糖尿病に起因する筋や運動ニューロンの障害をターゲットとした運動療法の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17773
• Research Institution: Health Science University
• Principal Investigator: 玉木 徹 健康科学大学, 健康科学部, 助教 (30712814)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 糖尿病 / 運動療法

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、既に先行研究で報告した糖尿病に起因する筋や運動ニューロンの障害に対する運動療法の効果を明らかにすることを目的としている。遅筋と速筋、また、それを支配する運動ニューロンでは障害様式や糖尿病に対する耐性が異なるというデータを得ている。そのため一般的に遅筋に効果的とされている有酸素運動と、速筋に効果的なレジスタンス運動を用い、筋や運動ニューロンの障害を予防、改善することが可能であるか、またはどちらの運動様式が効果的であるかを明らかにする。
本年度は有酸素運動が1型糖尿病モデルラットで生じる筋機能の低下や、運動ニューロンの障害に与える影響を検討した。1型糖尿病モデルラットでは速筋優位に筋張力減少が生じ、遅筋優位にTime to peak tensionやHlaf-relaxation timeの延長に代表される収縮弛緩時間の延長が生じることが明らかになっている。有酸素運動を行った群においても速筋で筋張力の減少が観察され、有酸素運動が速筋の筋張力減少に与える効果は認められなかった。一方で、遅筋で観察される収縮弛緩時間の延長は、有酸素運動で改善する傾向が観察され、有酸素運動が糖尿病に起因する筋の収縮特性の変化を抑制する可能性が示唆された。また運動ニューロンに関しては糖尿病群の遅筋を支配する運動ニューロン優位の減少が生じる。現段階では有酸素運動を行った群においても同様に遅筋を支配する運動ニューロンの減少が観察され、運動の効果は認められなかった。しかしこの点についてはまだn数が不足しているため継続して検討していく必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

通常飼育を行った糖尿病群に関しては、速筋で筋張力の減少、遅筋で収縮時間の延長、遅筋を支配する運動ニューロンの減少などが観察され、先行研究と同様の結果を得られた。さらに有酸素運動の効果についても一部解析を行ったが、n数が不足している。また運動療法の強度決定に時間がかかり、筋の組織学的な解析については少し遅れている。

Strategy for Future Research Activity

来年度は糖尿病群に起因する筋や運動ニューロンの障害に対するレジスタンス運動の効果を検討する。具体的には、筋張力曲線を解析することによって、最大筋張力、Time to peak tension、Hlaf-relaxation timeを指標に筋の収縮特性を調査する。また、筋組成に関しては免疫染色によって筋線維の横断面積、筋繊維タイプの比率を調査し、運動ニューロンの形態学的解析は逆行性標識を行い、運動ニューロンの細胞体断面積と細胞体数を調査する。

Causes of Carryover

ラットの飼育スペースに限りがあり、予定していたラット全てを購入することができなかった。このため、購入予定だったラットを次年度に購入する。ラットの飼育スペースについては調整し、飼育可能頭数を増やしてあるので対応可能である。