骨格筋収縮及びストレッチ時の心臓・循環動態における自律神経性調節機構の解明

• 研究課題/領域番号: 12832029
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 村田 潤 広島大学, 医学部, 助手 (00304428)
• 研究分担者: 清水 順市 広島大学, 医学部, 助教授 (10126584) ; 松川 寛二 広島大学, 医学部, 教授 (90165788)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2000年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 心臓迷走神経活動 / 心臓交感神経活動 / 心拍数 / 動脈血圧 / 骨格筋ストレッチ / 骨格筋収縮 / 除脳動物 / 反射性循環調節 / 筋受容器 / 筋収縮

研究概要

骨格筋収縮及びストレッチ時の心臓・循環動態における自律神経性調節機構を解明するために,無麻酔除脳動物を用いて心臓を支配する心臓迷走神経および交感神経活動,動脈血圧,心拍数を直接記録し,骨格筋収縮及び他動的ストレッチによって引き起こされるこれらの測定変数の動的変化を解析した.
実験方法として,上丘前-乳頭体吻側部レベルで除脳したネコを用いて無麻酔下の状態で心臓迷走神経活動,心臓交感神経活動,動脈血圧,心拍数を測定した.他動的ストレッチは徒手的な膝関節伸展・足関節背屈,および下腿三頭筋のみを静止長から2cmまで段階的にストレッチ刺激を加える2種類の方法を用いた.骨格筋収縮は脛骨神経の直接刺激(20Hz,40Hz)で誘発した.骨格筋収縮およびストレッチ時の筋張力を下腿三頭筋にテンションメーターを接続して測定した.
その結果,心臓迷走神経活動は骨格筋ストレッチにより持続的に抑制されるが,心臓交感神経活動はストレッチ開始時に一時的な増加がみられた.さらに骨格筋収縮時においても同様に心臓迷走神経活動の抑制と心臓交感神経活動の増加が観察された.これら研究成績は骨格筋由来のmechanoreceptorおよびmetaboreceptorから起こるフィードバック型心臓自律神経制御機構が,骨格筋収縮およびストレッチ時の心拍数増加の一因として関与し,運動時の心臓・循環調節機能適応において重要な役割を果たしていることを示唆した.またこの反射性自律神経調節における心臓迷走神経と心臓交感神経の活動がそれぞれ異なる時間経過で制御していることを明らかにした.

研究成果

• [文献書誌] Matsukawa, K: "Sympathetic cholinergic vasodilation of skeletal muscle small arteries"The Japanese Journal of Pharmacology. 88. 14-18 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Matsukawa, K: "Reflex responses in plasma catecholamines cansed by static contraction of skeletal muscle"The Japanese Journal of Physiology. 51・5. 591-597 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Murata, J: "Cardiac vagal and sympathetic efferent discharges are differentially modified by stretch of skeletal muscle"American Journal of Physiology. 280. H237-H245 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Murata, J: "Baroreflex bradycardia is inhibited by central command during spontaneous skeletal muscle contraction"The Japanese Journal of Physiology : Supplement. 51. S(141) (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Murata, J: "Response in cardiac autonomic nerve activity during spontaneous and electrically-evoked skeletal muscle contraction in decerebrate cats"The Japanese Journal of Physiology : Supplement. 50. S(65) (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 松川 寛二: "自律神経による心臓循環系支配"医学のあゆみ. 198・4. 257-261 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Matsukawa, K: "Central control of the cardiovascular system during exercise in Exercise, Nutrition, and Environmental Stress"Cooper Publishing Group. 26 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Matsukawa K, Shirai M, Murata J, Tsuchimochi H, Komine H, Ninomiya I, Shimizu K: "Sympathetic cholinergic vasodilation of skeletal muscle small arteries"The Japanese Journal of Pharmacology. 88. 14-18 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Murata J, Matsukawa K: "Cardiac vagal and sympathetic efferent discharges are differentially modified by stretch of skeletal muscle"American Journal of Physiology. 280. H237-H245 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mautsukawa K, Sadamoto T, Tsuchimochi H, Komine H, Murata J, Shimizu K: "Reflex responses in plasma catecholamines caused by static contraction of skeletal muscle"The Japanese Journal of Phaysiology. 51. 591-597 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Murata J, Matsukawa K, Komine H, Tsuchimochi H: "Baroreflex bradycardia is inhibited by central command during spontaneous skeletal muscle contraction"The Japanese Journal of Physiology. 51(Suppl). S141 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Murata J, Matsukawa K, Tsuchimochi H, Nakashima K, Shimizu K: "Response in cardiac autonomic nerve activity during spontaneous and electrically-evoked skeletal muscle contraction in decerebrate cats"The Japanese Journal of Physiology. 50 (Suppl). S65 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsukawa K: "Central control of the cardiovascular system during exercise"Exercise, Nutrition, and Environmental Stress Cooper Publishing Group. 39-64 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Matsukawa, K: "Sympathetic cholinergic vasodilation of skeletal muscle small arteries"The Japanese Journal of Pharmacology. 88. 14-18 (2002)
• [文献書誌] Matsukawa, K: "Reflex responses in plasma catecholamines caused by static contraction of skeletal muscle"The Japanese Journal of Physiology. 51・5. 591-597 (2001)
• [文献書誌] Murata, J: "Baroreflex bradycardia is inhibited by central command during spontaneous skeletal muscle contraction"The Japanese Journal of Physiology : Supplement. 51. S(141) (2001)
• [文献書誌] Matsukawa, K: "Central command control of skeletal muscle blood flow during voluntary exercise in humans and conscious cats"The Japanese Journal of Physiology : Supplement. 51. S(60) (2001)
• [文献書誌] Tsuchimochi, H: "Differential control of cardiac and renal sympathetic nerve activities during dynamic exercise in conscious cats"The Japanese Journal of Physiology : Supplement. 51. S(149) (2001)
• [文献書誌] 松川 寛二: "自律神経による心臓循環系支配"医学のあゆみ. 198・4. 257-261 (2001)
• [文献書誌] J.Murata: "Cardiac vagal and sympathetic efferent discharges are differentially modified by stretch of skeletal muscle"American Journal of Physiology. 280. H237-H245 (2001)
• [文献書誌] J.Murata: "The effect of handrim position on torque development for wheelchair propulsion"Scandinavian Journal of Occupational Therapy. (in press). (2001)
• [文献書誌] K.Matsukawa: "The low frequency component of R-R interval variability is not a reliable measure of cardiac sympathetic discharge in the conscious cat"Japanese Journal of Physiology : Supplement. (in press). (2000)
• [文献書誌] J.Murata: "Response in cardiac autonomic nerve activity during spontaneous and electrically-evoked skeletal muscle contraction in decerebrate cats"Japanese Journal of Physiology : Supplement. (in press). (2000)
• [文献書誌] H.Tsuchimochi: "Activation of cardiac sympathetic nerve activity during voluntary overground locomotion and forced tredmill exercise in conscious cats"Japanese Journal of Physiology : Supplement. (in press). (2000)
• [文献書誌] K.Nakashima: "Effect of pregnancy on the ref1ex response in renal sympathetic nerve activity during acute volume expansion in anesthetized rats"Japanese Journal of Physiology : Supplement. (in press). (2000)
• [文献書誌] K.Matsukawa: "Aortic baroreceptor activity during treadmill exercise and voluntary behavior in daily life"The Physiologist. 43. p.261 (2000)
• [文献書誌] H.Tsuchimochi: "Activation of cardiac sympathetic nerve activity during treadmill exercise in conscious cats"The Physiologist. 43. p.277 (2000)
• [文献書誌] 松川寛二: "Central command仮説と運動時の循環調節"自律神経. 37. 410-418 (2000)
• [文献書誌] 松川寛二: "循環機能と脳"BME. 14. 37-49 (2000)
• [文献書誌] 松川寛二: "骨格筋小動脈のコリン作動性血管拡張:マイクロフォーカスX線造影による直接観察"体力科学. 49(印刷中). (2000)
• [文献書誌] 土持裕胤: "骨格筋血流量に対するセントラルコマンドの影響"体力科学. 49(印刷中). (2000)
• [文献書誌] 小峰秀彦: "掌握運動時における椎骨動脈血流量の変化"体力科学. 49(印刷中). (2000)
• [文献書誌] 村田潤: "骨格筋収縮時の心臓交感神経の応答:自発収縮と電気刺激による誘発収縮の比較"日本生理学雑誌. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] 小峰秀彦: "意識下ネコにおける随意運動時の筋血流調節"日本生理学雑誌. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] K.Matsukawa: "Central control of the cardiovascular system during exercise in Exercise, Nutrition, and Environmental Stress"Cooper Publishing Group. 26 (2000)
• [文献書誌] 松川寛二: "自律神経機能検査 第3版(分担)"10 (2000)
• [文献書誌] 松川寛二: "分子生物学と運動 Q&A"大修館書店. 2 (2001)
• [文献書誌] 松川寛二: "トレーニング生理学(第28章):自律神経とトレーニング"杏林書院. 3 (2001)