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Validation of endurance training using hypoxic environments to improve aerobic metabolic capacity effectively.

Research Project

Project/Area Number 21K11380
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Takakura Hisashi  同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (20631914)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords低酸素環境 / 持久的トレーニング / ミトコンドリア / 赤血球 / ヘモグロビン / ミオグロビン / 酸素供給機構 / 筋組織 / エリスロポイエチン / HIF-1α / 筋有酸素性代謝能力 / 低酸素暴露 / エリスロポエチン / 低酸素トレーニング / ミトコンドリア生合成 / 有酸素性代謝 / シグナル伝達
Outline of Research at the Start

持久的競技力向上を目的とした低酸素環境を用いた最適な運動トレーニング(TR)方法についてはその解明に至っていない。これまでの研究において、低酸素暴露かTRを単独の刺激因子として用いた場合は、持久的競技力に関与する異なる要因の機能(低酸素刺激の場合は酸素供給能力、TRの場合は細胞内酸素利用能力)をそれぞれ向上させるものの、低酸素暴露とTRの併用は上記の適応を消失させる。そこで本研究では、低酸素環境とTRを併用した場合に持久的競技力に関わる要因の機能向上が抑制された原因を明らかにするとともに、低酸素環境を用いた新たなTR方法についても検証する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, muscle oxidative metabolism can be divided roughly into three factors: extracellular oxygen supply capacity, intracellular oxygen supply capacity, and intracellular oxygen utilization capacity. Stimulation with either hypoxia or training (TR) alone enhanced different factors involved in muscle oxidative metabolism. In contrast, endurance TR in a hypoxic environment and hypoxic exposure immediately after endurance TR showed counteracting effects on the factors involved in muscle oxidative metabolism. Therefore, this study aimed to examine the effect of alternating stimulation with endurance TR and short-term hypoxia exposure twice a day with sufficient time interval on the muscle oxidative metabolism. The alternating interventions in this study did not affect the factors related to muscle oxidative metabolism capacity, except hemoglobin concentration.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持久的トレーニング(TR)と低酸素暴露を同時や連続的に実施すると酸素供給能力やミトコンドリア生合成の変化が抑制される。そこで、それぞれの刺激を充分な時間間隔を空けて実施すれば、併用しても各刺激因子を単独で用いた際の適応が維持されるかもしれないと考え、両刺激を交互に行う低酸素暴露を用いたTR法の検証を実施した。これらの成果は筋の有酸素性代謝能力を効果的に向上させる新たな低酸素トレーニングプログラムの開発に繋がると考えられる。また、上記のTR方法が確立されれば、低酸素環境を用いたTRを高地に出向かずとも低酸素テントのような環境さえあれば実施でき、効率的な競技力の向上を望める。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] High-intensity interval training enhances mRNA expression of IGF1Ea in rat Achilles tendon2024

    • Author(s)
      Tsuchiya Yoshifumi、Takakura Hisashi、Osawa Seita、Izawa Tetsuya
    • Journal Title

      Molecular Biology Reports

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 374-374

    • DOI

      10.1007/s11033-024-09306-x

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Muscle immobilization delays abrupt change in myoglobin saturation at onset of muscle contraction2022

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

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 87-96

    • DOI

      10.7600/jpfsm.11.87

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
    • Year and Date
      2022-03-25
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of combined endurance exercise training and hypoxia exposure on oxidative capacity in skeletal muscles.2024

    • Author(s)
      Hisashi Takakura, Kojiro Ishii
    • Organizer
      The 101st Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 水泳トレーニングとカテキン・カフェイン含有高脂肪食摂取の組み合わせが白色脂肪細胞のベージュ化に及ぼす影響について.2023

    • Author(s)
      高倉久志, 上羽真保, 大澤晴太, 見目大悟, 山口佐智子, 井澤鉄也
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪由来幹細胞のベージュ細胞化に及ぼす高脂肪食や運動トレーニングの影響.2023

    • Author(s)
      山口佐智子, 大澤晴太, 見目大悟, 高倉久志, 井澤鉄也
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪由来幹細胞の脂肪分化能に及ぼす運動トレーニングおよび模擬微小重力の影響: RNAseq による遺伝子網羅的解析.2023

    • Author(s)
      大澤晴太, 見目大悟, 山口佐智子, 高倉久志, 井澤鉄也
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂肪由来幹細胞の脂肪分化能に及ぼす高強度インターバルトレーニングの影響.2023

    • Author(s)
      見目大悟, 大澤晴太, 山口佐智子, 高倉久志, 井澤鉄也
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸素濃度と低酸素暴露時間の様々な組み合わせが骨格筋への酸素供給能に及ぼす影響について.2022

    • Author(s)
      高倉久志, 大澤晴太, 見目大悟, 須藤みず紀, 安藤創一, 井澤鉄也
    • Organizer
      日本運動生理学会第30回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 骨格筋有酸素性代謝能力を効果的に向上させるための低酸素環境を利用した運動トレーニング方法の検証.2022

    • Author(s)
      高倉久志
    • Organizer
      第34回呼吸研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 有酸素性代謝能力を効果的に向上させるための低酸素環境を用いた運動トレーニング方法の検証.2022

    • Author(s)
      高倉久志
    • Organizer
      第9回骨格筋生物学研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 同志社大学スポーツ健康科学部 高倉研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/takakuralab/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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