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Effects of vitamin D on skeletal muscle glucose metabolism

Research Project

Project/Area Number 16H03244
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Sports science
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

Kawanaka Kentaro  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (80339960)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 宏暁  福岡大学, スポーツ科学部, 非常勤講師 (00078544)
檜垣 靖樹  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
増田 紘之  新潟医療福祉大学, 健康科学部, 助手 (10738561)
羅 成圭  福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (60741999)
上原 吉就  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
池永 昌弘  福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (90735573)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2016: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
KeywordsビタミンD / 骨格筋 / 糖代謝 / 筋量 / ミトコンドリア / PGC-1α / Akt / ラット / ビタミンD受容体 / 持久性トレーニング / 代償性負荷 / 筋肥大 / 糖取り込み / 運動 / GLUT4 / 速筋線維 / 遅筋線維 / 血糖値 / インスリン / 耐糖能力 / インスリン抵抗性 / 内臓脂肪 / 老化
Outline of Final Research Achievements

Vitamin D deficiency is common among the elderly. However, little is known about how vitamin D affects skeletal muscle mass and glucose metabolism. We modeled human serum vitamin D levels ranging from deficient to excess and examined whether increasing dietary vitamin D could maintain or improve rat skeletal muscle mass and metabolism. In our study, vitamin D deficiency caused fast-twitch plantaris muscle atrophy. This atrophy of plantaris muscle may be explained by decreased Akt kinase activation. In addition, vitamin D deficiency reduced peroxisome proliferator- activated receptor γ coactivator-1α (PGC-1α) protein expression in slow-twitch soleus muscle, showing reduced mitochondrial biogenesis in this muscle. These changes in vitamin D deficient rats are possibly associated with impaired glucose tolerance. These results suggest that preventing dietary vitamin D deficiency could maintain skeletal muscle mass and glucose metabolism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究から、ビタミンDの摂取不足とそれにともなった血中ビタミンDレベルの低下が骨格筋の量とミトコンドリアを減少させる可能性が示された。高齢者の多くがビタミンD不足状態にあることが知られており、十分なビタミンD摂取量によって血中ビタミンDレベルを維持することによって高齢者の骨格筋機能を維持できる可能性が明らかになった。血糖の80%を取り込んで代謝しているのは骨格筋であり、骨格筋機能の維持は糖尿病の予防にもつながる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 4 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Effect of BCAA supplement timing on exercise-induced muscle soreness and damage: a pilot placebo-controlled double-blind study2018

    • Author(s)
      Ra Song-Gyu、Miyazaki Teruo、Kojima Ryo、Komine Shoichi、Ishikura Keisuke、Kawanaka Kentaro、Honda Akira、Matsuzaki Yasushi、Ohmori Hajime
    • Journal Title

      The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness

      Volume: 58 Issue: 11 Pages: 1582-1591

    • DOI

      10.23736/s0022-4707.17.07638-1

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Immobilization rapidly induces thioredoxin-interacting protein gene expression together with insulin resistance in rat skeletal muscle2018

    • Author(s)
      Kawamoto Emi、Tamakoshi Keigo、Ra Song-Gyu、Masuda Hiroyuki、Kawanaka Kentaro
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 125 Issue: 2 Pages: 596-604

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00951.2017

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exercise training rescues high fat diet-induced neuronal nitric oxide synthase expression in the hippocampus and cerebral cortex of mice2017

    • Author(s)
      Tomiga Yuki、Yoshimura Saki、Ito Ai、Nakashima Shihoko、Kawanaka Kentaro、Uehara Yoshinari、Tanaka Hiroaki、Higaki Yasuki
    • Journal Title

      Nitric Oxide

      Volume: 66 Pages: 71-77

    • DOI

      10.1016/j.niox.2017.03.002

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Motor skills training enhances AMPA receptor subunit mRNA expression in the ipsilateral sensorimotor cortex and striatum of rats following intracerebral hemorrhage2017

    • Author(s)
      Keigo Tamakoshi, Kazuto Ishida, Kentaro Kawanaka, Yasuyuki Takamatsu, Hiroyuki Tamaki
    • Journal Title

      Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases

      Volume: 26 Issue: 10 Pages: 2232-2239

    • DOI

      10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.05.005

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  • [Journal Article] Motor Skills Training Improves Sensorimotor Dysfunction and Increases Microtubule-Associated Protein 2 mRNA Expression in Rats with Intracerebral Hemorrhage.2016

    • Author(s)
      Tamakoshi K, Kawanaka K, Onishi H, Takamatsu Y, Ishida K.
    • Journal Title

      J Stroke Cerebrovasc Dis.

      Volume: 25 Pages: 2071-2077

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  • [Journal Article] Effects of environmental enrichment in aged mice on anxiety-like behaviors and neuronal nitric oxide synthase expression in the brain.2016

    • Author(s)
      Tomiga Y, Ito A, Sudo M, Ando S, Maruyama A, Nakashima S, Kawanaka K, Uehara Y, Kiyonaga A, Tanaka H, Higaki Y.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 476 Pages: 635-640

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      2016 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Immobilization rapidly induces muscle insulin resistance together with the activation of MAPKs (JNK and p38) and impairment of AS160 phosphorylation.2016

    • Author(s)
      Kawamoto E, Koshinaka K, Yoshimura T, Masuda H, Kawanaka K
    • Journal Title

      Physiol. Rep.

      Volume: 4

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  • [Presentation] 運動栄養学と糖質 -身体活動・不活動と骨格筋インスリン感受性―2018

    • Author(s)
      川中健太郎.
    • Organizer
      日本応用糖質科学会東日本支部シンポジウム(東京)
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  • [Presentation] 運動トレーニングが骨格筋TXNIP発現量に及ぼす影響.2018

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      羅成圭, 河本絵美、飯澤拓樹、檜垣靖樹, 川中健太郎.
    • Organizer
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  • [Presentation] 老化にともなう骨格筋TXNIP発現量と運動トレーニングの効果.2018

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    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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  • [Presentation] 卵タンパク質の摂取がデキサメタゾン誘発の骨格筋委縮に与える影響.2018

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      越中敬一、川中健太郎、飯澤拓樹、佐藤晶子.
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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  • [Presentation] 不活動はヒラメ筋のTXNIP遺伝子発現とインスリン抵抗性を誘導する.2018

    • Author(s)
      河本絵美、玉越敬悟、羅成圭、増田紘之、川中健太郎.
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      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ラット骨格筋におけるAMPKならびにAktキナーゼはLT強度の運動から活性化させる.2018

    • Author(s)
      増田紘之、吉村達彦、飯澤拓樹、越中敬一、川中健太郎.
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 摂取するタンパク質の種類の違いがラットの耐糖能力に及ぼす影響.2018

    • Author(s)
      飯澤拓樹、羅成圭, 安方惇、本田紘基、中川洋成、西村恒星、冨賀祐基、中島志穂子、宗まりこ、檜垣靖樹, 越中敬一、川中健太郎.
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ルチンが水泳運動後のラット骨格筋グリコーゲン含量に及ぼす影響.2018

    • Author(s)
      佐藤峻登、丸山裕輝、川中健太郎、河本絵美.
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会 (福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 食餌中のビタミンD欠乏がラットの耐糖能力に及ぼす影響.2017

    • Author(s)
      中川洋成, 羅成圭, 冨賀裕貴, 中島志穂子, 田中宏暁, 檜垣靖樹, 川中健太郎.
    • Organizer
      第71回日本栄養・食糧学会大会 (沖縄)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 身体活動・不活動と骨格筋インスリン感受性 -その最新知見-2017

    • Author(s)
      川中健太郎.
    • Organizer
      高知臨床糖尿病シンポジウム(高知)
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 食餌中のビタミンD欠乏がラットの骨格筋量とインスリン情報伝達に及ぼす影響.2017

    • Author(s)
      中川洋成、羅成圭、冨賀裕貴、中島志穂子、田中宏暁、檜垣靖樹、川中健太郎.
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会(松山)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 間欠的な高強度水泳運動中の水温の違い骨格筋のAMPKに与える影響.2017

    • Author(s)
      越中敬一、尾東太樹、安藤理恵、川中健太郎、佐藤晶子.
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会(松山)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋線維タイプおよび運動トレーニングが骨格筋ビタミンD受容体発現量に及ぼす影響.2017

    • Author(s)
      羅成圭、河本絵美、中川洋成、冨賀裕貴、中島志穂子、田中宏暁、檜垣靖樹、川中健太郎.
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会(松山)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高脂肪食摂取及び運動が脳のインスリン経路を介したnNOS調節機構に及ぼす影響.2017

    • Author(s)
      冨賀裕貴、吉村咲紀、伊藤愛、中島志穂子、川中健太郎、上原吉就、田中宏暁、檜垣靖樹.
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会(松山)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ルチンがラット骨格筋グリコーゲン含量に及ぼす影響.2017

    • Author(s)
      丸山裕輝、川中健太郎、河本絵美.
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会(松山)
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  • [Presentation] 運動・食事・骨格筋2017

    • Author(s)
      川中健太郎.
    • Organizer
      全国体育連合 中四国支部講演会(山口大学)
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    • Invited
  • [Presentation] 身体活動・不活動と骨格筋インスリン感受性の最新知見2017

    • Author(s)
      川中健太郎
    • Organizer
      九州大学リサーチコア
    • Place of Presentation
      九州大学筑紫キャンパス
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    • Invited
  • [Presentation] 軽運動が不活動誘発性骨格筋インスリン抵抗性の改善に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      河本絵美、川中健太郎
    • Organizer
      第71回日本体力医学会
    • Place of Presentation
      いわて県民情報交流センター
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  • [Book] 運動生理学2019

    • Author(s)
      麻見 直美、川中 健太郎
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758113564
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  • [Book] 運動と疲労の科学2018

    • Author(s)
      下光輝一、八田秀雄、川中健太郎 他
    • Total Pages
      221
    • Publisher
      大修館書店
    • ISBN
      9784469268478
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  • [Book] トレーニングのための生理学的知識2018

    • Author(s)
      Zsolt Radak (訳:樋口満、川中健太郎 他)
    • Total Pages
      195
    • Publisher
      市村出版
    • ISBN
      9784902109504
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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