2021 Fiscal Year Annual Research Report
代謝リモデリングを標的とした心臓リハビリテーション栄養の実現化
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20H04038
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
大南 博和 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (90803057)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木 秀介 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任教授 (00507650)
増田 真志 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (50754488)
伊勢 孝之 徳島大学, 病院, 助教 (90621649)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 心臓リハビリテーション / リハビリテーション栄養 / 代謝リモデリング / エネルギー代謝 / ミトコンドリア機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
正常な心筋はエネルギー源として主に脂肪酸を利用しているが、心不全では心筋の代謝リモデリングが起こり糖の利用が増加する。慢性的な代謝リモデリングは心不全増悪の一因となるが、運動、すなわち心リハにはミトコンドリア機能を改善させることで代謝リモデリングを緩和する効果が期待できる。一方、エネルギー基質の供給源が食事であることを考えると、食事内容や栄養状態が代謝リモデリングに反映されることが予想される。そこで本研究では、心筋の代謝リモデリングに及ぼす「運動×栄養」の作用に着目し、心不全に対する運動と栄養の相乗効果を明らかにすることを目的とした。
昨年度（令和2年度）は、動物実験における心リハ評価系を確立し、本研究の根幹となる運動と栄養の相乗効果に関する基礎的な知見を得ることができた。令和3年度は、再現性の確認ならびにサンプルサイズを増やすことを目的に前年度の試験を再度実施するとともに、実験の評価に適した対照群（食餌介入のみ）を新たに追加した。これにより、運動と栄養の相互作用の検証がより明確になり、とくにラードの豊富な食餌は運動の効果を減弱させることだけにとどまらず、運動との組合せがむしろ心不全の病態に悪影響を及ぼすことを見出した。さらに、遺伝子発現解析や単離ミトコンドリアの酸素消費速度の測定から、ラードと運動による負の相互作用の発現には、心筋のエネルギー代謝の低下やミトコンドリア機能の異常が関与していることが示唆された。これらは「運動×栄養」の相互作用が心不全の代謝リモデリングに異なる影響を及ぼすことを意味しており、心リハ栄養の標的となる可能性が高まったと考えている。
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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
当初の予定通り、心不全マウスに運動と栄養の介入を同時に行い、運動と組み合わせる食餌内容の違いが病態の進行に異なる影響を及ぼすことを明らかにできた。また、これらの違いを生み出す機序として、心筋の糖・脂質代謝やミトコンドリア機能の変化が部分的に関与していることを見出した。このように、「運動×栄養」の相互作用が心筋の代謝リモデリングを制御するという本研究の根幹をなす仮説の一部をすでに立証できており、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで心不全の病態に悪影響となる運動と栄養の組合せを明らかにしてきたが、心リハ栄養をより積極的な治療介入として確立するために、病態の改善効果を有する組合せについても探索する。とくにグリセミック指数の低い糖質やn-3系脂肪酸、中鎖脂肪酸といった糖・脂質代謝異常の改善にはたらく栄養素を有益な組合せの候補として検証する。また、運動と栄養の相互作用に関わるメカニズムを多角的に検証するために、安静時の評価だけでなく、運動中および運動直後のマウスからも検体を採取し、分子生物学的な解析を追加する予定である。
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