筋肉のタンパク質とエネルギー代謝の調節機構に対するアミノ酸投与と運動の効果

• 研究課題/領域番号: 20300216
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 下村 吉治 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30162738)
• 研究分担者: 北浦 靖之 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (90442954)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2009年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2008年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 分岐鎖アミノ酸(BCAA) / 分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH) / BCKDHキナーゼ / 廃用性筋萎縮 / ラット / ヒラメ筋 / タンパク質合成促進因子 / ミトコンドリア / 高脂肪食 / インスリン抵抗性 / 耐糖能 / ロイシン / 後肢懸垂 / 筋タンパク質 / BCAA / 分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素複合体 / BCAA食 / 総RNA

研究概要

健康の維持増進に栄養と運動による代謝調節の必要性は極めて高く、それらに関する正確な科学的情報とメカニズムの解明が求められている。本研究では、分岐鎖アミノ酸(BCAA)投与と運動が健康の維持増進に及ぼす効果のメカニズムを明らかにするために、(1)BCAA代謝調節機構の解明、(2)廃用性筋萎縮に対するBCAA投与効果の解明、および(3)グルコース代謝に対するBCAA機能の解明を目的とした。得られた研究成果として、BCAA代謝調節因子として分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素キナーゼの未知の調節因子がラット肝臓ミトコンドリアに存在する可能性が示唆された。廃用性筋萎縮に対するBCAA投与の効果として、5%BCAA食摂取は、廃用性筋萎縮による筋重量の低下およびユビキチン-プロテアソーム系成分量に対して影響しなかったが、それらに対抗する細胞内シグナル成分の減少を抑制することが示唆された。さらに、グルコース代謝に対するBCAAの機能として、耐糖能を正常に維持するためには血中のBCAA濃度が重要な役割を果たすことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Clofibrate-induced reduction of plasma branched-chain amino acid concentrations impairs glucose tolerance in rats. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadota, Y., Kazama, S., Bajotto, G., Kitaura, Y., Shimomura Y.
  • 雑誌名: J.Parenter.Enteral Nutr. In press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of branched-chain amino acid supplementation during unloading on regulatory components of protein synthesis in atrophied soleus muscles. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bajotto, G., Sato, Y., Kitaura, Y., Shimomura Y.
  • 雑誌名: Eur.J.Appl.Physiol. In press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of branched-chain amino acid supplementation during unloading on regulatory components of protein synthesis in atrophied soleus muscles. (2011)
  • 著者名/発表者名: Bajotto, G., et al.
  • 雑誌名: Eur.J.Appl.Physiol. 巻: (In press)(掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branched-chain amino acid supplementation before squat exercise and delayed-onset muscle soreness. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimomura Y., Inaguma, A., Watanabe, S., Yamamoto, Y., Muramatsu, Y., Bajotto, G., Sato, J., Shimomura, N., Kobayashi, H., Mawatari, K.
  • 雑誌名: Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab. 20 ページ: 236-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Branched-chain amino acid supplementation before squat exercise and delayedonset muscle soreness. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimomura, Y., et al.
  • 雑誌名: Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab. 巻: 20 ページ: 236-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased enzyme activity and contents of hepatic branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex subunits in a rat model for type 2 diabetes mellitus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Bajotto, G., Murakami, T., Nagasaki, M., Sato, Y., Shimomura Y.
  • 雑誌名: Metabolism 58 ページ: 1489-1495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of squat exercise and branched-chain amino acid supplementation on plasma free amino acid concentrations in young women. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimomura Y., Kobayashi, H., Mawatari, K., Akita, K., Inaguma, A., Watanabe, S., Bajotto, G., Sato, J.
  • 雑誌名: J.Nutr.Sci.Vitaminol. 55 ページ: 288-291
  • NAID: 10025971509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of branched-chain α-ketoacid dehydrogenase kinase by thiamine pyrophosphate at different potassium ionic levels. (2009)
  • 著者名/発表者名: Akita, K., Fujimura, Y., Bajotto, G., Shimomura Y.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 73 ページ: 1189-1191
  • NAID: 10027541478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified method for purifying rat liver branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujimura, Y., Muramatsu, Y., Akita, K., Bajotto, G, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 73 ページ: 766-768
  • NAID: 10027539281
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝の調節機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治
  • 雑誌名: 化学と生物 47 ページ: 480-485
  • NAID: 10026435927
• [雑誌論文] Inhibition of branched-chain α-ketoacid dehydrogenase kinase by thiamine pyrophosphate at different potassium ionic levels (2009)
  • 著者名/発表者名: Akita, K., et al.
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 73 ページ: 1189-1191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of squat exercise and branched-chain amino acid supplementation on plasma free amino acid concentrations in young women (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimomura, Y., et al.
  • 雑誌名: J.Nutr.Sci.Vitaminol. 55 ページ: 288-291
  • NAID: 10025971509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased enzyme activity and contents of hepatic branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex subunits in a rat model for type 2 diabetes mellitus (2009)
  • 著者名/発表者名: Bajotto, G., et al.
  • 雑誌名: Metabolism 58 ページ: 1489-1495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified method for purifying rat liver branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujimura, Y., et al.
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73 ページ: 766-768
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of endotoxin on plasma free amino acid concentrations in rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Asai, Y., Bajotto, G., Yoshizato, H., Hamada, K., Higuchi, T., Shimomura Y.
  • 雑誌名: J.Nutr.Sci.Vitaminol. 54 ページ: 460-466
  • NAID: 110007007844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of branched-chain amino acid catabolism in rat models for spontaneous type 2 diabetes mellitus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuzuya, T., Katano, Y., Nakano, I., Hirooka, Y., Itoh, A., Ishigami, M., Hayashi, K., Honda, T., Goto, H., Fujita, Y., Shikano, R., Muramatsu, Y., Bajotto, G., Tamura, T., Tamura, N., Shimomura Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 373 ページ: 94-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of branched-chain amino acid catabolism in rat models for spontaneous type 2 diabetes mellitus. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kuzuya, T., et al.
  • 雑誌名: Biochemical & Biophysical Research Communications 373 ページ: 94-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of endotoxin on plasma free amino acid concentrations in rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Asai, Y., et al.
  • 雑誌名: Journal of Nutritional Science and Vitaminology 54 ページ: 460-466
  • 査読あり
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝の調節:Branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) kinaseの不活性化因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間駿輔
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会第4回学術集会
  • 発表場所: ホテルサンシャイン鬼怒川(日光市)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝の調節:Branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) kinaseの不活性化因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間駿輔、白井伸太朗、土本隼、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会第4回学術集会
  • 発表場所: ホテルサンシャイン鬼怒川(栃木県日光市)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] ラット後肢懸垂による筋萎縮時のタンパク質合成調節因子に対する分岐鎖アミノ酸(BCAA)添加食摂取の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: Gustavo Bajotto
  • 学会等名: 第65回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 千葉商科大学(市川市)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 低血漿分岐鎖アミノ酸(BCAA)濃度による耐糖能の低下 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘
  • 学会等名: 日本外科代謝栄養学会第47回学術集会
  • 発表場所: 横浜産貿ホール(横浜市)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] ラット後肢懸垂による筋萎縮時のタンパク質合成調節因子に対する分岐鎖アミノ酸(BCAA)添加食摂取の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: Gustavo Bajotto, 高柳洋、下村吉治
  • 学会等名: 第65回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 千葉商科大学(千葉県市川市)
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 低血漿分岐鎖アミノ酸(BCAA)濃度による耐糖能の低下 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘、G.Bajotto, 他
  • 学会等名: 日本外科代謝栄養学会第47回学術集会
  • 発表場所: 横浜産貿ホール(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] Very low density lipoprotein-apob100 overproduction is associated with the systemic and hepatic inflammation in Otsuka Long-Evans Tokushima fatty rat, an animal model of type 2 diabetes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Bolin Qin
  • 学会等名: American Diabetes Association 70th Scientific Session
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
  • 年月日: 2010-06-27
• [学会発表] Branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) kinaseの活性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間駿輔
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島市)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Branched-chain α-keto acid dehydrogenase (BCKDH) kinaseの活性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 風間駿輔, 他
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 2型糖尿病モデルラット(ZDFラット)における分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土居崎正雄
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島市)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] BCAA代謝に対する高脂肪食摂取の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島市)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] BCAA代謝に対する高脂肪食摂取の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘、北浦靖之、下村吉治
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 2型糖尿病モデルラット(ZDFラット)における分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝 (2010)
  • 著者名/発表者名: 土居崎正雄、下村吉治, 他
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティー徳島(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] Regulation of hepatic branched-chain α-keto acid dehydrogenase kinase in a rat model for type 2 diabetes mellitus at different stages of the disease. (2010)
  • 著者名/発表者名: 土居崎正雄
  • 学会等名: Experimental Biology 2010
  • 発表場所: Anaheim, California, USA
  • 年月日: 2010-04-27
• [学会発表] The concentrations of plasma branched-chain amino acids affect glucose tolerance in rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘
  • 学会等名: Experimental Biology 2010
  • 発表場所: Anaheim, California, USA
  • 年月日: 2010-04-26
• [学会発表] Lowered plasma branched-chain amino acid concentrations impairs glucose tolerance in rats. (2009)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘
  • 学会等名: 19^<th> International Congress of Nutrition
  • 発表場所: タイ、バンコク
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] Lowered plasma branched-chain amino acid concentrations impairs glucose tolerance in rats (2009)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘, et al.
  • 学会等名: 19^<th> International Congress of Nutrition
  • 発表場所: タイ、バンコク
  • 年月日: 2009-10-08
• [学会発表] 耐糖能に対する血漿BCAA濃度低下の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会第3回学術集会
  • 発表場所: 京都府立大学大学院(京都市)
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 耐糖能に対する血漿BCAA濃度低下の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘, 他
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会第3回学術集会
  • 発表場所: 京都府立大学大学院
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)の代謝調節と生理機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治
  • 学会等名: 日本栄養・食糧学会第63回大会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール(長崎市)
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] 分岐鎖アミノ酸 (BCAA) の代謝調節と生理機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治
  • 学会等名: 日本栄養・食糧学会第63回大会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] Branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase complex (BCKDC) : purification from rat liver and inhibition by thiamin pyrophosphate (TPP) (2009)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治
  • 学会等名: Experimental Biology 2009
  • 発表場所: New Orleans, FL, USA
  • 年月日: 2009-04-20
• [学会発表] Branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase complex (BCKDC) : purification from rat liver and inhibition by thiamin pyrophosphate (TPP) (2009)
  • 著者名/発表者名: 下村吉治, et al.
  • 学会等名: 実験生物学会EB2009
  • 発表場所: 米国ニューオリンズ
  • 年月日: 2009-04-20
• [学会発表] ラット後肢懸垂による筋萎縮に対する食餌中の乳清タンパク質とカゼインの影響の比較 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小寺体佳, 他
  • 学会等名: 第62回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 女子栄養大学(坂戸市)
  • 年月日: 2008-05-04
• [学会発表] 中鎖脂肪酸投与による血清ケトン体濃度と肝臓分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)複合佳活佳への影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 永田宏樹, 他
  • 学会等名: 第62回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 女子栄養大学(坂戸市)
  • 年月日: 2008-05-04
• [学会発表] 耐糖能に対する血中BCAA濃度の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 門田吉弘, 他
  • 学会等名: 第62回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 女子栄養大学(坂戸市)
  • 年月日: 2008-05-04
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~nutr/shimomura/index.html