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Arterial blood pressure regulation during exercise by muscle pump and cardiopulmonary baroreflex

Research Project

Project/Area Number 19H03998
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

片山 敬章  名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 教授 (40343214)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石田 浩司  名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 教授 (50193321)
小河 繁彦  東洋大学, 理工学部, 教授 (80553841)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywords血管運動神経活動 / 運動 / 動脈血圧 / 心肺圧受容器 / 動的運動 / 筋交感神経活動 / 筋ポンプ作用 / 心肺圧受容器反射 / 循環調節 / 血圧調節 / 筋交換神経活動
Outline of Research at the Start

運動時の動脈血圧の上昇は,活動筋への血流量(酸素運搬)と,脳や心臓など生命維持に不可欠な臓器への血流を維持することに貢献する.これまで我々は,筋ポンプによる静脈還流量の増加が心肺圧受容器を刺激し,血管運動神経活動を抑制することを明らかにした.この結果は,筋ポンプによる心肺圧受容器刺激が,血圧が過度に上昇しないように末梢血管抵抗を調節することを示唆する.
本研究ではこれまでの研究成果をさらに発展させ,特に高齢者において,運動時の血圧上昇に対する筋ポンプ機能および心肺圧受容器機能の影響を明らかにし,運動時の血圧調節メカニズムのさらなる解明を目的とし研究を進める.

Outline of Annual Research Achievements

【目的】 動的運動時の心肺圧受容器反射による血管運動神経活動を若年者と高齢者で比較する. 同様の内容を2019年度に開始しており,今年度は対象者を増やすことを目的とした.
【実施内容】 対象者を若年(18-24歳)および高齢(65-75歳)の男女を予定していた.しかしながら,コロナウイルス感染拡大予防のため,高齢者については測定ができず,若年者のみの対象者の追加となった(合計15名).運動負荷を予備心拍数の10%,20%,40%に設定し,それぞれ4分ずつの運動とした.安静時および運動時の心拍数,動脈血圧,血管運動神経活動(筋交感神経活動),末梢静脈圧を連続的に測定した.末梢静脈圧は,正中皮静脈にカテーテルを留置し,圧トランスデューサを介して測定した.若年者のデータを解析した結果,自転車運動により推定中心静脈圧の有意な増加が認められ.筋ポンプ作用による心肺圧受容器対する刺激が確認できた.10%強度では,血管運動神経活動は,安静時のレベルと比較して有意な低下が認められた.20%強度では,筋交感神経活動は安静時レベルとほぼ同様となり.40%では有意な増加が認められた.これらの結果から,若年者においては筋ポンプ作用により血管運動神経活動が低下することが確認できた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

若年者および高齢者いずれも対象者の追加を予定していたが,高齢者においてはコロナ感染拡大予防のため測定ができず,若年者のみの増加となったため.

Strategy for Future Research Activity

コロナ感染予防対策を行いながら,高齢者の追加を行う予定である.自転車エルゴメータ運動時における腕の固定方法を工夫し,橈骨神経からの筋交感神経活動のデータ取得率をあげることを目標とする.

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] テキサス大学・アーリントン校(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Age and sex differences in blood pressure responses during hyperpnoea2021

    • Author(s)
      Shimizu Kaori、Shiozawa Kana、Ishida Koji、Saito Mitsuru、Mizuno Sahiro、Akima Hiroshi、Katayama Keisho
    • Journal Title

      Experimental Physiology

      Volume: 106 Pages: 736-747

    • DOI

      10.1113/ep089171

    • NAID

      120007164828

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The hyperpnoea of exercise in health: Respiratory influences on neurovascular control2020

    • Author(s)
      Sheel A. William、Taylor Joshua Landen、Katayama Keisho
    • Journal Title

      Experimental Physiology

      Volume: - Pages: 1984-1989

    • DOI

      10.1113/ep088103

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Muscle pump-induced inhibition of sympathetic vasomotor outflow during low-intensity leg cycling is attenuated by muscle metaboreflex activation2020

    • Author(s)
      Katayama Keisho、Barbosa Thales C.、Kaur Jasdeep、Young Benjamin E.、Nandadeva Damsara、Ogoh Shigehiko、Fadel Paul J.
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 128 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00639.2019

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Blood pressure and limb blood flow responses during hyperpnoea are not affected by menstrual cycle phase in young women2020

    • Author(s)
      Shimizu Kaori、Shiozawa Kana、Ishida Koji、Saito Mitsuru、Mizuno Sahiro、Akima Hiroshi、Katayama Keisho
    • Journal Title

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      Volume: 275 Pages: 103387-103387

    • DOI

      10.1016/j.resp.2020.103387

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 呼吸筋活動の増加に対する循環応答:年齢および性別の影響2020

    • Author(s)
      清水香,塩澤華奈,齊藤満,石田浩司,水野沙洸,秋間広,片山敬章
    • Organizer
      第75回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 動的運動時の呼吸筋活動増加による循環応答:性差の影響2020

    • Author(s)
      塩澤華奈,清水香,齊藤満,石田浩司,水野沙洸,片山敬章
    • Organizer
      第75回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Inspiratory muscle strength and diaphragm thickness in elderly women.2019

    • Author(s)
      Shimizu K., Shiozawa K., Watanabe K., Saito M., Ishida K., Akima H., and Katayama K.
    • Organizer
      65th American College of Sports Medicine
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of increased respiratory muscle activation on blood flow to inactive and active limb muscles.2019

    • Author(s)
      Shiozawa K., Goto K., Shimizu K., Saito M., Ishida K., Zhang L., Sheel W., and Katayama K.
    • Organizer
      5th American College of Sports Medicine
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 呼吸筋活動の増加が運動時の活動筋および非活動筋の血流に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      片山敬章,塩澤華奈,清水 香,張 魯玉,齊藤 満,石田浩司.
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 月経周期は呼吸筋活動の増加にともなう循環応答に影響しない2019

    • Author(s)
      清水 香,塩澤華奈,石田浩司,齊藤 満,秋間 広,片山敬章.
    • Organizer
      第74回 日本体力医学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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