Alterations in energy substrate metabolism during stress condition and potential therapeutic intervention

• Project/Area Number: 20K17879
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55060:Emergency medicine-related
• Research Institution: Aichi Medical University
• Principal Investigator: Irahara Takayuki 愛知医科大学, 医学部, 准教授 (50515989)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 侵襲 / 栄養代謝 / 栄養療法 / 間接熱量測定 / 神経筋電気刺激(NMES) / 茶カテキン(EGCG) / 脂質代謝 / 神経筋電気刺激 / 栄養成分

Outline of Research at the Start

高度な侵襲を受けた重症患者に対する適切な栄養管理は患者治療の「屋台骨」として重要である。申請者らは「侵襲時の栄養代謝動態の変化と治療的介入の可能性」というテーマで研究を行い、敗血症時の「間接熱量測定を用いた栄養代謝動態の変化」(PMID:29804861)、「運動介入の効果」(PMID:26953756)、「神経筋電気刺激(NMES)の効果」(PMID:31935202)を示してきた。本研究ではこれらの知見の臨床応用を目指し、①「重症患者に対する間接熱量測定の有効な活用法」、②「敗血症に対する神経筋電気刺激(NMES)の効果」、③「敗血症に対する有効な栄養成分の探索」の3つの研究を行う。

Outline of Final Research Achievements

The following three studies were conducted in parallel. 1)"Effective use of indirect calorimetry in acute nutritional therapy for critically ill ICU patients" involved 33 cases, and the data were analyzed and presented at various academic conferences. 2)"Effects of Neuromuscular Electrical Stimulation (NMES) on Biological Reactions and Energy Metabolism in Acute Endotoxic Shock" was planned to be conducted in collaboration with other universities using pigs, but due to various reasons, we decided not to conduct it during this research period. 3)"Search for Effective Nutritional Components in Nutritional Therapy for Acute Endotoxic Shock" was conducted in mice and found that administration of tea catechins (ECCG) may be effective as a therapeutic intervention oriented toward lipid metabolism, and was presented at various academic conferences.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

高度な侵襲を受けた重症患者に対しては適切な初期診療とそれに続くICUにおける集中治療が必要となりますが、経過中に合併症を併発して栄養状態が悪化し転帰不良となる症例をしばしば経験します。したがって、それらに対応し克服する適切な栄養管理が患者治療の屋台骨として重要です。本研究成果は、重症患者の急性期栄養療法における間接熱量測定の活用と治療的介入についての研究を行っており、脂質代謝指向型の治療的介入に蘇生的、いわば“metabolic resuscitation”としての効果が期待され、学術的かつ社会的意義が大きいと考えられます。

Research Products

• [Journal Article] If Muscle Works, Use It! Potential Therapeutic Effects of Early Muscle Stimulation Through Exercise or Neuromuscular Electrical Stimulation in The Acute Phase of Endotoxic Shock (2020)
  • Author(s): Takayuki Irahara1*, Norio Sato2, Kosuke Otake3, Satoru Murata2, Kazuo Inoue4, Kaoru Koike5, Hiroyuki Yokota3 and Naoshi Takeyama1
  • Journal Title: Journal of Clinical & Experimental Nephrology Volume: 5 Pages: 1-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 重症ICU患者に対する急性期栄養療法におけるエネルギー投与のあり方～間接熱量測定の活用(第2報)～ (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、津田雅庸、梶田裕加、寺島嗣明、田邊すばる、加藤浩介、久下祐史、山口嘉大、川谷陽子、渡邉栄三
  • Organizer: 第50回日本集中治療医学会学術集会
• [Presentation] 重症患者の急性期栄養療法における間接熱量測定の活用と治療的介入についての検討 (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、津田雅庸、梶田裕加、寺島嗣明、田邊すばる、大石大、加藤浩介、久下祐史、石津啓介、山口嘉大、渡邉栄三
  • Organizer: 第38回日本臨床栄養代謝学会学術集会
• [Presentation] 重症外傷患者の急性期栄養管理における当施設の取り組みと成果 (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、尾崎将之、梶田裕加、寺島嗣明、田邊すばる、平山祐司、大石大、加藤浩介、久下祐史、石津啓介、山口嘉大、太田梨江、三浦祐揮、津田雅庸、渡邉栄三
  • Organizer: 第37 回日本外傷学会総会・学術集会
• [Presentation] 重症患者の急性期栄養療法～各ガイドラインの概説と最新の知見、当院における取り組み～ (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、尾崎将之、梶田裕加、櫻井圭祐、寺島嗣明、田邊すばる、平山祐司、大石大、加藤浩介、久下祐史、山口嘉大、水野愛、三浦祐揮、津田雅庸、渡邉栄三
  • Organizer: 第17 回日本臨床栄養代謝学会中部支部学術集会
  • Invited
• [Presentation] 茶カテキン(EGCG)摂取がPGC-1α活性化を介し急性エンドトキシンショックマウスの脂質代謝と生存率を改善する (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、尾崎将之、梶田裕加、寺島嗣明、田邊すばる、平山祐司、大石大、加藤浩介、久下祐史、渡邉栄三
  • Organizer: 第37回日本Shock学会学術集会
• [Presentation] 侵襲時の栄養代謝動態変化と脂質代謝指向型の治療的介入～Metabolic Resuscitationとしての効果～ (2022)
  • Author(s): 苛原隆之、尾崎将之、梶田裕加、寺島嗣明、田邊すばる、平山祐司、大石大、加藤浩介、久下祐史、渡邉栄三
  • Organizer: 第37回日本Shock学会学術集会
• [Presentation] 脂質代謝指向型の治療的介入が重症患者の転帰を改善しうる (2021)
  • Author(s): 苛原隆之、佐藤格夫、井上和生、梶田裕加、森久剛、寺島嗣明、大石大、松村成暢、津田雅庸、武山直志
  • Organizer: 第35回日本Shock学会総会
• [Presentation] 重症患者に対する栄養療法のこれから-間接熱量測定の活用と脂質代謝指向型の治療的介入- (2021)
  • Author(s): 苛原隆之、津田雅庸、青木瑠里、梶田裕加、森久剛、寺島嗣明、大石大、加藤浩介、松村成暢、井上和生、佐藤格夫、武山直志
  • Organizer: 日本臨床栄養代謝学会
• [Presentation] 重症ICU患者に対する急性期栄養療法における間接熱量測定の有効な活用法(第1報) (2021)
  • Author(s): 苛原隆之1)、津田雅庸1)、青木瑠里1)、梶田裕加1)、森久剛1)、寺島嗣明1)、大石大1)、加藤浩介1)、武山直志1)
  • Organizer: 第48回日本集中治療医学会学術集会
• [Presentation] 脂質代謝指向型の治療的介入が重症患者の転帰を改善しうる (2021)
  • Author(s): 苛原隆之1)、佐藤格夫2)、井上和生3)、梶田裕加1)、森久剛1)、寺島嗣明1)、大石大1)、松村成暢3)、津田雅庸1)、武山直志1)
  • Organizer: 第35回日本Shock学会総会
• [Presentation] 重症患者に対する栄養療法のこれから-間接熱量測定の活用と脂質代謝指向型の治療的介入- (2021)
  • Author(s): 苛原隆之1)、津田雅庸1)、青木瑠里1)、梶田裕加1)、森久剛1)、寺島嗣明1)、大石大1)、加藤浩介1)、松村成暢3)、井上和生3)、佐藤格夫2)、武山直志1)
  • Organizer: 第36回日本臨床栄養代謝学会学術集会