2021 Fiscal Year Research-status Report
Mechsanisms of oxygen deficit of exercsing muscles
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19K11483
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| Research Institution | Kobe Design University |
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Principal Investigator |
古賀 俊策 神戸芸術工科大学, 芸術工学部, 名誉教授 (50125712)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 徳彦 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (70215458)
奥島 大 大阪国際大学, 人間科学部, 講師 (70735307)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 活動筋の酸素不足 / 活動筋局所レベルの酸素消費動態 / 酸素供給量 / 酸素需給ミスマッチ / 仰臥位運動 / 脱酸素化ヘモグロビン / 呼吸補償点 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来の全身と活動筋全体の酸素消費量(VO2)計測では捉えられなかった、漸増（ランプ）負荷運動時における活動筋局所レベルの酸素不足発生の仕組みを明らかにした。立位・座位姿勢に比べて仰臥位姿勢では、重力負荷の減少によって下肢の循環潅流圧と血流量（酸素供給量、QO2）が低下するので、運動耐容能が減少する。今回の研究では、漸増負荷運動時における活動筋の脱酸素化ヘモグロビンの変曲点(deoxy[Hb+Mb]BP)は姿勢条件によって異なり、高強度運動におけるQO2の減少が局所的な酸素需給ミスマッチに影響を与えた。とくに、座位運動に比べて仰臥位運動では、酸素不足をより多く生じることが示された。さらに、座位および仰臥位運動において、deoxy[Hb+Mb]BPは組織ヘモグロビン量(total[heme])および表面筋電図の変曲点と関連があり、組織の酸素拡散によるQO2と筋活動レベルの変化も酸素需給ミスマッチに影響を及ぼすことが示唆された。近年、漸増負荷運動時における呼吸補償点(*)が活動筋の酸素不足を反映すると報告されている(＊respiratory compensation point、換気量の増加が二酸化炭素排出量の増加を急激に上回る変曲点)。しかし、両方の姿勢における呼吸補償点は外側広筋および大腿直筋のdeoxy[Hb+Mb]BPと一致せず、両者の生理学的な機序は異なることが示唆された。さらに、高強度運動におけるQO2の減少が局所的な酸素需給ミスマッチを引き起こす原因として、１）外側広筋の筋内圧は大腿直筋よりも高い、あるいは、２）大腿直筋がより多く動員されることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述の研究実績に加えて、本年度は活動筋の局所レベルにおけるVO2応答の不均一性を計測する予定であった。しかし、新型コロナウイルス禍の影響によって、 ヒトを対象とする運動実験が停滞し、研究の進捗に遅れを来している。一方、近赤外分光法と拡散相関分光法の併用によって、活動筋微小循環レベルのVO2を測定するシステムの検証を試みている。
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| Strategy for Future Research Activity |
活動筋の酸素不足発生の仕組みを明らかにするために、活動筋の局所レベルにおけるVO2応答の不均一性を計測する。そして、前年度までの研究結果と併せて、活動筋の酸素不足発生の仕組みを総合的に考察する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス禍の影響によって、 ヒトを対象とする運動実験が停滞し、研究の進捗に遅れを来している。2022年度は活動筋の局所レベルにおけるVO2応答の不均一性を計測する予定である。
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