Development of a noninvasive muscle conditioning determination method using 13C glucose stable isotope breath test

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Bunkyo University
• Principal Investigator: Fujimi Takahiko 文教大学, 健康栄養学部, 教授 (80322452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 目加田 優子 文教大学, 健康栄養学部, 准教授 (60617281)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 糖代謝 / 生化学 / 安定同位体 / 運動科学 / コンディショニング / グルコース

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we succeeded in quantitatively demonstrating the difference in glucose metabolic capacity between athletes and untrained individuals using a 13C-glucose breath test. Breath tests were performed on long-distance runners, both fasting and glucose loading conditions. As a result, athletes showed significantly lower values in both test conditions compared to untrained individuals. Fasting indicates liver metabolism, while glucose loading reflects whole-body glucose metabolism. We were able to show that carbohydrate utilization in the whole body, including the liver, differs from that of untrained individuals. It is significant that we have shown that this breath test is useful as a method for quantitatively demonstrating glucose metabolism non-invasively. We aim to apply this as an indicator of conditioning for athletes.

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題の成果の特徴は、アスリートの糖代謝能を数値として示すことができることである。アスリートの糖代謝について測定する方法はこれまでも開発されているが、いずれも大掛かりな機器を必要としたり侵襲的であるなど被測定者、測定実施者ともに負担が大きいものであった。本研究課題で用いた13C－グルコース安定同位体呼気試験では、非侵襲的、迅速、安価であり、かつ頻回実施が可能という特徴がある。これらの特徴は特に被測定者となるアスリートにとっては利点が多く、その意義は大きい。これがコンディショニングや成長などの指標として使うことができれば、アスリートにとって負担が少なく情報を提供するツールとなると考えられる。