尿中及び脳内疲労マーカーを用いた肉体疲労および精神疲労に関する研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500614
• Research Institution: Daito Bunka University
• Principal Investigator: 大城 聰 大東文化大学, スポーツ・健康科学部, 教授 (30160485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森岡 勝樹 東京大学, 医学部付属病院, 特任助教 (30351589) ; 簗瀬 澄乃 大東文化大学, スポーツ・健康科学部, 講師 (90249061) ; 高山 成伸 大東文化大学, スポーツ・健康科学部, 教授 (50407657)
• Keywords: 疲労 / 精神疲労 / 肉体疲労 / 疲労マーカー / 過酸化水素 / DNA酸化物質8-OHdG / 概日リズム / 神経科学

Research Abstract

疲労にはスポーツや労働による肉体疲労、心労やストレスによる精神疲労がある。国民就労人口の2/3が疲労しており(1999年厚労省疲労研究班)、疲労研究は社会的意義が大きい研究課題である。本研究は肉体および精神疲労に対する疲労マーカーを測定することによって疲労を定性および定量することを目的とし、更に脳内のどの遺伝子の発現が疲労に関与するかDNAマイクロアレイ法で探索することも目標としている。
平成20年度は実験動物モデルとしてラットを用い、尿中疲労マーカー候補として、日常活動の過酸化水素(H202)の日内変動を検討した。H202と共に尿中還元物質(抗酸化物質)を測定した所、それぞれ異なる日内変動が観察された。精神ストレスの実験においては尿中H2O2の増加が認められ、尿中H202は肉体疲労および精神疲労のマーカーとなり得る可能性が示唆された(国際医学新聞Medical Tribune,2010年10月21日vol.43,No.42,p15掲載)
平成21年度はストレス刺激による尿中への抗酸化物質の変動を更に検討した。その結果、肉体運動によってH2O2が増加し、この酸化刺激が抗酸化物質の分泌を促進したことによりH2O2の増加が抑制されることが推察された。同様な現象が精神負荷後の尿サンプルでも観察されることから、尿中抗酸化物質が肉体疲労および精神疲労のマーカーとなり得る可能性も示唆された。H202は抗酸化物質の影響を受けるので、抗酸化物質の影響を受けない疲労マーカーの必要性から、肉体負荷後の酸化ストレスマーカーとしてDNAの酸化物質8-OHdGを測定し、また精神疲労マーカーについては、脳内視床下部タンパク質c-fosのmRNAをRT-PCT法によって測定したが、有意な差は観察できなかった(Oshiro, Sら,2011年国際神経化学会及びIwasawa, Yら、2011年日本神経化学会)

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

尿中過酸化水素の濃度が尿中抗酸化物質の影響を受けやすいため、尿中過酸化水素の経時変化を推定するためには抗酸化物質の影響を受けない他の疲労候補マーカーの探索も必要であり、その探索に時間と労力を費やしており、また参考となる先行研究も極端に少ないことも一因である。

Strategy for Future Research Activity

信頼できるストレスマーカーから候補となる疲労マーカーを探索・特定し、脳内のどの遺伝子の発現が疲労に関与するか検討し、DNAマイクロアレイ法での探索に役立てたい。

Research Products

• [Journal Article] Relation between physical and mental fatigue in urine biomarker, hydrogen peroxide (2011)
  • Author(s): Oshiro, S., Morioka, M.S., Iwasawa, Y., Ueda, Y., Ren, J., Yanase, S., Takayama, S.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry Volume: 118 Pages: 239-240
• [Presentation] Measurement of biomarkers for physical and mental fatigue in animal model (2011)
  • Author(s): Iwasawa, Y., Yanase, S., Takayama, S., Morioka, M.S., Oshiro, S.
  • Organizer: The 54^<th> annual meeting of Japanese Society for Neurochemistry第54回日本神経化学会
  • Place of Presentation: 石川県山代温泉瑠璃光
  • Year and Date: 2011-09-27
• [Presentation] Relation between physical and mental fatigue in urine biomarker, hydrogen peroxide (2011)
  • Author(s): Oshiro, S., Morioka, M.S., Iwasawa, Y., Ueda, Y., Ren, J., Yanase, S., Takayama, S.
  • Organizer: The 23^<rd> Biennial meeting of international and European Society of Neurochemistry
  • Place of Presentation: Athens, Greece
  • Year and Date: 2011-08-31