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運動後の筋グリコーゲン回復に影響を及ぼす要因の解明:効果的な栄養戦略立案に向けて

Research Project

Project/Area Number 19H04017
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba (2020-2022)
National Agency for the Advancement of Sports and Health (2019)

Principal Investigator

高橋 英幸  筑波大学, 体育系, 教授 (00292540)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 亀井 明子  独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツメディカルセンター, 先任研究員 (10276636)
元永 恵子  独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 研究員 (20330516)
小島 千尋  独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 契約研究員 (00845878)
石橋 彩  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員 (40756524)
下山 寛之  筑波大学, 体育系, 助教 (80760652)
近藤 衣美  筑波大学, 体育系, 特別研究員(PD) (50515707)
赤澤 暢彦  独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ研究部, 契約研究員 (30713250)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords筋グリコーゲン / 磁気共鳴分光法 / 骨格筋 / 炭水化物 / 競技種目特性
Outline of Research at the Start

高強度・長時間運動のエネルギー源として骨格筋のグリコーゲン(Gly)は重要であり、筋Glyの減少は運動パフォーマンスの低下や筋疲労に繋がる。したがって、複数回あるいは連日続く試合や練習で良いパフォーマンスを発揮・維持するためには、減少した筋Glyを素早く回復させるための栄養摂取戦略が重要になる。しかしながら、そのような戦略策定に必要となる、筋Gly回復が身体の部位毎、競技種目毎そして個人毎にどのように異なるのか、その差異をもたらす要因は何なのかに関する知見は十分ではない。そこで本研究では、炭素磁気共鳴分光法による非侵襲的な筋Gly測定法を用いて、これらを明らかにすることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

運動による筋グリコーゲン(Gly)の減少はパフォーマンスの低下や筋疲労に繋がるため、良いパフォーマンスを発揮・維持するためには、減少した筋Glyを素早く回復させる必要がある。しかしながら、競技種目特性や個人特性に応じた素早い筋Gly回復のための栄養摂取戦略で必要となる、筋Gly回復速度の部位特異性や競技種目特異性、筋Gly回復速度の個人差に影響を及ぼす要因、等に関する知見は十分ではない。
令和3年度は、新型コロナウイルス感染予防のために、実際の競技者を対象とした、競技種目特異性を検証するための実験の多くを実施することができなかった。そのため、過年度計画で実施できなかった、運動を伴わないGlyローディングによる異なる筋での筋Gly濃度変化の違いを明らかにする検討を行った。健常成人男女8名を対象として3日間の高炭水化物食(10g/kg/日)摂取の摂取前、1日後、3日後に、炭素磁気共鳴分光法を用いて上腕部(上腕三頭筋)および大腿部(外側広筋+中間広筋)の筋Gly濃度を測定した。体重、体水分量は摂取前と比較して3日後に有意に増加した。上腕部、大腿部の筋Gly濃度は、1日後では変化しなかったが、3日後には両部位で有意に増加し、筋Gly濃度の増加率は上腕部で24%、大腿部で27%と類似していた。しかしながら、上腕部と大腿部における筋Gly変化量および変化率の関係を調べた結果、両者の間に有意な相関は認められなかった。
以上より、運動を伴わない3日間の高炭水化物食摂取により上腕と大腿の両部位で筋Gly濃度が約25%増加すること、そして、同一被検者内での上腕部と大腿部の変化は必ずしも同程度ではないことが示された。このような部位・筋による差異には筋線維組成や代謝特性の違いが関与している可能性があり、異なる部位・筋での変化を解釈する際には留意する必要があると考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染予防および東京2020オリンピック・パラリンピック開催のため、実験実施機関における施設利用が大きく制限されたため、令和3年度に予定されていた実験、特に、実際の競技者を対象とした実験の多くを実施することができなかった。一方、過年度に予定していた、健常一般人の男女を対象とした基礎的実験を実施するこができたため、研究全体としての進捗はやや遅い程度に収めることができている。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度も、新型コロナウイルス感染の状況に応じての実験実施が余儀なくされる状況ではあるが、その状況をふまえながら、これまで十分なデータを蓄積することができなかった、実際の競技者を対象とした、複数の異なる筋を対象とした筋グリコーゲン測定、および、各競技種目で最も筋グリコーゲンが変化する筋を同定する研究に関する実験を中心に実施する。さらに、令和4年度は最終年度として、必要に応じて各研究の追加実験を行うとともに、全体のまとめ作業を実施し、得られた研究成果に関しては、学会等での発表、論文作成・学術雑誌への投稿を行う。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report

Research Products

(24 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of Different Carbohydrate Intakes within 24 Hours after Glycogen Depletion on Muscle Glycogen Recovery in Japanese Endurance Athletes2022

    • Author(s)
      Keiko Namma-Motonaga, Emi Kondo, Takuya Osawa, Keisuke Shiose, Akiko Kamei, Motoko Taguchi, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 14 Pages: 1320-1320

    • DOI

      10.3390/nu14071320

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of an overnight high-carbohydrate meal on muscle glycogen after rapid weight loss in male collegiate wrestlers2021

    • Author(s)
      Kondo Emi、Shiose Keisuke、Osawa Takuya、Motonaga Keiko、Kamei Akiko、Nakajima Kohei、Sagayama Hiroyuki、Wada Takahiro、Nishiguchi Shigeki、Takahashi Hideyuki
    • Journal Title

      BMC Sports Sci. Med. Rehabil.

      Volume: 13 Pages: 96-96

    • DOI

      10.1186/s13102-021-00325-w

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Muscle glycogen consumption and recovery kinetics using 13C magnetic resonance spectroscopy in semi-professional soccer players: A case study2021

    • Author(s)
      Daisuke Nakamura, Mariko Nakamura, Yoko Tanabe, Keisuke Shiose, Aya Ishibashi, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      Football Sci.

      Volume: 18 Pages: 43-50

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Augmented muscle glycogen utilization following a single session of sprint training in hypoxia2021

    • Author(s)
      Kasai Nobukazu, Tanji Fumiya, Ishibashi Aya, Ohnuma Hayato, Takahashi Hideyuki, Goto Kazushige, Suzuki Yasuhiro
    • Journal Title

      Eur. J. Appl. Physiol.

      Volume: 121 Pages: 2981-2991

    • DOI

      10.1007/s00421-021-04748-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diurnal variations in muscle and liver glycogen differ depending on the timing of exercise2021

    • Author(s)
      Iwayama Kaito, Tanabe Yoko, Tanji Fumiya, Ohnishi Takahiro, Takahashi Hideyuki
    • Journal Title

      J. Physiol. Sci.

      Volume: 71 Pages: 35-35

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00821-1

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Urinary N-Terminal Fragment of Titin Reflects Muscle Damage After a Soccer Match in Male Collegiate Soccer Players2021

    • Author(s)
      Tanabe Yoko、Shimizu Kazuhiro、Kondo Emi、Yasumatsu Mikinobu、Nakamura Daisuke、Sagayama Hiroyuki、Takahashi Hideyuki
    • Journal Title

      The Journal of Strength & Conditioning Research

      Volume: 35 Pages: 360-365

    • DOI

      10.1519/jsc.0000000000003923

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of low energy availability during three consecutive days of endurance training on iron metabolism in male long distance runners2020

    • Author(s)
      Aya Ishibashi, Chihiro Kojima, Yoko Tanabe, Kaito Iwayama, Tsutomu Hiroyama, Toshiki Tsuji, Akiko Kamei, Kazushige Goto, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      Physiol. Rep.

      Volume: 8

    • DOI

      10.14814/phy2.14494

    • NAID

      120007159556

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Validity of Bioimpedance Spectroscopy in the Assessment of Total Body Water and Body Composition in Wrestlers and Untrained Subjects2020

    • Author(s)
      Shiose Keisuke、Kondo Emi、Takae Rie、Sagayama Hiroyuki、Motonaga Keiko、Yamada Yosuke、Uehara Yoshinari、Higaki Yasuki、Takahashi Hideyuki、Tanaka Hiroaki
    • Journal Title

      Int. J. Environ. Res. Public Health

      Volume: 17 Pages: 9433-9433

    • DOI

      10.3390/ijerph17249433

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Muscle glycogen content during endurance training under low energy availability2020

    • Author(s)
      Chihiro Kojima, Aya Ishibashi, Yoko Tanabe, Kaito Iwayama, Akiko Kamei, Hideyuki Takahashi, Kazushige Goto
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: 52 Pages: 187-195

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002098

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diurnal variation in the glycogen content of the human liver using 13C MRS2020

    • Author(s)
      Kaito Iwayama, Takahiro Onishi, Katsuya Maruyama, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      NMR Biomed.

      Volume: 33

    • DOI

      10.1002/nbm.4289

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Thoracic Gas Volume Changes on Body Composition Assessed by Air Displacement Plethysmography after Rapid Weight Loss and Regain in Elite Collegiate Wrestlers2019

    • Author(s)
      Kondo Emi、Shiose Keisuke、Yamada Yosuke、Osawa Takuya、Sagayama Hiroyuki、Motonaga Keiko、Ouchi Shiori、Kamei Akiko、Nakajima Kohei、Takahashi Hideyuki、Okamura Koji
    • Journal Title

      Sports

      Volume: 7 Pages: 48-48

    • DOI

      10.3390/sports7020048

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 男性エリート競歩選手におけるグリコーゲンローディングのための糖質摂取量の事例検討2021

    • Author(s)
      近藤衣美, 高井恵里, 髙橋英幸
    • Organizer
      日本スポーツ栄養学会第7回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Influence of the menstrual cycle on muscle glycogen utilization with high-intensity intermittent exercise until exhaustion in eumenorrheic women2021

    • Author(s)
      Tomoka Matsuda, Hideyuki Takahashi, Mariko Nakamura, Moe Kanno, Hazuki Ogata, Akira Ishikawa, Mizuki Yamada, Akiko Funaki, Hyunjun Gam, Nodoka Ikegami, Mikako Sakamaki-Sunaga
    • Organizer
      26th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of muscle damage by urinary N-terminal fragment of titin after a soccer match in male collegiate soccer players2021

    • Author(s)
      Yoko Tanabe, Kazuhiro Shimizu, Emi Kondo, Mikinobu Yasumatsu, Daisuke Nakamura, Hiroyuki Sagayama, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      ARIHHP Human High Performance Forum 2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 月経周期が長時間の高強度間欠的運動時の筋グリコーゲン濃度に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      松田知華, 緒方はづき, 菅野萌, 石川明良, 山田満月, 亀本佳世子, 甘賢俊, 小泉和史, 中村真理子, 髙橋英幸, 須永美歌子
    • Organizer
      第75回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 大学生自転車選手における自転車スプリントパフォーマンスと殿筋の筋量の関係2020

    • Author(s)
      石井泰光, 山口大貴, 黒川剛, 髙橋英幸
    • Organizer
      第75回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Proton, phosphorous, and carbon magnetic resonance spectroscopy technique (MRS) for monitoring of training and performance in athletes2019

    • Author(s)
      Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      24th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pre-match muscle glycogen levels of three matches in 1 week based on high carbohydrate intake2019

    • Author(s)
      Daisuke Nakamura, Mikinori Yasumatsu, Akinori Tobita, Mariko Nakamura, Yoko Tanabe, Kaito Iwayama, Keisuke Shiose, Aya Ishibashi, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      24th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of high-carbohydrate meal on muscle glycogen and physical performance after rapid weight loss in elite collegiate wrestlers2019

    • Author(s)
      Emi Kondo, Keisuke Shiose, Hiroyuki Sagayama, Keiko Motonaga, Mio Nishimaki, Daichi Yamashita, Akiko Kamei, Kohei Nakajima, Shigeki Nishiguchi, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      24th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of hypoxia on power outputs and muscle glycogen utilization during repeated sprints2019

    • Author(s)
      Takuya Osawa, Emi Kondo, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      24th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スキー・コンバインドナショナルチーム選手における運動後の異なる炭水化物の摂取量が翌朝の骨格筋グリコーゲンの回復に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      石橋彩, 谷中拓哉, 山辺芳, 久保貴寛, 河野孝典, 亀井明子, 石毛勇介, 髙橋英幸
    • Organizer
      日本スポーツ栄養学会第6回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動後の筋グリコーゲン回復速度に筋の有酸素性能力が影響を及ぼす2019

    • Author(s)
      髙橋英幸, 塩瀬圭佑, 岩山海渡, 下山寛之, 元永恵子, 丸山克也
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動するタイミングの違いが骨格筋および肝臓グリコーゲン濃度の変動に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      岩山海渡, 田名辺陽子, 丹治史弥, 大西貴弘, 丸山克也, 髙橋英幸
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] レスリング選手の試合前日の高糖質食摂取が試合当日の筋グリコーゲン濃度に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      近藤衣美, 下山寛之, 石井泰光, 山下大地, 西牧未央, 岩山海渡, 元永恵子, 亀井明子, 和田貴広, 朝倉利夫, 富山英明, 西口茂樹, 中嶋耕平, 髙橋英幸
    • Organizer
      第74回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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