| 研究課題/領域番号 |
20H04074
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
狩野 豊 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90293133)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 骨格筋 / カルシウムイオン / 活性酸素種 / バイオイメージング / 過酸化水素 / 活性酸素 / バイオイメージ / 筋肥大 / ミトコンドリア / 筋細胞 / 細胞損傷 / エキセントリック収縮 / 運動プログラム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
エンデュランス（持久型）運動とレジスタンス（筋力型）運動では筋細胞適応が異なるが，この分子メカニズムは未解明である．本研究は，細胞変化を誘導する細胞内のスイッチ（切替装置）の役割がカルシウムイオンと活性酸素種（ROS）のダイナミクス（細胞質中の空間的・時間的な濃度変化の連続）にあるという仮説を検証する．本研究はこれらの関連物質を「目で直接観察できるマルチバイオイメージングモデル」を構築して評価する．スイッチ機構の解明は，アスリートをはじめ，高齢者に対する筋肉量やミトコンドリア量をコントロールする運動プログラムの開発に応用できるため，社会的にも大きな意義を有している．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，骨格筋適応において観察される細胞の損傷から再生プロセスにおける細胞内カルシウムイオン濃度 ([Ca2+]i) および過酸化水素濃度[H2O2]iの時空間パターンとその制御機構の解明を目的とした．主な知見は以下の通りである．1) 骨格筋の伸張性収縮時，筋線維の伸展量に依存する [Ca2+]i変動パターンが存在する．2) 運動後の [Ca2+]i変動は，筋小胞体におけるリアノジン受容体によって制御され，筋損傷の誘発に関与する．3) 筋収縮による[H2O2]iの変化は小さく，運動時のCa2+蓄積を誘発する主因子ではないことが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，筋肉量やミトコンドリア量をコントロールする細胞内のスイッチ機構の存在がカルシウムイオンと活性酸素種のダイナミクス（細胞質中の空間的・時間的な濃度変化の連続）と関係することを明らかにした．このスイッチ機構の解明は，アスリートをはじめ，高齢者に対する筋肉量やミトコンドリア量をコントロールする運動プログラムの開発に応用できるため，社会的にも大きな意義を有している．
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