How developmental training is involved in suppressing skeletal muscle aging
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21K11356
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Shigakkan University (2023)
Shigakkan University Junior College (2021-2022) |
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Principal Investigator |
西沢 富江 至学館大学, 健康科学部, 准教授 (30283980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 英樹 愛知教育大学, 教育学部, 特別教授 (40235990)
春日 規克 岡崎女子大学, 子ども教育学部, 教授 (60152659)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 筋線維組成 / 神経筋接合部形態 / 発育期トレーニング / 老齢期トレーニング / 遅筋化 / 加齢抑制 / ラット骨格筋 / スプリントインターバルトレーニング / 筋線維タイプ別構成比 / 筋線維タイプ別筋横断面積 / SDH染色 / 加齢 / 骨格筋筋線維タイプ / 骨格筋酵素活性値 / muscle memory |
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| Outline of Research at the Start |
近年，加齢に伴う骨格筋の問題としてサルコペニア（加齢性筋原弱症）やロコモティブシンドローム等があげられる．これら運動器障害軽減には運動が効果的である．しかし，老齢期のトレーニングは発育期ほど効果を現れない．発育期トレーニングで向上した骨格筋機能を，老齢期まで維持できるのであれば，筋力低下，運動器障害はより軽減されるのではないだろうか．発育期トレーニングが老齢期の骨格筋へ如何に影響を及ぼすか，とくに速筋線維の遅筋線維へのシフトが如何にして起こるのか，同時に，筋機能，代謝特性も遅筋化するのか興味深い課題である．発育期トレーニングの加齢抑制に関して神経筋接合部形態と筋線維タイプシフトから検討する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢に伴い骨格筋の速筋線維は遅筋線維化する．遅筋線維化することで，筋機能は低下し身体活動量も低下する．この加齢による筋機能低下予防には運動が効果的である．しかし，老齢期のトレーニングは発育期ほど効果を得られない．また，遅筋線維にシフトしてしまったものを速筋線維に戻すことは困難である．そこで本研究では発育期トレーニングが老齢期の骨格筋機能と筋線維タイプシフトへ及ぼす影響を明らかにする．さらに，筋線維タイプシフトは神経筋接合部形態の退行変化，脱神経が関与することから神経筋接合部形態変化との関連性を明らかにする．本年度は老齢期トレーニングおよび飼育を行った．（２）発育期のトレーニング効果が老齢期まで持続するか，（３）発育期のトレーニング-老齢期のトレーニング再開，の条件下でおこなった．
実験動物はFischer344系雌ラットを用いた．室温23℃，湿度55％に保った動物飼育施設にて12時間の明暗サイクルで飼育を行なった．摂餌・飲水は自由摂取，餌はマウス・ラット・ハムスター用固形飼料（日本クレア株式会社CE-2）を使用した．ラットは，発育期トレーニングの後66週齢まで通常飼育するトレーニング休止（De－training）群，発育期トレーニング後から通常飼育し，54週齢から再トレーニングを（Retraining）行う群の3群に分けた．加えて2年齢（108週齢）のコントロール群を設けた．老齢期からのトレーニングは回転ゲージにて自発走を行った．
トレーニング・飼育終了時に長指伸筋（EDL），ひらめ筋（SOL），足底筋（PLA），前脛骨筋（TA），腓腹筋（GAS）した．摘出した筋は重量測定後，液体窒素にて凍結し保存した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は動物実験を行う．トレーニングに伴う骨格筋および神経筋接合部（NMJ）の形態変化を光学顕微鏡により観察する．合わせて，筋線維タイプ組成の変化を観察する．（１）発育期のトレーニング効果，（２）発育期のトレーニング効果が老齢期まで持続するか，（３）発育期のトレーニング-老齢期のトレーニング再開，の3つの条件下で行った．
実験動物はFischer344系雌ラットを用いた．室温23℃，湿度55％に保った動物飼育施設にて12時間の明暗サイクルで飼育を行なった．摂餌・飲水は自由摂取，餌はマウス・ラット・ハムスター用固形飼料（日本クレア株式会社CE-2）を使用した．
ラットは，発育期トレーニングの後66週齢まで通常飼育するトレーニング休止（De－training）群，発育期トレーニング後から通常飼育し，54週齢から再トレーニングを（Retraining）行う群の3群に分けた．加えて2年齢（108週齢）のコントロール群を設けた．トレーニングプロトコールは発育期トレーニングは小動物用トレッドミル（MELQUEST 社製）で間欠走トレーニングを行った．トレーニング期間は12週間とし，週5回行う．分速60ｍで1分間走行-30秒休息を20セット行った．老齢期からのトレーニングは強制回転走行装置（MELQUEST 社製）にて走トレーニングを行った．
トレーニング・飼育終了時に長指伸筋（EDL），ひらめ筋（SOL），足底筋（PLA），前脛骨筋（TA），腓腹筋（GAS）した．摘出した筋は重量測定後，液体窒素にて凍結し保存した．
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| Strategy for Future Research Activity |
トレーニング飼育が終了しているため組織化学染色および分析を行う．
ATPase染色とSDH染色を行い，筋線維タイプ別構成比率，酸化系代謝特性の変化を検討する．凍結した筋を10μmの連続横断切片を作成し，切片にはATPase染色（pＨ4.6，4.3）と酸化系酵素活性SDH染色，解糖系酵素活性α-GPDH染色を施す． ATPase染色結果からTypeⅠ，TypeⅡa，TypeⅡbに分類する．ATPase染色，SDH染色画像を光学顕微鏡下で観察し，CCDカメラから取り込んだ画像をwinROOF（三ツ矢商事）ソフトで分析する．筋線維タイプ別面積を深層部，表層部500本測定し，タイプ別面積占有率，本数比を算出する．ATPase染色とSDH染色からTypeⅡｂ線維でありながら，SDH染色で濃く染まっている筋線維をTypeⅡｂ-FPG線維として判定する．
代謝測定はMartinらの方法を用い，筋線維の平均染色濃度を測定する．筋線維の染色濃度はステップタブレットの濃度を用いて光学的濃度値に変換する．SDH活性は光学的濃度を染色時間で除した値（Optical density；OD/min）で示す．
神経筋接合部光学顕微鏡観察は凍結した筋から50μmの縦断切片を作成し、Cholinesterase(ChE)と鍍銀染色の二重染色を行う。神経筋接合部形態計測（M.A.FAHIM & M.H.ADONIAN）は筋直径（FD），Longitudinal ExtentLength（LEL） ，LEL/ FDを測定する．
統計処理には，F検定法を用い，有意水準は5％とする．
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
