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アルツハイマー病態時の運動時血圧応答異常の機序とインスリンの新規生理作用の解明

Research Project

Project/Area Number 20H04083
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 InstitutionChubu University

Principal Investigator

堀田 典生  中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (60548577)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywordsアルツハイマー病 / インスリン抵抗性 / 運動時循環調節 / 運動昇圧反射 / セントラルコマンド / 筋機械受容器反射 / 筋代謝受容器反射
Outline of Research at the Start

我が国の持続可能な超高齢社会の構築のために,アルツハイマー病 (AD) の増加は,解決すべき課題の一つである.身体運動は,ADの病態の一つである脳内 (中枢) インスリン抵抗性だけでなく,認知機能も改善することが示唆されている.安全で効果的な運動処方を実現するためには,ADが運動時における循環応答へ及ぼす影響を考慮すべきであるが,未だ不明である.
本研究では,神経毒ストレプトゾトシンの脳室内投与によって惹起される中枢インスリン抵抗性を呈するADモデルラットを用いて,ADの病態が,運動昇圧応答に及ぼす影響を世界で初めて明らかにし,血圧応答異常の機序解明をする.

Outline of Annual Research Achievements

我が国の持続可能な超高齢社会の構築のために,アルツハイマー病 (AD) の増加は,解決すべき課題の一つである.しかしながら,ADの根治療法は未だ確立されておらず,罹患者は増加の一途を辿っている.身体運動は,ADの病態の一つである脳内 (中枢) インスリン抵抗性だけでなく,認知機能も改善することが示唆されている.安全で効果的な運動処方を実現するためには,ADが運動時における循環応答 (特に血圧応答) へ及ぼす影響を考慮すべきであるが,未だ不明である.本研究では,中枢インスリン抵抗性を呈するADモデルラットを用いて,ADの病態が,運動昇圧応答に及ぼす影響を検討することを目的としている.
Sprague-Dawleyラットの第三脳室内に,神経毒ストレプトゾトシン (STZ) を注入し,8週飼育することで,脳内インスリン抵抗性ADモデルラット (STZラット) を作成した.一定の強さで受動的に下腿三頭筋をストレッチさせることで,運動時の機械刺激を模擬した.また,代謝受容器のアゴニストであるカプサイシンを投与することで,運動時の代謝刺激を模擬した.無麻酔・除脳下において,機械ならびに代謝刺激に対する反射性の心拍,血圧応答を測定し,STZラットと対照ラットにて比較した.
ストレッチに対する応答では,心拍応答には有意差が認められなかったが,平均血圧応答はSTZラットの方が低い傾向(P=0.078)が認められた.カプサイシンに対する応答には心拍・平均血圧応答において2群間の有意差は認められなかった.
これらの結果から,ADの病態は筋機械受容器反射を減弱させる可能性が示唆された(PI, UT Southwestern Medical Center, Masaki Mizuno).

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

腎臓交感神経活動の測定ができていないため,また,第四脳室にインスリン注入をした影響を検討できていないためおおむね順調とした.

Strategy for Future Research Activity

今回,アルツハイマー病(AD)の状態では,予想に反して運動昇圧応答が減弱したため,一過性の脳内インスリン抵抗性によっても運動昇圧応答が同じように変化するのかを確認する.そこで,Sprague-Dawleyラットの延髄孤束核に,インスリン受容体拮抗薬を注入することで一過性にインスリン抵抗性にし,その前後にて,運動昇圧応答を比較・検討していく.

Report

(1 results)
  • 2020 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

All 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] UT Southwestern Medical Center(米国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Skeletal muscle reflex-induced sympathetic dysregulation and sensitization of muscle afferents in type 1 diabetic rats.2020

    • Author(s)
      Ishizawa R, Kim HK, Hotta N, Iwamoto GA, Vongpatanasin W, Mitchell JH, Smith SA, Mizuno M.
    • Journal Title

      Hypertension

      Volume: 75 Pages: 1072-1081

    • DOI

      10.1161/hypertensionaha.119.14118

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Insulin resistance is associated with an exaggerated blood pressure response to ischemic rhythmic handgrip exercise in nondiabetic older adults.2020

    • Author(s)
      Hotta N, Hori A, Okamura Y, Baba R, Watanabe H, Sugawara J, Vongpatanasin W, Wang J, Kim HK, Ishizawa R, Iwamoto GA, Mitchell JH, Smith SA, Mizuno M.
    • Journal Title

      J Appl Physiol

      Volume: 129(1) Pages: 144-151

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00247.2020

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Exaggerated pressor response to blood flow restriction resistance exercise is associated with a muscle metaboreflex-induced increase in blood pressure in young, healthy humans.2020

    • Author(s)
      Hori A, Hasegawa D, Suijo K, Nishigaki K, Ishida K, Hotta N.
    • Journal Title

      Appl Physiol Nutr Metab

      Volume: 46(2) Pages: 182-185

    • DOI

      10.1139/apnm-2020-0491

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Insulin resistance is an independent factor to determine an exaggerated pressor response to ischemic rhythmic handgrip in non-diabetic older adults.2020

    • Author(s)
      Norio Hotta, Amane Hori, Yukiko Okamura, Reizo Baba, Hidehiro Watanabe, Jun Sugawara, Han-Kyul Kim, Rie Ishizawa, Gary A. Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, and Masaki Mizuno.
    • Organizer
      Experimental Biology
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] インスリンは筋細径求心神経の軸索末端および脊髄反後根神経節細胞にてカプサイシン感受性を増大させる2020

    • Author(s)
      堀天,堀田典生,片野坂公明,水村和枝,佐藤純,水野正樹
    • Organizer
      第75回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Sensitization of group lV skeletal muscle afferents in type 1 diabetic rats2020

    • Author(s)
      Rie Ishizawa, Han Kyul Kim, Norio Hotta, Gary A. Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, Masaki Mizuno
    • Organizer
      Experimental Biology
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sensory neuron sensitization by PKC-induced TRPV1 phosphorylation in type 2 diabetic rats2020

    • Author(s)
      Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Norio Hotta, Gary A. Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, Scott A. Smith, Masaki Mizuno
    • Organizer
      American College of Sports Medicine
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Skeletal Muscle Reflex-Induced Dysregulation of Sympathetic Nerve Activity in Type 1 Diabetic Rats2020

    • Author(s)
      Han-Kyul Kim, Rie Ishizawa, Norio Hotta, Gary Iwamoto, Wanpen Vongpatanasin, Jere Mitchell, Scott Smith, Masaki Mizuno
    • Organizer
      Experimental Biology
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Insulin sensitizes the response to capsaicin in small dorsal root ganglion neurons and thin fiber muscle afferents.2020

    • Author(s)
      Amane Hori, Norio Hotta, Kimiaki Katanosaka, Kazue Mizumura, Jun Sato, Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Gary A. Iwamoto, Scott A. Smith, Jere H. Mitchell, Wanpen Vongpatanasin, Masaki Mizuno.
    • Organizer
      The American Physiological Society’s Integrative Physiology of Exercise 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Insulin receptor blockade in the nucleus tractus solitarius augments exercise pressor reflex function in normal rats2020

    • Author(s)
      Juan A. Estrada, Norio Hotta, Han-Kyul Kim, Rie Ishizawa, Gary A. Iwamoto, Scott A. Smith, Wanpen Vongpatanasin, Jere H. Mitchell, and Masaki Mizuno.
    • Organizer
      The American Physiological Society’s Integrative Physiology of Exercise 2020.
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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