The possible effect of carbohydrate on muscle protein synthesis
| Project/Area Number |
23K24747
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| Project/Area Number (Other) |
22H03490 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
川中 健太郎 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (80339960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
重森 裕 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (30465273)
木戸 康平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (50822730)
上原 吉就 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
畑本 陽一 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 国立健康・栄養研究所 栄養・代謝研究部, 主任研究員 (90738832)
三浦 征 福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (20982317)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 糖質付加 / 筋タンパク質合成 / 重水素水 / グルコース / mTORC1 / エネルギー付加 / 安定同位体比質量分析 / タンパク質 / 骨格筋 / ラット / 高糖質食 / 筋萎縮 / 除神経 / 糖質 / 骨格筋量 |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋量を増やすことはスポーツ選手の競技力向上に、また、中高齢者のサルコペニア予防に重要である。ところで、一部のスポーツ選手は、「肉や魚などのタンパク質食品とともに、ご飯などの糖質食品をたくさん食べる筋量増加方法」を実践している。しかし、この「糖質を付加する食事処方」の有効性を支持する科学的知見は乏しい。
そこで、本研究では、若年男性を対象としたランダム化比較試験によって、「糖質を付加する食事処方」が筋タンパク質合成を促進して筋量を増やす可能性について検証する。また、動物実験によって、「糖質を付加する食事処方」が不活動による筋タンパク質合成低下と筋量減少を防止する可能性についても検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト実験：
若年男性8名を対照群と糖質付加群の2群にわけた。前半1週間（規定食期間）は両群ともにエネルギー必要量の規定食のみを摂取させた。後半1週間（試験食期間）は、対照群にはタンパク質のみ、糖質付加群にはタンパク質と糖質を付加した。両群ともに タンパク質摂取量は約2.5g/kg体重/日に、また、糖質付加群のエネルギー摂取量は必要量の1.4倍に設定した。規定食期間開始前日、被験者に7 0%重水(3mL/kg)を投与し、さらに、介入中も重水(0.3mL/kg)を投与した。これによって体液中の重水素濃度を約0.5%に維持した。さらに、体液中の重水素水濃度をモニターするために定期的に唾液を採取した。介入の前後に筋バイオプシーを実施した。採取した筋組織から筋原線維タンパク質を抽出して、筋原線維タンパク質の合成速度を評価する予定である。
動物実験：
ラット24匹の片脚坐骨神経に除神経を施すとともに、低糖質食群(糖質エネルギー比20%)と高糖質食群(糖質エネルギー比70%)に分けて、それぞれの食餌で7日間に亘って飼育した。また、除神経ならびに食餌介入4日後に重水素水を投与することで、筋原線維タンパク質合成速度を評価した。除神経による7日間の不活動によって、低糖質食群では腓腹筋、足底筋、ヒラメ筋の筋湿重量が34%, 32%, 42%減少した。また、筋タンパク質合成速度は41%, 30%, 56%低下した。一方、高糖質食群では腓腹筋、足底筋、ヒラメ筋の筋湿重量は28%, 26%, 40%減少した。筋タンパク質合成速度は38%, 25%, 55%低下した。このように、高糖質食によって腓腹筋と足底筋の筋萎縮を、一部、防止できた。しかし、この効果は筋タンパク質合成の低下抑制によっては説明できなかった。
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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
ヒト実験では、順調にサンプル採取が進行している。また、動物実験では、高糖質食によって除神経による筋萎縮を一部防止できるとの新規な知見を得ることができた。しかし、仮説とは異なり、高糖質食の効果は筋タンパク質合成機能に作用しているわけではなかった。仮説とは異なる結果であったが、予定通りの実験を実施できたので、おおむね順調に進展しているとの評価である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、予定通りヒト実験においてサンプル採取を続ける。動物実験においては、予定を若干変更して、高糖質食が筋タンパク質分解経路を抑制することで筋萎縮を防止する可能性について検討する。また、高糖質食がレジスタンス運動による筋タンパク質合成上昇と筋肥大を促進する可能性についても検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
