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The mechanism of shivering in cold environments - focusing on the role of skin thermoreceptors.

Research Project

Project/Area Number 20K19564
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionNiigata University of Health and Welfare

Principal Investigator

Fujimoto Tomomi  新潟医療福祉大学, 健康科学部, 講師 (70847798)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords運動時低体温症 / ふるえ / 温度感覚 / TRPM8 / TRPV1 / オープンウォータースイミング / 皮膚温度感受性 / 皮膚冷感受性 / 寒冷順化 / 局所皮膚温度感覚 / メントール / 低体温症 / TRPチャネル / 皮膚温度感覚 / カプサイシン / 運動パフォーマンス / 低体温 / 温度感覚受容器
Outline of Research at the Start

近年、競技人口が増加している屋外水中スポーツは低水温環境下で行われる。低水温環境下での持久的運動時には、ふるえによる過度な代謝の増加が運動パフォーマンスを制限する。ふるえは深部体温の低下だけでなく、皮膚からの冷刺激入力によっても生じることから、皮膚の温度センサーからの冷刺激入力を抑制することができれば、低水温環境下における運動時の運動パフォーマンスを高めることができるかもしれない。そこで本研究では、運動中に生じるふるえの調節メカニズムの1つとして考えられる皮膚温度センサーの働きに着目し、低水温環境下での運動パフォーマンス改善のための方策を検討する。

Outline of Final Research Achievements

The present study investigated how skin tharmoreceptors (TRPM8 and TRPV1) and skin thermal sensitivity are related to the shivering and deteriorated thermal sensation in cold water and how they adapt through acclimation to cold.
The results showed that 1) cold sensitivity of the skin is involved in whole-body thermal sensation during exercise in cold water, and the more sensitive the skin is to cold, the colder it feels after exercise in cold water, and 2) cold sensitivity of the skin was found to be blunted in open-water swimmers, who are thought to be more cold-acclimatised, than general healthy subjects. On the other hand, further studies about skin thermoreceptors are needed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

寒冷環境下での運動中には体温低下に伴うふるえや温度感覚の悪化が運動パフォーマンスの低下や競技の中断につながる。本研究より、冷水環境下での運動中には深部体温にかかわらず強く寒さを感じる場合があり、それには皮膚の冷感受性の高さ (皮膚の冷たさに対する敏感さ) が影響していることが示唆された。また、健常人よりも寒冷に適応していると考えられるオープンウォータースイミング選手では皮膚の冷感受性が鈍化傾向にあったことから、寒冷環境下での運動時のパフォーマンスの改善や競技中断を減らすためには、寒冷順化が有効な方策となりうるかもしれない。今後は、寒冷順化に伴う皮膚温度受容器の関連を詳細に調べていく必要がある。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hypocapnia attenuates local skin thermal perception to innocuous warm and cool stimuli in normothermic resting humans2023

    • Author(s)
      Fujimoto Tomomi、Dobashi Kohei、Fujii Naoto、Matsutake Ryoko、Nishiyasu Takeshi
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      Volume: 324 Issue: 1 Pages: R120-R127

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00126.2022

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Response inhibitory control varies with different sensory modalities.2022

    • Author(s)
      Ikarashi K, Sato D, Fujimoto T, Edama M, Baba Y, Yamashiro K.
    • Journal Title

      Cerebral cortex.

      Volume: 32 Issue: 2 Pages: 275-285

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab207

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of low-intensity exercise on local skin and whole-body thermal sensation in hypothermic young males2021

    • Author(s)
      Fujimoto Tomomi、Fujii Naoto、Dobashi Kohei、Cao Yinhang、Matsutake Ryoko、Takayanagi Masataka、Kondo Narihiko、Nishiyasu Takeshi
    • Journal Title

      Physiology & Behavior

      Volume: 240 Pages: 113531-113531

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2021.113531

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Does Long-Term Training in a Water Immersion Environment Change Interoception?2021

    • Author(s)
      Baba Yasuhiro、Sato Daisuke、Otsuru Naofumi、Ikarashi Koyuki、Fujimoto Tomomi、Yamashiro Koya
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      Volume: 18 Issue: 19 Pages: 10259-10259

    • DOI

      10.3390/ijerph181910259

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 競泳競技のインターバルトレーニングにおける運動強度とその実施順序の違いが生理的応答に及ぼす影響に関する事例研究2021

    • Author(s)
      成田 健造, 藤本 知臣, 仙石 泰雄
    • Journal Title

      スポーツパフォーマンス研究

      Volume: 13 Pages: 462-471

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  • [Presentation] TRPM8 contributes to cutaneous vasoconstriction during local, but not whole-body cooling in humans2022

    • Author(s)
      Tomomi Fujimoto, Yufuko Kataoka, Glen P. Kenny, Alex B. Lloyd, Josh T. Arnold, Stephen J. Bailey, Tatsuro Amano, Koichi Watanabe, Takeshi Nishiyasu, Naoto Fujii
    • Organizer
      International Conference on Environmental Ergonomics 2022
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    • Author(s)
      Tomomi Fujimoto, Aiko Miura, Juno Kita, Mami Matsushita, Takafumi Maeda, Toshimitsu Kameya, Masayuki Saito, Hitoshi Wakabayashi
    • Organizer
      International Conference on Environmental Ergonomics 2022
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  • [Presentation] 皮膚へのメントール塗布が温度刺激時の感覚処理に及ぼす影響2022

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      藤本 知臣, 山代 幸哉, 穴澤 沙也可, 巻渕 泰輝, 五十嵐 小雪, 越智 元太, 佐藤 大輔
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      第77回 日本体力医学会大会
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      藤本 知臣, 松浦 由生子, 馬場 康博, 原 怜来
    • Organizer
      水泳水中運動学会 2022年次大会
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  • [Presentation] Role of temperature sensitive TRPM8 on cutaneous vasoconstriction to cold stress in humans.2022

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      Tomomi Fujimoto, Yufuko Kataoka, Koichi Watanabe, Takeshi Nishiyasu, Naoto Fujii.
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      ARIHHP International Forum 2022 “For the Cutting edge Collaborative Research in Human High Performance”.
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  • [Presentation] ヒトの寒冷暴露時の皮膚血管収縮反応の新規メカニズムの解明-温度感受性TRPM8チャネルの役割-2022

    • Author(s)
      藤本 知臣
    • Organizer
      ARIHHP International Forum 2022 “For the Cutting edge Collaborative Research in Human High Performance”.
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    • Invited
  • [Presentation] 動脈血二酸化炭素分圧低下が常体温時の局所皮膚温度感覚に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      藤本 知臣, 土橋 康平, 松竹 涼子, 藤井 直人, 西保 岳
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] 感覚モダリティによる反応抑制の違い-性差に着目して-.2021

    • Author(s)
      五十嵐 小雪, 佐藤 大輔, 藤本 知臣, 江玉 睦明, 馬場 康博, 山代 幸哉
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] 温熱的中立環境におけるメンソール溶液塗布による代謝亢進と褐色脂肪細胞活性の関係2021

    • Author(s)
      若林 斉, 三浦 愛子, 北 樹乃, 藤本 知臣, 前田 享史, 亀谷 俊満, 松下 真美, 斉藤 昌之
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] TRPV1およびTRPM8活性が局所温変化時の皮膚血流および温度感覚に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      小島 淳平, 片桐 陽, 土橋 康平, 藤本 知臣, 西保 岳, 藤井 直人
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] 間欠的息止めを伴う高強度運動中の呼吸頻度の違いが呼吸循環応答に及ぼす影響2021

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      三柳 泉水, 一之瀬 真志, 藤本 知臣, 松竹 涼子, 藤井 直人, 西保 岳
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] 仮想現実環境 (VR) は運動時の気分を高めるか: VRヘッドセットを用いた予備的検討2021

    • Author(s)
      越智 元太, 藤本 知臣, 佐藤 大輔
    • Organizer
      第76回 日本体力医学会大会
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  • [Presentation] ヒト褐色脂肪細胞活性とメンソール溶液塗布による代謝亢進の関係.2021

    • Author(s)
      三浦 愛子, 若林 斉, 北 樹乃, 藤本 知臣, 前田 享史, 亀谷 俊満, 松下 真美, 斉藤 昌之
    • Organizer
      温熱生理研究会2021
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  • [Book] 運動生理学2023

    • Author(s)
      越中 敬一
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      みらい
    • ISBN
      9784860155896
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  • [Remarks] 健康スポーツ学科 藤本知臣講師がスポーツ中の低体温症の発生要因解明に取り組みました

    • URL

      https://www.nuhw.ac.jp/n/topics/3537/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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