呼吸筋強化トレーニングが呼吸中枢機能制御機構に及ぼす可塑的変化の検証

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500468
• Research Institution: Ibaraki Prefectural University of Health Science
• Principal Investigator: 冨田 和秀 茨城県立医療大学, 保健医療学部・理学療法学科, 准教授 (00389793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯塚 眞喜人 茨城県立医療大学, 保健医療学部・医科学センター, 助教 (40274980)
• Keywords: 呼吸筋強化トレーニング / c-Fos免疫組織化学法 / 延髄呼吸ニューロン / 電気生理学的解析 / 呼吸生理学的解析

Research Abstract

COPDに対する呼吸リハビリテーションには,有酸素性運動,呼吸筋強化トレーニング(Respiratory Muscle Training, RMT),横隔膜呼吸練習,胸郭ストレッチがあり,特に運動療法を中心とした運動治療においては有酸素性運動とRMTが重要とされている。有酸素性運動はこれまで多くの基礎的・臨床的な研究により効果的なプログラムが考案されてきた。一方,RMTは運動強度のみから検討された報告のみであり,詳細なメカニズムは不明である。これまでRMTは呼吸筋(横隔膜・外肋間筋)を肥大させ,筋張力の増大にともなう呼吸状態の変化が惹起されることは報告されているが,筋形態変化以外の生体反応に及ぼす影響については十分に解明にされていない。
我々の先行研究(TOMITA K : Neurosci Lett. 440 (3):327-330, 2008)をもとにした仮説では,RMTは筋を肥大させ,さらに延髄呼吸ニューロン群の動員領域を減少させる効率な神経活動の適応化が起こると考えている。本研究では,c-Fos免疫組織化学的・電気生理学的手法を用いて「呼吸筋強化トレーニング」が呼吸中枢制御機構に及ぼす可塑的変化を検証することを目的とした。
本年度は,ラット呼吸筋強化のためのトレーニング装置の改良に取り組んだ。これまで,無麻酔・覚醒ラットを対象とした非侵襲的かつ間歇的なRMT実験においては,Gosselinkらの方法(Am J Respir Crit Care Med.1997 ; 155 : 1583-1589)が国際的に先行していた。しかしながら,彼らのRMT装置は,実験動物を装置に固定する際,胸郭が圧迫され,呼吸運動が制限されることが問題であった。我々の装置は,RMTの際,胸郭運動を制限せずに動物を固定する新たな方法を考案した。