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有酸素運動後の脳循環動態の解明:ポジトロン断層法による局所脳血流量解析の応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K01841
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用健康科学
研究機関青森大学 (2018-2019)
法政大学 (2016-2017)

研究代表者

日浦 幹夫  青森大学, 脳と健康科学研究センター, 教授 (10327918)

研究分担者 成相 直  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (00228090)
石井 賢二  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (10231135)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード脳血流量 / 有酸素運動 / 血圧変動 / 陽電子放出断層撮影 / 脳機能画像 / 陽電子放射断層撮影 / 脳血管自動調節能 / 神経画像 / 脳血流自動調節能 / 運動負荷 / 運動 / 血圧 / 脳・神経 / 生理学 / 陽電子放出断層撮像法
研究成果の概要

有酸素運動中と運動終了後の脳血流量変化を血圧変動と併せて陽電子放出断層撮影(positron emission tomography: PET)を用いて定量的に解析した。
運動中の血圧上昇、運動後の血圧降下と局所脳血流量の関係を解析した結果、脳の多くの部位で血圧変動と脳血流量に相関を認め、特に運動開始時の血圧上昇に伴い多くの部位での血流は増加した。しかし、運動継続中は血圧上昇にかかわらずほとんどの脳領域で血流量は安静時レベルに戻ることが示された。血圧や心拍出量変化を観察することで、運動負荷中の脳循環調節機構を解明するための稀少な知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題は脳に対する運動の影響を調べるために、実際の運動中の脳の局所血流量を陽電子放出断層撮影(positron emission tomography: PET)により解析した。一般的に脳血流量は血圧変動が生じた場合自動調節能により一定に保たれることが知られているが、実際には血圧変動を伴う有酸素運動中に血流量は脳の局所で20~50%程度増加し、終了後は10%程度減少することが明らかとなった。本研究により運動中の脳の血流量増加は神経可塑性などの有益な変化と関連し、運動後低血圧時の脳血流低下少なく脳虚血発作などのリスクとの関連は乏しいことが示唆された。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Dynamic Exercise Elicits Dissociated Changes Between Tissue Oxygenation and Cerebral Blood Flow in the Prefrontal Cortex: A Study Using NIRS and PET.2018

    • 著者名/発表者名
      (12).Hiura, M., Nariai, T., Takahashi, K., Muta, A., Sakata, M., Ishibashi, K., Toyohara, J., Wagatsuma, K., Tago, T., Ishii, K., Maehara, T.
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol. 2018 Aug 30;1072:269-274.

      巻: 1072 ページ: 269-274

    • DOI

      10.1007/978-3-319-91287-5_43

    • ISBN
      9783319912851, 9783319912875
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Response of cerebral blood flow and blood pressure to dynamic exercise: A study using PET2018

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Nariai, T. Muta, A., Sakata, M., Ishibashi, K. Toyohara, J. Wagatsuma, K. Tago, T., Ishii, K. Maehara, T.
    • 雑誌名

      International Journal of Sports Medicine

      巻: 39 号: 03 ページ: 181-188

    • DOI

      10.1055/s-0043-123647

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PETイメージングを活用した運動負荷時の脳機能解析:脳血流量と神経受容体計測の実際2017

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、牟田光孝、稲次基希、豊原潤、坂田宗之、石井賢二、石橋賢士、我妻慧、織田圭一、石渡喜一、前原健寿
    • 雑誌名

      脳循環代謝(日本脳循環代謝学会機関誌)

      巻: 28 号: 2 ページ: 297-302

    • DOI

      10.16977/cbfm.28.2_297

    • NAID

      130006008234

    • ISSN
      0915-9401, 2188-7519
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Central μ-opioidergic system activation evoked by heavy and severe-intensity cycling exercise in humans: a pilot study using positron emission tomography with 11C-carfentanil.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura M, Sakata M, Ishii K, Toyohara J, Oda K, Nariai T, Ishiwata K.
    • 雑誌名

      Int. J. Sports Med.

      巻: 38 号: 01 ページ: 19-26

    • DOI

      10.1055/s-0042-114779

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Alterations in cerebral blood flow evoked by dynamic exercise in post-stroke patients implies a mechanism for cerebral autoregulation: a PET study.2019

    • 著者名/発表者名
      2.Hiura M, Nariai T, Sakata M, Muta A, Ishibashi K, Wagatsuma K, Tago T, Toyohara J, Ishii K, Katayama Y.
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exercise-induced fluctuation in cerebral blood flow among patients with main arterial occlusions implies a mechanism for cerebral autoregulation: a pet study.2019

    • 著者名/発表者名
      1.Hiura M, Nariai T, Sakata M, Muta A, Ishibashi K, Wagatsuma K, Tago T, Toyohara J, Ishii K, Katayama Y.
    • 学会等名
      42nd ESNR Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Redistribution of cerebral blood flow evoked by aerobic exercise is attributable to neuro-vascular coupling and cerebral autoregulation: A study using PET2018

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Nariai, T., Sakata, M., Muta, A., Ishibashi, K., Toyohara, J., Wagatsuma, K., Tago, T., Ishii, K., Maehara, T., Katayama, Y.
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有酸素運動負荷時のPET計測による局所脳血流量とNIRS計測指標の差異の検討2018

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫
    • 学会等名
      脳循環代謝サマーキャンプ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 有酸素運動に伴う脳血流量変化の背景としての脳血管自動調節能と neurovascular couplingの考察;PET研究2018

    • 著者名/発表者名
      (59).(60).日浦幹夫、成相直、坂田宗之、牟田光孝、石橋賢士、我妻慧、多胡哲郎、豊原潤、石井賢二、前原健寿、片山容一
    • 学会等名
      第61回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Redistribution of cerebral blood flow evoked by exercise and cerebral autoregulation.2018

    • 著者名/発表者名
      (69).(71).Hiura, M., Nariai. T., Sakata, M., Muta, A., Ishibashi, K., Wagatsuma, K., Tago, T., Toyohara, J. Ishii, K., Maehara, T., Katayama, Y
    • 学会等名
      第58回日本核医学回学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Regional cerebral blood flow correlated with changes in blood pressure evoked by dynamic exercise: A study using oxygen-15-labeled water with PET.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Sakata, M., Ishii, K., Ishibashi, K., Wagatsuma, K., Tago, T., Toyohara, J., Muta, A., Nariai, T.
    • 学会等名
      Brain 2017, Berlin
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳血管障害後リハビリテーションにおける有酸素運動の神経生理学的背景について:15O-H2Oを 用いた PET 研究の知見から2017

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、牟田光孝
    • 学会等名
      第8回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cerebral blood flow during dynamic exercise ccorrelates with blood pressure in autonomic brain regions2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Muta, A., Sakata, M., Wagatsuma, K. Tago, T., Toyohara, J., Ishibashi, K., Ishii, K., Nariai, T.
    • 学会等名
      ACSM’s 64th Annual Meeting, Denver
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between cerebral blood flow and blood pressure during and post exercise is presented in central autonomic network; A positron emission tomography study using oxygen-15-labeled water.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Nariai, T. Sakata, M., Muta, A., Maehara, T. Ishibashi, K. Wagatsuma, K. Tago, T., Toyohara, J., Ishii, K
    • 学会等名
      22th Annual Congress of the ECSS, MetropolisRuhr
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic exercise elicits dissociated changes between tissue oxygenation and cerebral blood flow in the prefrontal cortex: a study using NIRS and PET.2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Nariai, T. Takahashi, K. Muta, A., Sakata, M., T. Ishibashi, K. Toyohara, J. Wagatsuma, K. Tago, T., Ishii, K. Maehara, T.
    • 学会等名
      ISOTT 2017, Halle
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alteration of regional cerebral blood flow evoked by dynamic exercise among patients with ischemic cerebrovascular diseases; A Study using oxygen-15-labeled water with PET2017

    • 著者名/発表者名
      Hiura, M., Nariai, T. Muta, A., Sakata, M., Ishibashi, K. Toyohara, J. Wagatsuma, K. Tago, T., Ishii, K. Maehara, T.
    • 学会等名
      40th ESNR Annual Meeting, Malmo
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 虚血性脳血管障害の患者群における運動負荷に対する脳血流変化の特性:H215Oを用いたPET研究2017

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、牟田光孝、坂田宗之、我妻慧、多胡哲郎、石橋賢士、豊原潤、石井賢二
    • 学会等名
      第57回日本核医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 虚血性脳血管障害症例における有酸素運動に伴う脳循環応答の検討:H215Oを用いたPET研究の知見から2017

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、坂田宗之、牟田光孝、豊原潤、石橋賢士、我妻慧、多胡哲郎、石井賢二、前原健寿
    • 学会等名
      第60回日本脳循環代謝学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 虚血性脳血管障害の既往がある患者群における運動負荷時局所脳血流量の検討; PET計測を用いた研究2017

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、坂田宗之、牟田光孝、豊原潤、石橋賢士、我妻慧、石井賢二、前原健寿
    • 学会等名
      第42回日本脳卒中学会学術集会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 虚血性脳血管障害の症例における有酸素運動に伴う脳血流量変化について2016

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、牟田光孝、成相直
    • 学会等名
      第27回日本臨床スポーツ医学会学術集会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 低強度定常負荷運動の初期および後期における中大脳動脈支配領域の局所脳血流及び中大脳動脈平均脳血流速度の比較検討2016

    • 著者名/発表者名
      牟田光孝、日浦幹夫、成相直
    • 学会等名
      第27回日本臨床スポーツ医学会学術集会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] PETイメージングを活用した運動負荷時の脳機能解析:脳血流と神経受容体計測の実際2016

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫、成相直、牟田光孝、稲次基希、豊原潤、石井賢二、石橋賢士、我妻慧、坂田宗之、織田圭一、石渡喜一、前原健寿
    • 学会等名
      第59回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スポーツと脳循環代謝2016

    • 著者名/発表者名
      日浦幹夫
    • 学会等名
      第59回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Advances in Experimental Medicine and Biology;2018

    • 著者名/発表者名
      Thews, Oliver, LaManna, Joseph, Harrison, David K. (Eds.)
    • 総ページ数
      484
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319912851
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Physical Activity and the Aging Brain: Effects of Exercise on Neurological Function, Changes in Cerebral Blood Flow During Steady-State Exercise (Chapter 8)2017

    • 著者名/発表者名
      Ronald Ross Watson editor, M Hiura, T Nariai
    • 総ページ数
      238
    • 出版者
      Academic Press
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-03-16  

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