Effects of vitamin B1 deficiency on skeletal muscle mass and function in rats

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K16223
• Research Institution: Kawasaki University of Medical Welfare
• Principal Investigator: 神崎 圭太 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (30637286)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ビタミン / 疲労耐性 / グリコーゲン / 乳酸

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）に及ぼす影響をその機序も含めて明らかにすることである．平成29年度は，ビタミンB1欠乏により骨格筋の疲労耐性が低下するかどうかと，その機序について検討を行った．
7週齢のWistar系雄性ラットを，1週間の予備飼育の後，対照群と欠乏群に分類し，対照群には6.0 mg/kgの，欠乏群には0.5 mg/kgのチアミン塩酸塩を含む飼料を3週間摂取させた．飼育期間終了後，麻酔下において，片脚の腓腹筋の皮膚表面に電極を貼り付け，2秒毎に1回の疲労性刺激 (100 Hz, 200 ms train, 15 V) を5分間，計150回負荷し，その際の足底屈筋力を測定した．収縮終了直後に，収縮脚と安静脚から腓腹筋を摘出し，筋中乳酸濃度と筋グリコーゲン濃度を測定した．また，収縮の前後に尾静脈より採取した血液を用い，血中乳酸濃度を測定した．対照群に比べ欠乏群では，5分間の疲労性刺激により，足底屈筋力がより早く低下することが認められた．血中および腓腹筋深層部の乳酸濃度は，欠乏群においてのみ，収縮後に増加が認められた．また，腓腹筋深層部の筋グリコーゲン濃度も，欠乏群でのみ収縮後に低下がみられた．これらの結果は，ビタミンB1欠乏により，筋グリコーゲンの早期枯渇が起こりやすくなり，筋疲労耐性が低下することを示唆するものである．
本研究課題では，成長期におけるビタミンB1欠乏状態の継続が，1) 筋重量の増加を抑制する可能性があること，2) 固有筋力には影響しないこと，3) 筋疲労耐性を低下させることが明らかとなった．今後はビタミンB1欠乏が高齢動物や糖尿病動物における筋萎縮に及ぼす影響や，ビタミンB1欠乏が全身持久力に及ぼす影響を明らかにすることで，ビタミンB1摂取の重要性を示す更なる根拠を示すことができると考えられる．