Deciphering the mechanism of the antihypertensive effect of physical exercise and developing its clinical application

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21778
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• Principal Investigator: Sawada Yasuhiro 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院 臨床研究開発部(研究所併任), 臨床研究開発部長 (50313135)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸 拓弥 国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 教授 (70423514)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 適度な運動 / 高血圧 / メカニカルストレス

Outline of Final Research Achievements

Clinical study: Vertically oscillating chair riding (VOCR: 3 days/week, 30 min/day, 4.5 weeks) by hypertensive adult humans lowered their blood pressure. Continuous beat-by-beat blood pressure and inter-beat interval recording revealed a sympathoinhibitory effect of VOCR. Animal experiments: Daily application of mechanical intervention generating cyclical vertical accelerations in the head (peak magnitude 1 x g, 2 Hz, 30 min) decreased the blood pressure and stroke incidence in hypertensive rats. Cell culture experiments: Application of fluid shear stress of ≧0.3 Pa decreased the expression of angiotensin II type 1 receptor (AT1R) in cultured astrocytes. In contrast, cyclical hydrostatic pressure changes of ≧20 mmHg increased AT1R expression in cultured astrocytes.

Free Research Field

リハビリテーション医学研究・メカノバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

適度な運動が身体機能に好影響を及ぼすことは一般的に認識されているにも関わらず、そのメカニズムに関する研究は筋・骨格系等、運動器に関連したものが多く、脳も含めて、運動器以外の組織・臓器において局所のメカニカルストレス応答を利用して機能を維持・改善するという視点からの治療技術創出の試みは他では行われていなかった。
本研究により、身体運動の高血圧改善・交感神経過活性抑制効果のメカニズムが明らかとなり、高血圧治療における運動療法の最適化と、肢体不自由障害者や運動器疾患を有する高齢者など、運動をしたくてもできない者にも適用可能な擬似運動療法開発の科学的基盤が構築された。