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骨格筋代謝能におよぼすトレーニング効果と機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 10308001
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 体育学
研究機関筑波大学

研究代表者

芳賀 脩光  筑波大学, 体育科学系, 教授 (80093102)

研究分担者 勝村 俊仁  東京医科大学, 医学部, 教授 (80214352)
中山 淑  上智大学, 理工学部, 教授 (00053653)
大野 秀樹  杏林大学, 医学部・衛生学, 教授 (00133819)
武政 徹  筑波大学, 体育科学系, 講師 (50236501)
浜岡 隆文  東京医科大学, 医学部, 講師 (70266518)
研究期間 (年度) 1998 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
32,050千円 (直接経費: 31,900千円、間接経費: 150千円)
2001年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 25,400千円 (直接経費: 25,400千円)
キーワード骨格筋代謝能 / トレーニング / 酸素化レベル / 筋生検 / 筋線維タイプ / ミオグロビン / CS活性 / カルシニューリン / 近赤外分光法 / 筋組織 / 抗酸化酵素 / トレーニング効果 / 分子遺伝学 / 近赤外線分光法 / 筋酸素化レベル / 動脈内血流量 / 筋内生化学反応
研究概要

はじめに近赤外線分光法が筋酸素消費量測定において高い有用性を示し,超最大運動時骨格筋の酸素利用は30秒間で安静時値の52.3倍になることを実証した。その酸素を利用した有酸素系のエネルギー供給は安静時の0.01mM ATP/secから30秒間で0.53mM ATP/secまで増加し,酸化的代謝の貢献度は48.3%であることを立証した。高強度持久性トレーニング(水泳)の影響を検討するとVO_2maxは増大を示し,筋酸素化レベルは10.5%の減少,ATが出現した時の筋酸素化レベルは13.1%低下した。血液量は運動時のどの時点でも低下した。筋生検の結果,明らかな筋肥大,毛細血管数増大,筋酸素拡散率の増大,タイプIIa線維の増加が生じた。ミオグロビン含有量は著明な増大,CS活性の増大,熱ショックタンパク質70,Cu, Zn-SOD, Mn-SODが有意に減少し,UCP2が増大した。VEGFmRNAは増加の傾向を示した。HIF1αmRNAとVEGFmRNAはトレーニング後有意な相関を示し,適応が示唆される。
次に,カルシニューリンシグナル伝達系路に関わる遺伝子の発現について検討すると,c-fos mRNAの増加に伴って,NFATの発現レベルが変動することを示唆した。
また,EDTAが筋組織のダメージを減らすことで,遺伝子導入の効率について検討すると,プラスミド溶液に3-10mM EDTAを入れることにより,導入した遺伝子の発現は10倍を示し,キレート剤やEGTAも遺伝子導入効率を高める。さらに,トレーニングは好中球O^.2^-産生を軽減し,特に脂質過酸化の増大を抑制することを示唆した。細胞内情報伝達機構について検討すると,チロシン残基フェニルアラニンに置き換えた変異型trkBを用いた探索により,hSH2-BはtrkBのactivation loop内の燐酸化チロシン残基にSH2ドメインを介して結合することを明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (50件)

  • [文献書誌] Shukoh HAGA: "Effect of different intensity and duration of exercise with the same total oxygen uptake on lipid peroxidation and antioxidant enzyme levels in human plasma"Adv Exerc Sport Physiol. 14(2). 65-70 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji TOSHINAI: "Effect of different intensity and duration of exercise with the same oxygen consumption on the ability of neutrophils to generate superoxide anion radicals in humans"Adv Exerc Sport Physiol. 6(3). 91-95 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi MIYAZAKI: "The synergistic effect of dietary calcium restriction and exhaustive exercise on the antioxidant enzyme system in rat heart"Adv Exerc Sport Physiol. 6(3). 85-89 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takafumi HAMAOKA: "Quantification of ischemic muscle deoxygenation by near infrared time-resolved spectroscopy"J Biomed Opt. 5(1). 102-105 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sang Yong BAE: "Comparison of muscle oxygen consumption measured by near infrared continuous wave spectroscopy during supramaximal and intermittent pedalling exercise"Int Sports Med. 21. 168-174 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sang Yong BAE: "Quantitative contribution of oxidative metabolism in the human calf during supramaximal plantar flexion exercise"Adv Exerc Sports Physiol. 6(1). 7-16 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi MIYAZAKI: "Strenuous endurance training in humans reduces oxidative stress following exhausting exercise"Eur J Appl Physiol. 84. 1-6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki SAKO: "Validity of NIR spectroscopy for quantitatively measuring muscle oxidative metabolic rate in exercise"J Appl Physiol. 90. 338-344 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryotaro KIME: "Muscle reoxygenation rate after isometric exercise at various intensities in relation to muscle oxidative capacity"Adv Exp Med Biol. (印刷中). (2003)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomomi OOKAWARA: "Transcription regulation of gene expression in human skeletal muscle in response to endurance training"Res Commun Mol Pathol Pharmacol. (印刷中). (2003)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shukoh HAGA: "Cardiac output and stroke volume at anaerobic threshold during walking exercise in healthy aged subjects"Adv Exerc Sports Physiol. (印刷中). (2003)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji SUZUKI: "Association of SH2-B to phosphorylated tyrosine residues in the activation loop of TrkB"Res Commun Mol Pathol Pharmacol. (印刷中). (2003)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shukoh HAGA: "Effect of different intensity and duration of exercise with the same total oxygen uptake on lipid peroxidation and antioxidant enzyme levels in human plasma"Adv Exerc Sport Physioi. 4(2). 65-70 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji TOSHlNAI: "Effect of different intensity and duration of exercise with the same oxygen consumption on the ability of neutrophils to generate superoxide anion radicals in humans"Adv Exerc Sports Physiol. 6(3). 91-95 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi MlYAZAKI: "The synergistic effect of dietary calcium restriction and exhaustive exercise on the antioxidant enzyme system in rat heart"Adv Exerc Sports Physiol. 6(3). 85-89 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tukafumi HAMAOKA: "Quantification of ischemic muscle deoxygenatlon by near infrared time-resolved spectroscopy"J Biomed Opt. 5(1). 102-105 (2000)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sang Yong BAE: "Comparison of muscle oxygen consumption measured by near infrared continuous wave spectroscopy during supramaximal and intermittent pedalling exercise"Int Sports Med. 21. 168-174 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sang Yong BAE: "Quantitative contribution of oxidative metabolism in the human calf during supramaximal plantar flexion exercise"Adr Exerc Sports Physiol. 6(1). 7-16 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi MlYAZAKI: "Strenuous endurance training in humans reduces oxidative stress following exhausting exercise"Eur J Appl Physiol. 84. 1-6 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takayuki SAKO: "Validity of NlR spectroscopy for quantitatively measuring muscle oxidative metabolio rate in exercise"J Appl Physiol. 90. 338-344 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryotaro KIME: "Muscle reoxygenation rate after isometric exercise at various intensities in relation to muscle oxidative capacity"Adv Exp Med Biol. in press. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomomi OOKAWARA: "Transcription regulation of gene expression in human skeletal muscle in response to endurance training."Res Commun Mol Pathol Pharmacol. in press. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shukoh HAGA: "Cardiac output and stroke volume at anaerobic threshold during walking exercise in healthy aged subjects."Adv Exerc Sports Physiol. in press. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji SUZUKl: "Association of SH2-B to phosphorylated tyrosine residues in the activation loop of TrkB."Res Commun Mol Pathol Pharmacol. in press. (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiromi Miyazaki: "Strenuous endurance training in humans reduces oxidative stress following exhausting exercise"European Journal of Applied Physiology. 84(1-2). 1-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 會田文夫: "筋組成および筋酸素化レベルに及ぼす筋レジスタンストレーニングの影響"Therapeutic Research. 22(9). 1975-1980 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Bae SY et al.: "Comparison of muscle oxygen consumption measured by near infrared continuous wave spectroscopy during supramaximal and intermittent pedalling exercise."Int.J.Sports Med.. 21. 1-7 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Bae SY et al.: "Quantitative contribution of oxidative metabolism in the human calf during supramaximal plantar flexion exercise."Adv.Exerc.Sports Physiol.. 6・1. 7-16 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshinai K et al.: "Effects of different intensity and duration of exercise with the same oxygen consumption on the ability of neutrophils to generate superoxide anion radicals in humans."Adv.Exerc.Sports Physiol.. 6. 91-95 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazaki H et al.: "Strenuous endurance training reduces oxidative stress following exhaustive exercise."Eur.J.Appl.Physiol.. 84. 1-6 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Haga S et al.: "The effect of 12-week intensive endurance training on muscle oxygen utilization and its relation to capillary proliferation in human thigh muscles."47th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine, Indianapolis, USA, 2000.6..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazaki H et al.: "Free radical production by human neutrophils following downhill running."47th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine, Indianapolis, USA, 2000.6..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Miyazaki H et al.: "Effect of eccentric exercise on neutrophil function and related adhesion molecule in human plasma."10th Biennial Meeting of the Society for Free Radical Research International, Kyoto, JAPAN, 2000.10..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Toshinai K et al.: "Effect of different intensity and duration of exercise with the same oxygen consumption on the ability of neutrophils to generate superoxide in man."American Physiological Society Intersociety Meeting : The Integrative Biology of Exercise, Portland, USA, 2000.9..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 會田文夫 他: "ヒト骨格筋代謝能におよぼす全身的有酸素性高強度トレーニングの影響(2)筋組成および筋酸素化レベルにおよぼす筋レジスタンストレーニングの影響. "第55回日本体力医学会,富山,2000.9..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Aida F et al.: "Squat exercise-induced response in muscle oxygenation level and fiber types of thigh muscles in power lifters."48th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine, Baltimore, USA, 2001.5..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Haga S et al.: "The effects of endurance exercise training on peripheral skeletal muscle oxygenation and caplillary proliferation in human."48th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine, Baltimore, USA, 2001.5..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Haga S et al.: "Changes of Cerebral Oxygenation and Circulation during "Shime-waza" of Judo."The 2nd International Judo Federation Judo Conference, Munchen, Germany, 2001.7..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 人見嘉哲 他: "運動負荷によるヒト骨格筋にみられる遺伝子発現の変化の検索."日本衛生学会,2001..

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Bae S.Y.et al.: "Comparison of muscle oxygen consumption measured by near infrared continuous wave spectroscopy during supramaximal and intermittent pedalling exercise"Int.J.Sports Med.. 21. 1-7 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Naoko C.et al.: "Effect of endurance training on extracellular superoxide dismutase in human plasma"Med.Sci.Sports Exerc.. 31・5. S108 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Toshinai K.et al.: "Effect of endurance training on the ability of neutrophils to produce superoxide in humans"4th Annual Congress of the European College of Sport Science. 705 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Bae S.Y.et al.: "Quantitative contribution of aerobic energy system measured by ^<31p>-MRS and NIR cws simultaneous measurement during supramaximal plantar flexion exercise"27th Annual meeting International Society on Oxygen Transport to Tissue. 83 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kime R.Et al.: "Changes in reoxygenation rate after various work intensities in relation to muscle oxidative capacity"27th Annual meeting International Society on Oxygen Transport to Tissue. 86 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 芳賀脩光 et al.: "ヒトの骨格筋代謝能におよぼす全身的有酸素性高強度トレーニングの影響(1)運動時の筋内酸素動態と毛細血管密度との関連"体力科学. 48・6. 714 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Bae S.Y.et al.: "超最大運動中における有酸素性エネルギー供給能の貢献度"体力科学. 48・6. 714 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 木目良太郎 et al.: "最大下短時間静的運動後の再酸素化率と骨格筋有酸素能力との関係"体力科学. 48・6. 723 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 宮崎裕美 et al.: "好中球活性化に及ぼす運動誘発性筋損傷の影響"体力科学. 48・6. 897 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 前川剛輝 et al.: "超最大全力ペダリング運動時における無酸素性,および有酸素性エネルギー代謝機構の貢献度"体力科学. 48・6. 871 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Bae S.Y.et al.: "動脈血流遮断による最大運動負荷時の筋内酸素化レベルと有酸素的作業能力"日本運動生理学会第7回大会. 38 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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