運動時の循環反応に関する研究―個人差に着眼した新たな研究法によるアプローチ―

• Project/Area Number: 15J00841
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Sports science (A)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 渡邊 和仁 筑波大学, 体育系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 赤血球由来の局所性血管調節 / 心拍出量 / 左心室容積 / 全身持久力 / 動脈圧受容器反射 / 動的膝伸展運動 / 活動筋血流量 / 血圧調節 / 動的運動 / 末梢血管抵抗 / 神経性循環調節

Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、運動時の循環反応やその個人差に赤血球由来の局所性血管調節がどのように関与するか、また、持久的トレーニングにより高まる体力指標や循環調節機能の指標が循環反応の個人差とどのように関係するか検討することを目的とし、末梢部位への血管作動薬投与や各種運動モデルを用いた実験を行った。
１．健康な若年男性6名を被験者とし、赤血球由来の血管拡張反応を模してアデノシン三リン酸（ATP）の大腿動脈投与を行い、運動時と同様の下肢血流量増加を引き起こした時の中心循環動態を調べた。その結果、ATP投与時には下肢血流量の増加の程度に依存して心拍出量が増加すること、また、この反応は左心室拡張末期容積の増加に伴う1回拍出量の増加によって起こること示された。このことから、赤血球由来の血管拡張反応による左心室充満血液量の変化は、運動中の心拍出量応答を決定する主な要因の一つである可能性が示唆された。
２．鍛錬者と非鍛錬者を含む健康な若年男女30名を対象とし、静的ハンドグリップ運動を行ったときの循環反応の個人差と、全身持久力の指標（最大酸素摂取量）との関係性を調べた。その結果、ハンドグリップ運動中の循環反応の個人差は最大酸素摂取量との間に関係がみられなかったことから、本被験者集団における全身持久力の差は小筋群運動での循環反応の個人差の主な決定要因ではないことが示唆された。一方、動脈圧受容器反射機能（大腿部カフを用いて運動中に一過性の血圧低下を引き起こした際の循環反応により評価）との関係性も調べたところ、動脈圧受容器反射による心拍調節機能が高い者ほど心拍出量の増加が小さく、動脈圧受容器反射による血管調節機能が高い者ほど末梢血管抵抗が大きく増加するという関係性がみられた。このことから、運動中における動脈圧受容器反射機能の差は、運動に対する心拍出量や末梢血管抵抗の反応の個人差に関与することが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ブルネル大学(英国)
• [Journal Article] The carotid baroreflex modifies the pressor threshold of the muscle metaboreflex in humans (2017)
  • Author(s): Masashi Ichinose, Tomoko Ichinose-Kuwahara, Kazuhito Watanabe, Narihiko Kondo, Takeshi Nishiyasu
  • Journal Title: American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology Volume: 313 Issue: 3 Pages: H650-H657
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00816.2016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of voluntary hypocapnic hyperventilation or moderate hypoxia on metabolic and heart rate responses during high-intensity intermittent exercise. (2017)
  • Author(s): 109.Dobashi K, Fujii N, Watanabe K, Tsuji B, Sasaki Y, Fujimoto T, Tanigawa S, Nishiyasu T.
  • Journal Title: Eur J Appl Physiol. Volume: 117(8) Issue: 8 Pages: 1573-1583
  • DOI: 10.1007/s00421-017-3646-5
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effect of voluntary hypocapnic hyperventilation on the metabolic response during Wingate anaerobic test. (2015)
  • Author(s): Fujii N, Tsuchiya S, Tsuji B, Watanabe K, Sasaki Y, Nishiyasu T.
  • Journal Title: European Journal of Applied Physiology. Volume: 115(9) Issue: 9 Pages: 1967-1974
  • DOI: 10.1007/s00421-015-3179-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cardiovascular responses to forearm muscle metaboreflex activation during hypercapnia in humans. (2015)
  • Author(s): Delliaux S, Ichinose M, Watanabe K, Fujii N, Nishiyasu T.
  • Journal Title: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. Volume: 309 Issue: 1 Pages: R43-R50
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00402.2014
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Assessing heart function and limb and brain blood flow during exercise and adenosine triphosphate infusion to unravel the central and peripheral mechanisms of human cardiovascular control (2017)
  • Author(s): Kazuhito Watanabe
  • Organizer: Centre for Human Performance, Exercise and Rehabilitation CHPER Seminar Series
  • Place of Presentation: Brunel University London (London, United Kingdom)
  • Year and Date: 2017-02-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 運動時における手掌冷却と息止めが循環応答に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 松竹 涼子，藤本 知臣，渡邊 和仁，一之瀬 真志，藤井 直人，西保 岳
  • Organizer: 第72回日本体力医学会大会（松山大学, 愛媛県松山市）2017年9月16日
• [Presentation] Combined effects of cold pressor test and apnea on cardiovascular responses during dynamic two-legged knee extension exercise (2017)
  • Author(s): Ryoko Matsutake, Tomomi Fujimoto, Kazuhito Watanabe, Masashi Ichinose, Naoto Fujii, Takeshi Nishiyasu
  • Organizer: 17th International Conference on Environmental Ergonomics (Ikuta Shrine Hall, Kobe, Japan) 2017年11月14日
• [Presentation] Assessing heart function and limb and brain blood flow during exercise, adenosine triphosphate infusion, dehydration and heat stress to unravel the central and peripheral mechanisms of human cardiovascular control (2017)
  • Author(s): Kazuhito Watanabe
  • Organizer: Centre for Human Performance, Exercise and Rehabilitation CHPER Seminar Series (Brunel University London, London, United Kingdom) 2017年11月15日
• [Presentation] 間欠的な息止めを伴う高強度運動時の呼吸代謝および循環応答－息止め時間および頻度に着目して－ (2016)
  • Author(s): 藤本 知臣，鏡味 卓也, 渡邊 和仁，西保 岳
  • Organizer: 第71回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市民文化ホール・いわて県民交流センター（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2016-09-23
• [Presentation] Individual differences in components of the pressor responses to isometric and dynamic handgrip exercise in humans (2016)
  • Author(s): Kazuhito Watanabe, Masashi Ichinose, Bun Tsuji, Seiji Maeda, Takeshi Nishiyasu.
  • Organizer: Experimental biology 2016
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center (San Diego, USA)
  • Year and Date: 2016-04-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ハンドグリップ運動時における血圧上昇要因の個人差：運動様式の違いに着目して (2015)
  • Author(s): 渡邊 和仁，一之瀬 真志，辻 文，前田 清司，西保 岳．
  • Organizer: 第70回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県民文化会館・ホテルアバローム紀の国（和歌山県和歌山市）
  • Year and Date: 2015-09-20
• [Presentation] 頸動脈洞圧受容器反射が筋代謝受容器反射の昇圧閾値に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 一之瀬 真志，一之瀬 智子，渡邊 和仁，西保 岳．
  • Organizer: 第70回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県民文化会館・ホテルアバローム紀の国（和歌山県和歌山市）
  • Year and Date: 2015-09-20
• [Presentation] 高強度間欠的運動時の呼吸代謝応答に関する研究－低酸素環境と自発的過換気との比較－ (2015)
  • Author(s): 土橋 康平，渡邊 和仁，辻 文，西保 岳．
  • Organizer: 第70回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県民文化会館・ホテルアバローム紀の国（和歌山県和歌山市）
  • Year and Date: 2015-09-18
• [Presentation] 冷水環境下におけるふるえ産熱反応の深部体温閾値：安静時と運動時の比較 (2015)
  • Author(s): 藤本 知臣，渡邊 和仁，佐々木 洋輔，辻 文，若林 斉，仙石 泰雄，西保 岳．
  • Organizer: 第70回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県民文化会館・ホテルアバローム紀の国（和歌山県和歌山市）
  • Year and Date: 2015-09-18
• [Presentation] Effects of hypobaric hypoxia and voluntary hypocapnic hyperventilation on metabolic response during high-intensity intermittent exercise (2015)
  • Author(s): Kohei Dobashi, Kazuhito Watanabe, Bun Tsuji, Yosuke Sasaki, Tomomi Fujimoto, Takeshi Nishiyasu.
  • Organizer: 16th International Conference on Environmental Ergonomics
  • Place of Presentation: Portsmouth, United Kingdom
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pressor threshold of muscle metaboreflex is modulated during unloading of carotid baroreceptors in humans (2015)
  • Author(s): Masashi Ichinose, Tomoko Ichinose, Kazuhito Watanabe, Takeshi Nishiyasu.
  • Organizer: 16th International Conference on Environmental Ergonomics
  • Place of Presentation: Portsmouth, United Kingdom
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Time-dependent changes in individual differences in components of the pressor responses to isometric handgrip exercise (2015)
  • Author(s): Kazuhito Watanabe, Masashi Ichinose, Bun Tsuji, Takeshi Nishiyasu.
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2015-05-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Carotid baroreflex modifies pressor threshold of muscle metaboreflex in humans (2015)
  • Author(s): Masashi Ichinose, Tomoko Ichinose, Kazuhito Watanabe, Takeshi Nishiyasu.
  • Organizer: The 62nd Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] Brunel University London, CHPER ホームページ
  • URL: https://www.brunel.ac.uk/research/Projects/Hydration-and-human-cardiovascular-function
• [Remarks] CAMA Racing Team（ロンドンを拠点とするトライアスロンチーム）ホームページ
  • URL: https://www.camaracingteam.com/blog/supporting-scientific-research-at-brunel-jay-testing-the-effects-of-fluid-loss-on-cycling-performance