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2019 Fiscal Year Annual Research Report

The mechanism(s) underling the exaggeration in the exercise pressor response in type II diabetes and exploration of new physiological effects of insulin

Research Project

Project/Area Number 17K01769
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

堀田 典生  中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (60548577)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords筋細径求心神経 / 高インスリン血症 / 血圧 / 循環 / 運動昇圧反射 / 機械受容チャネル / TRPV1 / 脊髄後根神経節細胞
Outline of Annual Research Achievements

糖尿病患者の運動時の過剰血圧(昇圧)応答は心血管イベントのリスクとなるため,運動処方の幅を低下させ,運動療法の効果を下げ得る.インスリンは交感神経活動を亢進することと,2型糖尿病は高インスリン血症を呈することから,異常昇圧反射の機序にインスリンの関与を疑った.そこで,本研究では,インスリンに着目し,2型糖尿病による運動昇圧反射異常の機序を,生体・神経線維・神経細胞のそれぞれのレベルにて明らかにすることを目的とした.
本年度は,ヒト(生体)を対象とした研究を実施した.非糖尿病の高齢者を対象に,虚血環境下の掌握運動に対する昇圧応答を測定した.その結果,インスリン抵抗性関連指標の1つであるヘモグロビンA1cは,運動昇圧応答と有意な正の相関関係が認められ,重回帰分析の結果,運動昇圧応答の説明変数であることが明らかになった.また,インスリン抵抗性関連指標の1つであるHOMA-IRの異常群は,境界群・通常群に比べて運動昇圧応答が有意に高かった.以上より,インスリン抵抗性は,2型糖尿病による異常昇圧応答に関与する要因の1つであることが示唆された.
また,昨年度から継続している組織(神経線維)レベルの研究では,ラット神経-筋標本を用いた単一の筋細径求心神経における,筋代謝受容器反射を担うとされるTRPV1に対するインスリンの影響を検討した.インスリンによりTRPV1作動薬のカプサイシンに反応しなかった線維が,有意に反応するように変化した.また,カプサイシン誘発性活動電位はインスリンにより増加する傾向となった.カプサイシンに反応し始めるまでの潜時についてはインスリンの有意な効果は観察できなかった.
以上より,2型糖尿病の異常昇圧反射の機序の一つに,高インスリン血症やインスリン抵抗性が関与し,インスリンにより筋機械受容器反射,筋代謝受容器反射が過剰になる可能性が示唆された.

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] テキサス大学医学部サウスウエスタン校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      テキサス大学医学部サウスウエスタン校
  • [Journal Article] Skeletal muscle reflex-induced sympathetic dysregulation and sensitization of muscle afferents in type 1 diabetic rats.2020

    • Author(s)
      Ishizawa R, Kim HK, Hotta N, Iwamoto GA, Vongpatanasin W, Mitchell JH, Smith SA, Mizuno M.
    • Journal Title

      Hypertension

      Volume: 75 Pages: 1072~1081

    • DOI

      10.1161/HYPERTENSIONAHA.119.14118

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Insulin potentiates the response to mechanical stimuli in small dorsal root ganglion neurons and thin fibre muscle afferents in vitro.2019

    • Author(s)
      Hotta N, Katanosaka K, Mizumura K, Iwamoto GA, Ishizawa R, Kim HK, Vongpatanasin W, Mitchell JH, Smith SA, Mizuno M.
    • Journal Title

      J Physiol.

      Volume: 597 Pages: 5049~5062

    • DOI

      10.1113/JP278527

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exercise pressor reflex in type 2 diabetes-the role of insulin in circulatory control during exercise.2020

    • Author(s)
      堀田典生, Masaki Mizuno
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
  • [Presentation] インスリンは筋細径求心神経のカプサイシン誘発活動電位を増強する.2020

    • Author(s)
      堀天, 堀田典生, 水村和枝, Masaki Mizuno
    • Organizer
      第24回体力医学会東海地方会
  • [Presentation] Responses to Mechanical and Chemical Stimuli are Augmented by Insulin Administration in Neurons Innervating Skeletal Muscle .2019

    • Author(s)
      Norio Hotta, Kimiaki Katanosaka, Kazue Mizumura, Rie Ishizawa, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, and Masaki Mizuno
    • Organizer
      Experimental Biology 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Exaggerated Muscle Mechanoreflex in Type 2 Diabetic Rats Is Mediated by Potentiated Skeletal Muscle Afferent Discharge to Mechanical Stimulation.2019

    • Author(s)
      Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Norio Hotta, Gary A. Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, Masaki Mizuno.
    • Organizer
      Experimental Biology 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Exaggerated Muscle Metaboreflex In Diabetic Rats Is Mediated By Potentiated Skeletal Muscle Afferent Responsiveness .2019

    • Author(s)
      Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Norio Hotta, Gary A. Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, Masaki Mizuno.
    • Organizer
      ACSM 2019
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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