| Project/Area Number |
20K21764
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Fitness and Sports in Kanoya |
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Principal Investigator |
TAMAKI HIROYUKI 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (40253926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻田 太 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 教授 (50224134)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 骨組織 / 神経 / マイクロCT / 骨 / 低酸素 / 水中運動 / 環境 / 骨代謝 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、低強度の運動でも効果が得られるよう骨組織側の運動刺激に対する反応性を高める手法について検証する。特に、骨代謝が低調となっている高齢期モデル動物を対象に、低酸素環境を用いてローインパクトな運動でも骨量改善効果の創出に挑戦し、その効果発現機序の一端を低酸素刺激感受性イオンチャネル(TRPA1)を有する神経をターゲットに明らかにする。骨組織の微細構造分析や強度検査、組織細胞レベルで検証評価する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Mechanical stimulation such as exercise is effective in maintaining bone mass, but its effect is diminished in bone tissue with metabolic abnormalities and/or in old age. To overcome this dilemma, we examined the osteogenic effects of low-intensity exercise under a hypoxic environment and investigated the role of hypoxia-sensitive neurons innervating bone tissue to maintain bone mass in diabetic aged rats. Low-intensity exercise (swimming) interventions under hypoxic conditions resulted in higher bone mass in the diabetic tibia than that under normoxic conditions. Second, pharmacological inhibition of hypoxia-sensitive neurons caused significant bone loss. Our results suggest that an external environment during exercise (hypoxic environment) that activates the neurons innervating bone tissue, even with low-intensity exercise stimulation, may enhance the effect of exercise on the maintenance of bone mass in metabolic abnormalities.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は運動する外的環境を調整することでその効果の現れ方を最大限引き出そうとする取り組みであり、得られた結果は、骨代謝異常を有する骨組織において低酸素環境での有効性を示唆した。このことは高齢期や骨代謝異常であっても、力学的強度が低い運動でも骨量維持に有効であり、外的環境を工夫することで骨折リスクが高いケースでの運動処方にも活用できる可能性がある。またこの効果創出に骨内支配する酸素感受性神経が関連している可能性が示されたことは、神経系をターゲットとした新たな療法開発など各分野に波及するポテンシャルを有する。
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