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乳酸は一過性の高強度運動によるミトコンドリア生合成を高める因子であるか否か

研究課題

研究課題/領域番号 19K20051
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関日本医科大学

研究代表者

朴 ジョンヒョク  日本医科大学, 大学院医学研究科, ポストドクター (80835843)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード一過性運動 / 高強度 / 乳酸 / 海馬 / ミトコンドリア生合成 / マイクロダイアリシス / 高強度運動
研究開始時の研究の概要

これまでの研究で一過性の高強度運動が海馬のミトコンドリア生合成を高めることを見出したが,その増加機序は未だ解明できていなかった.本研究では,一過性の高強度運動がもたらす海馬でのミトコンドリア生合成の増加は,高強度運動誘発の乳酸が引き金になっているか否かについて検討する.マウスに一過性の高強度運動を課し,その際に高強度運動時に上昇する血中乳酸がどの程度,海馬内乳酸濃度に影響するかについて脳マイクロダイアリシス法により検証する.次に,乳酸が海馬のミトコンドリア生合成の増加に対する関与について検討する.

研究成果の概要

長期間の運動トレーニングは海馬のミトコンドリア生合成を増加させることが報告されている。しかし、この増加に対する一過性運動の影響については明らかにされていない。本研究では、マウスに強度の異なる一過性運動(低・中・高)を課したところ、乳酸閾値を上回る高強度運動後のみ、海馬ミトコンドリア生合成の増加がもたらされた。その増加機序には、運動で高まる血中乳酸が脳に取り込まれ、海馬の乳酸輸送担体(MCT)の発現増加を介して海馬ミトコンドリア生合成の増加を促進することが明らかとなった。これらの結果から、一過性運動後の海馬機能向上に運動で高まる乳酸が重要な役割を果たしていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動がミトコンドリア生合成にもたらす影響を調べた研究が増えてきている。しかし、それは長期間のトレーニングによる効果を示す研究結果が多い。本研究の成果は、一過性の運動、特に乳酸上昇を引き起こす強度の運動が脳、とりわけ認知機能を担う海馬領域のミトコンドリア生合成を高めることを明らかにした。一方、アルツハイマー病由来の認知機能低下では脳のミトコンドリア量の低下も報告されており、運動により脳のミトコンドリア生合成を高めることが運動による認知機能向上の重要な要因である可能性がある。従って、この後、健康の維持増進のために高強度運動を推奨していく上での重要な基礎的研究結果となりえることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Exercise-Induced Lactate Release Mediates Mitochondrial Biogenesis in the Hippocampus of Mice via Monocarboxylate Transporters2021

    • 著者名/発表者名
      Park Jonghyuk、Kim Jimmy、Mikami Toshio
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12 ページ: 736905-736905

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.736905

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Olive leaf extract prevents obesity, cognitive decline, and depression and improves exercise capacity in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Mikami Toshio、Kim Jimmy、Park Jonghyuk、Lee Hyowon、Yaicharoen Pongson、Suidasari Sofya、Yokozawa Miki、Yamauchi Ken
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 12495-12495

    • DOI

      10.1038/s41598-021-90589-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive gene expression profiling of human astrocytes treated with a hepatic encephalopathy-inducible factor, alpha 1-antichymotripsin2020

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi K, Park J, Takahiro Masaki, Mezaki Y, Ochi S, Matsuura T
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 24 ページ: 100855-100855

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2020.100855

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Drinking hydrogen water enhances endurance and relieves psychometric fatigue: a randomized, double-blind, placebo-controlled study2019

    • 著者名/発表者名
      Mikami T, Tano K, Lee H, Lee H, Park J, Ohta F, LeBaron TW, Ohta S.
    • 雑誌名

      Can J Physiol Pharmacol.

      巻: 97 号: 9 ページ: 857-862

    • DOI

      10.1139/cjpp-2019-0059

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bio-artificial bone formation model with a radial-flow bioreactor for implant therapy―comparison between two cell culture carriers: porous hydroxyapatite and β-tricalcium phosphate beads2019

    • 著者名/発表者名
      Nomoto H, Maehashi H, Shirai M, Nakamura M, Masaki T, Mezaki Y, Park J, Aizawa M, Ohkawa K, Yoshida K, Matsuura T
    • 雑誌名

      Human cell

      巻: 32 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1007/s13577-018-0218-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 一過性の高強度運動による海馬ミトコンドリア生合成の増加に対する乳酸の関与2019

    • 著者名/発表者名
      朴ジョンヒョク,金芝美,三上俊夫
    • 学会等名
      第74回日本体力医学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 継続的運動は不活動由来の認知機能低下とうつ様症状の発症を予防する2019

    • 著者名/発表者名
      三上俊夫,朴ジョンヒョク,金芝美
    • 学会等名
      第74回日本体力医学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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