| 研究課題/領域番号 |
19K11483
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 神戸芸術工科大学 |
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研究代表者 |
古賀 俊策 神戸芸術工科大学, 芸術工学部, 名誉教授 (50125712)
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| 研究分担者 |
近藤 徳彦 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (70215458)
奥島 大 大阪国際大学, 人間科学部, 講師 (70735307)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 活動筋局所レベルの酸素消費量 / 活動筋の酸素不足 / 活動筋局所レベルの酸素消費動態 / 酸素供給量 / 酸素需給ミスマッチ / 仰臥位運動 / 脱酸素化ヘモグロビン / 呼吸補償点 / 酸素消費量 / 酸素消費 / 酸素供給 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
運動を長く続けるためには活動筋への適切な酸素供給が不可欠である。これまでヒトでは全身および単一の活動筋の酸素消費（VO2）と酸素供給（QO2）の応答速度が異なることが明らかにされている。この背景には、運動時に動員される筋線維の種類と毛細血管血流の分布が複数の筋肉間、あるいは同一の筋肉内で異なるので、局所レベルのVO2とQO2の応答にミスマッチが起き、VO2の応答に不均一が生じるためと予想される。この検証のため、１）運動の強度が急に変化する時、VO2が定常状態に達するまでの時間は部位ごとに異なるのか？２）局所部位におけるVO2の不均一度が活動筋全体の酸素不足発生に関与するのか？を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
運動を長く続けるためには活動筋への適切な酸素供給が不可欠である。これまでヒトでは全身および活動筋全体の酸素消費（VO2）と酸素供給（QO2）の応答速度が異なることが明らかにされている。本研究では、活動筋全体の計測では捉えられない局所レベルの血流動態と酸素動態を個別に計測して、酸素不足発生のメカニズムを検討した。
方法：拡散相関分光法(DCS)と空間分解・近赤外分光法(SRS-NIRS)を用いて、局所筋組織の血流速度指標(blood flow index, BFI)と酸素代謝率(MRO2)を同時に計測した。１）赤血球による近赤外光の吸収・拡散を受けた光子の数を記録し、光強度の時間変化情報（自己相関関数）に基づいてBFIを算出した。２）酸素化および脱酸素化のHb+Mb濃度、酸素飽和度、BFIの相対的な変化からMRO2を算出し、VO2の動態を推定した。成人男性10名を被験者とし、非利き手の浅指屈筋表面にDCSとNIRSのプローブを貼付した。最大随意筋力30%強度のハンドグリップ運動（2秒収縮、2秒弛緩の繰返し）を3分間実施した。
結果と考察：運動開始時の応答時定数を指数関数近似で求めた結果、血流量の応答が酸素消費量よりも速い、あるいはより遅い被験者が認められた。血流量の応答がより遅い例では、VO2/QO2を反映する脱酸素化(Hb+Mb)濃度の増加度が高く、速筋線維がより多く動員されたことが示唆された。活動筋局所レベルのVO2応答の定量化によって従来の全身と活動筋全体のVO2計測では捉えられなかった、局所レベルにおける酸素不足の程度が明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は拡散相関分光法(DCS)と空間分解・近赤外分光法(SRS-NIRS)を用いて、ヒトの活動筋局所レベルにおける血流量と酸素消費量の応答を計測した。とくに、運動開始時における応答の計測と解析が順調に進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
局所筋組織の血流速度指標(BFI)と酸素代謝率(MRO2)データに混入するノイズを除去して、応答速度（時定数）の推定精度を改善する必要がある。移動平均法とローパスフィルターなどを用いてノイズの除去法を検討する。
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