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改良型機械的人工換気システムを用いた横隔膜の筋萎縮回復メカニズムの解明(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0131
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 スポーツ科学
研究機関順天堂大学

研究代表者

関根 紀子  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 客員准教授 (10393175)

研究協力者 Powers Scott K  University of Florida, Department of Applied Physiology and Kinesiology, 教授
Smuder Ashley J  University of Florida, Department of Applied Physiology and Kinesiology, 助教
内藤 久士  
吉原 利典  
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード筋萎縮 / 横隔膜 / ミトコンドリア / 機械的人工換気 / 硫化物
研究成果の概要

本研究は当初の計画を変更し,心筋や下肢骨格筋においてミトコンドリア機能を保護する可能性が示されている硫化物の投与が,横隔膜機能不全へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.ラットに生理食塩水または硫化物を投与し,12時間の自発呼吸または人工呼吸を行った.その結果,人工呼吸器使用直前の硫化物単回投与により,横隔膜萎縮および機能不全が抑制され,ミトコンドリア呼吸機能が維持されるとともに活性酸素種産生が抑制されることを示した.しかしながら,Calpain,Caspase-3およびCARS2に有意な変化が見られたもののそのメカニズムを解明するには至らず,今後の課題である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

主な呼吸筋である横隔膜は,人工呼吸器の装着などにより自発的な収縮を軽減すると,わずか半日で急激な萎縮と機能不全を示す.呼吸筋の機能低下は易疲労感や生活活動量の低下をもたらすことから,横隔膜の機能を維持/回復する方法の開発が課題となっている.本研究では,心筋や下肢骨格筋においてミトコンドリア機能を保護する可能性が示されている硫化物の投与が,横隔膜機能不全へ及ぼす影響を明らかにすることを目的とした.その結果,人工呼吸器使用直前の単回投与により,横隔膜萎縮および機能不全が抑制されることを示した.本研究の成果は,横隔膜機能保護の新たな取り組みにつながることが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] フロリダ大学(米国)2016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Increased SOD2 in the diaphragm contributes to exercise-induced protection against ventilator-induced diaphragm dysfunction2019

    • 著者名/発表者名
      Morton Aaron B.、Smuder Ashley J.、Wiggs Michael P.、Hall Stephanie E.、Ahn Bumsoo、Hinkley J. Matthew、Ichinoseki-Sekine Noriko、Huertas Andres Mor、Ozdemir Mustafa、Yoshihara Toshinori、Wawrzyniak Nicholas R.、Powers Scott K.
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 20 ページ: 402-413

    • DOI

      10.1016/j.redox.2018.10.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exercise Training Prevents Doxorubicin-induced Mitochondrial Dysfunction of the Liver2019

    • 著者名/発表者名
      HINKLEY J. MATTHEW、MORTON AARON B.、ICHINOSEKI-SEKINE NORIKO、HUERTAS ANDRES MOR、SMUDER ASHLEY J.
    • 雑誌名

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      巻: 51 号: 6 ページ: 1106-1115

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000001887

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitochondrial accumulation of doxorubicin in cardiac and diaphragm muscle following exercise preconditioning2019

    • 著者名/発表者名
      Morton Aaron B.、Mor Huertas Andres、Hinkley J. Matthew、Ichinoseki-Sekine Noriko、Christou Demetra D.、Smuder Ashley J.
    • 雑誌名

      Mitochondrion

      巻: 45 ページ: 52-62

    • DOI

      10.1016/j.mito.2018.02.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Hydrogen sulfide prevents mechanical ventilation-induced diaphragm atrophy and dysfunction2018

    • 著者名/発表者名
      Noriko Ichinoseki-Sekine, Aaron B. Morton, Ashley J. Smuder, J. Matthew Hinkley, Scott K Powers
    • 学会等名
      ACSM Conference on Integrative Physiology of Exercise
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Treadmill exercise training protects against metabolic dysfunction and diaphragm weakness in obese diabetic rats2018

    • 著者名/発表者名
      Noriko Ichinoseki-Sekine, Takamasa Tsuzuki, J Matthew Hinkley, Toshinori Yoshihara, Hiroyuki Kobayashi, Scott K Powers, Hisashi Naito
    • 学会等名
      Experimental Biology 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intermittent spontaneous breathing prevents mechanical ventilation-induced diaphragm atrophy and dysfunction2017

    • 著者名/発表者名
      Noriko Ichinoseki-Sekine, Toshinori Yoshihara, Takamasa Tsuzuki, Aaron Morton, Matthew J Hinkley, Scott K Powers, Hisashi Naito
    • 学会等名
      Experimental Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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