2017 Fiscal Year Annual Research Report
ICU関連筋力低下に対する関節他動運動を併用した神経―筋電気刺激療法の基盤創出
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17H02123
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| Research Institution | Sapporo Medical University |
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Principal Investigator |
山田 崇史 札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (50583176)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 富裕 札幌医科大学, 保健医療学部, 教授 (40231162)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ICU 関連筋力低下 / 神経筋電気刺激 / 筋原線維機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の全体構想は，ICU 関連筋力低下の病態メカニズムと，それに対する神経筋電気刺激（NMES），関節他動運動（PM）およびそれらの併用効果について検討することである．平成29年度は，ステロイド・脱神経（S-D）ラットにおいて，酸化還元動態に着目し，筋力低下及びNMES 作用の分子メカニズムについて検討した．9週齢のWistar系雄性ラットを対照群及びS-D群に分け，それらの左後肢をNMES側，右後肢を非NMES側とした．S-Dラットは，両側の坐骨神経を切断するとともに，デキサメタゾン（5 mg/kg/day）を毎日7日間投与した．また，NMESは，麻酔下において，足関節底屈筋群に表面電極を貼付し，最大上刺激の強度（45 V）で50 Hzの強縮刺激を，2 s on/4 s offのサイクルで5回4セット毎日負荷した．最終NMESトレーニングの24時間後に，腓腹筋を採取し生理学的・生化学的分析に供した．S-Dラットの腓腹筋から採取したスキンドファイバーにおいて，Ca2+誘引性最大張力の著しい低下が認められた．また，この変化は，ミオシンの選択的な減少とネブリンの酸化的修飾を伴っていた．さらに，S-Dラットの腓腹筋では，NADPHオキシダーゼ（NOX）2/gp91phox，NOX4，神経型一酸化窒素合成酵素（nNOS），内皮型一酸化窒素合成酵素（eNOS）の増加が認められた．一方，興味深いことに，NMESトレーニングは，nNOSおよびeNOSの増加以外の，S-Dラットにおける前述したすべての変化を防止した．これらの結果から，NMESトレーニングは，筋原線維タンパク質の退行性変化を防止することで，SDラットにおける筋原線維機能の低下を防止することが示唆された．
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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
当初，S-Dラットととも，盲腸結紮穿孔（CLP）ラットを対象に実験を行う予定であったが，我々の予想に反して，CLPラットでは，横隔膜における著しい筋力低下が観察されたものの，後肢骨格筋では筋機能が保たれていた．したがって，研究対象をS-Dラットに絞り実験を行った．これらを除き，平成29年度に実施する予定であった実験は着実に遂行することができ，さらに，その結果は，我々の仮説を支持するものであったことから，現在までの達成度として，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り，平成30年度には，神経筋電気刺激（NMES）に関節他動運動（PM）を併用した際の効果を検討し，臨床応用を見据えた最適NMES刺激条件を明らかにしたい．
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