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筋収縮時の筋細胞内の酸素輸送担体を介した酸素輸送量と細胞呼吸の新たな連関機序

Research Project

Project/Area Number 21650167
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Sports science
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

増田 和実  金沢大学, 人間科学系, 教授 (50323283)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords骨格筋 / ミオグロビン / ヘモグロビン / ミトコンドリア / 臓器灌流 / NIRS
Research Abstract

骨格筋の酸素供給機構とその規定因子については不明な点が多い。我々は骨格筋内の酸素貯蔵体として知られているミオグロビン(Mb)に注目して、Mbに結合した酸素の利用動態を検出するシステムを構築した。このシステムによって、筋収縮時にMbからどれだけの酸素が解離しているか、つまり、Mbからミトコンドリアへどのくらいの量の酸素が供給されているかを計測できる。これまでの実験の結果、Mbに結合した酸素は収縮開始とともに解離し、それに付随して、細胞内の酸素分圧が急進的に低下することが明らかとなった。このようなMbを介した酸素供給機構が、身体活動レベルによってどのように変化するのかを明らかにすべく、本年度は持久性運動トレーニングモデルの実験を実施した。4週間の水泳トレーニングを実施したところ、下肢骨格筋の最大発揮張力及び最高酸素摂取量は有意に上昇し、L/Pは低下した。また、Mbからの酸素供給量と筋酸素消費速度との間には有意な相関関係が認められ、トレーニング後にはそれ以前(コントロール群)の相関関係を外挿するように上方シフトした。つまり、これらの結果は、持久性運動トレーニングによる筋酸素摂取速度の上昇は、筋収縮開始時における恥からの酸素供給量の増加によって補償されている可能性が示された。現在、こうしたMbが持つミトコンドリア呼吸活性への貢献がどのような機序によって生じているのかをタンパク質問相互作用の側面から解析を進めている。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effects of muscle temperature on muscle oxygenation kinetics during contraction (in English)2011

    • Author(s)
      Takakura H, Yamada T, Furuichi Y, Iwanaka N, Masuda K
    • Journal Title

      北陸体育学会紀要

      Volume: 47 Pages: 11-19

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  • [Journal Article] Quantification of myoglobin deoxygenation and intracellular partial pressure of O_2 during muscle contraction under Hb-free medium perfusion2010

    • Author(s)
      Takakura H, Masuda K, Hashimoto T, Iwase S, Jue T
    • Journal Title

      Exp Physiol

      Volume: 95 Pages: 630-640

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  • [Journal Article] 筋収縮に伴う細胞内外の酸素環境変化と筋細胞内ヘムタンパクの存在意義(総説)2010

    • Author(s)
      高倉久志, 増田和実
    • Journal Title

      北陸体育学会紀要

      Volume: 46 Pages: 1-12

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  • [Journal Article] Quantification of myoglobin deoxygenation and intracellular partial pressure of O_2 during muscle contraction under Hb-free medium perfusion2010

    • Author(s)
      Takakura H, Masuda K, Hashimoto T, Iwase S, Jue T
    • Journal Title

      Exp Physiol (E-pub ahead of print)

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  • [Journal Article] NIRS measurement of O2 dynamics in contracting blood and buffer perfused hindlimb muscle2010

    • Author(s)
      Masuda K, Takakura H, Furuichi Y, Iwase S, Jue T
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol 662

      Pages: 323-328

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  • [Journal Article] 筋収縮に伴う細胞内外の酸素環境変化と筋細胞内ヘムタンパクの存在意義2010

    • Author(s)
      高倉久志, 増田和実
    • Journal Title

      北陸体育学会紀要 46

      Pages: 1-12

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  • [Presentation] 筋収縮開始時におけるミオグロビンからの酸素供給量に対する身体活動水準の影響2011

    • Author(s)
      高倉久志, 山田達也, 古市泰郎, 蔭地野稔, 岩中伸壮, 岩瀬敏, 増田和実
    • Organizer
      平成22年度北陸体育学会大会
    • Place of Presentation
      石川県政記念しいのき迎賓館 石川
    • Year and Date
      2011-03-19
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      高倉久志, 増田和実
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    • Place of Presentation
      鹿児島大学, 鹿児島
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      増田和実, 高倉久志, 古市泰郎, 嶋田裕哉
    • Organizer
      呼吸研究会・循環研究会 合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ, 新潟
    • Year and Date
      2009-09-17
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      増田和実, 高倉久志, 古市泰郎, 嶋田裕哉
    • Organizer
      第13回酸素ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      島津製作所東京支社イベントホール, 東京
    • Year and Date
      2009-09-12
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      高倉久志, 増田和実
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    • Place of Presentation
      東京慈恵医科大学, 東京
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      高倉久志, 増田和実, 嶋田裕哉, 古市泰郎, 岩瀬敏
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      第64回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ, 新潟
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    • Author(s)
      増田和実(分担執筆)
    • Total Pages
      462
    • Publisher
      (株)真興交易
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      増田和実(分筆)(酸素ダイナミクス研究会 編)
    • Total Pages
      596
    • Publisher
      朝倉書店
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    • Author(s)
      増田和実(分筆)(久野譜也, 秋間広 編)
    • Publisher
      (有) NAP(印刷中)
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      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~masuda/index.html

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      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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