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2014 Fiscal Year Annual Research Report

筋スティフネスの分子的メカニズムとその応用

Research Project

Project/Area Number 24300221
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石井 直方  東京大学, 総合文化研究科, 教授 (20151326)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中里 浩一  日本体育大学, 保健医療学部, 教授 (00307993)
佐々木 一茂  日本女子大学, 家政学部, 講師 (00451849)
越智 英輔  岡山大学, 教育学研究科(研究院), 講師 (90468778)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords筋スティフネス / 超音波剪断波 / 伸張性収縮 / クロスブリッジ / 筋疲労 / 協同筋 / 活動交替 / 筋線維タイプ
Outline of Annual Research Achievements

骨格筋の機能を評価する上で、筋の「硬さ」(スティフネス)は重要な要素となる。筋スティフネスは活動時筋スティフネス(Active stiffness; AS)と安静時筋スティフネス(Passive stiffness; PS)に分けられる。本研究では、超音波剪断波エラストグラフィーを用いることにより、ヒト生体内におけるASとPSをさまざまな条件下で測定し、動物実験と合わせて、それらの分子的機構にアプローチすることを目的とする。本年度は以下のような成果を得た。
(1)動的収縮時のAS:上腕二頭筋を対象とし、等尺性、等張力性短縮、等張力性伸張の3条件での収縮におけるASを測定した。その結果、発揮筋力とASの比は、等尺性=短縮性<伸張性となり、伸張性収縮ではクロスブリッジ当たりの発揮張力が、他に比べて大きいことがわかった。このような強い分子的ストレスは、伸張性収縮による筋線維の微小損傷と関連すると考えられる。
(2)筋疲労がASおよびPSに及ぼす効果:上腕二頭筋および大腿直筋を対象とし、30%MVCの負荷の動的反復運動を疲労困憊まで行ったところ、運動中のASが動作反復回数とともに上昇する被検者と低下する被検者が見られた。運動後のPSに関しても、運動前のPSに比べ、上昇する被検者と低下する被検者が見られ、協同筋間での活動交替や、筋線維組成の違いが影響すると考えられた。
(3)筋疲労が協同筋のASに及ぼす効果:そこで、腓腹筋内側頭(MG)、腓腹筋外側頭(LG)、ヒラメ筋(SOL)の3者が協同筋としてはたらく足関節底屈を用い、疲労課題前後で0~60%MVCまでのランプ収縮を行った際のASと筋電図をそれぞれの筋で測定した。その結果、筋疲労とともにMGのASが上昇すると同時に、SOLのASが低下し、両筋の筋力への寄与率が変化することがわかった。この変化には、筋線維タイプの違いも関連すると思われる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Effect of resistance training using bodyweight in the elderly:Comparison of resistance exercise movement between slowand normal speed movement.2015

    • Author(s)
      Wtanabe, Y., Tanimoto, M., Oba, N., Sanada, K., Miyachi, M., Ishii, N.
    • Journal Title

      Geriatric and Gerontology International

      Volume: 15 Pages: in press

    • DOI

      10.1111/ggi.12427

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Length-force characteristics of in vivo human muscles reflected by supersonic shear imaging.2014

    • Author(s)
      Sasaki, K., Toyama. S., Ishii, N.
    • Journal Title

      Journal of Applied Phyisiology

      Volume: 117 Pages: 153-62

    • DOI

      0.1152/japplphysiol.01058

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of very low-intensity resistance training with slow movement on muscle size and strength in healthy older adults.2014

    • Author(s)
      Watanabe, Y., Madarame, H., Ogasawara, R., Nakazato, K., Ishii, N.
    • Journal Title

      Clinical Physiology and Functional Imaging

      Volume: 34 Pages: 463-470

    • DOI

      10.1111/cpf.12117

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋肥大の際の筋核の関与に関する研究2014

    • Author(s)
      中田智史、小笠原理紀、有原祐樹、大田崇央、石井直方
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市、長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-20
  • [Presentation] 常圧高酸素環境が繰り返し肘屈曲運動における筋活動水準に及ぼす影響2014

    • Author(s)
      小嶋裕太、福崎千穂、石井直方
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市、長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-20
  • [Presentation] 骨格筋収縮が脳機能に及ぼす影響:脳由来神経栄養因子BDNFに着目して2014

    • Author(s)
      前川貴郊、小笠原理紀、蔦木新、李基赫、中田智史、中里浩一、石井直方
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎県長崎市、長崎大学文教キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-20
  • [Book] 年齢に合わせたトレーニング法の開発:進化する運動科学の研究最前線2014

    • Author(s)
      小笠原理紀、石井直方
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      NTS(東京)
  • [Book] 運動に関わる筋肉のしくみ2014

    • Author(s)
      石井直方
    • Total Pages
      191
    • Publisher
      新星出版社(東京)

URL: 

Published: 2016-06-01  

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