血流制限を併用した筋力トレーニングの基礎生理学的検討から発展的臨床応用まで

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23500784
• Research Institution: Hokusho University
• Principal Investigator: 沖田 孝一 北翔大学, 生涯スポーツ学部, 教授 (80382539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 絹川 真太郎 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60399871) ; 横田 卓 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90374321)
• Keywords: レジスタンス・トレーニング / 血流制限 / 筋肥大 / 脳性神経栄養因子 / ミオカイン

Research Abstract

当該年度は、研究成果をまとめ、国際雑誌への投稿・掲載および国際学会発表を積極的に行なった。
1）プロトコールの最適化、2)個体差要因の分析、4）ガイドライン作成：血流制限を併用したレジスタンス・トレーニングの至適プロトコールの概要と学術的背景を総説として公表した。平均的には血流制限を施行することで、最大筋力の30％の負荷強度で、通常方法の65％強度と同等の効果が得られるが、性差（女性における効果の劣性の問題）を含む個体差（低反応例）を考慮すると、40％までを調節幅とすることで、十分な効果が得られることを確認した。
3）ミオカインの意義の探求：脳性神経栄養因子（BDNF）の血中濃度が年齢依存性に低下すること、高次身体活動により増加することを公表した。また心不全患者において重症度と関連してBDNFが低下していることも明らかにした。これは、BDNFが心不全患者のバイオマーカーになり得る可能性を示す知見である。また動物モデルを用いての基礎研究も新薬開発（BDNF作動薬）を視野に継続中である。
5）若年者への応用：ジャンプスクワット・トレーニングに血流制限を応用した介入研究を行なったが、本法の優位性は認められなかった。ジャンプなどの緻密な動作には、神経系の制御が重要であるが、血流制限を併用すると神経制御が有効に機能しなくなる可能性が示唆された。精密動作の能力向上に本法を応用する場合は、十分検討される必要がある。
6）血流制限を併用したトレーニング手技の応用：本法は、基本的に複数セットで施行し、血流制限は運動時のみならず運動休止時にも継続して行なうが、血流制限の継続は、被験者によっては苦痛を伴い、また血圧も上昇しやすい。血流制限を断続的に施行すれば、苦痛や血圧上昇が軽減可能と考えられるが、有効性は低下する懸念がある。研究の発展として、間欠的に（特に非運動時）血流制限を施行する方法の有効性を検証した。

Research Products

• [Journal Article] 慢性心不全における運動耐容能規定因子：過去から現在 (2014)
  • Author(s): 沖田孝一、絹川真太郎、筒井裕之
  • Journal Title: 心臓リハビリテーション Volume: 16 Pages: 43-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 心疾患患者に最適な運動トレーニング様式「運動強度・運動時間・運動様式」 (2014)
  • Author(s): 沖田孝一
  • Journal Title: Heart View Volume: 18 Pages: 108-112
• [Journal Article] 2025年を見すえた心不全診療ロードマップ－突破口はどこにあるのかー臓器連関をどう理解するか (2014)
  • Author(s): 絹川真太郎、沖田孝一
  • Journal Title: 臨床雑誌「内科」 Volume: 113 Pages: 461–465
• [Journal Article] Application of Blood Flow Restriction in Resistance Exercise Assessed by Intramuscular Metabolic Stress (2013)
  • Author(s): Okita K, Takada S
  • Journal Title: J Nov Physiother Volume: 3:6 Pages: 87
  • DOI: 10.4172/2165-7025.1000187
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resistance exercise with blood flow restriction in women (2013)
  • Author(s): Okita K, Takada S, Suga T, Kadoguchi T, Taniura T, Morita N, Yokota T, Kinugawa S, Tsutsui H
  • Journal Title: Proceeding of Asian Federation of Sports Medicine Volume: 1 Pages: 73-75
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decreased serum brain-derived neurotrophic factor levels are correlated with exercise intolerance in patients with heart failure (2013)
  • Author(s): Fukushima A, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Yokota T, Matsushima S, Abe T, Suga T, Takada S, Kadoguchi T, Katsuyama R, Oba K, Okita K, Tsutsui H
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 168 Pages: e142-4
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2013.08.073
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Systemic Oxidative Stress Is Associated With Lower Aerobic Capacity and Impaired Skeletal Muscle Energy Metabolism in Patients With Metabolic Syndrome (2013)
  • Author(s): Yokota T, Kinugawa S, Yamato M, Hirabayashi K, Suga T, Takada S, Harada K, Morita N, Oyama-Manabe N, Kikuchi Y, Okita K, Tsutsui H
  • Journal Title: Diabetes Care Volume: 36 Pages: 1341-6
  • DOI: 10.2337/dc12-1161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Combination of exercise training and diet restriction normalizes limited exercise capacity and impaired skeletal muscle function in diet-induced diabetic mice (2013)
  • Author(s): Suga T, Kinugawa S, Takada S, Kadoguchi T, Fukushima A, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Takahashi M, Sobirin MA, Ono T, Hirabayashi K, Yokota T, Tanaka S, Okita K, Tsutsui H
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 55 Pages: 68-80
  • DOI: 10.1210/en.2013-1382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased plasma soluble (pro)renin receptor levels are correlated with renal dysfunction in patients with heart failure (2013)
  • Author(s): Fukushima A, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Abe T, Suga T, Takada S, Kadoguchi T, Okita K, Matsushima S, Tsutsui H
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 68 Pages: 4313-4
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2013.04.176
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] nfluence of stretch and pressure as mechanical stresses on skeletal muscle (2013)
  • Author(s): Morita N, Takada S, Okita K
  • Journal Title: Jpn J Phys Fitness Sports Med Volume: 62 Pages: 347-350
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Angiotensin II Receptor Blocker Improves the Lowered Exercise Capacity and Impaired Mitochondrial Function of the Skeletal Muscle in Type 2 Diabetic Mice (2013)
  • Author(s): Takada S, Kinugawa S, Hirabayashi K, Suga T, Yokota T, Takahashi M, Fukushima A, Homma T, Ono T, Sobirin MA, Masaki Y, Kadoguchi T, Okita K, Tsutsui H
  • Journal Title: J Appl Physiol Volume: 114 Pages: 844-57
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00053.2012
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Decreased Brain-derived neurotrophic factor levels are correlated with exercise intolerance in patients with heart failure (2014)
  • Author(s): Fukushima A, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Yokota T, Matsushima S, Takada S, Kadoguchi T, Katsuyama R, Okita K, Tsutsui H
  • Organizer: The 78th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 20140321-20140323
• [Presentation] Brain-derived neurotrophic factor regulates exercise capacity and mitochondrial function in the skeletal muscle in mice (2014)
  • Author(s): Takada S, Kinugawa S, Matsushima S, Yokota T, Fukushima A, Homma T, Kadoguchi T, Masaki Y, Furihata T, Katsuyama R, Okita K, Tsutsui H
  • Organizer: The 78th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 20140321-20140323
• [Presentation] Serum myostatin levels are independent determinant of skeletal muscle wasting in patients with heart failure (2014)
  • Author(s): Furihata T, Kinugawa S, Fukushima A, Homma T, Masaki Y, Katsuyama R, Takada S, Kadoguchi T, Matsushima S, Yokota T, Okita K, Tsutsui H
  • Organizer: The 78th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 20140321-20140323
• [Presentation] Optimal exercise modality in cardiac rehabilitation (2014)
  • Author(s): Okita K
  • Organizer: Honolulu Cardiac Rehabilitation Workshop 2014
  • Place of Presentation: Honolulu, USA
  • Year and Date: 20140301-20140305
  • Invited
• [Presentation] Takada S, Okita K, Taniura T, Morita N. Geder difference in blood pressure lowering by exercise training in overweight adults (2014)
  • Author(s): Takada S, Okita K, Taniura T, Morita N
  • Organizer: 0 th Asian-Pacific Congress od Hypertension
  • Place of Presentation: Cebu City, Philippines
  • Year and Date: 20140212-20140215
• [Presentation] Dipeptidyl Peptidase-4 Inhibitor Improved Exercise Capacity in Association with Switching to Oxidative Skeletal Muscle Fiber Type in Mice with Post-infarct Heart Failure (2013)
  • Author(s): Masaki Y, Kinugawa S, Yokota T, Matsushima S, Fukushima A, Takada S, Furihata T, Kadoguchi T, Katsuyama R, Okita K, Tsutsui H
  • Organizer: 86th Scientific Session of American Heart Association
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 20131116-20131120
• [Presentation] Serum Myostatin Levels are Independent Determinant of Skeletal Muscle Wasting in Patients with Heart Failure (2013)
  • Author(s): Furihata T, Kinugawa S, Fukushima A, Homma T, Masaki Y, Abe T, Takada S, Kadoguchi T, Okita K, Matsushima S, Yokota T, Tsutsui H
  • Organizer: 86th Scientific Session of American Heart Association
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 20131116-20131120
• [Presentation] Increased Plasma Soluble (Pro)renin Receptor Levels are Correlated with Renal Dysfunction in Patients with Heart Failure (2013)
  • Author(s): Katsuyama R, Kinugawa S, Fukushima A, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Abe T, Takada S, Kadoguchi T, Okita K, Matsushima S, Tsutsui H
  • Organizer: 86th Scientific Session of American Heart Association
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 20131116-20131120
• [Presentation] Decreased Serum Brain-Derived Neurotrophic Factor Levels are Associated with Exercise Intolerance in Patients with Heart Failure (2013)
  • Author(s): Takada S, Kinugawa S, Fukushima A, Homma T, Furihata T, Katsuyama R, Yokota T, Matsushima S, Abe T, Suga T, Kadoguchi T, Okita K, Tsutsui H
  • Organizer: 86th Scientific Session of American Heart Association
  • Place of Presentation: Dallas, USA
  • Year and Date: 20131116-20
• [Presentation] Resistance exercise with blood flow restriction in women (2013)
  • Author(s): Taniura T, Okita K, Takada S, Suga T, Kadoguchi T, Morita N, Kinugawa S, Tsutsui H
  • Organizer: 13th Asian Federation of Sports Medicine Congress
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur, Malaysia
  • Year and Date: 20130925-28
• [Presentation] Exercise training decreases gamma-glutamyltransferase and aminotransferase independently of body fat reduction (2013)
  • Author(s): Okita K, Taniura T, Morita N
  • Organizer: 13th Asian Federation of Sports Medicine Congress
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur, Malaysia
  • Year and Date: 20130925-20130928
• [Presentation] 慢性心不全患者における脳由来神経栄養因子の低下は運動耐容能の低下に関連する (2013)
  • Author(s): 髙田真吾、絹川真太郎、菅唯志、門口智泰、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第68回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130921-20130923
• [Presentation] アンジオテンシンII由来の酸化ストレスは骨格筋異常を引き起こす (2013)
  • Author(s): 門口智泰、絹川真太郎、菅唯志、髙田真吾、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第68回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130921-20130923
• [Presentation] 酪酸は運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能を増加する (2013)
  • Author(s): 菅 唯志、絹川真太郎、髙田真吾、門口智泰、伊坂忠夫、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第68回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20130921-20130923
• [Presentation] 北方圏ジュニアおよびナショナルジュニアバドミントン選手における運動能力の比較検討 (2013)
  • Author(s): 門口智泰、沖田孝一、北村優明
  • Organizer: 第64回日本体育学会
  • Place of Presentation: 滋賀県草津市
  • Year and Date: 20130828-20130830
• [Presentation] 運動トレーニングによる運動能力と骨格筋ミトコンドリア機能の増加の調節因子：血管内皮型一酸化窒素合成酵素由来の一酸化窒素の役割 (2013)
  • Author(s): 菅 唯志、伊坂忠雄、沖田孝一
  • Organizer: 第64回日本体育学会
  • Place of Presentation: 滋賀県草津市
  • Year and Date: 20130828-20130830
• [Presentation] 慢性心不全における運動耐容能規定因子：過去から現在 (2013)
  • Author(s): 沖田孝一、絹川 真太郎、筒井裕之
  • Organizer: 第19回日本心臓リハビリテーション学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
  • Year and Date: 20130713-20130714
  • Invited
• [Presentation] BDNF-TrkBの活性化は運動能力を向上させる (2013)
  • Author(s): 高田真吾、絹川真太郎、菅 唯志、福島 新、本間恒章、正木芳宏、 門口智泰、降旗高明、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第19回日本心臓リハビリテーション学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
  • Year and Date: 20130713-20130714
• [Presentation] 慢性心不全患者における骨格筋萎縮規定因子としての ミオスタチンの役割の検討 (2013)
  • Author(s): 福島 新、絹川 真太郎、本間恒明、正木芳宏、降旗高明、菅 唯志、 高田真吾、門口智泰、阿部隆宏、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第19回日本心臓リハビリテーション学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
  • Year and Date: 20130713-20130714
• [Presentation] アンジオテンシンIIは骨格筋異常に重要な役割を果たしている (2013)
  • Author(s): 門口智泰、絹川真太郎、福島 新、本間恒章、菅 唯志、高田真吾、 正木芳宏、降旗高明、沖田孝一、筒井裕之
  • Organizer: 第19回日本心臓リハビリテーション学会
  • Place of Presentation: 宮城県仙台市
  • Year and Date: 20130713-20130714
• [Presentation] Effect of Blood Flow Restriction Timing in Enhancing Intramuscular Metabolic Stress During Resistance Exercise (2013)
  • Author(s): Okita K, Takada S, Suga T, Kadoguchi T, Sato T, Morita N, Taniura T, Horiuchi M, Kinugawa S, Tsuitsui H
  • Organizer: 18th annual congress of European college of sports science
  • Place of Presentation: Bacelona, Spain
  • Year and Date: 20130626-29
• [Presentation] Effect of music therapy on brain function as assessed by levels of brain-derived neurotrophic factor (2013)
  • Author(s): Taniura T, Okita K, Takada S, Sato T, Morita N, Sawada E
  • Organizer: 18th annual congress of European college of sports science
  • Place of Presentation: Bacelona, Spain
  • Year and Date: 20130626-29
• [Presentation] Evaluating the impact of blood flow restriction training on vascular function (2013)
  • Author(s): Horiuchi M, Sato T, Kadoguchi T, Okita K
  • Organizer: 18th annual congress of European college of sports science
  • Place of Presentation: Bacelona, Spain
  • Year and Date: 20130626-29