はじめに

エリートスポーツにおいて、理学療法士は臨床的専門知識、パフォーマンスの最適化、そして傷害予防のギャップを埋める極めて重要な役割を担っています。 この役割の重要な要素には、トレーニング負荷に対するアスリートの生理学的反応をより深く理解することが含まれます。 従来のモニタリングツール-心拍変動、自覚的労作率、または外部負荷追跡システムなど-は、トレーニングストレスに関する貴重な洞察を提供しますが、アスリートの複雑な内部負荷を完全に把握できないことがよくあります。 総説で強調されているように、傷害のリスクを最小限に抑えながら最適なパフォーマンスを達成するには、正確で個別化されたモニタリングを通じてトレーニング負荷（TL）と回復のバランスをとることが必要です。

クレアチンキナーゼ、コルチゾール、唾液免疫グロブリンAなどの生化学的およびホルモンマーカーは、体内負荷を評価し、不適応、疲労、または病気に対する感受性の増加の初期徴候を特定するための有望な因子として浮上している。 理学療法士にとって アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカーをスポーツ医、ストレングス＆コンディショニングコーチ、および頭部コーチと共同で実施することで、オーバートレーニングのリスクを発見し、介入策を導くことができます。 このことは、微妙な偏差がトレーニングや競技の累積ストレスを反映する可能性があるプレシーズンの血液検査を解釈する際に特に関連性があります。

このシステマティックレビューは、アスリートの疲労をモニタリングするための最も効果的なバイオマーカーに関する現在のエビデンスを統合することにより、進化するスポーツ科学の分野に貢献するものである。 アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカー プロチームスポーツにおける この論文は、これらの知見を理学療法実践の中で文脈づけることにより、アスリートの生理学的プロファイルに合わせてトレーニング負荷を調整する際の学際的な協力と客観的なモニタリングツールの重要性を強調している。 理学療法士にとって、これらの洞察は、傷害予防戦略を洗練させるだけでなく、シーズンを通してパフォーマンスの最適化を積極的にサポートする機会でもある。

方法

このシステマティックレビューはPRISMAプロトコルに従った。 4つの電子データベースを検索した： PubMed、Scopus、SportDiscus、および Web of Science. 検索は、エリート/プロフェッショナルチームスポーツ、生理学的、免疫学的、生化学的、またはホルモンマーカー、および疲労、パフォーマンス、回復、ストレス、またはウェルネスに関連する用語を組み合わせて行った。 収録された研究の参考文献リストもスクリーニングした。 研究の選択は2人の研究者が独立して行い、意見の不一致はコンセンサスまたは第3の査読者によって解決された。

包含基準

エリートまたはプロの男子チームスポーツ選手を対象とし、ホルモン、筋損傷、免疫、酸化ストレス、炎症に関連するバイオマーカーを少なくとも1つ報告することが求められた。 対象となる研究は、バイオマーカー取得方法（サンプルの種類、タイミング、分析技術）を明確に説明し、公式試合またはトレーニングセッション中にデータを収集し、縦断的デザインを採用するか、1回以上の競技またはトレーニングへの曝露を含む必要がある。

除外基準

アマチュアまたは青少年アスリートを対象とした研究、実験室ベースまたはシミュレートされた運動プロトコール、バイオマーカー測定に関する十分な詳細を欠く研究などが含まれる。 単一時点測定、疲労や回復とは無関係なバイオマーカーにのみ焦点を当てた研究 また、疲労や回復とは無関係なバイオマーカー（栄養マーカーなど）、書籍やその他のレビューなどの一次情報源以外の情報も除外した。 2000年以降に発表された研究のみを対象とした。

選考と試験の選択 

レビューはPRISMAガイドラインに従い、1人の研究者がデータベース検索を行い、関連研究を特定し、標準化された方法でデータを抽出した。 論文はMicrosoft Excelで整理し、重複を削除し、タイトルと抄録の関連性をスクリーニングした。 適格性基準に適合していることを確認するため、必要に応じて全文が調査され、その結果、28の論文が選択された。 抽出されたデータは、スポーツの種類（サッカー、バスケットボール、バレーボール、ハンドボール）、イベントの種類（試合またはトレーニング）、バイオマーカーのカテゴリー（生理学的、免疫学的、生化学的、またはホルモン）ごとに集計された。

研究の質 

非比較研究は0～16点、比較研究は0～24点で評価するMINORSチェックリストを用いて、研究の質と報告バイアスのリスクを2人の著者が独立して評価した。 スコアが高いほど、方法論の質が高く、バイアスのリスクが低いことを示す。

結果

最初の検索で504件の研究が同定された（データベースから496件、その他の情報源から8件）。 重複を除去した後、385件の研究がタイトルと抄録でスクリーニングされ、53件の適格となりうる研究が得られた。 全文評価により基準を満たさない25件の研究が除外され、28件の研究がレビューに含まれた。

方法論的質に関しては、28件の研究のうち13件が比較研究（最高24点）、15件が非比較研究（最高16点）であった。 19の研究はバイアスのリスクが低いと評価され、4つの比較研究はバイアスのリスクが高かった。 最も一般的な方法論的弱点は、中立的評価の欠如（項目5）、比較研究ではゴールドスタンダード介入による対照群の欠如（項目8）であった。

収録された28の研究は、2008年から2023年の間に発表されたものであり、70％以上が2015年以降に発表されたものであった。この傾向は、アスリートの疲労をモニタリングするための信頼性の高いバイオマーカーの同定と検証に対する研究の関心の高まりを反映している。 アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカー. この研究は、様々なチームスポーツのエリートアスリートを対象としており、最も多いのはバスケットボール（n=7）とサッカー（n=6）、次いでハンドボール、フットサル、ラグビー、オーストラリアンフットボール、バレーボール、ラグビーユニオン、ネットボール、水球であった。

研究の背景については、8つの研究が公式試合への反応を分析し、8つの研究はトレーニングセッションに焦点を当て、12つの研究は両方について検討した。 一般的に、試合はトレーニングよりも大きな生理的ストレスを課すことが示された。

最も多く調査されたバイオマーカーは、テストステロンやコルチゾールなどのホルモン指標であった（n = 15）。 続いて、クレアチンキナーゼや乳酸脱水素酵素などの筋損傷マーカー（n＝9）、免疫グロブリンAや免疫細胞機能などの免疫学的指標（n＝8）、活性酸素種や抗酸化能などの酸化ストレスマーカー（n＝6）、最後にC反応性タンパク質やサイトカインなどの炎症マーカー（n＝4）であった。

ホルモンマーカー

トレーニングや競技の負荷とホルモン反応との関係を調べた15件の研究では、シーズンを通してテストステロン、コルチゾール、テストステロン/コルチゾール（T/C）比が変化することが一貫して報告されている。 これらの変化は 特に、T/C比は、トレーニングストレスと疲労の鋭敏な指標として浮上しているためである。 コルチゾール単独ではその変動性から限界があるが、テストステロン値と組み合わせることで、より信頼性の高い生理的ストレスの指標が得られる。 また、ホルモンの反応は、プレーポジション、試合時間、スポーツの種目によって異なることが示唆されており、その解釈の複雑さが増している。 全体として、T、C、特にT/C比を用いることで、同化過程と異化過程のバランスを捉えることができる。 しかし、これらのマーカーは単独で考慮されるべきではなく、他の生理学的指標と統合することで、トレーニングと回復においてより正確な調整が可能となり、最終的にはパフォーマンスの最適化と疲労管理をサポートする。

筋損傷マーカー

クレアチンキナーゼ（CK）は、最も広く研究されている筋損傷マーカーであり、運動後の上昇が疲労や筋損傷に関連することを示す一貫したエビデンスがある。 今回のレビューでは、トレーニングや競技の24～72時間後まで有意な上昇が観察され、このパターンが確認された。 これらの上昇はアスリートの変動係数よりも大きく、急性負荷のマーカーとしてのCKの感度を支持している。 しかし、CK値はかなりの日内変動と概日変動（午前中がピーク）を示すため、特に慢性負荷のモニタリングでは解釈が複雑になる。

このような限界はあるものの、CKは乳酸デヒドロゲナーゼ（LDH）とともに、シーズン中の筋損傷を追跡できることが研究で示されている。 通常、プレシーズン（トレーニング負荷が高くなる時期）および試合が混雑する時期やプレーオフの時期には高い値が観察され、一方、CKおよびLDHの低下は、パフォーマンスを向上させるためにトレーニング負荷を意図的に減少させることに伴うものである。 したがって、CK-特に試合またはトレーニングの24～48時間後に測定する場合-は、筋ストレスを検出し、負荷管理および回復戦略を導くための貴重なツールであり続ける。

免疫マーカー

s-IgA（唾液免疫グロブリンA）は、アスリートにとって最も重要な免疫マーカーのひとつです。 ウイルスや細菌が粘膜に付着するのを防ぐ、呼吸器における第一線の防御線のような働きをする。

研究によると、トレーニング強度が増加すると、s-IgA値はしばしば低下し、上気道感染症（URTI）のリスクが増加する。 ここでレビューしたいくつかの研究では、トレーニングサイクル中（プレシーズン、オーバーロード、テーパリングなど）にs-IgAがどのように変化するか、そしてこれらの変化が病気を予測するかどうかを検証した。

• 病気との関連 いくつかの研究では、s-IgAの低下は尿路結石症状の頻度と相関していることがわかった。 例えば、ある研究では、4週間の激しいトレーニングのブロック中、選手はs-IgA値が低下し、特に最後の1週間は風邪や喉の痛みが多くなった。 別の研究では、s-IgAが65％以上低下した場合、2週間以内に病気になるリスクが非常に高くなることが示された。
• 結果はまちまち： すべての研究が強い統計的関連性を見出したわけではないが、疾病の多いアスリートは健康なチームメイトよりも一般的にs-IgAが低かった。 また、選手の役割やポジションによる違いもあり、個人差があることが示唆された。
• トレーニング負荷の効果 複数の研究において、トレーニング負荷が重いほどs-IgAが低下するという共通のパターンがみられた。 例えば、ある研究では、唾液中IgA（s-IgA）測定は、アスリートにおける過度のトレーニング負荷をモニターする有用なツールになりうると報告している。 逆に、別の研究グループでは統計学的に有意な相関は認められなかったが、作業負荷の増加がs-IgAの減少に先行することが多いことが指摘された。 これらの知見を総合すると、適切な回復戦略と慎重な負荷管理が免疫抑制の緩和に役立つ可能性が示唆される。

炎症と酸化ストレスマーカー

十分な回復を伴わない固定具の混雑期間は、多くの場合、累積疲労とより大きな生理学的負担をもたらした。 このことは、連続した大会における炎症性バイオマーカーと酸化ストレスバイオマーカーの持続的な変化に反映されている。 

例えば、プロのサッカー選手では、シーズンを通して炎症性サイトカイン（TNF-α、IL-6）や筋損傷マーカー（CK、LDH）の大きな増加が報告されている。 同様に、選手が1週間以内に2試合に出場した場合、CRP、CK、コルチゾール、酸化ストレスマーカーなどのバイオマーカーは、2試合目以降に徐々に高い値を示し、回復の制限による負担を示した。

このパターンは他のサッカー研究でも確認されている。 また、エリートバスケットボール（6ヶ月シーズン）やプロハンドボール（12週間）でも同様の結果が観察され、集中期に酸化ストレスが増加した。 これらのスポーツはバレーボールよりも強い生化学的障害を示したが、これはハンドボールとバスケットボールがより大きなエキセントリック負荷を伴うためと考えられる。 このような違いは、生化学的ストレスプロフィールがスポーツによって異なることを示している。 しかし、すべてのケースにおいて、十分な回復を伴わない競技と移動を繰り返すと、炎症と酸化還元不均衡が解消されず、疲労と傷害のリスクが増大した。

メカニズム的には、持続的な酸化ストレスは筋収縮力を低下させ、細胞膜を損傷させ、一方、長引く炎症は筋再生を遅らせ、組織損傷を悪化させる。 実際、エリートサッカー選手において、試合後のCRP値の上昇は、24時間後のCK値の上昇と強い相関があり、炎症と二次的な筋損傷の関連を強調していた。

慢性疲労モニタリングにおける性差

ほとんどの研究は男性アスリートを対象としていますが、性差は慢性疲労に大きく影響します。

女性の場合、月経周期はパフォーマンス、エネルギー消費、回復に強く影響する。 エストロゲンは運動誘発性の損傷から筋肉を保護する可能性がある。 炎症反応は性差によって異なり、女性は明確なサイトカイン放出パターン（IL-6、TNF-αなど）を示す。 酸化ストレス反応もまた、メスでは異なる抗酸化防御に依存している可能性があるため、異なる。

筋線維の構成と代謝は、さらに性差のある疲労と回復パターンに寄与する。 例えば、クレアチンキナーゼ(CK)は男性よりも女性の方が上昇しにくい傾向がある。

最後に、モニタリングで広く用いられているテストステロン／コルチゾール比は、男女間で直接比較することはできません。 男女とも運動後に急性テストステロン上昇を示すが、上昇幅は男性の方がはるかに大きい。 このため、性特異的な基準値と慎重な解釈が必要である。

要約すると、男性のデータに基づいて構築されたモニタリングプロトコルは、女性アスリートには適用できない可能性がある。 女性の疲労モニタリングの改善には、基準範囲の適応とホルモン周期の考慮が不可欠である。

質問と感想

アスリートの疲労をモニタリングするための アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカースポーツや臨床の場における 唾液採取は、フィールドでの評価に便利で非侵襲的なオプションを提供し、コルチゾール、テストステロン、およびs-IgAなどの免疫学的マーカーの測定に使用することができる。 しかし、口腔内の病変、病気、概日性の変動によって結果が偏る可能性がある。 対照的に、筋損傷のバイオマーカー（例えば、CK、LDH）および炎症（例えば、CRP、サイトカイン、TNF-α）、ならびに酸化ストレスマーカーは、通常、血液または尿サンプルを必要とし、より高度な検査方法を必要とするため、競技シーズン中の実施可能性が制限される。

もう一つの課題は解釈にある。 一部のバイオマーカー、特にCKは個人間変動が大きく、普遍的なカットオフ値を定義することが困難である。 したがって、有意義な追跡調査にはベースライン（シーズン前）の測定が不可欠である。

これらのバイオマーカーはオーバートレーニング症候群(OTS)についての洞察を与えてくれるかもしれないが、現在のところ、単一のバイオマーカーやホルモンマーカーで診断を確定できるものはない。 2013年のコンセンサスによると2013年のコンセンサスによると、OTSはスポーツ特有の持続的なパフォーマンス低下であり、気分障害を伴い、数週間から数ヶ月の回復にもかかわらず解消されないものと定義するのが最も適切である。 重要なことは、OTSは依然として除外診断であるということである。

もう一つの限界は、OTSに関する女性特有のデータがないことである。 女性アスリートは、ストレス骨折やスポーツにおける相対的エネルギー欠乏症（RED-S）のような状態に特に陥りやすい。 ACSMの見解で 定義されている「女性アスリートトライアド」-(a)エネルギー利用能の低下（摂食障害の有無にかかわらず）、(b)月経機能障害、(c)骨密度の低下-は、OTSと重複する可能性があるが、臨床上、明確な注意が必要である。 IGF-1などのホルモン因子が骨の健康に関与している可能性がある一方で、特に持久系アスリートにおけるビタミンDと鉄の欠乏がリスクを高めている。 この総説は、月経周期に関連した鉄の損失が、疲労やパフォーマンスの低下にさらに寄与する可能性があることを強調している。 

最近のエビデンスでは、月経周期がパフォーマンス能力に影響を与える可能性も示唆されているが、異なるフェーズが身体能力にどの程度影響を与えるかについては、結論が出ていない。

オタクな話をしよう

この研究はPRISMAガイドラインに従ったもので、透明性、再現性を確保し、選択バイアスを最小限に抑えることができるため、有力な選択である。 複数のスポーツに特化したデータベース（PubMed、Scopus、SportDiscus、Web of Science）を使用することで、重要な文献を見逃すリスクも低減する。 

組み入れ基準は明確に定義され、エリートまたはプロの男子チームアスリートのみを対象とし、試合またはトレーニングセッションをまたいで収集された縦断的データを必要とした。 これは、結果が実際の競技上の要求を反映しているため、生態学的妥当性を高めることになる。 女性、アマチュアアスリート、実験室ベースの研究を除外することで、このレビューは広さよりも特異性を優先している。 その結果、結論を女性アスリートや非エリートアスリートの集団に一般化することはできない。 さらに、このレビューでは、さまざまなスポーツが取り上げられており、それぞれが、当然異なる適応をもたらす明確な内部負荷によって特徴づけられている。 より高い精度を達成するためには、サブグループ分析を通じてこれらの差異を考慮し、検討すべきだった。

もう1つの長所は アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカーの取得方法（サンプルの種類、タイミング、分析技術など）が詳細に規定されていることである。 このことは、研究間の比較を標準化するのに役立つ。 それでもなお、ばらつきは残っている。バイオマーカー反応は時間依存性が高く、その採取方法（唾液と血液、朝と夜のサンプリングなど）は研究によって大きく異なる。 このような不均一性は、結果の比較可能性を低下させ、バイオマーカーの傾向をあいまいにする可能性がある。 さらに著者らは、データ取得のタイミングが研究によってかなり異なることを指摘している。 例えば、クレアチンキナーゼ（CK）値は異なる時間帯に測定された。 これらの解析は、概日性の変動を考慮して調整することも可能であったが、著者らは、トレーニング後24～48時間に観察された一貫したCK上昇が、そのようなタイミングの不一致の影響を緩和している可能性が高いと主張している。

最後に、検索と抽出を一人の主要研究者に依存し、意見の相違が生じた場合にのみ仲裁を行った。 これは潜在的なバイアスをもたらす：スクリーニング中の意図的でない嗜好も研究の組み入れに影響するかもしれない。 二重の独立したレビューによって信頼性が高まったであろう。

持ち帰りメッセージ

ホルモンモニタリング（テストステロンとコルチゾール）：

• T/C比 T/C比は、トレーニングストレスと疲労を評価する上で、どちらかのホルモン単独よりも信頼性が高い。
• ホルモン反応は 性別、プレーポジション、試合時間、スポーツ種目→ 解釈は個別に行う必要がある。
• 唾液サンプリングはフィールドモニタリングに使いやすいが、概日変動に注意すること。

筋損傷マーカー（CK、LDH）：

• CKは運動後24～72時間でピークに達しCKは運動後24～72時間でピークに達し、急性負荷と回復のモニタリングに有用である。
• プレシーズンが多い、またはスケジュールが混雑している = ↑ CK/LDH → テーラーメイドの回復戦略の必要性を示す。
• 常に 個々の基準値(日々の変動が大きい）。

免疫マーカー（s-IgA）：

• ↓ s-IgA = ↑ 呼吸器疾患のリスク（特に激しいトレーニング/競技）。
• 追跡 長期的な傾向回復を導き、病気を予防するために、単一の値よりもむしろ長期的な傾向を追跡する。
• 唾液測定は実用的であり、早期警告シグナルとして役立つことができる。

炎症＆酸化ストレスマーカー（CRP、サイトカイン、活性酸素）：

• 試合が混雑している時間帯に上昇 → 未解決の疲労を示し、↑怪我のリスクを示す。
• 持続的な炎症と酸化ストレスは、回復と筋肉の再生を損なう。
• 定期的なモニタリングは、負荷軽減と回復計画の指針となります。

性差に関する考察

• 女性アスリートは アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカー月経周期、エストロゲンの影響、筋繊維の構成などの要因による。
• 女性ではCKの上昇が少なく、T/C比は男性と同じようには解釈できない。
• モニタリングプロトコールには 性特異的基準範囲月経周期の追跡

このオープンアクセス研究は、アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカーとそのスポーツパフォーマンスへの応用に関する現在の研究の包括的な概要を提供しています。 アスリートの疲労をモニタリングするためのバイオマーカー スポーツパフォーマンスへの応用

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この基礎の上に立って、著者はこの ポッドキャストで、アスリートのための高度な回復テクニックについて詳しく説明しています。

参考

Soler-López, A., Moreno-Villanueva, A., Gómez-Carmona, C. D., & Pino-Ortega, J. (2024). 男性プロチーム選手の慢性疲労のモニタリングにおけるバイオマーカーの役割： 系統的レビュー。 センサー, 24(21), 6862.