2022 Fiscal Year Research-status Report
Whole-body cryotherapy in sports medicine
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22K11562
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
額田 均 東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (60118833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西野 一三 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第一部, 部長 (00332388)
後藤 一成 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (60508258)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 全身冷却療法 / スポーツ医学 / 筋損傷 / ラット / 血清脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全身冷却療法(whole-body cryotherapy, 以下 WBC)は、-100℃から-120℃の超低温環境を作り その冷却空間に入る全身の冷却療法である。近年WBCが運動後の筋肉痛・筋損傷の回復を促進させるという臨床研究が発表され、国内外のスポーツ大会、スポーツ科学センター、各種スポーツ団体等でWBC が行われている。またWBC は脂質代謝、免疫機能の改善など医療・美容分野でも使われている。しかし、WBC についての基礎的研究はなく、その作用機序は未だ解明されておらず、WBC の適切な使用のガイドラインもない。本研究は WBC により惹起される生理的身体反応について、また運動誘発性筋損傷に対するWBCの効果についてラットを用いて生理学的、病理学的、分子病態学的に検討し、WBCの作用機序、適応と効果、適正な使用方法、副作用等の確立を目指すことである。
その第一歩としてラットでのWBC の方法を確立し、更に1)WBC自体が身体に与える生理的影響について、2) WBCの運動誘発性筋損傷に対する効果について検討する。このため、本実験用にラット用WBC装置を開発した((株)前川製作所)。液体窒素を冷却庫壁内に循環させ、冷却空気を用いて庫内の空気を室温から-100℃まで数分間で下げ、冷却温度の調節を可能とした。
既にラットWBC装置・方法については確立し、脂質代謝へのWBCの影響、筋損傷モデルのWBC効果につき検討中であり、今回はこれらの継続的・発展的研究である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ラットのWBC方法については、ラット用WBC装置を用いて、冷却温度をマイナス100℃前後とし、冷却時間は60秒間冷却を3分間隔で3回繰り返すWBCの方法については確立した。筋肉(大腿四頭筋)温度が3-4℃、直腸温が5-6℃低下し、血圧、脈拍は3回目の冷却直後4-5分で冷却前のレベルに回復する。
WBCによる生理的反応としてのストレス等についての検討は終了し、WBCによる血清脂質の変化についての検討を主に行った。今年度は、正常ラットでのWBCによる血清脂質の変化について報告した。現在、高脂血症ラットに同様のWBCを行い血清脂質の変化について予定通り検討中である。
しかし、もう一つの課題であるブピバカインによる筋損傷に対するWBCの効果については、予備実験に予想以上に時間がかかり、現時点で注射部位・量は確立し、筋病変についても確認した。
次年度は、高脂血症ラットを用いてのWBCによる血清脂質の変化を検討する一方、ブピバカインによる筋損傷に対するWBCの効果につい本実験を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題１：高脂血症ラットを用いてのWBCによる血清脂質への影響について：
Wistar系ラット(雄10週齢)を用い、WBC開始4週間前からに高脂肪飼料(High Fat Diet32)を投与し、WBC前後に採血し、血清脂質の変化について検討する。対照群には高脂肪飼料のみ群、標準飼料群を含む。高脂肪血飼料投与開始4週間後にWBCを開始し、週2回、5週間で10回のWBCを繰り返す。WBC前後(直前と24時間))に中性脂肪、遊離脂肪酸、総コレステロール、血糖、体重を測定する。
課題2：WBCのブババカイン誘発性筋損傷に対する効果：
Wistar系雄性ラットの右下肢腓腹筋に0.5%ブピバカイン塩酸塩水和物(マーカイン0.5%)を0.2ml注入し、筋損傷(浮腫、細胞浸潤、筋壊死)が惹起されることを確認したので、これらの結果を踏まえて本実験を行う。WBCについては、炎症による各種サイトカインの出現時間を参考に、注射直後・2時間後・4時間後に行い、注射24時間後に腓腹筋採取を行う予定である。これらの結果により、更に軽度の筋損傷、遅発性の筋損傷に対しての検討へとつなげる。
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| Causes of Carryover |
今年度はWBCの血清脂質に対する検討は順調に進んだ。しかし筋損傷については、そのモデルの確立が遅れ、未だに国立精神・神経センターでの筋病理解析まで進んでいない。Covid-19感染症の5類への変更に伴い、次年度からは出張による共同研究・ディスカッションが進むと思われる。使用計画については、試薬の購入、検査・解析費用、共同研究者との打ち合わせ、および対面形式に戻ると思われる学会への出張費等として使用する予定である。
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[Journal Article] Effect of basic fibroblast growth factor injection on peripheral nerve injury at the watershed zone in a rat model.2023
Author(s)
130.Ariizumi T, Nukada H, Ochi K, Yamazaki A, Hotta R, Imanishi N, Anazawa U, Yagihashi S, Shibahara T:
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Journal Title
J Oral Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology
Volume: 35
Pages: 123-128
DOI
Peer Reviewed
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