The effects of resistance training on pyruvate oxidation in mitochondria.

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K11521
• Research Institution: Osaka Kyoiku University
• Principal Investigator: 榎木 泰介 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (70392701)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / レジスタンストレーニング / エネルギー代謝 / ピルビン酸 / 骨格筋

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、骨格筋の強い収縮を特徴とした筋力トレーニングの有益性について、エネルギー代謝の観点から証明することである。実験では、特に骨格筋内のミトコンドリアに注目し、その適応変化について検証を行った。研究1、2年目には、実験動物を用いて筋力トレーニングを実施し、随時、分析を進めた。さらに3年目以降は、ミトコンドリア周辺のタンパク質の適応変化に狙いを定め、分析を行った。今年度は、採取した骨格筋のうち速筋線維を対象として、特にミトコンドリアの糖酸化に関連する酵素であるPDHの適応変化について分析を進めた。
筋力トレーニングによる有益な効果として、骨格筋内のエネルギー代謝を調節する酵素の適応変化が挙げられる。この変化には、酵素量の増加と酵素活性の亢進の2つが考えられる。加えて、今年度は、酵素の量や活性を制御する他の酵素の適応変化について、検討を進めた。その結果、習慣的な筋力トレーニングによってミトコンドリア膜に存在するPDHは増加するが、それを制御する2種類の酵素（PDPとPDK）については、それぞれ異なる適応変化が確認された。加えて、習慣的な筋力トレーニングを行うことで、安静時のPDHの活性および不活性の比率が大きく変化することがわかった。
これまでの先行研究では、主に持久的トレーニングによるミトコンドリアの適応変化を検証したものが多く、筋力トレーニングによる変化についての知見は十分ではない。今回の研究結果は、持久的トレーニングによる適応変化とは異なるものであり、特に、PDHを抑制するPDKについては、PDK2とPDK4で異なる変化を示した。加えて、習慣的な筋力トレーニングによって、安静時の脂質代謝活性が亢進する可能性が示唆された。これら本研究の結果は、筋力トレーニングによるミトコンドリアの適応変化と、そのエネルギー代謝能力の亢進を示唆する貴重な知見となった。