2021 Fiscal Year Research-status Report
持久的運動効果の減弱化のメカニズム解明とその解決策
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20K11417
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
星野 太佑 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70612117)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | AMPK / PGC-1a |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度，冷却はミトコンドリア生合成のマスターレギュレーターであるperoxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1 (PGC-1)αのmRNA発現量の筋収縮後の増加を減弱させることを明らかにした．今年度はその分子メカニズムについて，シグナル分子のリン酸化に着目し検証した．
Wistar系雄性ラットを常温群と冷却群にわけ，常温群は水, 冷却群は氷水の入った袋を用いて，下腿前部を3分間冷却した. その後, 前脛骨筋を20 Hzにて1秒間電気刺激, 1秒間休息を30回繰り返すプロトコルを1セットとし, これを10セット実施した. 筋収縮直後に両脚の前脛骨筋を摘出し，AMP-activatedprotein kinase (AMPK) calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMKII)，p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK)のリン酸化をウエスタンブロッティングを用いて，測定した．また，筋グリコーゲン濃度と筋中乳酸濃度を生化学的に測定した．その結果，両群のAMPK，CaMKII，p38 MAPKのリン酸化は，筋収縮によって有意に増加した．さらに，冷却は，AMPKのリン酸化の増加を有意に減弱させた．しかし，CaMKII，p38 MAPKのリン酸化には，冷却の影響は見られなかった．また，筋グリコーゲン濃度の筋収縮による減少は，冷却により有意に抑制された．
以上の結果から，冷却は，筋収縮によるAMPKの活性化および筋グリコーゲン分解を減弱させ，PGC-1αのmRNA発現量の増加を抑制する可能性が示唆された．
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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
今年度の研究実績の概要から，冷却を伴う筋収縮は，筋収縮によるAMPKの活性化と筋グリコーゲンの分解を減弱させることが明らかとなった．本研究課題の目的は，運動による持久的能力の向上が減弱するメカニズムの解明である．よって，今年度の実験結果から，AMPKの活性化の抑制は，持久的運動による効果の減弱化に関連する可能性が示唆された．同様に，筋グリコーゲンの分解の程度が，持久的運動による効果に影響を与える可能性が考えられた．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで実施した研究により，冷却を伴う筋収縮は，骨格筋の持久的運動による効果を抑制する可能性が，一過性の運動後の検証により明らかとなった．しかしながら，冷却が安静脚にどのような影響を与えるのか，明らかではない．よって筋収縮を施していない脚に冷却のみ実施した場合，どのような影響があるのか確認する．さらに，現在一過性の運動後の検証にとどまっているため，今後は運動トレーニングと冷却を組み合わせることで，冷却が運動適応にどのような影響を与えるのか検証する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染対策により，参加した学会が遠隔開催となったため，旅費を使用しなかった．来年度開催される学会参加の旅費に使用する予定である．
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