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2023 Fiscal Year Annual Research Report

体外式膜型人工肺モデルラットにおける骨格筋収縮時の酸素・循環動態の解明

Research Project

Project/Area Number 21K11177
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

堀田 一樹  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (30791248)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsECMO / 骨格筋 / 微小血管 / 酸素動態 / リン光クエンチング
Outline of Annual Research Achievements

本研究では小動物用の体外式膜型人工肺(ECMO)を用い,非生理的な呼吸・循環管理が末梢骨格筋に与える影響を検証した.最終年度においては,リン光クエンチング法を用いた筋組織内の酸素分圧計測に加えて,データ分析と論文執筆を実施した.VA-ECMOが高酸素血症を誘導する特徴を有するため,高酸素が骨格筋に対して悪影響を及ぼすと仮説を立てて実験した.10週齢のSD雄性ラットを無作為に100%酸素投与,ECMO + 100%酸素投与群に分類し,電気刺激による骨格筋収縮時の生体応答として筋間質酸素分圧と筋発揮張力をリアルタイムに計測した.その結果,21%酸素を投与した対照群と比較して,動脈血酸素分圧は100%酸素投与群とECMO+100%酸素投与群で有意に高く,血中ヘモグロビン濃度はECMO+100%酸素投与群で有意に低かった.安静時および筋収縮時の間質酸素分圧は,ECMO+100%酸素投与群でコントロール群および100%酸素投与群より有意に低かった.筋発揮張力の波形を非線形関数に当てはめて,電気刺激に対する張力の立ち上がり,張力の最高値,および弛緩速度を解析した.その結果,張力の立ち上がりに群間差はなかったが,筋の発揮張力の最高値および弛緩速度はECMO+100%酸素投与群で最も低かった.以上の結果は,VA-ECMOは正常ラットの収縮筋の骨格筋機能を障害し,間質酸素分圧を低下させた.このVA-ECMOの影響は高酸素血症とは独立していた.臨床的には,VA-ECMOは重度の呼吸不全およびショックを有する方の生命を維持する最後の砦である.しかしながら,ECMO離脱後の歩行機能を担う骨格筋の低酸素を誘導し,その結果機能障害を惹起することが明らかとなった.本研究内容を現在雑誌に投稿中である.

  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Cancer history and physical function in patients with cardiovascular disease2024

    • Author(s)
      Miki Takashi、Kamiya Kentaro、Hamazaki Nobuaki、Nozaki Kohei、Ichikawa Takafumi、Yamashita Masashi、Uchida Shota、Noda Takumi、Ueno Kensuke、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Sasaki Jiichiro、Yamaoka-Tojo Minako、Matsunaga Atsuhiko、Ako Junya
    • Journal Title

      Heart and Vessels

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00380-024-02379-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptations of bone and bone vasculature to muscular stretch training2024

    • Author(s)
      Eazer Julia、Barsoum Mina、Smith Cole、Hotta Kazuki、Behnke Brad、Holmes Christina、Caldwell Jacob、Ghosh Payal、Reid-Foley Emily、Park Hyerim、Delp Michael、Muller-Delp Judy
    • Journal Title

      JBMR Plus

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1093/jbmrpl/ziad019

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 内部疾患患者の理学療法における橋渡し研究と臨床展開の課題2024

    • Author(s)
      堀田一樹
    • Journal Title

      理学療法

      Volume: 41 Pages: 31-39

  • [Journal Article] The Association between the Level of Ankle-Brachial Index and the Risk of Poor Physical Function in Patients with Cardiovascular Disease2024

    • Author(s)
      Uchida Shota、Kamiya Kentaro、Hamazaki Nobuaki、Nozaki Kohei、Ichikawa Takafumi、Yamashita Masashi、Noda Takumi、Ueno Kensuke、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Yamaoka-Tojo Minako、Matsunaga Atsuhiko、Ako Junya
    • Journal Title

      Journal of Atherosclerosis and Thrombosis

      Volume: 31 Pages: 419~428

    • DOI

      10.5551/jat.64531

  • [Journal Article] Leg strength and incidence of heart failure in patients with acute coronary syndrome2023

    • Author(s)
      Ueno Kensuke、Kamiya Kentaro、Hamazaki Nobuaki、Nozaki Kohei、Ichikawa Takafumi、Yamashita Masashi、Uchida Shota、Noda Takumi、Miki Takashi、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Yamaoka-Tojo Minako、Matsunaga Atsuhiko、Ako Junya
    • Journal Title

      European Journal of Preventive Cardiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/eurjpc/zwad406

  • [Journal Article] Association of sarcopenia defined by different skeletal muscle mass measurements with prognosis and quality of life in older patients with heart failure2023

    • Author(s)
      Sato Kaoru、Kamiya Kentaro、Hamazaki Nobuaki、Nozaki Kohei、Ichikawa Takafumi、Uchida Shota、Ueno Kensuke、Yamashita Masashi、Noda Takumi、Ogura Ken、Miki Takashi、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Yamaoka-Tojo Minako、Matsunaga Atsuhiko、Ako Junya
    • Journal Title

      Journal of Cardiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.jjcc.2023.12.003

  • [Journal Article] Prognostic Utility of Skeletal Muscle Mass Metrics in Patients With Heart Failure2023

    • Author(s)
      Uchida Shota、Kamiya Kentaro、Hamazaki Nobuaki、Nozaki Kohei、Ichikawa Takafumi、Yamashita Masashi、Noda Takumi、Ueno Kensuke、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Yamaoka-Tojo Minako、Matsunaga Atsuhiko、Ako Junya
    • Journal Title

      Canadian Journal of Cardiology

      Volume: 39 Pages: 1630~1637

    • DOI

      10.1016/j.cjca.2023.08.006

  • [Journal Article] The effect of sepsis and reactive oxygen species on skeletal muscle interstitial oxygen pressure during contractions2023

    • Author(s)
      Hitosugi Naoki、Hotta Kazuki、Taketa Yoshikazu、Takamizawa Ren、Fujii Yutaka、Ikegami Ryo、Tamiya Hajime、Inoue Tatsuro、Tsubaki Atsuhiro
    • Journal Title

      Microcirculation

      Volume: 31 Pages: -

    • DOI

      10.1111/micc.12833

  • [Journal Article] Association between walking speed early after admission and all-cause death and/or re-admission in patients with acute decompensated heart failure2023

    • Author(s)
      Nozaki Kohei、Hamazaki Nobuaki、Kamiya Kentaro、Uchida Shota、Noda Takumi、Ueno Kensuke、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Matsunaga Atsuhiko、Yamaoka-Tojo Minako、Ako Junya
    • Journal Title

      European Journal of Cardiovascular Nursing

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1093/eurjcn/zvad092

  • [Journal Article] Trajectory of Abdominal Skeletal Muscle Changes During Cardiac Rehabilitation in Patients With Aortic Disease2023

    • Author(s)
      Yamashita Masashi、Kamiya Kentaro、Kitamura Tadashi、Hamazaki Nobuaki、Ichikawa Takafumi、Shibuya Manaka、Kobayashi Shuken、Suzuki Yuta、Ueno Kensuke、Uchida Shota、Noda Takumi、Hotta Kazuki、Maekawa Emi、Matsunaga Atsuhiko、Yamaoka-Tojo Minako、Ako Junya、Miyaji Kagami
    • Journal Title

      American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation

      Volume: 103 Pages: 158~165

    • DOI

      10.1097/PHM.0000000000002322

  • [Presentation] CLTIに対する理学療法2024

    • Author(s)
      堀田一樹
    • Organizer
      AMED再生医療実用化研究事業「重症下肢虚血に対する脱分化脂肪細胞(DFAT)を用いた再生医療の実用化」日本大学医学部公開シンポジウム 包括的高度慢性下肢虚血(CLTI)に対する集学的治療
    • Invited
  • [Presentation] シンポジウム4 循環及び心血管疾患と糖尿病 微小循環に対する糖尿病の影響2023

    • Author(s)
      堀田一樹
    • Organizer
      第3回日本糖尿病理学療法学会サテライトカンファレンス
    • Invited
  • [Presentation] Skeletal Muscle O2 Transport During Extracorporeal Membrane Oxygenation2023

    • Author(s)
      Kazuki Hotta
    • Organizer
      International Society on Oxygen Transport to Tissue
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effects of Aging and Exercise Training on Coronary Microvascular Function and Blood Flow2023

    • Author(s)
      Kazuki Hotta
    • Organizer
      International SAH Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 体外式膜型人工肺が ラット骨格筋微小循環に与える影響2023

    • Author(s)
      堀田一樹
    • Organizer
      日本呼吸・循環器合同理学療法学会学術大会2023
    • Invited
  • [Presentation] 骨格筋の微小循環障害と理学療法2023

    • Author(s)
      堀田一樹
    • Organizer
      第29回日本心臓リハビリテーション学会
    • Invited
  • [Presentation] The Effect of Daily Muscle Stretching on Skeletal Muscle Microcirculation2023

    • Author(s)
      Kazuki Hotta, Judy Muller-Delp
    • Organizer
      第29回日本心臓リハビリテーション学会
    • Invited
  • [Presentation] Extracorporeal Membrane Oxygenation Decreases Relaxation Rate of Rat Skeletal Muscle2023

    • Author(s)
      Kazuki Hotta, Yutaka Fujii, Ryo Ikegami, Tatsuro Inoue, Hajime Tamiya, Atsuhiro Tsubaki
    • Organizer
      American College of Sports Medicine

URL: 

Published: 2024-12-25  

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