低酸素暴露及び運動が組織の抗酸化能力及びカテコールアミン濃度に及ぼす影響

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15500439
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 大桑 哲男 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (80115675)
• Keywords: 低酸素 / 低酸素運動トレーニング / 抗酸化能力 / DNAダメージ / ノルエピネフリン / ラット / 肝臓 / 心臓

Research Abstract

本研究では低酸素と運動が肝臓での抗酸化能力とDNAダメージに及ぼす影響について実験を行った。4週齢のWistar系Hanoverオスラット18匹を対象に、低酸素+運動群(HE)、低酸素+非運動群(HS)、通常酸素濃度+非運動群(NS)の3群(各群6匹ずつ)に分けた。低酸素環境は低酸素制御システム(YHS-CO5B;YKS社製)とエアーコンプレッサー(SLP-22CO,YKS社製)により16.0%に維持した。運動はランニングホイールを使っての自由運動とした。温度は常に24±1℃に設定した。ラットの食餌と水分は自由に摂取させた。全てのラットはエーテル麻酔後、動脈から採血を行った後、肝臓、心臓、脳、横隔膜、副腎、ヒラメ筋、ヒフク筋を採取し、脳はさらに小脳、前頭葉、線状体、海馬に分けた。低酸素暴露が組織の抗酸化能力に及ぼす影響に関して、還元型グルタチオン(GSH)は細胞内に最も多くのチオール基を持ち、活性酸素除去に最も貢献しており、肝臓は低酸素環境において最も酸化ストレスに対してダメージを受けやすいことが知られている。また8-hydroxydeoxyguanosine(8-OHdG)は、DNAダメージの指標である。従って、肝臓のGSHと8-OHdGに焦点を当て本研究を行った。HEとHS群の肝臓8-OHdG濃度はNS群に比べ有意に減少した。しかしHEとHS群の間には有意差は認められなかった。HS群の肝臓GSH濃度はNS群に比べ有意に減少し、HE群の肝臓GSH濃度はHS群に比べ有意に増大した。HS群の肝臓グルタチオンリダクターゼ(GR)活性はNS群のそれに比較し有意に減少した。肝臓GR活性はHEとNS群間に有意差は認められなかった。これらの結果から、低酸素と低酸素環境での運動トレーニングは肝臓においての酸化ストレスを軽減させることが明らかとなった。低酸素及び低酸素運動がカテコールアミン濃度に及ぼす影響に関して、脳内における変化は数多く報告されているが、そのほかの臓器に関しては報告が少なく明らかになっていない。本研究では、低酸素及び低酸素運動が肝臓、心臓、横隔膜、ヒフク筋、ヒラメ筋のノルエピネフリン濃度に及ぼす影響について実験した。HEとHS群の肝臓のノルエピネフリン濃度はNS群に比べ有意に減少した。NS群の心臓のノルエピネフリン濃度はHE及びHS群に比べ有意に高値を示した。横隔膜とヒラメ筋は3群間に有意差は認められなかった。,HS群のヒフク筋のノルエピネフリン濃度はHE及びNS群に比べ有意に高値を示した。これらの結果から、低酸素及び低酸素トレーニングに対する交感神経活動は臓器・組織により異なることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Tetsuo Ohkuwa: "Effects of long-term hypoxia and hypoxic exercise on brain monoamines in rat"Autonomic Neuroscience. 106. 98-102 (2003)
• [Publications] Tetsuo Ohkuwa: "Effects of hypoxia and hypoxic training on 8-OHdG and GSH levels in liver"Metabolism. (In press). (2004)
• [Publications] Tetsuo Ohkuwa: "Effect of hypoxia on norepinephrine of various tissues in rats"Wilderness and Environmental Medicine. (Accepted). (2004)