症候群としてだけでなく、疾患スペクトラムや疾患実体として分類されるものもある。

筋萎縮は、タンパク質合成とタンパク質分解のバランスの崩れによって引き起こされますが、そのメカニズムは完全には解明されておらず、原因によっても異なります。高度な画像診断によって筋量減少を定量化することは可能ですが、実際にはあまり行われていません。治療は根本原因によって異なりますが、多くの場合、運動と適切な栄養摂取が含まれます。アナボリック剤は一定の効果を示す場合もありますが、副作用のためあまり使用されません。現在、多くの治療法やサプリメントが研究されていますが、臨床現場で利用できる治療選択肢は限られています。筋萎縮の影響と治療選択肢の少なさを考慮すると、怪我や病気の際には、不動状態を最小限に抑えることが非常に重要です。

筋肉萎縮の典型的な兆候は、除脂肪筋肉量の減少です。この変化は、肥満、脂肪量の変化、または浮腫のために検出が困難な場合があります。体重、四肢またはウエスト周囲径の変化は、筋肉量の変化の信頼できる指標ではありません。^{[ 1 ]}

主な症状は筋力低下の増加であり、どの筋肉が影響を受けるかによって、身体的な作業を行うことが困難または不可能になる場合があります。体幹または脚の筋肉の萎縮は、座った状態から立ち上がること、歩くこと、階段を上ることが困難になり、転倒が増える可能性があります。喉の筋肉の萎縮は嚥下困難を引き起こし、横隔膜の萎縮は呼吸困難を引き起こす可能性があります。筋肉の萎縮は無症状の場合もあり、かなりの量の筋肉が失われるまで気づかれないことがあります。^{[ 2 ]}

骨格筋は、アミノ酸、クレアチン、ミオグロビン、アデノシン三リン酸の貯蔵場所として機能し、需要が高いときや供給が少ないときにエネルギー生産に使用できます。代謝需要がタンパク質合成よりも大きい場合、筋肉量は減少します。^{[ 3 ]}多くの疾患や状態が、疾患自体または疾患に関連した食欲の変化（ COVID-19による味覚喪失など）によって、この不均衡を引き起こす可能性があります。筋萎縮の原因には、不動、加齢、栄養失調、特定の全身性疾患（癌、うっ血性心不全、慢性閉塞性肺疾患、AIDS、肝疾患など）、神経脱失、内在性筋疾患、または薬剤（グルココルチコイドなど）が含まれます。^{[ 4 ]}

内在筋疾患

筋ジストロフィー、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、封入体筋炎などの筋疾患は、筋萎縮を引き起こす可能性がある。^{[ 14 ]}

筋萎縮は、タンパク質合成とタンパク質分解の正常なバランスの崩れによって起こります。これには、完全には解明されていない複雑な細胞シグナル伝達が関与しており、筋萎縮は複数の要因が複合的に作用した結果であると考えられます。^{[ 20 ]}

ミトコンドリアの機能は骨格筋の健康にとって非常に重要であり、ミトコンドリアレベルでの有害な変化は筋萎縮の一因となる可能性がある。^{[ 21 ]}不使用による筋萎縮では、ミトコンドリアの密度と質の低下が常にみられる。^{[ 21 ]}

ATP依存性ユビキチン/プロテアソーム経路は、筋肉におけるタンパク質分解のメカニズムの一つである。この経路では、特定のタンパク質がユビキチンと呼ばれる小さなペプチドによって分解対象として標識され、プロテアソームによる認識が可能になり、タンパク質が分解される。^{[ 22 ]}

筋萎縮のスクリーニングは、多くの診断基準が提案されているものの、確立された診断基準が不足しているため制限されている。サルコペニアや悪液質などの他の疾患の診断基準を用いることができる。^{[ 3 ]}これらの症候群は、スクリーニング質問票でも特定できる。

筋肉量と変化は、 CTスキャンや磁気共鳴画像法（MRI）などの画像検査で定量化できます。尿中尿素などのバイオマーカーは、急速な筋肉減少の状況下で筋肉量の減少を概算するために使用できます。^{[ 23 ]}他のバイオマーカーは現在研究中ですが、臨床現場では使用されていません。^{[ 3 ]}

筋萎縮は治療によって遅らせたり、予防したり、場合によっては回復させたりすることができる。治療アプローチには、筋肥大を誘発するシグナル伝達経路に影響を与えたり、筋分解を遅らせたりすること、栄養状態を最適化することなどが含まれる。^{[ 24 ]}

身体活動は筋肉に大きな同化刺激を与え、筋萎縮を遅らせたり逆転させたりするための重要な要素です。^{[ 3 ]}理想的な運動の「投与量」についてはまだ不明です。抵抗運動は高齢者の筋萎縮を軽減するのに有益であることが示されています。^{[ 25 ] [ 26 ]}対麻痺などの身体的制限により運動できない患者には、機能的電気刺激を使用して外部から筋肉を刺激することができます。^{[ 27 ]}

筋肉の萎縮を防ぐには、十分なカロリーとタンパク質が不可欠です。タンパク質の必要量は代謝因子や疾患の状態によって大きく異なる可能性があるため、高タンパク質のサプリメントが有益となる場合があります。^{[ 3 ]}タンパク質または分岐鎖アミノ酸、特にロイシンのサプリメントは、筋肉合成を刺激し、タンパク質の分解を阻害することができ、サルコペニアや悪液質による筋肉の萎縮について研究されています。^{[ 3 ] [ 28 ]}ロイシンの代謝物であり、栄養補助食品として販売されているβ-ヒドロキシβ-メチル酪酸（HMB）は、ヒトのいくつかの筋肉の消耗状態、特にサルコペニアにおける筋肉量の減少を防ぐのに有効であることが実証されています。^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} 2015年に発表された7つのランダム化比較試験のメタ分析に基づくと、HMBのサプリメントは高齢者の除脂肪筋肉量を維持する治療法として有効です。^{[ 31 ]}さまざまな集団におけるHMBの筋力と機能への正確な影響を決定するには、さらなる研究が必要である。^{[ 31 ]}

重度の筋萎縮症の場合、メタンジエノンなどのアナボリックステロイドが治療薬として投与されることがあるが、副作用によって使用が制限される。選択的アンドロゲン受容体モジュレーターと呼ばれる新しい種類の薬剤が有望な結果とともに研究されている。これらは副作用が少なく、筋肉や骨組織の成長と再生を促進する。これらの効果は、より大規模な臨床試験で確認される必要がある。^{[ 32 ]}

筋萎縮の結果は、根本的な原因と患者の健康状態によって異なります。高齢者や悪液質を引き起こすことが多い疾患を持つ人など、筋萎縮を起こしやすい集団では、不動状態やベッドレストによって著しい筋萎縮が生じ、機能的転帰に影響を及ぼします。高齢者では、これはしばしば生物学的予備能の低下とストレス要因に対する脆弱性の増加につながり、「フレイル症候群」として知られています。^{[ 3 ]}除脂肪体重の減少は、感染リスクの増加、免疫力の低下、創傷治癒の不良にも関連しています。筋萎縮に伴う筋力低下は、転倒、骨折、身体障害、施設介護の必要性、生活の質の低下、死亡率の増加、医療費の増加のリスクを高めます。^{[ 3 ]}

哺乳類の不活動と飢餓は骨格筋の萎縮を引き起こし、筋細胞の数とサイズが小さくなり、タンパク質含有量も低下します。^{[ 33 ]}人間の場合、ベッドレストや宇宙飛行士が宇宙を飛行する場合のように、長期間の不動状態は筋力低下と萎縮を引き起こすことが知られています。このような結果は、キンイロジリスやコウモリなどの小型の冬眠哺乳類でも見られます。^{[ 34 ]} 人間が引き起こした萎縮の顕著な例は、精神的な献身として何十年も腕を上げ続けたインドのサドゥー、アマール・バラティに見られます。その結果、重度の筋萎縮と四肢の機能喪失が生じました。

クマはこの規則の例外です。クマ科の種は、冬眠によって冬の低温や限られた栄養摂取といった不利な環境条件を生き延びる能力で有名です。その間、クマは一連の生理学的、形態学的、行動的変化を経験します。^{[ 35 ]} 不使用中に骨格筋の数と大きさを維持する能力は非常に重要です。

冬眠中、クマは4～7か月間活動を停止し、食欲不振になりますが、筋肉の萎縮やタンパク質の損失は起こりません。^{[ 34 ]}筋肉組織の維持にはいくつかの既知の要因が寄与しています。夏の間、クマは栄養の豊富さを利用して筋肉タンパク質を蓄積します。冬眠時のタンパク質バランスは、冬の間タンパク質の分解レベルが低いことによっても維持されます。^{[ 34 ]} 不動時には、クマの筋肉の萎縮は、循環中に放出されるタンパク質分解阻害剤によっても抑制されます。^{[ 33 ]} 冬眠中のクマの筋力の維持に寄与するもう1つの要因は、休眠中の周期的な随意収縮と震えによる不随意収縮の発生です。^{[ 36 ]} 1日に3～4回の筋肉活動のエピソードが、冬眠中のクマの筋力と反応性の維持に寄与しています。^{[ 36 ]}

筋萎縮は、筋萎縮に対する治療介入の効果を研究するために、前臨床モデル（マウスなど）で誘発することができます。食事制限、すなわちカロリー制限は、2週間以内に筋肉量の著しい減少を引き起こし、筋肉量の減少は栄養介入によって回復させることができます。^{[ 37 ]}マウスの後肢の片方を固定すると、同様に筋萎縮が起こり、筋肉量と筋力の両方の減少が特徴となります。食事制限と固定はマウスモデルで使用でき、ヒトのサルコペニアに関連するメカニズムと重複することが示されています。^{[ 38 ]}

• ウィキメディア・コモンズにある筋萎縮症関連のメディア
• 米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）における筋萎縮症