How developmental training is involved in suppressing skeletal muscle aging

Research Project

Project/Area Number	21K11356
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Shigakkan University Junior College
Principal Investigator	西沢富江至学館大学短期大学部, 短期大学部, 准教授 (30283980)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鈴木英樹愛知教育大学, 教育学部, 教授 (40235990) 春日規克岡崎女子大学, 子ども教育学部, 教授 (60152659)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
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)
Keywords	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 / 発育期トレーニング / 加齢 / 骨格筋筋線維タイプ / 骨格筋酵素活性値 / 神経筋接合部形態 / muscle　memory
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．
Outline of Annual Research Achievements	今年度は発育期ラットに種類の異なる走トレーニングを行わせ，強度の違いが骨格筋にどのような影響をもたらすか組織化学的手法を用いて明らかにした．実験にはFischer344系雌ラットを用い，小動物用トレッドミル（（株）メルクエスト社製）にて異なる条件の間欠走トレーニングを行った．トレーニングは発育初期の生後6週齢から開始し一日一回，週5日の頻度で8週間実施した．ラットはCONTROL群，Sprint　Interval Training 群，Interval Training 群の3群に分類した．トレーニング終了後，半数のラットは被験筋を摘出した．残り半数は，1年齢まで通常飼育し，その後トレーニング再開させる．被験筋は腓腹筋（GAS）とし，筋重量の測定後，凍結した．その後クリオスタット内で，厚さ10μmの連続横断切片を作成した．筋切片にはコハク酸脱水素酵素(SDH)染色，ATPase染色，α-GDPH染色，HE染色を行なった．染色後は，筋線維タイプ別類を行い，筋横断面積と光学的酵素活性濃度を測定した．結果，①スプリントインターバルトレーニング群では，筋線維タイプ別構成比，筋線維タイプ別横断面積，酸化系酵素活性濃度の変化がみとめられた．②走トレーニング群のFOG線維において筋線維タイプ別構成比，筋線維タイプ別横断面積で高値を示した．③トレーニング伴う幾つかの変化は腓腹筋表層部（速筋部）で起こった．本研究ではSITは速筋線維おいて，速い収縮速度を保った状態で酸化能力を高める効果が得られた．FOG線維では，力が高まり，FG線維では持久力が高まった．よって発育期のスプリントインターバルトレーニングは発育初期の筋機能向上に有効なトレーニングであることが明らかとなった．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 発育期ラット骨格筋の筋線維タイプ別構成比，筋線維タイプ別横断面積の分析は進んでいる．分析方法に関しては問題はない．トレーニングは発育初期の生後6週齢から開始し一日一回，週5日の頻度で8週間実施した．ラットはCONTROL群，Sprint　Interval Training 群，Interval Training 群の3群に分類した．トレーニング終了後，半数のラットは被験筋を摘出した．残り半数は，1年齢まで通常飼育し，その後トレーニング再開させている．老齢期からのトレーニングも開始しているため，現在はサンプリングした筋の分析と，老齢期トレーニングを並行して行っている．
Strategy for Future Research Activity	老齢ラットのトレーニングおよび飼育期間が令和5年度前半で終了予定．トレーニング後は筋サンプリングを行い，組織染色，分析を行う．令和4年度で組織化学的分析は問題なく遂行できたため，実験手法は問題ない．