肉離れしにくい選手は疲労骨折しやすい？ 女性アスリートの遺伝的なケガのリスクが明らかに

順天堂大学大学院スポーツ健康科学研究科の宮本恵里助教、福典之先任准教授らの研究グループは、2000名以上のアスリートを対象とした調査・解析により、遺伝的に肉離れしにくい女性アスリートは疲労骨折のリスクが高いことを発見しました。

本研究により、骨密度が低く疲労骨折のリスクが高い一方、筋は軟らかく肉離れ等の筋傷害のリスクが低いことが明らかとなりました。本成果は、アスリートにおける疲労骨折と肉離れの受傷リスクが相反する関係にあることを初めて示した研究であり、個人の遺伝的体質を考慮したスポーツ外傷・障害予防法構築への貢献が期待されます。

本研究成果のポイント

研究の背景

スポーツ外傷・障害の予防は、アスリートが充実した競技生活を送るために極めて重要な課題です。特に疲労骨折や肉離れはアスリートにおいて受傷率が高く、その要因として疲労骨折には骨密度が、肉離れには筋の硬さが関係しています。

なかでもI型コラーゲンは骨組織の主要な構成要素であると同時に、筋の硬さを決定する主要な要素であることから、I型コラーゲンの量的・質的な差異が、骨密度や筋の硬さに影響を及ぼすことでアスリートの疲労骨折や筋傷害の受傷リスクに影響している可能性が考えられました。

一方で、これまで詳細な解析は行われてこなかったことから、本研究では、I型コラーゲンα1鎖遺伝子の発現調節領域に存在する多型（rs1107946, A/C）と、骨密度や筋の硬さ、および、アスリートの疲労骨折や筋傷害受傷との関係を明らかにすることを目的に調査・解析を行いました。

研究の内容

本研究では、1667名の日本人アスリートおよび順天堂大学体格体力累加測定研究（J-Fit+ Study）*3に参加した508名の順大生アスリートを対象に、疲労骨折および肉離れ等の筋傷害の受傷歴と、唾液から得られたDNAをもとに解析したI型コラーゲンα1鎖遺伝子多型（rs1107946, A/C）の関連を調査しました。

その結果、CC型とAC型の女性アスリートでは、疲労骨折の受傷歴を有する人が多く（17.8%） 、筋傷害の受傷歴を有する人は少ない（9.9%）こと、逆にAA型の女性アスリートでは、疲労骨折の受傷歴を有する人が少なく（9.0%） 、筋傷害の受傷歴を有する人は多い（18.6%）ことがわかりました。

この結果は、疲労骨折に対してはCC型やAC型がリスクとなり、筋傷害に対してはAA型がリスクとなることを示しています。次に、この遺伝子多型と骨や筋の組織特性との関連を検討した結果、CC型やAC型の女性は骨密度が低く、筋が軟らかいこと、一方でAA型の女性は骨密度が高く、筋が硬いことを認めました（図１） 。なお、男性においては、I型コラーゲンα1鎖遺伝子多型と外傷・障害や組織特性との関連は認められませんでした。

さらにメカニズムを検討するため、ヒトの骨格筋で詳細な分析を行った結果、CC型やAC型を有する人の骨格筋ではI型コラーゲンα1鎖の遺伝子発現レベルが高く、I型コラーゲン分子を構成するα1鎖とα2鎖の比（α1/α2）が高いことがわかりました。α1鎖とα2鎖の比が高いことは、通常2本のα1鎖と1本のα2鎖から成るヘテロトリマー(*4)として存在するI型コラーゲンが、3本のα1鎖から成るホモトリマー*4の形で組織中に存在することを示唆しています。
以上の結果から、I型コラーゲンα1鎖遺伝子多型のCC型やAC型を有すると、I型コラーゲンの組成の違いにより、骨密度が低く筋が軟らかいこと、その結果、女性アスリートにおける筋傷害のリスクは低い一方で、疲労骨折のリスクは高いことが明らかとなりました。

今後の展開

近年、スポーツ外傷・障害の受傷リスクと関連する遺伝子多型が同定されつつありますが、その遺伝子多型による受傷メカニズムについてはほとんど検討されていないのが現状です。本研究では、遺伝要因が骨密度や筋の硬さといった組織の特性を介してスポーツ外傷・障害の受傷リスクに影響することを明らかにしました。このことにより、組織の特性をターゲットとした新たな予防法の開発につながる可能性があります。また、個人の遺伝的体質によるスポーツ外傷・障害受傷リスクの高低を組織別に事前に把握することができれば、アスリートはより効率的に予防策を講じることが可能となります。今後さらに他の遺伝要因も明らかにすることにより、個人の遺伝的体質と競技特性を総合的に考慮したスポーツ外傷・障害予防法の構築を目指します。

出展：PR TIMES