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2011 Fiscal Year Annual Research Report

二つの経路からみた運動時の脳血流調節の解明

Research Project

Project/Area Number 22300205
Research InstitutionJapan Women's College of Physical Education

Principal Investigator

定本 朋子  日本女子体育大学, 体育学部, 教授 (30201528)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小河 繁彦  東洋大学, 理工学部, 教授 (80553841)
Keywords高炭酸ガス / 内頸動脈血流量 / 椎骨動脈血流量 / 外頸動脈血流量 / CO_2感受性 / 自動調節 / 超音波ドップラー法
Research Abstract

前年度までの研究において,大脳皮質を中心とした高位脳に血液を送る内頸動脈経路と中脳,小脳,延髄といった下位脳への血液を送る椎骨動脈経路とでは運動時の脳血流応答が異なることが明らかとなった.二つの経路間で異なる脳血流動態をもたらす機構として,「脳血流の自動調節因子である動脈血二酸化炭素分圧(PaCO_2)に対する応答特性が経路間で異なることが関与している」と仮定し,本年度はこの仮説を検証した.10名の健康な若年被験者において,PaCO_2の変動に対する内頸動脈経路と椎骨動脈経路における血流応答の感受性を比較検討した,高炭酸ガス(PaCO_2が3%および6%),通常炭酸ガス,低炭酸ガス(過換気誘発による)という条件における,内頸動脈(ICA),外頸動脈(ECA),椎骨動脈(VA),中大脳動脈(MCA)および脳底動脈(BA)の血流量または平均血流速度を超音波ドップラー法により計測した.PaCO_2は呼気終末二酸化炭素分圧から算出した.ICA,VA,ECA,MCA,BAにおける「PaCO_2-脳血流量」または「PaCO_2-平均血流速度」間の関係式を算出し(指数回帰または直線回帰),その傾きをPaCO_2感受性とした.その結果,(1)内頸動脈経路(ICA,MCA)のPaCO_2感受性は椎骨動脈経路(VA,BA)よりも有意に高い値を示した.(2)また総頸動脈経路から分岐するECAと比較しても,内頸動脈経路(ICA,MCA)の感受性は有意に高い値を示した.このように,高位脳の血液循環を担う内頸動脈経路においてのみ高いPaCO_2感受性がみられたという結果は,前年度までに報告した運動負荷に対する二つの経路間の脳血流動態の違いを説明する機構になると考えられた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の実験計画では,運動時における高炭酸ガス摂取時の実験条件を設定していたが,予備実験において生体への負担度が大きすぎると判断したため,安静時における高炭酸ガス摂取条件のみに変更した.実験条件としてのPaCO_2変動幅は小さくなったが,二つの脳動脈経路におけるPaCO_2感受性の相違は明確に観察できた.また論文としても採択されたので順調な進展であると思われる.

Strategy for Future Research Activity

本研究では4つの検討課題を予定していたが,計測機器の準備の関係から課題2の実施を遅らせ,課題3と4を先行させた.このように実施順が当初の計画順とは異なるが,残されている課題2については平成24年度で実施し,最終年度として研究成果全体をまとめる予定である.

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Central command and vertebral artery blood flow during static arm exercise in women2012

    • Author(s)
      Sato, K., Hirasawa, A., Ooue, A., Yoneya, M., Sadamoto, T.
    • Journal Title

      Journal of Exercise Science

      Volume: 21 Pages: 6-13

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The distribution of blood flow in the carotid and vertebral arteries during dynamic exercise in humans2011

    • Author(s)
      Sato, K., Ogoh, S., Hirasawa, A., Oue, A., Sadamoto, T.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology (London)

      Volume: 589 Pages: 2847-2856

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential blood flow responses to CO2 in human internal and external carotid and vertebral arteries

    • Author(s)
      Sato, K., Sadamoto, T., Hirasawa, A., Oue, A., Subudhi, A., Miyazawa, T., Ogoh, S.
    • Journal Title

      The Journal of Physiology (London)

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 4週間の持久性トレーニングが運動時の脳血流動態へ及ぼす影響2011

    • Author(s)
      米谷茉里奈, 佐藤耕平, 大上安奈, 平澤愛, 定本朋子
    • Organizer
      第66回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      下関,山口県
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Heterogeneous cerebrovascular responses to dynamic exercise in anatomically distinct cerebral arteries2011

    • Author(s)
      Sato, K., Hirasawa, A., Oue, A., Ogoh, S., Sadamoto, T.
    • Organizer
      The 16th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Place of Presentation
      Liverpool, UK
    • Year and Date
      2011-07-07
  • [Presentation] Heterogeneous cerebrovascular responses to dynamic exercise in anatomically distinct cerebral arteries2011

    • Author(s)
      Sato, K., Hirasawa, A., Oue, A., Ogoh, S., Sadamoto, T.
    • Organizer
      The 57th American College of Sports Medicine
    • Place of Presentation
      Denver, Colorado USA
    • Year and Date
      2011-06-02

URL: 

Published: 2013-06-26  

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