論文

高齢者における飽和脂肪酸の摂取量と抑制機能との関係性
藤原 秀朗 1, 日髙 香織 2, 安村 明 3

Relationship between saturated fatty acid intake and inhibitory control in healthy elderly people
Hideaki Fujihara1, Kaori Hidaka2, Akira Yasumura3
要約 飽和脂肪を多く含む高脂肪食の摂取と認知的制御を司る抑制機能との関係性はよくわかっていない. 本研究は, 認知機能が正常な高齢者に対して, 各栄養素の摂取頻度と抑制機能, 及び前頭前皮質の酸化ヘモグロビン (oxy-Hb) 量の活動との関係性を検討した. 食事調査には BDHQL (簡易型自記式食事歴法質問票) を使用し, 抑制機能課題としては逆ストループ
課題を使用した. また, 抑制機能課題中の脳血流量を NIRS (近赤外線分光法) を用いて測定した. 前頭前皮質と各栄養素摂取の間に相関はみられなかったが, 飽和脂肪酸をはじめとした高脂肪食品の摂取頻度の高さと逆ストループ課題における干渉の大きさには正の相関がみられた. これらの結果から, ファーストフードなどに多く含まれる高脂肪食の摂取は高齢者の認知制御の低下に関連することが推察される.
Keywords :飽和脂肪酸, 抑制機能, 前頭前皮質, NIRS, 食事

1. 緒言

指す 4). また, この抑制機能は目標到達のための意識的な

今日の日本国は国際的にみても有数の長寿国となりつつ
1)

行動制御を司る「実行機能 (executive function)」の主要な構あり, 内閣府の令和 2 年度版高齢社会白書 では 1950 年時

成機能であり, 前頭葉が主な機能を司ると考えられている

点で 5%に満たなかった 65 歳以上の高齢化率が 2019 年に

5)

は 28. 4%まで上昇し, さらに 2065 年には 33. 3%にまで上係性があることを報告されていることから 6)7), 認知症との昇すると見込まれており, 今後超高齢化社会が加速してい関連性を考える上で重要な機能といえる.

. さらに, この抑制機能が加齢による認知機能の低下と関くことが予測される. さらに, 加齢に伴う認知的側面の不また, 高齢者の認知機能の状態は, 日常生活における安定さを示す認知症は高齢者の要介護状態を引き起こす 3

様々な要因に影響を受けることが想定される. 特に, 食事大疾患の一つに挙げられ 2), 抑うつをはじめとした様々なや栄養状態は気分や認知に大きな影響を及ぼし, 認知症高3)

精神的疾患とも関連をすることから , 高齢期における認齢者にみられる低栄養状態は重大な問題であると考えられ知機能の低下は重大な課題である. そこで, これら迎えるている 8)9)10). 日々の身体活動を支え, 欠かすことのできな

超高齢化社会に備えて認知機能の低下に関連する要因を捉い食事と認知機能との間に関連性が示唆されることから,

え, 早期の予防を検討していく必要性がある.

それぞれの栄養素が脳機能や認知に及ぼす効果について詳「抑制機能 (Inhibitory control)」は, 当該の状況で優位なしく調べていく必要性がある.

行動や思考を制御し, 決められた課題や行動を外的な誘因

近年ではバターやラード (脂質) など動物性脂肪に多くに惑わされることなく規則に沿って正しく行動することを含まれる飽和脂肪酸 (Saturated fat) と様々な認知機能との関係性が明らかにされてきており, この飽和脂肪酸は洋食

2020 年 12 月 5 日受付，2021 年 9 月 3 日受理
1. 京都大学 大学院教育学研究科
Graduate School of Education, Kyoto
University
2. 熊本大学 工学部
Faculty of Engineering, Kumamoto
University
3. 熊本大学 大学院人文社会科学研究部
Graduate School of Humanities and Social
Sciences, Kumamoto University

やインスタント食品といった我々の身近な食事に多く含まれる. 食事と認知機能との関係性については, マウスを用いた研究を中心に明らかにされてきた. Kanoski ら 11)は, 飽
和脂肪酸やブドウ糖を多く含んだ食事を摂取したマウスでは前頭皮質や海馬といった脳領域における BDNF (脳由来
神経栄養因子; Brain-derived neurotrophic factor) の発現量が低下し, 報酬の切り替えの対応に柔軟に対応できるかを調べる逆転学習課題において課題成績が低下することが示されている. BDNF は神経細胞の生存や成長を調整し, 記憶や- 12 -

一般社団法人

日本認知症予防学会誌
Vol.11 No.1, 2021

学習を増強させる脳にある神経栄養因子であり, 体重減少

③視力低下によって日常生活に支障をきたす者, ④視野狭や摂食抑制効果を持つ. さらに他の研究においても高脂肪窄のある者, ⑤教育年数が高齢期の認知機能と関連するこ食を継続したマウスでは空間学習の課題成績が低下することから 18), 教育年数が 9 年未満の (中学校卒業程度の教育ともわかっている 12). また, ヒトにおいても同様な結果がを受けていない) 者, ⑥レーヴン色彩マトリックス検査

13)

みられる. Francis & Stevenson の研究では日常の飽和脂肪(RCPM: 日本文化科学社) の成績が平均値±3 標準偏差を超

酸と糖の摂取量が高いほど海馬中心の記憶課題の成績が低える者を本研究の対象から除外した.

下し, またシカゴで行われた大規模研究 (N=815) では, 飽

本研究の対象者は 24 名 (男性 13 名, 女性 11 名), 平均年

和脂肪酸やトランス脂肪酸の摂取量とアルツハイマー型認

齢は 68. 4±5. 2 歳であった. 対象者の各測定項目の平均を表知症の間に正の相関がみられることがわかっている 14). さ

1 に示す.

15)

らに最近では, 若年者を対象にした介入研究 においても,

表 1. 対象者の属性 (N=24)飽和脂肪酸を多く含む食品を食べ続けた対象者は, 海馬を

年齢 (歳)
教育年数 (年)RCPM (N)
身長 (cm)体重 (kg)中心とした学習課題の成績においてコントロール群を下回ることが報告されている.
以上のように, ファストフードなどに多く含まれる飽和脂肪酸の多量摂取は認知機能を低下させる可能性がある.
しかし, これまでに飽和脂肪酸やコレステロールのような高脂肪の摂取が前頭葉を中心とした抑制機能に与える影響

68. 4 (5. 2)
14. 0 (2. 1)
31. 4 (3. 8)
164. 6 (9. 0)
62. 9 (10. 1)※右の数値は平均値 (標準偏差)を示す

について調べられた研究はほとんどみられず, また前頭前皮質の活動との関連性については十分な検討がなされてい2-2 評価方法① 抑制機能検査

ない. そこで本研究では, 高齢者の高脂肪食品の摂取頻度

抑制機能検査として逆ストループ検査を行った 19).
この検査は, 統制課題と干渉課題の 2 つからなる. まず, 統制課題ではタッチパネル式ディスプレイ (15 インチ) に表示された文字 (黒色で書かれた) の意味に合うように 4 種の色パッチ (赤, 黄, 白, 緑) の中か
らどれか一つを素早くタッチする. 画面をタッチすると次の画面に切り替わり, ランダムに文字と色パッチが表示される. 干渉課題では, 色パッチに関しては統制課題と同様であるが, 文字の色は 4 色 (赤, 黄, 白,緑) のうちランダムで表示される. つまり, 文字の色と意味する言葉が異なるため (例えば赤色で「みどり」と表示され, この時に文字の意味する緑色のパッチを選択する), 文字の色からの干渉を受けることとなる. この干渉の度合いを抑制機能の指標とし, 逆ス
トループ干渉率=統制課題の正答数−干渉課題の正答数/統制課題の正答数×100 によって求めた. この干渉率が低いほど抑制機能が優れていると考えられる. さらにそれぞれの課題の平均反応時間とエラー率も求めた.
また, 各課題を 30 秒間ずつ交互に行い, 計 3 試行ずつ実施した. 課題間に 10 秒間の画面の中心に呈示された十字の固視点を注視した. また, 検査の前は各課題についての説明後, 各 10 秒間ずつ練習課題に取り組み, 研究者は参加者が課題の意味を理解しているか確認を行った.

と抑制機能との関係性を調べるとともに, そのような食習
慣と前頭前皮質の活動との関連性を検討することを目的とする. これらの栄養素と認知機能との関係性を明らかにしていくことによって, 認知機能の低下を予防する食事法の立案に寄与できると考えられる.

2.方法
2-1 対象本研究は, T 市の運動施設にポスターを提示するとともに, K 大学周辺地域に案内文書を配布して参加者を募集した. また, 研究代表者が全参加に本研究の目的と内容を説明し, 研究参加への同意が得られた高齢者を対象とした.
今回, 抑制機能検査として逆ストループ課題を用いた. 本
課題では, 文字と色という 2 つの属性が競合する刺激を提示した時に, 目的とは関係のない属性 (例, 色) からの干渉を抑制しつつ正しい選択 (例, 文字情報) を行う必要がある. 先行研究では, この抑制の程度を抑制機能の指標としてきた背景から 16)17), 本研究においても逆ストループ検査を個人間の抑制機能を測定する方法として採用した.
逆ストループ検査中の前頭前皮質の活動を測定することを考慮して参加者の基準を, 60 歳以上 80 歳未満で, 実施地に通える方, 意思疎通が可能で四肢に障害がない方を対象とした.

② 前頭前皮質の活動の測定

また, 除外基準については, ①両岸に白内障があり治癒抑制機能検査中の前頭前皮質の活動の測定するために近赤外線分光法(near-infrared spectroscopy: NIRS)
林 浩靖を使用した (OEG-16; Spectratech Inc. ). 約

していない者, ②NIRS による前頭前皮質の活動値をz スコ
ア化したときに, z スコアが平均値±3 標準偏差を超える者,- 13 -

高齢者における飽和脂肪酸の摂取量と抑制機能との関係性

770nm と 840nm の 2 波長の近赤外線ダイオードを用いた近赤外光を使用した. このシステムでは, 頭皮下約 30ｍｍの深さで酸化ヘモグロビン (oxy-Hb) 量を測定した. NIRS によって皮質中の活性度を測定する
際に Oxy-Hb が最も効果的な値であることから 20）,
本研究では抑制機能検査中の前頭皮質の活動を OxyHb によって示した. また, 6 つの入射用光ファイバーと 6 つの検出器受光用光ファイバーを 2×6 のグリッ
ド上に交互に配置し, これらのファイバー16 チャン
ネルの位置からの信号を検出した（図 1）. NIRS は,国際 10-20 法に基づいて配置された. 信号の比率を高めるために, 各記録を z スコアに変換し, 参加者とチ
ャンネル間でスコアを比較した 21)22)23). z スコアは, 安
静時の平均 oxy-Hb レベルと干渉課題試行時の平均
oxy-Hb レベルの差を安静時の値の標準偏差で割ったもので計算された. Yasumura ら 19)の先行研究をもとに, 各シグナルは直前の課題試行による影響を避ける
ために安静時における後半の 6 秒間の oxy-Hb レベルの平均と標準偏差, および課題に対する賦活が十分に反映されていると考えられる各タスクセットの最後の 20 秒間の平均 oxy-Hb レベルを使用した. また, チャンネル 11-16, 7-10, 1-6 からの信号を平均化して, それぞれ左側, 中央 (前頭極), 右側の前頭前皮質の活動を求めた.

摂取量を算出した. また, 対象者の中に一年以内に大きく食習慣を変えた者はみられないことを BDHQLの質問項目にて確認した.

④ 知能検査参加者が本研究を行う上で, 意思疎通が取れているか, 参加者間の知的能力を統制するためにレーヴン色
彩マトリックス検査 (Raven's Colored Progressive
Materices: RCPM) 26)を行った.

2-3 統計学的分析
抑制機能検査の成績 (逆ストループ干渉率, 反応時
間, エラー率) が年齢, 教育年数, さらに知的能力である RCPM 得点に影響を受けることを想定し, それらを制御変数として抑制機能検査の成績と各栄養素
摂取量との偏相関分析を行った. また, 同様に前頭前皮質の活動 (oxy-Hb の z 値) と各栄養素摂取量との間で偏相関分析を行った. なお, 統計解析には SPSS
version21 for Windows を用い, 有意水準を 5%とした.

2-4 倫理的配慮
本研究はすべての対象者に研究の趣旨を説明し, 測定データについては個人を特定できないように匿名化して厳重に保管することなど個人情報の保護についても説明を行った. 研究の趣旨に同意が得られた者すべてに対し, 書面にて同意を得た. また, 本研究のプロトコルは熊本大学人文社会科学研究部倫理委員
会の承認を得た(第 45 号).

3.結果① 記述統計量
参加者の抑制機能課題の成績, 前頭前皮質の oxyHb の z 値, さらに各栄養摂取量を表 2 にまとめた.
飽和脂肪酸の一日あたりの摂取量は, 平均 18. 0±6. 4gであった.

② 抑制機能と各栄養素摂取量との関係性（図 1）それぞれのプローブの配置位置

年齢, 教育年数, さらに RCPM 得点を統制した時の抑制機能検査の成績と各栄養素摂取量との偏相関分
析の結果を表 3 に示した.
まず, 脂質に関連項目をみていく. 脂肪, 飽和脂肪
酸, さらにコレステロールの摂取量のいずれにおいても逆ストループ干渉の値と正の相関がみられた (r = .
783, p < . 001; r = . 612, p < . 01; r = . 495, p < . 05). また,エネルギー量とタンパク質においても逆ストループ
干渉率と正の相関がみられた (r = . 536, p < . 05; r = .
536, p < . 05). さらに, 干渉課題における反応時間とタンパク質, 総合食物繊維, ビタミン B6, 及び葉酸の摂取量の間に負の相関がみられ (r = -. 529, p < . 05; r = -.
514, p < . 05; r = -. 537, p < . 05; r = -. 654, p < . 01), 干渉
課題における反応時間に関しては葉酸の摂取量と負の相関がみられた (r = -. 579, p < . 01).

③ 栄養素摂取状況
日々の食習慣 (栄養素摂取量や食品摂取量) を定量的に調べるために佐々木ら 24)25)によって開発された
BDHQL (簡易型自記式食事歴法質問票：brief-type
self-administered diet history questionnaire large) を使用
した (DHQ サポートセンター製). BDHQL の質問内
容は, 15 食品群の摂取頻度及び食べる速度や家庭での味付けや, 身体特性 (性別, 生年月日, 身長, 体重) な
どの計 80 項目である. 質問票回収後は, DHQ サポー
トセンターにて, 栄養素等摂取量の算出等を行った.
本研究では飽和脂肪酸やエネルギー量をはじめ, 脂質, 動物性脂肪, コレステロール, たんぱく質, 炭水
化物, 総合食物繊維, ビタミン B6, ビタミン B 12, 葉酸を測定項目とし, それぞれの栄養素の 1 日あたりの- 14 -

一般社団法人

表 2. 各測定値の平均 (N=24)
逆ストループ干渉率(%)

3. 2 (3. 2)

反応時間

統制課題 (sec)

0. 90 (0. 1)

干渉課題 (sec)

0. 95 (0. 1)

エラー率

干渉課題 (%)

0. 11 (0. 3)

oxy-Hb

CH11-16

8. 8 (10. 6)

CH7-109. 2 (13. 6)

CH1-6

11. 7 (10. 1)

エネルギー(kcal/日)

2080. 7 (574. 9)

脂質

(g/日)

67. 8 (22. 2)

飽和脂肪酸

(g/日)

18. 0 (6. 4)

コレステロール(mg/日)

528. 5 (185. 8)

たんぱく質

(g/日)

81. 8 (19. 9)

炭水化物

(g/日)

265. 0 (82. 4)

総合食物繊維(g/日)

14. 9 (4. 0)

ビタミン B6(mg/日)

1. 4 (0. 3)

ビタミン B12(μg/日)

11. 0 (4. 9)

葉酸(μg/日)

451. 6 (140. 3)※右端の数値は平均値 (標準偏差) を示す
表 3. 抑制機能検査の成績と各栄養素摂取量との偏相関分析表 (N=24)
逆ストループ干

反応時間

反応時間

エラー率

渉率

(統制課題)(干渉課題)

エネルギー. 529*-. 382-. 180. 175

脂質. 783***-. 248

. 039

. 036

飽和脂肪酸

. 612**-. 233-. 017

. 006

コレステ

. 495*-. 394-. 221

. 120

たんぱく質

. 536*-. 529*-. 318

. 217

炭水化物

. 398

-. 277-. 127

. 290

. 314

-. 514*-. 395. 276

ビタミン B6. 350-. 537*-. 381. 203

ビタミン B12. 285-. 410-. 286

. 298

葉酸

. 184

-. 654**-. 579**

. 261

ロール

総合食物
繊維

※1. 数値は偏相関係数を示す※2. *p < . 05, **p < . 01, ***p < . 001※3. 年齢, 教育年数, さらに RCPM の得点を制御変数とした- 15 -

日本認知症予防学会誌
Vol.11 No.1, 2021

高齢者における飽和脂肪酸の摂取量と抑制機能との関係性③ oxy-Hb (z 値) と各栄養素摂取量との関係性
年齢, 教育年数, さらに RCPM 得点を統制した時のチャンネルの oxy-Hb と各栄養素摂取量との偏相関
析の結果を表 4 に示した.
oxy-Hb と各栄養摂取量の間にはいずれも相関がみられな
かった.
表 4. 前頭前皮質の活動と各栄養素摂取量との相関分析表(N=24)
Ch11-16
Ch7-10
Ch1-6
エネルギー-. 063-. 235. 091

脂質-. 019-. 158

. 110

飽和脂肪酸

. 098

-. 147-. 093

コレステ
ロール
たんぱく質

-. 092-. 186-. 013. 091-. 158-. 066

炭水化物

. 044

-. 157

. 170

総合食物
繊維
ビタミン B6-. 041-. 293-. 041. 066-. 248. 061

ビタミン B12. 108-. 011-. 012葉酸-. 061-. 322-. 212※1. 数値は偏相関係数を示す※2. 年齢, 教育年数, さらに RCPM 得点を制御変数とした

4.考察
今回高齢者を対象に特に飽和脂肪酸をはじめとした栄養
素摂取頻度と抑制機能検査, 及び抑制機能検査中の前頭前皮質の oxy-Hb の活動を測定した.
動物性脂肪の主な構成要素である飽和脂肪酸やコレステ
ロールの摂取量と逆ストループ干渉率に正の相関がみら
れ, 同じように脂肪とコレステロールの摂取量の高さも干渉率と正の相関を示すことがわかった. つまり, ファース
トフードや西洋食に多く含まれる飽和脂肪酸をはじめとした高脂肪の摂取量の高さが, 抑制機能や認知機能の低下に関連する可能性が示された. この結果は, これまでのマウ
スモデルにおいて, 飽和脂肪酸の過剰摂取が前頭葉を中心とした学習課題成績の低下を示した過去の研究を追従する結果となった 11). また, 飽和脂肪酸やトランス脂肪を取り続けた成人において全般的な認知能力の低下することが確認されているが 27)28)29), 今回の結果から高齢者における高脂肪食品の摂取頻度と前頭葉を中心とした抑制機能にも関連性があることが明らかとなった.

また, 干渉率とエネルギー摂取量に正の相関がみられた.
これは抑制機能の低さがエネルギーの過剰摂取に対する抑制を減退させ, エネルギーをより多く摂りすぎてしまう傾向を示したものと考えられる. 特に前頭前野は, 食物報酬
や満腹感に関連する行動抑制の重要な機能を持つことから11), 今回の前頭前野と関連する抑制機能のレベルがエネル
ギーの摂取量に相関を持つことは理解できる. Hall 30)やHofman ら 31)の研究においても, 抑制機能の低さが食選択に影響を与えることを示唆しており, 特に抑制機能の低い者ではカロリーが多く含まれる食品を多量に摂取する傾向があることがわかっている. つまり, 今回の結果も含めて,抑制機能の程度は食事の摂取量及びエネルギーの多く含まれる食事の選択に影響を与える可能性が示唆される.
さらに, 近年の研究 32)では葉酸を日本人の高齢者に投与し, 平均葉酸値が上昇し, さらに MMSE のスコアの向上も認められていることから, 葉酸の摂取と認知機能の向上には関連性があることが考えられている. 本研究においても葉酸の摂取量の高さが統制課題と干渉課題のいずれの反応
時間の速さと関連があることが示され, 葉酸の摂取が瞬間的な注意や判断能力の高さに関わることが考えられる. しかしながら, 抑制機能の指標である逆ストループ干渉率とは有意な相関がみられなかったことから, 葉酸の摂取と認知制御には関わりがないことが示唆される.
抑制機能は前頭前皮質をはじめとした前頭葉が主に働きを司ると考えられている. そこで, 本研究では前頭前皮質の活動と飽和脂肪酸を含めた各栄養摂取量との関連性を測定したが, どの栄養素とも関係性がみられなかった. 相関がみられなかった理由として, 解剖学的な脳の接続性からの説明が考えられる. 飽和脂肪酸をはじめとした高脂肪食の摂取は, 腹内側前頭前野や海馬のように皮質下の報酬系
からの入力を受ける領域への影響が比較的に大きいことが先行研究より示唆される 11) 33)34). つまり, 高脂肪食の影響
は前頭葉の中でもより内側領域に変調をきたした可能性がある. しかし, 今回用いた NIRS は前頭皮質の表面の脳血流の測定に限定されており, fMRI と比べると空間解像度が低いために前頭葉の深部の活動を捉えることができなかった. それにより NIRS チャンネルと各栄養摂取量との間に相関がみられなかったことが推察される. 前頭葉内側部の変調は抑制機能の低下と関わることが示唆されていることから 35), 今後さらに詳しく検討する必要がある.
本研究の限界として, 今回の結果はあくまで栄養素摂取
量と抑制機能の 2 つの要因間の相関関係を検討したことに留まるため, 今後は対象者数を増やし, 因果の推定を行うことが重要である. さらに, 今回は測定機器の限界により前頭葉の深部の活動の測定ができなかった. そこで, 将来
的には fMRI 計測や NIRS と脳波の同時計測 36)を実施する
ことによって脳の深部の活動と各栄養素の摂取頻度との関連性を検討していく必要がある.
飽和脂肪酸を含む高脂肪食を続けることは, 骨格筋, 肝臓, 膵臓組織における細胞内の脂質の蓄積によって, イン
スリン抵抗性及び糖尿病に影響を与えることは臨床研究に
よって明らかにされているが, 本研究によって高齢者の認知制御に関わる抑制機能にも関連性があることが示され- 16 -

一般社団法人

日本認知症予防学会誌
Vol.11 No.1, 2021

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た. しかしながら, それらの各栄養素の摂取頻度と前頭前皮質の活動との間に関連性がみられなかった. そこで, 今
後は脳の計測方法を工夫することによって, 脳と栄養素の関係性を明らかにしていくことが重要である.

謝辞
本研究は, 科学研究費基金（19K14300, 代表：安村明）の助成を受けた.
また, 本研究に多大なるご尽力とご協力を頂いた参加者
様, ひがし循環器クリニック, 及びメディカルフィットネ
スクラブ h3 サポートのスタッフの皆様には深く感謝致し,
この場を借りて厚く御御申し上げます.

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