女性にとって活発な断続的ライフスタイル身体活動(VILPA、日常生活に組み込まれた非常に短い高強度身体活動)は心血管イベントリスク低減
Stamatakis, Emmanuel, Matthew Ahmadi, Raaj Kishore Biswas, Borja Del Pozo Cruz, Cecilie Thøgersen-Ntoumani, Marie H Murphy, Angelo Sabag, ほか. 「Device-Measured Vigorous Intermittent Lifestyle Physical Activity (VILPA) and Major Adverse Cardiovascular Events: Evidence of Sex Differences」. British Journal of Sports Medicine, 2024年10月28日, bjsports-2024-108484. https://doi.org/10.1136/bjsports-2024-108484.
背景
活発な断続的ライフスタイル身体活動(VILPA)とは、日常生活に組み込まれた短時間の高強度身体活動を指す。
目的
VILPAと主要な有害心血管イベント(MACE)およびそのサブタイプとの用量反応関係における性差を検討すること。
方法
UK Biobankのデータを用い、多変量調整済みキュービックスプラインを使用して、日常のVILPA時間と全体的なMACEおよびそのサブタイプ(新規心筋梗塞、心不全、脳卒中)との関連を検討した。対象は、余暇運動を行わず、週に1回以下の散歩しか行わないと自己申告した非運動者とした。また、週に1回以上余暇運動や散歩を行うと自己申告した運動者についても、活発な身体活動との類似の分析を行った。
結果
13,018人の女性および9,350人の男性のうち、7.9年間の追跡期間で、それぞれ331件および488件の全MACEが記録された。女性では、日常のVILPA時間は全MACE、心筋梗塞、心不全とほぼ直線的な用量反応関係を示した。一方、男性では用量反応曲線は明確でなく、統計学的有意性の証拠も乏しかった。VILPAを全く行わない女性と比較して、日常のVILPA中央値3.4分の女性は、全MACEで0.55(95%信頼区間:0.41–0.75)、心不全で0.33(0.18–0.59)のハザード比(HR)と関連していた。女性では、1.2–1.6分/日のVILPA最小量が全MACEで0.70(0.58–0.86)、心筋梗塞で0.67(0.50–0.91)、心不全で0.60(0.45–0.81)のHRと関連していた。UK Biobankの加速度計サブスタディの運動者における同等の分析では、用量反応における性差はほとんど見られなかった。
結論
非運動者の女性において、少量のVILPAは全MACE、心筋梗塞、心不全のリスクを大幅に低減させることと関連していた。VILPAは、正式な運動に参加できない、または参加する意欲がない女性にとって、心血管疾患予防の有望な身体活動目標となる可能性がある。
序文
心血管疾患(CVD)は、世界的に男女ともに主要な死因である。
主要有害心血管イベント(MACE)は、非致死性脳卒中・心筋梗塞・心不全または心血管死を含むCVDの主要な転帰を統合した指標である。
従来の臨床および公衆衛生実践では、構造化された運動セッション中に行われる長時間の身体活動の心臓保護効果に焦点を当ててきた。
短時間の高強度身体活動(VPA)と心血管転帰との用量反応関係は明確ではない。
高強度身体活動(VPA、≥6 METs)は、短期間でより顕著な心血管効果をもたらすが、中高年成人には実施が難しく魅力的ではない場合が多い。
高強度インターバルトレーニング(HIIT)は、短時間の高強度運動を繰り返すことで、心肺機能や他の心血管転帰を大幅に改善することを示している。
VILPA(活発な断続的ライフスタイル身体活動)は、日常生活中に行われる1分程度の短く断続的な高強度活動を指す。
短時間の身体活動はアンケートで把握することが難しく、ウェアラブルデバイスがVILPA測定に不可欠である。
運動を行わない人々を対象とした最近の研究では、VILPAが心血管死亡率に有益な関連を示したが、致死的イベントが少数であったため、用量反応や性別特異的な関連を詳細に検討できなかった。
性差は、心不全・心筋梗塞・脳卒中などのリスク因子(身体活動を含む)への影響を調節する可能性がある。
女性は同年齢の男性と比べて平均的に心肺機能が低く、同じ身体活動での身体的負荷が大きく、適応を引き起こす生理学的刺激も高い。
これまでに、性差が高強度身体活動の長期的な心血管健康効果に存在するかどうかについての証拠はない。
性特異的なCVD予防の臨床および公衆衛生ガイドラインを策定するためには、このような証拠が不可欠である。
この研究の目的は、VILPAの1日の持続時間や頻度とMACEおよびそのサブタイプとの性別特異的な用量反応関係を検討し、MACEリスクを低減するための最小VILPA量を推定することであった。
また、同じコホート内で、運動者を対象にVPA全体(運動またはライフスタイル活動に由来)と同じMACE転帰との用量反応関係も検討した。
方法
サンプルとデザイン
UK Biobank Studyは、40~69歳の成人を対象とした前向きコホート研究である(2006–2010年)。
2013~2015年に、103,684名の参加者が手首装着型加速度計を7日間使用した。
有効な測定日は16時間以上の装着時間と定義し、少なくとも3日間(うち1日は週末)の有効データが必要であった。
データ不足、共変量の欠損、歩行困難を報告した参加者は除外した。
身体活動評価と曝露変数
身体活動強度は、検証済みの機械学習アルゴリズム(Random Forest)で軽度・中程度・高強度に分類した。
短時間(最大2分間)の活動を分析対象とし、効果量の解釈を容易にするため、1分間に標準化したデータを使用した。
標準化されていないデータも補足的に分析し、用量反応関係を比較した。
MACEの定義と追跡調査
MACEは心筋梗塞、脳卒中、心不全、または心血管死を含む。
2022年11月30日まで追跡し、死因データはイギリス国家医療サービス(NHS)デジタルやスコットランドの記録と連携して取得した。
統計解析
追跡開始2年以内のイベントや加速度計ベースライン時点でのCVD有病者を除外した。
Fine-Grayサブディストリビューションハザードを用いて、非CVD死の競合リスクを考慮した。
キュービックスプラインで用量反応関係を分析し、非線形性はWald検定で評価した。
共変量として年齢、身体活動強度、喫煙歴、アルコール摂取、睡眠時間、食事、教育、民族、CVDの家族歴、既存のがん、薬物使用などを調整した。
感度分析
潜在的交絡因子(HbA1c、LDL、HDL、トリグリセリド、BMIなど)を追加調整した。
体調不良、低体重(BMI<18.5)、喫煙者、またはフレイル指数≥3の参加者を除外して再分析した。
分析の頑健性を評価するため、Fine-Grayモデルの代わりに原因特異的ハザードモデルを用いた感度分析を実施した。
患者・公衆の関与
この研究では患者や公衆の計画、設計、データ収集、解析への関与はなかった。
公平性、多様性、包括性の声明
本研究のサンプルは、UK Biobank Studyの参加者全体を反映し、地理的・社会経済的多様性を含む。
使用ツール
Rソフトウェア(バージョン4.2.3)を使用し、RMS(バージョン6.3.0)およびsurvivalパッケージ(バージョン3.5.5)を利用した。
STROBEガイドラインおよびCHAMPステートメントに基づいて報告を行った。
結果
サンプル
分析対象は22,368名(女性13,018名、男性9,350名)で、819件のMACEイベント(女性331件、男性488件)が発生した。
心筋梗塞(379件)、心不全(215件)、脳卒中(225件)の分析では、やや小さいサンプルサイズを使用した。
脳卒中のサブタイプ(出血性47件、虚血性175件)の分析はイベント数が少なく困難であった。
追跡期間中、検閲率は93.75%であった。
VILPAとMACEおよびそのサブタイプとの用量反応関係
女性では、VILPAの中央値(1日3.4分)が全MACE(HR=0.55, 95% CI 0.41–0.75)および心不全(HR=0.33, 95% CI 0.18–0.59)のリスク低下と関連した。
男性では、用量反応関係は明確ではなく、全MACE(HR=0.84, 95% CI 0.63–1.12)および心不全(HR=0.61, 95% CI 0.35–1.06)のリスク低下が統計的に有意ではなかった。
性とVILPAの相互作用は、MACE、心筋梗塞、心不全で統計的に有意であったが、脳卒中では有意ではなかった。
最小用量
女性で全MACEの最小用量は1.6分/日でHR=0.70(95% CI 0.58–0.86)であった。
男性で全MACEの最小用量は2.3分/日でHR=0.89(95% CI 0.70–1.12)であった。
心不全の最小用量は男女ともに1.2分/日であったが、統計的有意性は女性でのみ確認された(HR=0.60, 95% CI 0.45–0.81)。
運動者と非運動者の比較
運動者のVPA平均持続時間(最大45分/日)は非運動者のVILPA(最大17分/日)よりも広範囲であった。
運動者では、MACE、心筋梗塞、心不全におけるVPAの用量反応関係に性差は見られなかったが、脳卒中では男性のみで用量反応関係が確認された(HR=0.68, 95% CI 0.57–0.80)。
感度分析
感度分析は主な結果と一貫していた。
VILPAの強度を7または8 METに設定した場合、女性ではMACE、心筋梗塞、心不全の用量反応が強化されたが、男性では変化がなかった。
高齢者(62.4歳以上)では、全体的な非運動者サンプルと同様の性別特異的パターンが見られたが、若年層ではイベント数が少なく明確な関係は確認されなかった。
その他の結果
非運動者サンプルでのVILPA中の平均MET値は女性6.04、男性6.21であった。
相対的強度は女性でVO2maxの83.2%、男性で70.5%に相当した。
未測定の交絡因子によるバイアスを検討するためのE値は、女性でMACEに対するHRが2.21~3.04、男性で心不全に対するHRが1.81~2.66であった。
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Discussion要約
研究の背景と主な発見
現在の公衆衛生および臨床ガイドラインでは、性別による身体活動の心血管応答の違いを考慮しておらず、偶発的(非運動)活動の有益な量についての指針がない。
本研究は、ウェアラブルデバイスを用いて偶発的身体活動(VILPA)の性別による用量反応を検討し、女性ではMACE、心筋梗塞、心不全との線形的な有意な用量反応関係が確認されたが、男性ではその証拠が不明瞭であった。
女性の1日3.4分のVILPA中央値は、MACEで45%、心筋梗塞で51%、心不全で67%のリスク低下と関連していた。
女性では、最小用量(1.2~1.6分/日)がMACEで30%、心筋梗塞で33%、心不全で40%のリスク低下と関連していた。
性差の生理学的要因
女性のVILPAの相対強度は男性よりも高く(83.2% vs 70.5% VO2max)、これが女性でより顕著な生理学的適応につながる可能性がある。
筋骨格系の代謝的、収縮的、血行動態特性の性差が、同じ絶対的身体活動量に対する反応を調節している可能性がある。
ただし、感度分析では相対強度が性差の主要な原因であるとの直接的な証拠は得られなかった。
運動者と非運動者の比較
運動者ではVILPAの持続時間が非運動者より約30%長く、これが性別差の緩和に寄与している可能性がある。
運動者の活動はレクリエーションやフィットネスを目的としている一方、非運動者のVILPAは機能的、機会的、非自発的な性質(例:家事、通勤)を持つことが多い。
強みと限界
デバイスベースの測定と機械学習による強度分類を用い、精度が高いデータを収集した。
感度分析やE値の結果から、未測定の交絡因子が観察された関連を完全に説明する可能性は低いと示唆された。
加速度計では、バックパックを運ぶ際の追加の生理的努力など一部のVILPAを完全に捕捉できない可能性があり、この誤差は回帰希釈バイアスを通じて真の関連を過小評価している可能性がある。
UK Biobankの低い応答率(5.5%)にもかかわらず、身体活動と心血管死亡率の関連は大きな影響を受けていないと考えられる。
追加の考察
非運動者における軽度および中程度の身体活動の用量反応関係では、性差が確認されなかった。
METの閾値を引き上げる感度分析では、女性ではVILPAの関連が強化されたが、男性では大きな変化が見られなかった。
性差の主な要因は相対強度だけでは説明が困難であり、偶発的活動の文脈や特徴が関与している可能性がある。