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ヒトの寒冷適応能の全身的協関に見られる多様性と運動習慣による相乗効果

研究課題

研究課題/領域番号 19H03314
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45060:応用人類学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

若林 斉  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50452793)

研究分担者 後藤 一成  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (60508258)
二連木 晋輔  独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター), 臨床研究企画運営部, 研究員 (70741156)
斉藤 昌之  北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (80036441)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード褐色脂肪組織 / 骨格筋 / 非震え代謝 / 震え代謝 / 寒冷適応能 / 褐色脂肪 / 寒冷適応 / 個人差 / 運動トレーニング / 主観的寒冷耐性 / 皮膚血管収縮 / 皮膚温度感受性
研究開始時の研究の概要

ヒト成人の褐色脂肪組織(BAT)の活性が再検証されて以来,非震え代謝亢進に注目した研究が盛んに行われている.一方で,BATの限局性を考慮すると,骨格筋の代謝貢献,非震え代謝と震え代謝の相互補償作用や皮膚血管収縮による放熱抑制との全身的協関によって深部体温の恒常性を維持していると考えられる.
本研究では,BAT陽性者と陰性者の混在する日本人集団を対象に,体温調節機能の寒冷適応現象に見られる多様性を全身的協関の観点から検証する.さらに,寒冷環境および運動習慣が体温調節機能の適応に及ぼす相乗効果について検証する.

研究成果の概要

本研究は、寒冷環境におけるヒトの体温調節機能に見られる生理的多様性を、全身的協関の観点から包括的に検証すること、また、寒冷曝露および運動習慣が体温調節機能の適応に及ぼす相互作用の検証を目的として行った。環境制御室における軽度寒冷曝露試験を中心として体温調節反応の評価を実施した。本研究の成果として、褐色脂肪組織の活性が高い者ほど非震え代謝が高く、さらに環境温度を下げた際の震えの発現が遅延する結果が示された。この結果から、褐色脂肪による非震え代謝と骨格筋による震え代謝応答の相互補完的機能協調作用が示唆され、全身的協関の観点からヒトの体温調節機能を説明する上で興味深い知見となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、栄養学や健康科学の分野で行われる褐色脂肪研究が主に軽度寒冷曝露時の非震え代謝を評価しているのに対して、ヒトの体温調節機能を総合的に検討する上では、震え代謝の評価が欠かせなかった。また、ヒトの寒冷適応研究において、褐色脂肪による産熱亢進に関する知見は十分でなく、従来の震え産熱との関係性を示す必要があった。本研究において、特に褐色脂肪組織の活性に応じた非震え代謝応答と骨格筋を発現組織とする震え代謝応答の相互補完的機能協調作用が示されたことは、全身的協関の観点からヒトの体温調節機能の寒冷適応能を説明する上で興味深い知見となった。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 褐色脂肪組織と栄養・エネルギー代謝:ヒトでの最新知見2022

    • 著者名/発表者名
      斉藤昌之、若林斉
    • 雑誌名

      日本生理人類学会誌

      巻: 27 号: 2 ページ: 27-37

    • DOI

      10.20718/jjpa.27.2_27

    • ISSN
      1342-3215, 2432-0986
    • 年月日
      2022-05-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiorgan contribution to non-shivering and shivering thermogenesis and vascular responses during gradual cold exposure in humans2020

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Hitoshi、Matsumoto Kentaro、Kobori Yusuke、Ebara Tasuku、Matsushita Mami、Kameya Toshimitsu、Maeda Takafumi、Saito Masayuki
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 120 号: 12 ページ: 2737-2747

    • DOI

      10.1007/s00421-020-04496-1

    • NAID

      120007173919

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Physiological adaptation to the cold environment2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 2nd International Mini-Symposium on Environmental Ergonomics and Physiological Anthropology in the Thermal Environment
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relationship between human brown adipose tissue activity and thermogenesis induced by menthol skin application2022

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Fujimoto, Aiko Miura, Juno Kita, Mami Matsushita, Takafumi Maeda, Toshimitsu Kameya, Masayuki Saito, Hitoshi Wakabayashi.
    • 学会等名
      International Conference on Environmental Ergonomics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 主観的寒冷耐性の個人差と解剖学的特性の関係2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊優,若林斉,亀谷俊満,松下真美,米代武司,斉藤昌之.
    • 学会等名
      第24回日本体力医学会北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 温熱的中立環境におけるメンソール溶液塗布による代謝亢進と褐色脂肪組織活性の関係2021

    • 著者名/発表者名
      若林斉,三浦愛子,北樹乃,藤本知臣,前田享史,亀谷俊満,松下真美,斉藤昌之.
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Variation in human brown adipose tissue activity and cold-induced thermogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Wakabayashi
    • 学会等名
      Virtual Environmental Ergonomics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Innovation of healthy mild cold environment for sedentary workers2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Wakabayashi
    • 学会等名
      14th International Congress of Physiological Anthropology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Verification of tissue temperature in supraclavicular fossa for evaluating brown adipose tissue activity2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kobori, Kentaro Matsumoto, Hitoshi Wakabayashi, Mami Matsushita, Toshimitsu Kameya, Takafumi Maeda, Masayuki Saito.
    • 学会等名
      14th International Congress of Physiological Anthropology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multiple organs coordination for non-shivering and shivering thermogenesis and vasomotor control in cold environment2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Matsumoto, Yusuke Kobori, Hitoshi Wakabayashi, Toshimitsu Kameya, Mami Matsushita, Takafumi Maeda, Masayuki Saito.
    • 学会等名
      14th International Congress of Physiological Anthropology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Human brown adipose tissue and skeletal muscle contribution for resting, non-shivering and shivering thermogenesis during gradual cold exposure2019

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Wakabayashi, Kentaro Matsumoto, Yusuke Kobori, Mami Matsushita, Toshimitsu Kameya, Takafumi Maeda, Masayuki Saito.
    • 学会等名
      18th International Conference on Environmental Ergonomics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 褐色脂肪組織の研究動向と応用, 第1章 褐色脂肪組織の熱産生と健康, 褐色脂肪組織と骨格筋の機能協調による体温調節,2024

    • 著者名/発表者名
      若林斉
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] The Thermal Environment: From Viewpoints of Physiological Anthropology and Environmental Ergonomics, Yutaka Tochihara (ed), Chapter 5 Physiological Responses and Performance in the Cold Environment2024

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Wakabayashi
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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