2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of rehabilitation method applying physical stimulation as countermeasure for sarcopenia and elucidation of its underlying molecular mechanisms
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19H03981
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
中島 敏明 獨協医科大学, 医学部, 教授 (50227790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐久間 理吏 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10530199)
小尾 正太郎 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10734452)
井上 晃男 獨協医科大学, 医学部, 教授 (20168454)
安田 智洋 聖隷クリストファー大学, 看護学部, 教授 (20549604)
福田 宏嗣 獨協医科大学, 医学部, 教授 (70526269)
豊田 茂 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80332998)
柴崎 郁子 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80438689)
狩野 豊 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90293133)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | sarcopenia / muscle atrophy / rehabilitation / heat stress / hypoxia / Kaatsu training |
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| Outline of Annual Research Achievements |
基礎的研究: 1）骨格筋細胞(C2C12)を用いた温熱刺激によるin vitro研究：温熱刺激は、Akt/mTOR/4E-BP1およびS6K1を活性化して骨格筋分化マーカーであるMEF2D、MRF4、Myf5、MyoD1の蛋白の発現が増大することが明らかとなった。
2) 温熱刺激のラット骨格筋に及ぼすin vivoの検討: Wistar系雄性ラットの右後肢に温熱刺激を1回20分与え、細胞内Ca2+濃度ならびに筋蛋白質合成系に及ぼす効果につき検討した。温熱刺激単回負荷により腓腹筋の細胞内Ca2+は上昇するとともに、AKT, mTOR, S6のリン酸化は負荷後コントロールと比較して有意に増加した．さらに、温熱刺激を1回20分、計7回負荷すると筋重量と筋線維径の増大を認めた．マイクロアレイによる遺伝子解析では、低下した遺伝子にはCol1a1, Col1a2などのextracellular matrixに関連する遺伝子がみられた。
臨床研究：加圧トレーニングでは，血流制限による低酸素により速筋線維の動員を促し、高強度トレーニングと同様の筋肥大，筋力増強が望めるとされている。そこで、高齢心疾患患者の肘関節屈曲伸展運動において，筋活動に及ぼす影響を検討した．被験者は，重症大動脈弁狭窄症にてTAVI を施行した患者である。高齢心疾患患者においても、適切な加圧圧によるトレーニングは筋活動を増大した．現在、サルコペニア患者での慢性効果につき検討を開始している。さらに、心大血管手術後早期の患者において、加圧トレーニングを導入し、その効果ならびに安全性に関する検討を実施した。3ヶ月間の加圧トレーニングにより手術早期患者7名で検討し、その有用性ならびに安全性が確認され、その中には、サルコペニアから脱却できた症例も見られている。温熱刺激(和温療法)による臨床研究も実施している。
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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
基礎研究ならびに臨床研究ともおおむね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、さらなる臨床研究の継続と廃用モデルでの基礎的検討を予定している。
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[Journal Article] Relationship Between Brachial Flow-Mediated Dilation and Carotid Intima-Media Thickness in Patients With Coronary Artery Disease2020
Author(s)
Shigeru Toyoda, Seiko Tokoi, Hidehiro Takekawa, Hisae Matsumoto, Shu Inami, Masashi Sakuma, Takuo Arikawa, Shichiro Abe, Toshiaki Nakajima, Koichi Hirata, Teruo Inoue.
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Journal Title
Int Angiol
Volume: 15
Pages: 1
Peer Reviewed
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[Journal Article] Blood Flow Restriction Increases the Neural Activation of the Knee Extensors During Very Low-Intensity Leg Extension Exercise in Cardiovascular Patients: A Pilot Study2019
Author(s)
Ishizaka H, Uematsu A, Mizushima Y, Nozawa N, Katayanagi S, Matsumoto K, Nishikawa K, Takahashi R, Arakawa T, Sawaguchi T, Yasuda T, Yamaguchi S, Ogawa H, Shibasaki I, Toyoda S, Hortobagyi T, Fukuda H, Inoue Teruo, Mizushima T, Nakajima T
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Journal Title
Journal of Clinical Medicine
Volume: 8
Pages: 1252～1252
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Sarcopenia assessed by the quantity and quality of skeletal muscle is a prognostic factor for patients undergoing cardiac surgery2019
Author(s)
Yuriko Kiriya, Toshiaki Nakajima, Ikuko Shibasaki, Koji Ogata, Hironaga Ogawa, Yusuke Takei, Msahiro Tezuka, Masahiro Seki, Takashi Kato, Aan Kawarai Lefor, Hirotsugu Fukuda
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Journal Title
Surgery Today
Volume: 2020
Pages: -
Peer Reviewed
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[Journal Article] Obstructive sleep apnea as a risk factor for the onset and progression of aortic dissection.2019
Author(s)
Arikawa T, Masuyama T, Waku R, Hirose S, Suwa H, Haruyama A, Inami S Sakuma M, Toyoda S, Abe A, Nakajima T, Inoue T.
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Journal Title
Vasc Fail
Volume: 3
Pages: 6～11
Peer Reviewed
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[Journal Article] Optimal KAATSU pressure increases muscle activities during low-load exercise in an elderly female frail patient receiving transcatheter aortic valve implantation.2019
Author(s)
Ishizaka H, Uematsu A, Takahashi R, Ogawa H, Shibasaki I, Sawaguchi T, Nasuno T, Toyoda S, Yamaguchi S, Yasuda T, Sato Y, Fukuda H, Inoue T, Nakajima T
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Journal Title
Int J KAATSU Training Res
Volume: 15
Pages: 5～8
Peer Reviewed
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[Presentation] Physiological Roles of Serum Acylcarnitine Level and Acylcarnitine/free Carnitine Ratio in Patients With Cardiovascular Diseases.2019
Author(s)
Takafumi Naakjima, Toshiaki Nakajima, Hironaga Ogawa, Yuusuke Takei, Ikuko Shibasaki, Shotaro Obi, Satoshi Sakuma, Shigeru Toyoda, Masao Nishimura, Shichirou Abe, Hirotsugu Fukuda, Teruo Inoue
Organizer
The American Heart Association
Int'l Joint Research
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[Presentation] Growth Differentiation Factor-15 (GDF-15) is Involved in Muscle Atrophy of Patients With Cardiovascular Diseases2019
Author(s)
Toshiaki Nakajima, Hironaga Ogawa, Tatsuya Sawaguchi, Syotarou Obi, Shibasaki Ikuko, Yuusuke Takei, Satoshi Sakuma, Shigeru Toyoda, Masao Nishimura, Hirotsugu Fukuda, Teruo Inoue
Organizer
The American Heart Association
Int'l Joint Research
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[Presentation] Left Atrial Strain is Associated With Atrial Fibrosis and MicroRNA-21 Expression in Cardiovascular Surgery Patients2019
Author(s)
Suguru Hirose, Toshiaki Nakajima, Akiko Haruyama, Hiroyuki Kaneda, Syotarou Obi, Takahisa Nasuno, Shu Inami, Ikuko Shibasaki, Takuo Arikawa, Satoshi Sakuma, Shigeru Toyoda, Msao Nishimura, Hirotsugu Fukuda, Shichirou Abe, Teruo Inoue
Organizer
The American Heart Association
Int'l Joint Research
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