2014 Fiscal Year Annual Research Report

炭素磁気共鳴分光法を活用した筋グリコーゲン枯渇運動モデルの構築と応用

Research Project

Project/Area Number	26282187
Research Institution	National Agency for the Advancement of Sports and Health
Principal Investigator	高橋英幸独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学研究部, 副主任研究員 (00292540)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川原貴独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, メディカルセンター, 主任研究員 (60169753) 亀井明子独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学研究部, 先任研究員 (10276636) 大澤拓也独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学研究部, 契約研究員 (70613496) 塩瀬圭佑独立行政法人日本スポーツ振興センター国立スポーツ科学センター, スポーツ科学研究部, 契約研究員 (70708106)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords	筋グリコーゲン / 磁気共鳴分光法 / 骨格筋 / 短時間・高強度運動 / 持久性運動
Outline of Annual Research Achievements	筋収縮の主要なエネルギー源の1つである筋グリコーゲンは高強度運動によって枯渇し、それが筋疲労を引き起こす大きな要因となる。したがって、高い運動パフォーマンスを発揮するためには、特定の運動により筋グリコーゲンがどの程度減少し、どのように回復するかを正確に把握するとともに、減少した筋グリコーゲンを素速く回復させるために必要となる方策を施す必要がある。本研究では、我々が確立させた、炭素の磁気共鳴分光法(13C-MRS)を用いた非侵襲的な筋グリコーゲン濃度評価法を用いて、短時間・高強度運動および持久性運動を用いた筋グリコーゲン枯渇モデルを構築し、それらを利用して、タイプの異なる運動後の筋グリコーゲン回復動態に影響を及ぼす要因を調査するとともに、競技者における最適な筋グリコーゲン回復方策の検討に有用となる基礎的知見を得ることを目的とする。平成26年度は、異なる運動時間・休息時間の高強度運動により筋グリコーゲン濃度がどのように変化するのかを調べた。140%最大酸素摂取量の強度で、5秒運動＋40秒回復を36セット繰り返す運動と、30秒運動＋240秒回復を6セット繰り返す自転車運動を行わせ、その前後で13C-MRSを用いて右脚大腿部の筋グリコーゲン濃度を測定した。その結果、5秒運動での筋グリコーゲン低下は約4%ほどであったが、30秒運動での低下は約21%であった。これらの結果は、異なる運動条件下の筋におけるエネルギー利用と再合成の違いを反映する筋グリコーゲン濃度低下の違いを13C-MRSにより描出することができることを示しており、筋グリコーゲン枯渇運動モデル構築のための重要な基礎データとなる。また、より短時間での13C-MRS測定の検討も行う予定であったが、専用コイルの完成が遅れたため十分な検討を行うことができなかった。この点は次年度への繰り越し課題とする。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason より高い時間分解能での13C-MRS測定方法を検討する予定であったが、国外業者へ依頼した13C-MRS用専用コイルの完成が年度末となってしまったため、コイル性能の確認やデータ収集条件の検討を十分に行うことができなかった。さらに、組織内で共通利用しているMR装置の利用時間を十分に確保できなかった部分があり、計画していた数の実験を実施することができなかった。
Strategy for Future Research Activity	組織内で共通利用しているMR装置の利用時間を十分確保できるように、平成27年度からのMR装置運用体制の改善を行う。これにより、平成27年度に優先して実施する平成26年度からの持ち越し実験と、その後の、当初から平成27年度に計画されていた異なる条件の持久性運動による筋グリコーゲン低下の違いを明らかにする実験をスムーズに実施することが可能になると考えられる。
Causes of Carryover	国外業者に作製を依頼した13C-MRS用コイルの完成が遅れたため、コイル機能の検証とデータ収集条件検討のための実験が平成26年度内に実施できなかった。組織で共通利用しているMR装置の利用時間を十分に確保できなかったため、平成26年度に計画した数の実験を実施することができなかった。
Expenditure Plan for Carryover Budget	繰り越し予算は、平成26年度に実施できなかった新しい13C-MRSコイルの機能検証実験とデータ収集条件を検討するための実験費用、および、短時間・高強度運動による筋グリコーゲンの変化に関する研究として十分な例数を確保するための被検者謝金、交通費等として優先的に使用する。