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中枢化学受容器を中心とした呼吸と運動の自律並列的な制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K01612
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 身体教育学
研究機関北海道大学

研究代表者

柚木 孝敬  北海道大学, 教育学研究院, 教授 (00352500)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード呼吸 / 運動 / 動脈血二酸化炭素分圧 / 中枢化学受容器 / 脊髄運動ニューロン / 身体運動 / 運動生理学 / 呼吸生理学
研究成果の概要

呼吸制御系と運動制御系の間に“連関”が存在することは知られているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。本研究では、呼吸制御系への入力(吸気中のCO2濃度やO2濃度の操作、あるいは換気量の操作)が四肢の神経筋活動に及ぼす影響を検討した。その結果、動脈血CO2分圧の上昇が、下腿筋を支配する脊髄運動ニューロンの自己持続的活動を増強する可能性と、そこに中枢化学受容器が一定の役割を果たしている可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸は四肢の神経筋活動にも影響し、それが呼吸と四肢運動の調節や協調に関係していることが示唆されているが、この呼吸-運動連関のメカニズムは明らかではない。本研究では、動脈血CO2分圧の上昇が、下腿筋を支配する脊髄運動ニューロンの自己持続的活動を増強させている可能性を示した。この増強に関するメカニズムの解明と方法論の確立が進展することで、加齢等による筋力低下や力調整能力の低下への対処、あるいは運動指導やリハビリテーションの実践への貢献が期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Enhancement of self-sustained muscle activity through external dead space ventilation appears to be associated with hypercapnia2022

    • 著者名/発表者名
      Kei Hatano, Ryouta Matsuura, Yoshinori Ohtsuka, Takahiro Yunoki
    • 雑誌名

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      巻: 295 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.resp.2021.103777

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of hypercapnia on self-sustained muscle activity2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Hatano, Kazuki Shirakawa, Noboru Usuda, Ryouta Matsuura, Yoshinori Ohtsuka, Takahiro Yunoki
    • 雑誌名

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      巻: 250 ページ: 24-30

    • DOI

      10.1016/j.resp.2018.02.002

    • NAID

      120006633281

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高二酸化炭素曝露が下腿筋運動ニューロンの興奮性に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      波多野慶、河合陽平、柚木孝敬
    • 学会等名
      北海道体育学会第60回記念大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高炭酸ガス血症が自己持続的ヒラメ筋活動に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      波多野慶、大塚吉則、柚木孝敬
    • 学会等名
      第13回 motor control 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2再呼吸が自律持続性筋収縮に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      波多野慶、白川和希、臼田昇、松浦亮太、大塚吉則、柚木孝敬
    • 学会等名
      第19回日本体力医学会北海道地方会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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