2019 Volume 28 Issue 2 Pages 314-319
【はじめに】COPD患者は身体機能低下が問題視され，その原因の1つとして低栄養が考えられている．我々はCOPD患者の身体機能の経時的変化を調査し，栄養状態との関連を明らかにした．
【方法】対象は安定期COPD患者71例とした．栄養状態は％理想体重で評価し，90％未満を栄養障害有り（17例），90％以上を栄養障害無し（61例）に分類した．身体機能は6分間歩行距離（6MWD），等尺性膝伸展筋力（KES），握力 （HG） を1年毎に計2回測定し，各変化量 （Δ） を2群間で比較した．また各変化量を従属変数とした重回帰分析を行った．
【結果】身体機能の変化量はΔ6MWD，ΔKESおよびΔHG全ての項目で2群間に有意差を認めた（p＜0.05）．各Δ身体機能が従属変数の重回帰分析は各モデルで栄養状態が有意な規定因子であった（p＜0.05）．
【考察】COPD患者の身体機能変化には栄養障害の有無が関連することが明らかになった．安定期COPD管理における栄養状態の重要性が再確認された．
慢性閉塞性肺疾患（Chronic Obstructive Pulmonary Disease: COPD）患者は呼吸機能の低下により労作時の呼吸困難が助長される．これらは身体活動性の低下を招き，身体機能低下に至る負のスパイラルを形成する1,2）．そのため，呼吸リハビリテーションは身体機能の維持，改善のために重要であり，ガイドラインにおける安定期の非薬物療法として推奨されている3）．近年，COPD患者の身体機能低下を助長させる要因として，従来から報告されている呼吸機能の低下，労作時の呼吸困難および身体活動性の低下に加えて，栄養状態が注目されている4）．
COPD患者は疾患特異的な換気障害により呼吸筋のエネルギー消費量が増大する．さらに，全身性炎症疾患という疾患特性のため，炎症性サイトカインが増加し，筋蛋白の異化亢進が助長される．加えて，摂食調節因子などの内分泌ホルモンの異常により食事摂取量が減少するため，低栄養に陥ることが多い疾患の一つとして知られている4）．実際に本邦における外来COPD患者の実態調査では，Body Mass Index （BMI）＜20 kg/m2の体重減少は約30％の患者に認め，最重症度の患者では約60％と高率に体重減少を認めると報告されている5）．
以上のことから，COPD患者における身体機能低下には，栄養状態が影響する可能性が高いと考えられるが，栄養障害を有するCOPD患者の運動耐容能や筋力といった身体機能の経時的変化に関する報告はなく，その変化と栄養状態の直接の関連については明らかではない．COPD患者における身体機能の経時的変化と栄養状態の関連が明らかになれば，呼吸リハビリテーションの適応基準や介入方法を検討する一助となると考えられる．
そこで，本研究の目的はCOPD患者における身体機能の経時的変化を調査するとともに，栄養状態との関連を明らかにすることとした．
対象は，2013年4月から2016年11月の間に聖マリアンナ医科大学横浜市西部病院呼吸器内科を受診したCOPDパス利用患者のうち，1年毎に計2回身体機能評価が可能であった71名を対象とした．当院で運用しているCOPDパス（図1）は，通常地域のクリニックなどで通院，治療を受けている安定期COPD患者を，年1回聖マリアンナ医科大学横浜市西部病院にて画像評価，呼吸機能検査，身体機能評価などを用いて総合的に評価するものである．その結果をもとに，現行の治療を再検討するとともに，急性増悪時の対応策などをかかりつけ医師や患者へフィードバックすることを目的としている．よって，対象は安定期COPD患者であり，特別な内科治療や呼吸リハビリテーション，栄養指導を受けていない者が対象である．除外基準は，フォローアップ中にCOPD増悪入院歴のある者，他疾患で入院歴のある者，測定に影響を及ぼす中枢神経，運動器疾患を有する者とした．なお調査期間中の初回評価をT1，1年後に実施した2回目の評価をT2とした．
COPDパスの概要
本研究は，聖マリアンナ医科大学横浜市西部病院生命倫理委員会の承認を受けて実施し（承認番号：第369号），また，ヘルシンキ宣言に沿って本研究の趣旨，測定についての説明を加え，理解と同意を得られた者を対象とした．
2． 測定項目 ①患者背景診療録よりT1における年齢，性別，Brinkman Index，Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease（GOLD）重症度分類6）を調査した．また，呼吸機能の指標として％1秒量（％Forced Expiratory Volume in one second: ％FEV1），労作時の呼吸困難の指標としてmodifid-Medical Research Council（m-MRC）息切れスケール，Quality of Lifeの指標としてCOPD Assessment Test（CAT）を調査した．
②栄養状態本研究において重要項目である栄養状態の評価には％理想体重（％Ideal Body Weight: ％IBW）を用いた．％IBWは以下の式を用いて算出し，COPD診断と治療のためのガイドライン3）において栄養障害の存在が示唆される90％を境として，90％未満を栄養障害有り，90％以上を栄養障害無しと定義した．
％IBW（％）＝［体重（kg）/{身長（m）2×22}］×100
③身体機能身体機能は，運動耐容能の指標として6分間歩行距離（6 Minute Walking Distance: 6MWD）と，下肢筋力の指標として等尺性膝伸展筋力，上肢筋力の指標として握力を評価した．6MWDの測定は米国胸部疾患学会ステートメントガイドラインに準じて行った7）．1周 30 mの歩行路にて，検者は「6分間でできるだけ長い距離を歩いてください」と教示し，6分間の最大歩行距離（m）を測定した．次に，等尺性膝伸展筋力は，ハンドヘルドダイナモメーター（アニマ社製，μ-tas F-1）を用いて測定した．足の浮いた座位にて膝関節90度屈曲位として，下腿遠位部前面にセンサーパッドを固定し，約5秒間の最大膝伸展筋力（kgf）を測定した．左右の脚とも2回ずつ測定した最大値を採用した．最後に握力は，Jamar式握力計（PRESTONE社製，JAMAR®）を用いて測定した．座位にて肩関節屈曲外転0度，肘関節90度屈曲位，手関節回内外中間位として約5秒間の等尺性収縮を行い，筋力（kgf）を測定した．左右ともに2回ずつ測定した最大値を採用した2）．
3． 統計学的解析方法 ①身体機能の経時的変化全対象における6MWD，等尺性膝伸展筋力および握力の変化量（Δ）を以下の式を用いて算出した．また，身体機能の変化量の分布を視覚的に認識しやすくするために，対象を栄養障害の有り無しで分類し，それぞれのΔ身体機能についてヒストグラムを作成した．
Δ身体機能＝T2の身体機能－T1の身体機能
②身体機能の経時的変化と栄養状態の関連各身体機能の経時的変化に影響を及ぼす因子を明らかにするために，Δ6MWD，Δ等尺性膝伸展筋力，Δ握力を従属変数とした重回帰分析（強制投入法）を行った．その際の独立変数は，患者背景で調査した全項目，栄養状態およびT1の各身体機能を用いた．なお，栄養状態に関しては％IBWが90％以上を「0」，％IBWが90％未満を「1」と栄養障害の有無でカテゴリー変数化し投入した．
各評価項目の正規性の検定にはShapiro-Wilk検定を使用し，正規性を確認した．正規分布する指標は平均値±標準偏差，正規分布を示さない指標については中央値［四分位範囲］で表記した．全ての解析において統計学的有意水準は5％未満とし，統計解析ソフトはSPSS 12.0J for Windows（IBM社製）を使用した．
対象の患者背景を表1に，身体機能の変化量を表2に示す．全対象者の平均年齢は75.1±7.9歳，男性が61名（86％），％FEV1の平均は82.6±26.8％であった．栄養状態を示す％IBWの平均は101.3±14.4％であり，栄養障害が有る者は17例（24％）であった．
| 全対象 （n＝71） | 栄養障害無し （n＝54） | 栄養障害有り （n＝17） | p値 | |
|---|---|---|---|---|
| 患者背景 | ||||
| 年齢（歳） | 75.1±7.9 | 75.04±8.1 | 75.7±6.8 | 0.78 |
| 性別（男/女） | 61/10 | 46/8 | 15/2 | 0.72 |
| Brinkman Index | 1010［510-1060］ | 750［500-980］ | 920［738-1700］ | 0.08 |
| GOLD重症度（A/B/C/D） | 23/39/4/5 | 17/30/4/3 | 6/9/0/2 | 0.57 |
| 呼吸機能 | ||||
| ％FEV1（％） | 82.6±26.8 | 85.9±25.6 | 71.4±27.5 | 0.04 |
| 呼吸困難感 | ||||
| m-MRC息切れスケール | 1.3±1.0 | 1.3±0.9 | 1.5±1.4 | 0.58 |
| Quality Of Life | ||||
| CAT | 11.2±7.4 | 11.1±7.4 | 11.3±7.5 | 0.92 |
| 栄養状態 | ||||
| ％IBW（％） | 101.3±14.4 | 106.6±11.4 | 83.4±5.6 | ＜0.01 |
| 身体機能（Time1） | ||||
| 6MWD（m） | 361.0±96.4 | 361.2±101.4 | 347.5±91.1 | 0.62 |
| 等尺性膝伸展筋力（kgf） | 29.0±9.1 | 30.0±8.9 | 25.2±8.8 | 0.04 |
| 握力（kgf） | 29.5±8.6 | 29.2±8.9 | 29.2±8.9 | 0.99 |
平均値±標準偏差，中央値［四分位範囲］
それぞれ栄養障害あり，栄養障害なしの群間比較
GOLD: Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease
FEV1: Forced Expiratory Volume in one second
m-MRC: modifid-Medical Research Council, CAT: COPD Assessment Test
％IBW: ％ideal body weight，6MWD: 6 minutes walking distance
| 全対象 （n＝71） | 栄養障害無し （n＝54） | 栄養障害有り （n＝17） | p値 | |
|---|---|---|---|---|
| 身体機能変化量（Δ） | ||||
| Δ6MWD（m） | 19.3±70.3 | 32.3±71.1 | －22.9±46.2 | ＜0.01 |
| Δ等尺性膝伸展筋力（kgf） | －0.1±5.0 | 0.5±5.1 | －2.4±3.7 | 0.03 |
| Δ握力（kgf） | －1.0±4.2 | 0.1±4.0 | －3.5±4.5 | ＜0.01 |
平均値±標準偏差
それぞれ栄養障害あり，栄養障害なしの群間比較
6MWD: 6 minutes walking distanse
全対象患者における身体機能の変化量は，平均値でΔ6MWDが 19.3±70.3 m，Δ等尺性膝伸展筋力が－0.1±5.0 kgf，Δ握力が－1.0±4.2 kgfとわずかな変化であった．しかし，対象を栄養障害の有り無しで分類すると，各Δ身体機能の平均値は栄養障害有り，栄養障害無しの順にΔ6MWDが－22.9±46.2，32.3±71.1 m，Δ等尺性膝伸展筋力が－2.4±3.7，0.5±5.1 kgf，Δ握力が－3.5±4.5，－0.1±4.0 kgfであり，2群間で有意差を認めた（各p＜0.05，表2）．
栄養障害の有り無しで分類した各Δ身体機能のヒストグラムを図2に示す．栄養障害が無い者のうちΔ身体機能がマイナスを示した割合は，Δ6MWDが34.4％，Δ等尺性膝伸展筋力が44.4％，握力が42.5％であったのに対して，栄養障害が有る者のうちΔ身体機能がマイナスを示した割合はΔ6MWDが64.7％，Δ等尺性膝伸展筋力が70.5％，Δ握力が70.5％であった．
各身体機能変化量のヒストグラム
縦軸：変化量（Δ），横軸：対象の割合
表3に重回帰分析の結果を示す．Δ6MWDを従属変数とした場合，栄養状態 （β＝－0.32），年齢 （β＝－0.27），T1の6MWD（β＝－0.43）が有意な規定因子として抽出された（各p＜0.05，R2＝0.215）．次に，Δ等尺性膝伸展筋力を従属変数とした場合，栄養状態（β＝－0.40），年齢（β＝－0.30），T1の等尺性膝伸展筋力（β＝－0.73）が有意な規定因子として抽出された（各p＜0.05，R2＝0.240）．最後に，Δ握力を従属変数とした場合，栄養状態 （β＝－0.34），年齢 （β＝－0.30），T1の握力 （β＝－0.77）が有意な規定因子として抽出された（各p＜0.05，R2＝0.346）．
| 従属変数 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| モデル1 | モデル2 | モデル3 | ||||
| Δ6分間歩行距離（m） | Δ等尺性膝伸展筋力（kgf） | Δ握力（kgf） | ||||
| 独立変数 | 標準偏回帰係数（β） | p値 | 標準偏回帰係数（β） | p値 | 標準偏回帰係数（β） | p値 |
| 年齢（歳） | －0.27 | 0.04 | －0.30 | 0.02 | －0.30 | 0.01 |
| 性別（0＝男性，1＝女性） | －0.11 | 0.47 | －0.20 | 0.18 | －0.23 | 0.09 |
| Brinkman Index | －0.13 | 0.27 | －0.17 | 0.13 | －0.09 | 0.39 |
| ％1秒量（％） | －0.04 | 0.80 | －0.06 | 0.64 | 0.00 | 0.99 |
| m-MRC | －0.32 | 0.10 | －0.03 | 0.86 | 0.08 | 0.66 |
| CAT | －0.04 | 0.83 | －0.06 | 0.73 | －0.16 | 0.32 |
| 栄養状態（0＝％IBW≧90， 1＝％IBW＜90） | －0.32 | 0.01 | －0.40 | ＜0.01 | －0.34 | ＜0.01 |
| 6MWD（m） | －0.43 | 0.01 | －0.11 | 0.44 | 0.00 | 0.99 |
| 等尺性膝伸展筋力（kgf） | 0.10 | 0.65 | －0.73 | ＜0.01 | 0.10 | 0.59 |
| 握力（kgf） | －0.20 | 0.43 | 0.33 | 0.18 | －0.77 | （0.01 |
| 調整済みR2＝0.215 | 調整済みR2＝0.240 | 調整済みR2＝0.346 | ||||
％FEV1: ％Forced Expiratory Volume in one second, m-MRC: modifid-Medical Research Council
CAT: COPD Assessment Test，％IBW: ％Ideal Body Weight，6 minutes walking distance
6MWD，等尺性膝伸展筋力，握力はT1を使用．
本研究はCOPD患者の身体機能の経時的変化を調査し，その経時的変化と栄養状態の関連について調査した初めての研究である．その結果，栄養障害を有するCOPD患者は身体機能が経時的に低下しやすいこと，栄養状態は身体機能の経時的変化に関わる有意な規定因子であることが明らかとなった．
身体機能の経時的変化は，全対象において大きな変化は認めなかった．本研究における全対象のΔ6MWDは平均 19.3 mであり，最小可検変化量8）以内であるため，有意な変化ではなかった．先行研究におけるCOPD患者の1年間のΔ6MWDは約－75 mであったと報告されており9），先行研究と比較した本研究の全対象におけるΔ6MWDは軽微であった．その理由は，先行研究における対象のほとんどがGOLD重症度C，Dであったのに対し，本研究はほとんどがGOLD重症度A，Bの軽症なCOPD患者が対象であったことが考えられる．しかしながら，本研究の対象を栄養障害の有無で2群に分類すると，栄養障害を有するCOPD患者は栄養障害の無いCOPD患者と比較してΔ6MWD，Δ等尺性膝伸展筋力およびΔ握力全てのΔ身体機能において有意差を認めた．中でも，Δ6MWDに着目すると栄養障害を有するCOPD患者は，最小可検変化量である 25 m以上8）低下した者が半数を超えていた．以上より，栄養障害を有すると有意な身体機能低下を来す可能性がある．また，図2のヒストグラムに着目すると，栄養障害を有するCOPD患者で身体機能が経時的に低下した割合が多かった．したがって，栄養障害を有するCOPD患者は栄養障害の無いCOPD患者と比して，有意な身体機能低下を来すことが明らかとなった．
次に重回帰分析の結果に着目すると，栄養状態が身体機能の経時的変化に関連する有意な規定因子であることが明らかになった．これまで身体機能に関わる因子として呼吸機能の低下，労作時の呼吸困難などが報告されているが10），今回の検討では，呼吸機能を表す％FEV1や労作時の呼吸困難を表すm-MRC息切れスケールは有意な規定因子として選択されなかった．その理由としては，前述の通り本研究における対象の呼吸機能障害が軽症であったことが考えられる．また，m-MRC息切れスケールのばらつきが少なかったことも，規定因子として選択されなかった要因と考えられる．したがって呼吸機能が低下する前の軽症COPD患者では，呼吸機能や労作時の呼吸困難よりも，栄養状態が身体機能の経時的変化に強く関連する可能性が考えられた．また，身体機能の経時的変化に関連する有意な規定因子として年齢も抽出された．握力に着目すると健常高齢者の場合5年毎に筋力がおよそ 1～2 kg低下している11）．本研究において栄養障害の無い者では1年間での筋力の変化はほとんど無かったのに対して，栄養障害有りの者では1年間で約 3 kgfの筋力低下が起きている．このことから加齢に加えて低栄養の存在は身体機能低下に大きく影響を及ぼすと考えられる．しかしながら，本検討における重回帰分析は決定係数が低く回帰式の当てはまりが悪いこと，併存症や身体活動性といった交絡因子を除外しきれていないという課題も残った．
以上のことからCOPD患者における栄養障害は，軽症例であっても有意な身体機能低下を引き起こす恐れがある．また，栄養障害を有するCOPD患者は，生命予後が悪いこと3）が明らかになっており，栄養状態は呼吸機能と並んで早期から評価すべき項目であると考えられる．したがって，安定期COPD患者は病期や重症度によらず，医師や理学療法士，薬剤師，管理栄養士などがCOPD患者を多角的に評価し，運動療法や薬物療法だけでなく栄養管理を含めた包括的呼吸リハビリテーションを施行していく必要性が再確認された．近年，軽症COPD患者に対する呼吸リハビリテーションの効果12）や，運動療法と栄養補助療法の組み合わせにより身体機能の改善率が向上する報告13）の一方で，COPD患者に対する呼吸リハビリテーションの施行率が低いこと14）が問題になっている．今後は早期からCOPD患者に対する栄養指導や運動療法を提供できる環境の整備が必要と考える．また，American Physical Therapy Associationから「運動療法をすすめる上で，理学療法士も栄養状態を適切に評価できる必要がある」と栄養と理学療法に関する提言15）がされているように，理学療法士も栄養に関する知識をつけていく必要があると考えられる．
本研究では，COPD患者における身体機能の経時的変化を明らかにするとともに，その経時的変化と栄養状態の関連について検討した．栄養障害を有するCOPD患者は，栄養障害の無いCOPD患者と比較して，経時的に有意に身体機能が低下することが明らかになった．また，各身体機能の経時的変化に栄養状態が関連する因子であることが明らかになった．
【研究の限界】本研究は栄養状態を体重のみで行なっており，除脂肪体重や炎症性サイトカインなどの血液生化学データを用いて栄養評価を追加する必要がある．また，本研究のCOPD患者は地域のクリニックなどで管理されている者が対象であり，詳細な身体活動性，食事摂取量および併存症などを評価できていない．今後はこれらの交絡因子も含めて追加検討する必要性が考えられた．
本論文の要旨は，第26回日本呼吸ケア・リハビリテーション学会学術集会（2016年10月，神奈川）で発表し，学会長より優秀演題として表彰された．
本論文発表内容に関して特に申告すべきものはない．
