ビタミンB1欠乏が骨格筋の筋量および機能に及ぼす影響

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K16223
• Research Institution: Okayama Prefectural University
• Principal Investigator: 神崎 圭太 岡山県立大学, 保健福祉学部, 助教 (30637286)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ビタミンB1 / 欠乏 / 骨格筋 / 筋量 / 筋力 / 疲労耐性

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、ビタミンB1欠乏が骨格筋の重量や機能（筋力や疲労耐性）に及ぼす影響を明らかにすることである。平成28年度は、①0.5 mg/kgチアミン摂取群でみられる骨格筋量低下の原因が、摂餌量の低下にあるか否か（平成27年度分の追加実験）、および②ビタミンB1欠乏に伴い筋疲労耐性が低下するか否かを検討した。
①の実験には、4週齢のWistar系雄性ラットを用い、これを1) 対照群、2) 欠乏群、3) pair-fed (PF) 群に分類した。欠乏群には0.5 mg/kgの、対照群とPF群には6.0 mg/kgのチアミン塩酸塩を含む飼料を5週間自由摂取させた．摂取開始4週目からは、対照群に比べ欠乏群の摂餌量が減少したため、PF群の摂餌量を欠乏群の量と同等となるようにした。体重増加量にPF群と欠乏群で差異はみられなかった。摂餌期間終了後に長趾伸筋およびヒラメ筋を摘出し、筋重量を計測した．長趾伸筋は対照群、PF群、欠乏群の順で有意な低値を、ヒラメ筋は対照群にくらべPF群および欠乏群が有意な低値を示した。これらの結果は、ビタミンB1欠乏に伴う速筋重量低下に，摂餌量の減少とは別の要因が関与することを示唆する．
②の実験には、4週齢のWistar系雄性ラットを用い、これに0.5、1.0、3.0、6.0 mg/kgのチアミン塩酸塩を4週間摂取させた。摂取期間終了後、麻酔下において、坐骨神経からの電気刺激により下腿三頭筋に，30分間の筋収縮運動を負荷した。6.0 mg群の筋力は，収縮開始10分後に初期値の60%にまで低下し，30分後までその水準を維持した．一方，1.0および0.5 mg群の筋力は，収縮開始3分後に初期値の60%に，10分後に初期値の50%に，30分後に初期値の30%にまで低下した．これらの結果は，ビタミンB1欠乏の継続により，筋疲労耐性が低下することを示唆する．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

平成28年度は，ビタミンB1欠乏が筋疲労耐性に及ぼす影響とその原因として筋グリコーゲンの分解に着目して研究を行う予定であった．しかしながら，平成27年度分の追加実験の実施，および筋疲労耐性を評価する適切な収縮プロトコールの作成に時間を要してしまった．

Strategy for Future Research Activity

平成28年度の研究において，1.0 mgおよび0.5 mg/kgのチアミン塩酸塩を4週間摂取させ，坐骨神経からの電気刺激により筋収縮を誘起すると，筋疲労耐性が大きく低下することが明らかとなった．平成29年度は，1) 表面電極からの電気刺激により筋収縮を直接誘起する場合においても，疲労耐性の低下がみられるかどうか，2) 短期間のビタミンB1欠乏によっても，疲労耐性の低下がみられるかどうか，3) 疲労耐性の低下の原因は，筋グリコーゲン量の早期低下にあるかどうかを検討したい．

Causes of Carryover

当初の計画では，平成28年度までに研究を終了させる予定であった．しかしながら，当初の想定外の実験の実施，および新たな収縮プロトコールの作成に時間を要し，目標としていた研究内容を平成28年度までに実施することができなかった．そこで，当初予定していた研究および新たな視点にたった研究を実施したいと考え，平成29年度に次年度使用額を計上した．

Expenditure Plan for Carryover Budget

ビタミンB1欠乏を誘起する精製飼料，実験動物（ラット），表面電極，フォーストランスデューサー，試薬，ガラス・プラスチック器具の購入に使用する．