Elucidation of the effect of physical exercise on visceral sensation and its molecular mechanism

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19729
• 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: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: Miyai Kazumasa 大阪公立大学, 大学院リハビリテーション学研究科, 教授 (60283933)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 内臓感覚 / 管腔臓器 / アデノシン三リン酸 / 有酸素運動 / 内因性カンナビノイド

Outline of Final Research Achievements

Improving the symptoms of overactive bladder and irritable bowel syndrome, which are associated with visceral hypersensitivity in hollow organs, is an urgent issue. The origin of visceral sensation in the urinary bladder and rectum is the release of ATP from the mucosal epithelium in response to various stimuli. Still, the effect of aerobic exercise on ATP release remains unclear. In this study, we investigated the effects of aerobic exercise and the endocannabinoid pathway, activated by aerobic exercise, on ATP release from the urinary bladder and rectum in response to stretching stimulation. Moderate-intensity exercise significantly suppressed ATP release from the bladder immediately after exercise and from the rectum immediately after exercise and the next day, whereas intense exercise had a weaker effect. Additionally, modification of the endocannabinoid pathway did not affect ATP release.

Free Research Field

器官生理学・神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、中程度強度の有酸素運動は、運動直後の膀胱、および運動直後とその翌日における直腸の内臓感覚を緩和させることが示唆された。現在、尿失禁に対する運動療法としては骨盤底筋群を鍛えることのみが着目されているが、本研究は一般的な運動療法でも膀胱のみならず直腸の内臓知覚過敏に有効であり、その運動強度は中程度で十分であることを示した点で意義があると考える。運動による内臓感覚抑制に関わる分子機構は今後の検討課題ではあるが、排泄に関わる異常は特に高齢者で問題となるものであり、運動療法が歩行や作業のみならず高齢者の排泄機能リハビリテーションとしても広い効果を有する可能性を示唆している。