キーワード

ブルーベリー植物、フラボノイド、アントシアニン、健康的な老化、認知、認知機能、血管内皮、脳血管循環

要旨

背景

ベリーやココアなどの食品に含まれる天然化合物であるフラボノイドの摂取は、認知機能に有益であることが示されている。しかし、高齢者の潜在的なメカニズムや急性の効果についてはあまり知られていない。

目的

フラボノイドを豊富に含むブルーベリーの急性摂取が健康な高齢者のサンプルで認知機能に有益な効果があるかどうかを判断し、可能性のあるメカニズムを特定すること。

方法

クロスオーバー無作為化比較試験（RCT）は、1回の訪問でフラボノイドが豊富なブルーベリー飲料（アントシアニジンとプロシアニジンの579mg）を受けたボランティアと別の日に砂糖をマッチさせたコントロールで実施された（N = 18）。認知機能は、ベースライン、2時間後、5時間後の介入、血圧（BP)動脈硬化、血漿脳由来神経栄養因子（BDNF）濃度をベースラインと1時間後に測定した。

結果

グローバルな認知機能に対する介入の有意な効果は認められなかったが、介入後の両方の時点で認知機能がブルーベリー飲料に続いて改善したのに対し、対照飲料の5時間後と比較して2時間後のパフォーマンスは有意に異なっていた（p<0.05）。また、ブルーベリー飲料は対照群に比べて明らかな収縮期血圧の上昇を減衰させる傾向があった（p = 0.08）。最後に、コントロールドリンク摂取後のBDNFの血漿中濃度の低下があったが、ブルーベリー飲料の後には有意ではなかった（p > 0.05）。

結論

フラボノイドが豊富なブルーベリーの単回投与量は、おそらく認知プロセスに関与する細胞シグナル伝達経路との改善された脳血管機能と正の相互作用のために、健康な高齢者の認知機能に潜在的に保護効果を持つことができる。

1はじめに

認知機能の低下を防ぎ、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の発症を遅らせることに焦点を当てた研究が盛んに行われており、加齢とともに認知機能の健康を維持することが大きな関心事となっている。加齢に伴う認知機能の維持には、食事や生活習慣が重要な役割を果たす可能性がある。最近では、ほとんどの果物や野菜に含まれる天然の植物性化合物であるフラボノイドの役割に関心が高まっている。フラボノイドを豊富に含む食品の摂取が認知機能に有益であることを示唆するエビデンスが増えてきており[1-3]、健康的な認知老化を促進する可能性がある。

フラバノールを豊富に含むココアを急性的に摂取することは、認知機能の要求が高い作業中に有益であることがわかっている[4]。さらに、フラバノンを豊富に含むオレンジジュースの摂取は、健康な成人の急性摂取[5]と慢性摂取[6]の両方で有益であることが示されている。ベリー類はフラボノイドの豊富な供給源としても知られており、Nilssonらによる健康な成人を対象とした最近の研究 [7] では、ベリー類の混合飲料を5週間摂取した場合、対照飲料と比較して、様々な心代謝パラメータに対する有益な効果に加えて、ワーキングメモリのパフォーマンスが改善されたことが明らかになった。しかし、これは繊維質との組み合わせであったため、フラボノイドのみに起因する効果ではない。また、認知機能のベースライン測定は行われておらず、介入の結果としてパフォーマンスが向上したかどうかを確認することはできない。さらに、ベリー由来のフラボノイドの認知への急性効果の証拠は、Watsonらによる最近の研究から得られたものである。さらに、健康な若年成人を対象とした急性研究では、紫ブドウジュースの摂取後に、注意力の複合尺度での反応時間の短縮や、自己申告による落ち着きの増加など、認知機能と気分が改善されたという証拠が発見されている[9]。

ブルーベリーは、他のベリー類と比較してアントシアニンの豊富な供給源の一つである[10]ため、潜在的な認知的利益に関しても関心が寄せられている。子供を対象とした急性介入試験では、ブルーベリーの補給は、単語の想起遅延性能（エピソード記憶の一側面）の改善という点で有益な効果が示されており、これはより効率的な符号化によるものと考えられている[11]。また、より大きな認知的要求を必要とする課題（すなわち、より大きな認知的資源を必要とする挑戦的な課題）では、効果がより起こりやすく、用量反応パターンに沿った効果が得られるとも考えられている[12]。

フラボノイドが認知能力に有益な効果をもたらすと考えられる作用機序としては、神経炎症からの保護 [13, 14]、脳血流や脳容積の改善につながる脳血管効果 [15-18]、神経新生、シナプス可塑性、脳由来神経栄養因子(BDNF)などの記憶や学習に関与するタンパク質の発現を促進する細胞シグナル伝達経路へのポジティブな影響などが考えられている [19]。後者を支持する最近の証拠は、健康な若年ラットにブルーベリーを食べさせたところ、フラボノイドとERK-CREB-BDNF経路との相互作用によるものと考えられる空間記憶能力の改善が見られたというRendeiroらの研究から得られている[20]。グルコース調節の調節[21]、インスリン抵抗性への効果[22]、モノアミン酸化酵素Bの阻害[8]などの代替機序が提案されているいくつかの研究にもかかわらず、生体内での潜在的な作用機序を調査する研究は不足している。

フラボノイドを豊富に含む食品が認知機能の健康に有益である可能性があるにもかかわらず、特にブルーベリーのようなアントシアニンを豊富に含む食品に関しては、高齢者におけるフラボノイド補給の効果に関するヒト研究は限られている。認知能力は寿命とともに低下することが知られているため、この人口は、障害を遅らせるために早期の食事介入から最も恩恵を受ける可能性がある。そのようなものとして、それは両方の急性だけでなく、慢性的にこの人口のフラボノイドサプリメントからの利益の性質を決定することが重要である。実際、Krikorianと同僚は、軽度の認知障害を持つ個人のグループでは、12週間のコンコードブドウジュースを補充すると、カリフォルニア州の言語学習テストでの項目の獲得が改善されたことを発見した、プラセボと比較して、言語学習と保持力を評価するメモリの尺度。また、遅発性言語想起と空間記憶も改善される傾向があった[23]。

さらに、以前の研究に続いて、同じ著者らは、野生のブルーベリージュース（体重に応じて約400-600mgのアントシアニン）を毎日12週間摂取したところ、ベースラインのパフォーマンスをコントロールした場合、プラセボ群と比較して、言語対の連想学習課題のパフォーマンスが向上したことを報告している。気分にもポジティブな効果があり、抑うつ症状が減少する傾向が見られた。さらに、ブルーベリーを摂取するとグルコースレベルが低下する傾向があり、グルコース代謝を調節することが、ブルーベリー由来のフラボノイドが認知機能に有益なメカニズムである可能性を示唆している[21]。しかし、サンプルが少なく（ブルーベリー群：N = 9;プラセボ群：N = 7)プラセボはブドウの介入にマッチするように設計されているため、ブルーベリー飲料に最適にマッチしていなかった。適切なプラセボがないため、ブルーベリー介入の有効性について結論を出すことは困難である。それにもかかわらず、同等の方法論を用いることで、効果が実践によるものである可能性は低いことが確立された。

このような初期の研究は有望であったが、フラボノイドの含有量に関して特徴づけられた介入の単回投与の有効性を決定し、同時に生体内での潜在的な作用機序を確立することを目的としたこの集団における研究は、現在のところ不足している。そこで今回の研究の目的は、フラボノイドを豊富に含むブルーベリーを飲料として急性投与することで、健康な高齢者のグローバルな認知機能の改善につながるかどうかを検討することであった。また、過去の研究で慢性的なブルーベリー補給に敏感であることが明らかにされたものと同様に、個々のタスクで測定された特定の認知能力、例えばエピソード記憶[24, 25]、つまり経験や特定の出来事を記憶する能力に改善があるかどうかについても検討した。血管の健康とBDNFの血漿中濃度に関連するパラメータも測定し、有益な認知効果の根底にある潜在的なメカニズムを特定する試みを行った。

2材料と方法

2.1参加者

60～75 歳（平均+/-SD 年齢：68.7 歳+/-3.3 歳）の英語を流暢に話す 18 名（女性 10 名、男性 8 名）を地域から募集した（表 1）。スクリーニング時に評価されたMini Mental State Examination（MMSE）スコアが25点以下、Brief Symptom Inventory（BSI）のうつ病指数スコアが11点以上であり、高血圧のための薬物治療を受けている者は除外した。0.05のアルファ、80%の検出力、およびコーエンのd効果量0.8に基づいて、G*検出力 [26] の計算では、18人の合計サンプルサイズが必要であると決定された1。さらに、本試験のクロスオーバーデザインを考慮すると、同様のデザインの以前の急性フラボノイド介入試験では、同数またはそれ以下の被験者で認知パフォーマンスに肯定的な効果が示されている[27, 28]ので、本試験のサンプルサイズは18が適切であると考えられた。すべての参加者が試験の両群を完了した。

表1　人口動態学的特徴

	M	SD	範囲
年齢、y	68.72	3.30	62〜73
MMSEスコア（/ 30）a	28.41	1.42	26〜30
BSIうつ病スコア（/ 24）a	59	62	0–2
HADS不安スコア（/ 21）b	4.28	3.79	0〜16
教育、y	14.89	3.71	10〜24
結晶化IQ-NARTスコア（/ 50）b、c	40.00	7.08	28〜49
流体IQ ・CattellのパーセンタイルランクA	50.06	29.75	3〜99
収縮期血圧、mmHg	135.02	7.34	105.67〜156.67
拡張期血圧、mmHg	78.55	3.38	58.00〜94.00
BMI、kg / m 2	25.89	4.46	21.12–35.08
果物の消費量（1日あたりの部分）	2.53	1.47	1〜6
野菜の消費量（1日あたりの割合）	2.58	.90	1〜5

2.2介入

介入飲料は、粉末状の小袋を300mLの半脱脂乳で均質化したものであった。冷蔵した新鮮な高芽ブルーベリーを洗浄、乾燥、ブレンド、冷凍、フリーズドライ、粉砕してブルーベリーパウダー（1杯あたり約30g）を作成し、HPLCを用いて測定したアントシアニジンとプロシアニジン（それぞれ508mgと71mg）の合計579mgを含有する（表2）。この量は約200gの新鮮なブルーベリーに相当し、160gのブルーベリーは英国の2人前に相当するため、習慣的な食生活の文脈では達成可能な量である[29]。また、アントシアニジンとプロシアニジンの総量は、ベリー由来のフラボノイドが認知能力に及ぼす急性効果を示した文献[8]の先行研究に匹敵するものであった。コントロールパウダーは、認知機能に影響を与える可能性のある化合物、すなわち糖分とビタミンC含有量について、ブルーベリー飲料（表3）と一致するように配合された。味もクエン酸を1g加えることで一致させた。飲み物は、ボランティアが研究の期間中は盲検のままになるように、内容物の外観を隠すために、蓋と黒いストローを完全に備えた不透明なカップで提供された。ブルーベリーと対照介入の両方の粉末の小袋は-20℃の冷凍庫に保存され、すべての飲み物は必要に応じて試験当日に新鮮なものにして、すぐに消費された。

表2 対照群とブルーベリー介入群のアントシアニジンおよびプロシアニジン含有量

	コントロール（粉末19.9gあたり）	ブルーベリー（粉末30.1gあたり）
アントシアニジン（mg）
デルフィニジン	0	155.92
シアニジン	0	24.98
ペツニジン	0	86.09
ペオニジン	0	3.91
マルビジン	0	236.89
合計（mg）	0	507.79
エピカテキンオリゴマー（mg）
モノマー	0	27.69
二量体	0	18.36
三量体–デカマー	0	24.98
合計（mg）	0	71.03
合計（mg）	0	578.82

表3 コントロールパウダーの栄養組成と生ブルーベリーの代表的な組成

成分	コントロールドリンク1杯あたりの量	生ブルーベリー200gあたりの量a
エネルギー（kcal）	75 b	114
エネルギー（kJ）	319 b	480
プロテイン（g）	0	1.48
総脂質（脂肪）（g）	0	0.66
総糖分（g）：	19.92	19.92
フルクトース（g）	9.94	9.94
ブドウ糖（g）	9.76	9.76
ショ糖（g）	0.22	0.22
乳糖（g）	0	0
マルトース（g）	0	0
ガラクトース（g）	0	0
でんぷん（g）	0	0.06
葉酸、合計（μg）	0	12
ビタミンC、総アスコルビン酸（mg）	19	19.4
クエン酸（添加）（g）	1	0

2.3設計

無作為化、対照、クロスオーバー、介入試験が実施され、2つの飲料条件（ブルーベリー飲料と対照飲料）を用いて、グローバルな認知機能を主要エンドポイントとした。認知機能は、ベースライン時と介入後2時間と5時間の間に、タスクの難易度が同等であるテストバッテリー内の認知タスクのそれぞれにマッチしたバージョンを使用してテストされた。血圧、硬直指数、および血液サンプルは、アントシアニンが豊富な介入の補充に続く代謝物の既知のピーク血漿濃度に一致するように、介入のベースラインと60分後に採取された [30]。認知的実践効果は研究期間中に予想されたが、飲用順序（最初の訪問時にブルーベリー飲料と対照飲料のどちらを摂取したか）はサンプル全体で相殺され、ブルーベリー補充後のパフォーマンスの変化は対照飲料後と比較されたため、効果は実践ではなくブルーベリー介入に起因する可能性があった。

2.4手順

ボランティアは、スクリーニングと馴染みの訪問のための人間栄養のヒュー-シンクレアユニットに招待された。彼らは絶食して到着するように求められ、予備的な適格性がチェックされ、完了したインフォームドコンセントの手順は、身長、体重、BPの測定値が取られていた。これは、静脈穿刺を介して血液サンプルが続いた。トーストと保存食、紅茶/コーヒーと水の軽い朝食の間に、ボランティアはいくつかの質問票に記入した。うつ病の可能性のあるボランティアを除外するために、BSI [31]を記入した。その他の質問票は、人口統計学的、医学的、生活習慣的な情報、習慣的な不安レベルおよび身体能力を確立するために発行された。その後、MMSE [32]、Cattell’s Culture Fair test of ‘g’ [33]およびNational Adult Reading Test [34]を実施し、それぞれ流動的な知能と結晶化した知能を評価した。実行機能を測定する課題は、複雑な認知プロセスに依存しているため、認知テストの中で最も難しい課題であり、訪問前にそれらの課題に慣れ親しんでおく必要があった。これは、練習の影響を最小限に抑えるのにも役立った。試験日を設定し、各試験日の24時間前からアルコールを避け、低ポリフェノールの食事を摂るようにとの指示が標準化された書面で与えられた。具体的には、果物、野菜、お茶、ココアなどのポリフェノールを多く含む食品や飲料を摂取しないように指示された。試験日に提供された朝食と昼食も低ポリフェノール食を遵守し、毎回同じものを提供した。これは、各試験日の低ポリフェノールベースラインを確保するためであり、介入が訪問中のフラボノイドの唯一の供給源であることを確認するためであった。

各試験日に、ボランティアは、各試験日のために絶食状態で到着し、食事制限の遵守を確認した。血圧を測定し、静脈穿刺で空腹時の血液サンプルを採取した。その後、デジタルボリュームパルス（DVP）の測定が行われた。その後、ボランティアには、脂肪分の少ないクロワッサン2枚とバクストンウォーター（約316kcal）の標準的な研究用朝食が与えられた。これに続いて、認知テストと気分テストのバッテリーが完了し、約1時間半で投与された。介入はその後、ボランティアにできるだけ早く消費するように求められた。消費の1時間後、BP測定が繰り返され、2回目の採血、DVP測定が行われた。その後、ボランティアには標準化された低ポリフェノールの昼食が与えられ、20分以内に軽いソフトチーズ入りの白パンサンドイッチ、Walker’s lightsの塩漬けチップス、Buxtonミネラルウォーター（合計で約429kcal）が食べられた。その後、認知テストのバッテリーは、介入の消費の2時間後と5時間後に完了した。ボランティアには、2つの最終テストセッションの間の1時間半の休憩時間中に、低ポリフェノール食に沿ったスナック（低脂肪クロワッサン）が提供された。試験日のタイムラインの模式図を図1に示する。

図1 試験日のタイムライン。

 

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すべての手順は1975年ヘルシンキ宣言のガイドラインに準拠し、レディング大学研究倫理委員会の承認を得た。本試験はclinicaltrials.gov、固有識別子で登録された。NCT01289860。

2.5測定項目

2.5.1主要エンドポイント。認知機能

バッテリを構成するタスクは、タスクの難易度が同等の並列バージョンを作成して、適切な感度を決定するために試験的に実施された。グローバル認知機能測定は、実行機能と記憶を評価する14のタスク（Go-NoGo、Stroop、デジットスイッチ、連続パフォーマンスタスク、デジットシンボル置換テスト、ランダムワード生成、3単語セットタスク、Nバック、文字記憶、位置タスク、即時および遅延想起と認識、タスクの説明についてはの付録1を参照）からの主要な従属変数で構成されている。個々の認知タスクのパフォーマンスも分析され、ブルーベリー補給の結果として特定の認知上の利点があるかどうかを判断した。タスクはE-prime(Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA, USA)とVisual Basic 6.0(Microsoft)を使用して実施した。

2.5.2二次エンドポイント。血管機能および採血

2.5.2.1血圧

標準化された自動血圧計（OMRON MX2 automatic digital upper arms BP monitor, Milton Keynes, United Kingdom）を使用して3回の測定を行い、その平均値を算出した。測定は、ボランティアが座った状態で安静にしている間に、左腕で行われた。ボランティアには、測定中に足を組まず、黙っていることが求められた。

2.5.2.2 剛性指数

これは、非侵襲的な手順であるデジタルボリュームパルス測定（Micro Medical UK Ltd.）から得られた大動脈硬化の推定値である。センサーが左手の親指にクリップされている間、ボランティアは直立した姿勢で座ってた。彼らは、静かに、じっとしてリラックスしたままでいるように求められた。平均値を得るために、3回の連続した測定値が取られた。

2.5.2.3 BDNFの血漿中濃度

血液サンプルは、訓練を受けたフレボトミストによって静脈穿刺で採取され、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)の入ったチューブに引き込まれた。これは、サンプルが処理できるようになるまで氷上に保管された（収集後15～30分）。処理は、全血のEDTAチューブを3,000 r.p.m.、4℃で10～15分間遠心分離して血漿を分離した後、500 mLを含むバイアルに分注し、将来の分析のために-20℃の冷凍庫に保管した。

血漿中の BDNF 濃度の測定には、Quantikine® ヒト成熟型 BDNF 酵素結合免疫吸着測定法（ELISA）キット（R&D システムズ社）を使用した。

2.6統計的手順

各タスクの主従変数を Z 点2 に変換し、それらを組み合わせて、測定に寄与したタスク数で除算することで、グローバル認知機能の複合尺度を算出した。次に、このグローバル認知機能の複合尺度3について統計分析を行った。SPSSバージョン21（IBM, Armonk, NY, USA）を使用して、データに線形混合モデリングを適用し、繰り返し測定のために非構造化共分散行列を採用した。介入（ブルーベリー、コントロール)時間（2時間、5時間）および介入 * 時間の相互作用がモデルの固定因子として入力され、参加者IDが可能な場合はランダム効果として入力され（結果の妥当性が損なわれた場合は除外)ベースラインの認知機能が共変量として含まれた。ボンフェローニ補正したペアワイズ比較は、全体的なF検定統計量の有意性に関係なく検討された（Howell [35]を参照）。個々の認知タスクからのデータは、各タスクの一次従属変数に同じ線形混合モデルを適用して分析した。

すべての生理学的パラメータ（BP、硬直指数、BDNFの血漿中濃度）については、ベースラインからの変化分析を用いて、対の標本のt検定を用いて介入間の比較を行った。

3結果

3.1認知パフォーマンス

全体的な線形混合モデルでは、介入はグローバルな認知パフォーマンスの有意な予測因子ではないことが明らかになった（主効果：p = 0.81,交互作用：p = 0.18）一方で、ペアワイズ比較では、対照の飲料を摂取した後のパフォーマンスは、消費後5時間と比較して2時間で有意に悪化したことが明らかになった（平均 = -0.06 vs 0.06; F(1,36 = 4.60 = p = 0.04）。 一方、ブルーベリー飲料の摂取2時間後と5時間後の認知パフォーマンスには有意な差はなかった（平均値=0.01 vs 0.02;F(1,36)=0.05,p=0.82）（図2）。

図2 ベースラインとの関連で、コントロールとブルーベリー介入後のグローバル認知機能の平均変化（±SE）

コントロール状態では、5時間後と比較して2時間後のパフォーマンスに有意な低下が見られた（※ p＜0.05）。

 

ベースラインに関連したコントロールおよびブルーベリー介入後のグローバル認知機能の平均変化（±SE）。5時間時と比較して2時間時のコントロール状態では、パフォーマンスの有意な低下が見られた（* p < 0.05）。

認知タスクを個別に分析したところ（表4および5)数字の切り替えタスクでは、2時間後のコントロール（平均479.48）に比べてブルーベリー（平均395.76）を飲んだ後、切り替えコストが減少する傾向が見られた（F(1,15.8)=3.89,p=0.066）が、時間的相互作用による介入は有意ではなかった（F(1,35)=0.518,p > 0.05）。ランダムな単語生成タスクでは、時間の経過とともにパフォーマンスが低下した（F(1,35)=4.29,p = 0.046）のに対し、3単語セットタスクでは、時間の経過とともにパフォーマンスが改善した（F(1,36)=17.54,p < 0.01）。しかし、いずれのタスクについても、介入または介入による時間の相互作用の有意な効果は認められなかった。即時単語認識タスクでは、対照介入と比較してブルーベリーの後の方がパフォーマンスが高かった（平均 = 26.71 vs 25.81;F(1,17.61) = 4.29, p = 0.05）。また、時間的相互作用による有意な介入はなかったにもかかわらず、ペアワイズ比較では、ブルーベリーを飲んだ後に認識された単語の数は、対照群と比較して2時間後（平均26.77 vs 25.48;F(1,16.30) = 6.56, p = 0.02）では有意に多かったが、5時間後（平均26.65 vs 26.15;F(1,27.86) = 0.60, p = 0.44）では少なかったことが明らかになっている。最後に、遅発性単語認識課題に対する時間相互作用による介入は有意に近いが（F(1,34)=3.59,p = 0.067)いずれのペアワイズ比較も有意ではなかった。他のどの認知課題についても介入の効果はなかった。

表4 幹部機能タスクのLMM分析のデータと結果

原文参照

3.2V 血管機能とBDNFの血漿中濃度

図3に示すように、ブルーベリー飲料は対照群に比べて明らかな収縮期血圧の上昇を抑制する傾向があった（ベースラインからの平均変化量=2.28 vs 8.17;t(17)=1.87,p=0.08;BCa 95%CI [-0.11, 12.28]）。凝り性指数（t(13)= -0.67,p > 0.05;BCa 95%CI [-4.54,1.67])拡張期BP（t(17)=0.89,p > 0.05;BCa 95%CI [-1.03,3.11])または脈拍数（t(17)=0.12,p > 0.05;BCa 95%CI [-2.77,2.70]）には、介入の統計学的に有意な効果は認められなかった。また、対照飲料ではBDNFの血漿中平均濃度が減少し、ブルーベリー飲料では減少しているように見えたが（ベースラインからの平均変化量=-46.54 vs -9.70)この差は有意ではなかった（t(8) = -1.79, p > 0.05; BCa 95% CI [-89.64, 5.26]4）。

図3 コントロールおよびブルーベリー介入後の収縮期血圧のベースラインとの関係での変化

コントロールとブルーベリー介入後の収縮期血圧のベースラインとの関係での変化。

4考察

ブルーベリー由来のフラボノイドを約600mg含む飲料を摂取すると、健康な高齢者を対象にしたグローバルな認知機能の保護効果が得られ、1日中認知パフォーマンスを維持し、対照飲料を摂取した後に明らかになった認知機能の低下から保護することができた。これらの知見は、中高年のグローバルな認知機能にプラスの効果を示した以前のフラボノイド介入研究と一致している[5, 6]。さらに、コントロール介入後に観察された収縮期血圧の上昇を減衰させるブルーベリー介入の傾向は、血管の健康にフラボノイドのポジティブな影響は、これらの天然化合物が認知パフォーマンスに有益な効果を持っていることを介して、潜在的なメカニズムである可能性が示唆されている。コントロールドリンク後のBDNFの血漿中濃度の低下は、ブルーベリードリンク後に減衰した一方で、これは有意ではなく、BDNFと関連する生化学的パラメータがフラボノイドが豊富な介入の消費後に明らかな認知的利益にメカニズム的な役割を果たす可能性があるかどうかを判断するために、より多くのデータが必要である。

個々の認知タスクの分析は、全体的な認知的利益は、それぞれ、すなわち認識記憶（即時単語認識タスク）とスイッチング能力（デジタルスイッチタスク)エピソード記憶と執行機能、上の肯定的な効果によって駆動される可能性があることを示唆している。記憶関連の所見は、子供[11,12]で報告された急性記憶効果と一致しているだけでなく、Whyteら[24]のような慢性的な補充に関するより最近の研究では、90日間、独自のブルーベリー抽出物を慢性的に補充した後、高齢者のエピソード記憶と空間記憶のテストの改善を報告している。さらに、Bensalemら[25]は、ポリフェノールが豊富なブドウとブルーベリーの抽出物を6ヶ月間摂取した高齢者のコホートにおいて、即時の自由想起能力の点でエピソード記憶に同様の有益な効果を報告しているが、ここでは、最も認知機能に障害のある被験者において記憶上の最大の利点が明らかになっている。

フラボノイドの急性補充後の高齢者の認知的効果は記憶力の改善の形である可能性が高いことを示唆する証拠が増えているにもかかわらず[1]、今回の研究では、ブルーベリー飲料の実行能力テストへの肯定的な効果は、プラセボ群に比べてブルーベリー補充後の高齢者の実行機能の測定値が改善したと報告したMillerら[36]のような研究を支持するものであった。しかし、これはWhyteら[24]の研究と同様の時間枠で慢性的に摂取した後のことである。一緒に撮影し、これはフラボノイドの補充に続く明らかなエピソード記憶への利点に加えて、それは他の認知ドメインの改善を見ることも可能であることを示唆している。

そのようなBoespflugら[37]のような研究は、軽度認知障害を持つ高齢者の脳にフラボノイドの生理的効果を実証しているように、テストバッテリーで他の認知タスクのための介入の有意な効果がなかった一方で、現在の研究ではタスクのいくつかのための非有意な行動所見を説明することができる特定の認知タスクのための行動的効果の不在の中で、。また、イグウェら[38]は、アントシアニンが豊富な梅ジュースと若年者と高齢者を補充し、そのような血圧の低下などの血管パラメータへの利点を発見したが、認知効果はない。したがって、生理学的効果と比較して、フラボノイドの補充に続く認知パフォーマンスへの行動上の利点は、より微妙で検出するのが難しいかもしれない。そのようなものとして、今後の研究努力は、認知測定の感度を最適化し続けることが不可欠である。

また、5時間後の時点では、対照群の介入後2時間後と比較して、パフォーマンスが高かったという知見も議論の価値がある。疲労のために訪問期間中にパフォーマンスが低下する可能性が高く、5時間のタイムポイントではパフォーマンスが向上するというよりもむしろ悪化すると予想するのが妥当であろう。しかし、2つの飲酒後のテスト期間の間に長い休憩時間があったことで、両方の介入を行った後の5時間のタイムポイントでパフォーマンスが低下しなかった理由が説明できるだろう。さらに、練習の効果も考慮する必要がある。しかし、グローバルな認知機能に対する時間の有意な主効果はなかった;介入にかかわらず、飲酒後5時間のパフォーマンスが2時間のパフォーマンスよりも有意に大きいということはなかった。このことは、ブルーベリー摂取5時間後のパフォーマンスが2時間後と比較して優れていたにもかかわらず、この差は有意ではなかったという事実に反映されている。したがって、コントロールドリンクを摂取した後の5時間後のパフォーマンスの向上は、練習だけによるものではないと考えられる。別の説明としては、2時間後のパフォーマンスは「昼食後のディップ」の影響を受けており、ブルーベリー飲料は食後に明らかになる認知パフォーマンスの低下から保護されているということである[39]。

どちらの介入でも、認知パフォーマンスは飲み物を摂取してから5時間後が最も高く、ブルーベリー飲料と比較して対照群の方が高いように思われたが、この差は有意ではなかった。また、練習は5時間後の認知機能の改善に貢献したかもしれないが、前述したように、時間の有意な主効果はなく、他の可能性のある説明を考慮する必要がある。いくつかのフラボノイドの介入研究では、消費後約6時間で認知機能が改善されたことが実証されている（Bellら[1]を参照）。ブルーベリーを摂取してから6時間後にFMD反応が増加することが実証されている血管機能の改善などの健康効果[41]には、これらの代謝物が関与している可能性が高く、認知効果も含まれている可能性がある。しかし、今回の研究では、ブルーベリーを摂取した後のどちらの時間帯でも、コントロールドリンクと比較してパフォーマンスは有意に向上していなかった。1つの可能性のある説明は、年齢が上がるにつれて、大腸内の有益な微生物の数が減少することである[42]が、これはフラボノイド代謝に関与するものを含んでいる可能性が高く、テストされた集団を考慮して、現在の研究での吸収の遅れを説明する可能性がある。さらに、介入粉末は牛乳に懸濁され、Draijerら[43]のようないくつかの研究では、乳製品のタンパク質がポリフェノールのバイオアベイラビリティに影響を与えないことを示唆しているが、逆の証拠もあり、Xiaoら[44]の研究では、アントシアニンと一緒に牛乳を消費すると吸収に影響を与える可能性があることを報告している。全体的に見ると、今回の研究では、アントシアニンが豊富なブルーベリー飲料を飲んだ後の5時間という時間帯は、急性アントシアニン摂取後に明らかになった最大の認知的効果を得るには早すぎた可能性があることを示唆している。

また、ブルーベリー飲料は、対照の飲料を摂取した後に明らかになった収縮期血圧の上昇を、統計的には有意ではなかったが減衰させることがわかった。さらに、拡張期血圧はブルーベリー飲料を摂取した後に低下したが、対照の飲料を摂取した後に見られた低下よりも有意な差はなかった。Whyteら[24]は最近、野生のブルーベリー抽出物の収縮期血圧低下効果をプラセボと比較して、3ヶ月間と6ヶ月間の毎日の補充で報告している。さらに、Baronaら[45]は、メタボリックシンドロームの患者にブドウポリフェノールを30日間摂取した場合、収縮期血圧は低下したが、拡張期血圧は低下しなかったと報告している。また、メタボリックシンドローム[47]の人と同様に、プレまたはステージ1の高血圧症[46]を持つ閉経後の女性でも、ブルーベリーを8週間摂取した後に血圧を下げる効果が認められている。これらの知見を合わせると、今回の試験で得られた知見を裏付けるものであり、ベリー由来のフラボノイドは、健康な人とリスクのある人の両方に血圧に有益な効果をもたらす可能性がある。

フラボノイドの血圧に対する急性効果も調査されている。Kentらの研究[48]では、アントシアニンが豊富なチェリージュース300mLを1回飲むだけで、摂取後2時間後に血圧を下げることが示されているが、これは、今回の研究では有意な効果ではなく傾向があった理由を説明することができる。また、本研究では対照介入後の収縮期血圧の上昇の原因は明らかではないが、ブルーベリー介入後に減衰した反復測定を期待して経験した不安に関連している可能性がある。抗不安作用は、ラット[49]とヒト[50]でフラボノイドの補給に続いて観察されており、ベリー類の血圧低下効果の背後にあるメカニズム論的な根拠に加えて、このような間接的な効果も考慮されるべきであることを示唆している。

健康的な血管機能をサポートすることは、脳血管への恩恵につながる可能性が高く、フラボノイドの認知機能への有益な効果の説明として、脳血流の改善が提案されている[19]。いくつかのヒト介入研究では、若年者と高齢者の両方でココアフラバノールの急性補充後の脳血流または容積の増加が報告されている[16, 17-51]一方、Bowtellら[15]は、健康な高齢者にブルーベリーを12週間補充した後、認知機能に関連する脳領域の血流と活性化が増加したことを発見した。しかし、今回の研究の限界は、脳血流が直接測定されなかったことであり、したがって、これが認知機能に対するブルーベリー飲料の保護効果の潜在的な説明である可能性があるという主張には注意が必要である。したがって、この理論を検証するためには、認知機能、内皮機能、脳血流に対するフラボノイドサプリメントの効果をさらに研究する必要がある。

脳由来の神経栄養因子は、活性依存性のシナプス可塑性に関与し、学習と記憶において重要な役割を果たしている神経栄養因子である[52]。本研究では、ブルーベリー飲料は、対照飲料を摂取した後に見られる血漿中濃度の低下を、有意ではないにせよ、減衰させるようであった。BDNFの濃度は男性では日中に低下することがあるが、これは対照飲料の摂取後に見られる濃度低下に寄与する要因である可能性がある。このタンパク質は記憶や学習に関連していることから、ブルーベリー飲料摂取後にBDNFの血漿中濃度が相対的に維持されることは、生理的に有益であると考えられる。好ましい効果も他の場所で報告されている、海馬、記憶プロセスに関連付けられている脳の領域でBDNFのフラボノイド誘導増加を実証するげっ歯類の研究では、ブルーベリーのサプリメント[20-54]に続く。さらに、最近の人間の介入研究では、改善されたグローバルな認知機能[55]と相関していたフラボノイドの補充後のBDNFの血清レベルの増加を報告した。

結果が有望である一方で、剛性指数、拡張期血圧や脈拍数に有意な効果はなかった。剛性指数は、慢性的なフラボノイドの介入に続いて変更する可能性が高く、そのようなFMD（流量媒介拡張）などの血管反応性のより感度の高い尺度は、急性の補充のためのより適切であるかもしれない。実際、Rodriguez-Mateosらは、健康な男性におけるブルーベリー[30]およびクランベリー由来のフラボノイド[56]の急性補充は、フラボノイド代謝物の血漿中濃度と関連したFMD反応の増加をもたらしたことを示している。また、Whyteら[24]は最近、収縮期血圧に対するブルーベリー介入の単発的な効果を報告しているが、高齢者の他の血管測定には効果がなかった。その理由は現在のところ不明であるが、フラボノイドが特定の血管転帰に関連する細胞シグナル伝達経路に与える影響が関係している可能性がある。末梢血管の健康への効果は重要であり、例えば血管反応性の改善により脳血流が増加し、脳や認知機能に影響を与える可能性がある[57]。

現在の研究のもう一つの限界は、サンプル数が少ないことと、データの個人間ばらつきが大きいことである。したがって、このような比較的小規模で不均質なサンプルでは効果が検出できないほど微妙なものであった場合には、統計的な力の欠如が、有意でない結果の一端を説明しているのかもしれない。最後に、バイオアベイラビリティデータの欠如は、フラボノイドの摂取と認知機能、血圧、血漿中のBDNF濃度への利点を直接関連付けることができないことを意味する。しかし、それは行動効果が遅れる可能性があるとして、認知パフォーマンス上のブルーベリー介入の保護効果は、ブルーベリー介入[30]の消費後1-2時間で循環フラボノイド代謝物を報告している研究と互換性のある2時間のタイムポイントであったことは注目に値する。認知機能は、介入の消費時間後に測定されなかったことを考えると、最大の認知的利益が見逃されている可能性があるかどうかは不明である。この研究の限界にもかかわらず、データは有望であり、さらなる研究のメリット。

結論として、フラボノイドを豊富に含むブルーベリーの摂取は、健康な高齢者の認知機能を維持するという点で有益である可能性がある。その効果は、ベリー由来のフラボノイドが認知機能に関連する細胞のシグナル伝達経路と相互作用し、健康的な脳血管機能を維持するのを助けることによるものと考えられる。軽度の認知障害を持つ人と同様に、このような人たちを対象としたフラボノイドサプリメントのヒト介入試験[6-36-58]からの初期の証拠は有望である[22, 23-37]。しかし、認知と血管機能のバイオマーカー、フラボノイド代謝物と行動テストのバイオアベイラビリティと最新の脳イメージング技術を組み合わせた更なる研究は、フラボノイドが豊富な食品は、加齢に伴う認知機能の低下と神経変性疾患の発症を遅らせることにより、健康的な認知老化を促進する可能性を持っている可能性があるメカニズムの私達の理解を向上させる上で貴重なものとなるであろう。