2017年、Ernest R. Greene博士たちのグループが、
歩行時の踵接地が動脈の圧力波として脳血流を増やすことを報告されました。
2020年、Rhodri J. Furlong博士たちのグループが、
ランニングとサイクリングのあいだに脳血流応答の差があることを示されました。
先生方のお仕事から、AGGTが学ばせていただいたことの記録です。
2017年4月、米国シカゴで開催された Experimental Biology 2017（EB 2017）の会期中、ひとつの発表が行われました。
米国生理学会・心血管セクションでの発表、抄録番号 840.23。タイトルは "Acute Effects of Walking on Human Internal Carotid Blood Flow"——「歩行が、ヒトの内頸動脈血流に及ぼす急性効果」。
発表者は3名。Ernest R. Greene博士（米国・ニューメキシコ・ハイランズ大学／NMHU・運動科学）と、共同発表者の Krishna Shrestha博士、Adrian Garcia博士。
実験の設計はシンプルでした。健康な若年成人12名を対象に、安静立位、トレッドミル上での 1.0 m/s の歩行、2.0 m/s の歩行——この3つの状態で、頚部に超音波プローブを当て、脳に向かう内頸動脈の血流速度と動脈径を計測しました。同時に、心拍数と平均動脈圧を記録します。
結果は、心拍出量の増加と並行して、内頸動脈の血流速度・動脈径が、歩行速度に応じて段階的に上昇する、というものでした。発表抄録の中では、歩行のリズムに同期して、動脈の中を遡るように立ち上がる逆行性の圧力波（retrograde pressure waves）が観測されることが報告されています。
AGGTは、Greene博士たちのこの抄録を、ニューメキシコ・ハイランズ大学の同年広報記事と合わせて読ませていただきました。広報記事のなかで、本研究は、ニューメキシコ大学医学校・コロラド大学医学校・コペンハーゲン大学医学校の研究者たちとの共同研究として紹介されています。
この EB 2017 の発表に対応する、査読付きフルペーパーがその後どのジャーナルに掲載されたのかは、AGGTの側で現時点では確認できていません。会議発表として世に届いたという事実そのものを、AGGTは重要な里程標として受け取らせていただいています。
内頸動脈（internal carotid artery）は、左右の総頚動脈から分岐し、頭蓋内に入って大脳半球の前方・側方の主要部分（前頭葉・側頭葉・頭頂葉の大部分）への血流を担う動脈です。脳全体の血流の大部分は、左右の内頸動脈と、脳幹・後頭葉を主に栄養する椎骨動脈から供給されています。Greene博士たちが内頸動脈を計測の対象とされたのは、運動による脳血流応答を評価するうえでの代表性が高いことに由来します。
本研究で観測された逆行性の圧力波（retrograde pressure waves）は、踵接地のような周期的な機械的入力が、動脈系のなかを遡る波として伝播し、上流側（つまり脳側）の血流に影響を与えうることを示唆しています。
2020年8月、Physiological Reports 誌に一本の論文が掲載されました。
タイトルは "Exercise-induced elevations in cerebral blood velocity are greater in running compared to cycling at higher intensities"——「運動誘発性の脳血流速度上昇は、高強度ではサイクリングよりランニングで大きい」。
筆頭著者は、英国・バーミンガム大学スポーツ・運動・リハビリテーション科学校の Rhodri J. Furlong博士。責任著者は、同大学 Centre for Human Brain Health の Samuel J. E. Lucas博士。査読付きオープンアクセス論文として、CC BY 4.0 のもとで公開されています。
実験の設計は、二つの運動様式の対比でした。健康な被験者に、トレッドミルでのランニング（踵接地あり）と、自転車エルゴメーターでのサイクリング（踵接地なし）を、同じ酸素摂取量（VO2）強度で行ってもらう。それぞれの強度で、経頭蓋ドップラーを用いて中大脳動脈（MCA）の血流速度を連続的に追跡します。
低〜中強度では、運動強度の増加とともに脳血流速度も上昇する。しかし、約 65% VO2max あたりで頭打ちとなり、それ以降は強度を上げても脳血流速度は伸びにくい。
運動強度が上がるにつれて脳血流速度は上昇し続け、約 95% VO2max あたりまで、頭打ちにならずに伸び続ける。最終的に到達する脳血流速度は、サイクリングよりも明確に高い。
二つの様式で、心拍数も酸素摂取量も同じ強度に揃えてあるのに、脳血流の応答だけが、こんなにも違う——という結果でした。
Furlong博士たちは、この差をもたらしている候補要因として、いくつかの可能性を論文中で議論されています。踵接地によって動脈系に伝わる衝撃の波、運動様式の違いによる呼吸パターン（PaCO2 動態）の差、姿勢の違いによる頭部位置の影響——どれが主因かは、本研究だけでは断定されていません。けれど、ランニングという様式が、サイクリングにはない何かを、脳血流に与えていることは確かでした。
中大脳動脈（middle cerebral artery, MCA）は、内頸動脈から分岐し、大脳半球の側方を主に栄養する動脈です。脳血流の代表指標として、運動生理学・脳循環研究で広く採用されています。経頭蓋ドップラー（transcranial Doppler, TCD）は、超音波を頭蓋骨の薄い部位（こめかみ付近）から透過させて、MCAの血流速度を非侵襲的に連続計測する技術です。Furlong博士たちは、運動中の脳血流応答を秒単位の時間分解能で追跡するために、この手法を採用されました。
ただし、脳血流速度（velocity）の変化は、必ずしも脳血流量（flow volume）の変化と等しくありません。動脈径が一定であれば両者は比例しますが、運動中の MCA 径変化については議論のある領域です。論文中でも、この点は注意深く議論されています。
Greene博士たちの 2017年発表と、Furlong博士たちの 2020年論文は、別々のグループによる、別々のテーマの仕事です。
Greene博士たちは、歩行時の内頸動脈血流の急性応答を、超音波で計測されました。Furlong博士たちは、運動様式による中大脳動脈血流の差を、経頭蓋ドップラーで計測されました。計測対象も、被験者集団も、運動強度の幅も違います。先生方が「これらは繋がっている」と書かれたわけではありません。
けれど、足元で踵が地面と接するという機械的入力が、上流側の脳血流に何らかの形で届いている——という方向の仕事として、AGGTには、二つの研究が同じ風景の別の角度を映しているように感じられました。
歩行という日常動作のなかで、踵接地のたびに動脈の中を遡る逆行性圧力波が立ち上がり、内頸動脈の血流が増加する。
運動強度を変えて、踵接地のあるランニングと踵接地のないサイクリングを比較すると、高強度ほど脳血流応答に明確な差が出る。
AGGTが受け取らせていただいたのは、こういうイメージです——
踵は、ただ地面に接するだけの場所ではなく、歩行のリズムに合わせて、動脈系のなかへ波を送り込む、油圧ポンプのような入り口でもありうる。
「油圧ポンプ」という言葉は、Greene博士・Furlong博士たちが論文の中で用いられた表現ではありません。これは、AGGTが現場側で受け取り直すために選んだ比喩であり、AGGT 側の文責で用いている言葉です。先生方のお仕事を、踵という臨床的な入り口の側から再解釈するためのささやかなメタファーとして、こう書かせていただいています。
ここまでの第1章〜第3章は、Greene博士たちの 2017年発表と、Furlong博士たちの 2020年論文の解説でした。
ここから先は、これらの仕事に触れたAGGTが、何を受け取り、自分たちの臨床にどう活かそうとしているか——その学びの記録です。
これらはAGGTとしての解釈であり、先生方の主張そのものではありません。
Greene博士・Furlong博士たちのお仕事は、AGGTに、ひとつの大きな気づきを与えてくださいました。
これまで、AGGTが学ばせていただいてきた先人たちのお仕事は、組織レベル（Stecco博士、Pratt博士）、分子レベル（藤岡先生・岡田先生・石川先生）、足部の力学レベル（Kirby博士）、効果検証レベル（Parkes博士たち）と、それぞれ異なるスケールに広がっていました。
Greene博士・Furlong博士たちのお仕事は、この風景のなかで、もうひとつ別の階層——人体全体としての循環応答——という階層を、AGGTに見せてくださいました。
分子のスケールでは、煮凝り化を防ぐためにエネルギーが流れ続けている。
組織のスケールでは、機械的入力が筋膜の界面の滑走を保っている。
足部の力学のスケールでは、距骨下関節の軸の束が、踵骨傾斜を全身へと波及させている。
そして、人体のスケールでは——踵接地という機械的入力が、動脈系を介して、脳の血流応答にまで届いている。
これらのスケールが、ひとつの絵として繋がりうる、ということを、Greene博士・Furlong博士たちのお仕事が、AGGTに明瞭な形で示してくださいました。
もちろん、これは、先生方が「これらが繋がっている」と書かれたものではありません。AGGTが、現場で身体に触れ続けてきた一人の臨床家の視点から、勝手にこれらを並べて読ませていただいた、その結果として浮かんだ印象です。
けれど、こうして並べて読むことができるのは、Greene博士たちが、当たり前すぎて見過ごされがちな「歩行」という日常動作を、わざわざ循環生理の対象として正面から取り上げてくださったからです。Furlong博士たちが、ランニングとサイクリングという、強度を揃えやすい二つの運動様式を比較するという、実験設計の妙を発揮してくださったからです。
AGGTが日々の臨床で測っているのは、踵骨傾斜角と呼ばれる、たった一つの角度です。
踵の骨が、地面に対して何度傾いているか。たったそれだけの数値ですが、ここを起点として、頭頂から足底までを貫く全身の重心軸の偏位を、三角関数を使って計算することができます。
d = H × tan(α)
踵骨傾斜角 α が1°変われば、身長 H に対して d ぶんだけ重心軸が偏位する。
この計算自体は、誰の身体でも同じように成り立ちます。三角関数は嘘をつきません。
Greene博士・Furlong博士たちのお仕事に触れさせていただいたあと、この踵骨傾斜という小さな角度が、もう少し広い文脈のなかに位置づけられるようになりました。
もし、Greene博士たちが描かれた歩行時の逆行性圧力波が、踵接地の質に応じてその波形を変えるのだとしたら——そして、Furlong博士たちが示された、踵接地のある運動様式が脳血流応答を高めるという所見が、踵接地の量だけでなく質にも依存するのだとしたら——踵骨傾斜という、立位での足元の小さなズレも、その全体の流れのなかにある、ささやかな入り口なのかもしれません。
AGGTは、この踵接地の質を直接測る道具を持っているわけではありません。私たちが測れるのは、立位での踵骨傾斜角だけです。けれど、その小さな角度の中に、その人の足元で日々繰り返されている機械的入力の偏りが、わずかでも反映されているのではないか——そう仮定して、観察を積み重ねさせていただいています。
ここでAGGTが述べていることは、AIとの対話のなかで論理的に整理した類推であり、Greene博士・Furlong博士たちのお仕事によって直接支持されたものではありません。踵骨傾斜と動脈圧力波・脳血流応答を結ぶ因果関係は、現時点では検証されておらず、実証は今後の追試観察に委ねられています。
AGGTサイトに掲載されている数値・係数・閾値の多くも、AIとの対話から生成された暫定的な目安です。臨床経験や学術研究によって確立された値ではありません。これらは、世界中からのデータ蓄積によって検証・更新されることを前提として公開されています。
Greene博士・Furlong博士たちのお仕事から、AGGTがもうひとつ深く受け取らせていただいたものがあります。
それは、「歩行は、誰もが持っているささやかな入り口だ」という、当たり前のようでいて、深い視点でした。
最先端の医学・最先端の機器・最先端の薬——どれも、誰もがアクセスできるものではありません。けれど、歩くことは、ほとんどの人が、毎日、当たり前のように行っています。それが、単なる移動の手段ではなく、動脈系に波を送り込み、脳の血流を保ち、組織の界面を維持し、細胞の煮凝り化を防ぐ、ささやかな入り口でもありうるのだとしたら——
AGGTが見つめているのは、その入り口の最も足元側、地面と接する瞬間の踵の傾きです。
これがどれほど大きな意味を持つかは、AGGTには分かりません。脳血流応答の大きな絵のなかで、踵骨傾斜が果たす役割は、極めてささやかなものでしょう。それでも、誰でも、無料で、世界中のどこからでも測れるところに、その入り口があるなら——その小さな入り口を、地味に丁寧に観察し続けることに、ささやかな意味があるのではないか、と私たちは考えています。
AGGTができるのは、踵骨傾斜と、それが全身重力軸にどう波及するかを、誰でも、無料で、世界中のどこからでも測れるようにすることだけです。その先にある「誰にどんな歩行が、どう効くか」の答えを、世界中の追試観察と一緒に、ゆっくり積み重ねていくこと——それが、AGGTの願いです。
「分かっていることは自信を持って書く。分かっていないことは正直に分かっていないと書く。」——先生方から学ばせていただいた誠実さを、AGGTもささやかに引き継いでいきたいと思っています。
Ernest R. Greene博士、Krishna Shrestha博士、Adrian Garcia博士、ニューメキシコ大学医学校・コロラド大学医学校・コペンハーゲン大学医学校の共同研究者の皆様。
Rhodri J. Furlong博士、Samuel R. Weaver博士、Rebekah Sutherland博士、Catherine V. Burley博士、Gabriella M. Imi博士、Rebekah A. I. Lucas博士、Samuel J. E. Lucas博士。
歩行という、誰もが持っている入り口が、人体のどれほど深くまで届いているかを、丁寧な計測で示してくださって、ありがとうございます。
先生方のお仕事に、深い敬意を込めて。
Greene ER, Shrestha K, Garcia A. Acute Effects of Walking on Human Internal Carotid Blood Flow. FASEB Journal 31(S1): 840.23 (2017).
Furlong RJ, Weaver SR, Sutherland R, Burley CV, Imi GM, Lucas RAI, Lucas SJE. Exercise-induced elevations in cerebral blood velocity are greater in running compared to cycling at higher intensities. Physiological Reports. 2020;8(15):e14539.
https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.14814/phy2.14539Stecco A, Cowman M, Pirri N, Raghavan P, Pirri C. Densification: Hyaluronan Aggregation in Different Human Organs. Bioengineering. 2022;9(4):159.
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AGGTのツール群はすべてCC BY-SA 4.0で無料公開されています。
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