| 研究課題/領域番号 |
20H04083
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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 | 中部大学 |
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研究代表者 |
堀田 典生 中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (60548577)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | アルツハイマー病 / インスリン抵抗性 / 運動時循環調節 / 運動昇圧反射 / セントラルコマンド / 筋機械受容器反射 / 筋代謝受容器反射 / メカノバイオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我が国の持続可能な超高齢社会の構築のために，アルツハイマー病 (AD) の増加は，解決すべき課題の一つである．身体運動は，ADの病態の一つである脳内 (中枢) インスリン抵抗性だけでなく，認知機能も改善することが示唆されている．安全で効果的な運動処方を実現するためには，ADが運動時における循環応答へ及ぼす影響を考慮すべきであるが，未だ不明である．
本研究では，神経毒ストレプトゾトシンの脳室内投与によって惹起される中枢インスリン抵抗性を呈するADモデルラットを用いて，ADの病態が，運動昇圧応答に及ぼす影響を世界で初めて明らかにし，血圧応答異常の機序解明をする．
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| 研究実績の概要 |
アルツハイマー病（AD）様中枢インスリン抵抗性が運動昇圧応答に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする．これまでに，Sprague-Dawley(SD)ラットの延髄孤束核に，インスリン受容体拮抗薬を注入することで一過性にインスリン抵抗性にする急性実験では，筋機械受容器反射と筋代謝受容器反射の増大を示唆する結果が得られた．一方で，ラットの側脳室内に，神経毒ストレプトゾトシン(STZ)を注入し，8週間飼育することで，慢性的に脳内インスリン抵抗性としたAD様ラットでは筋機械受容器反射の減弱を示唆する結果が得られた．そこで，循環中枢の変容の可能性を明らかにする目的で，軸索求心路のバイパス電気刺激による昇圧応答を観察することを2022年度の課題とした．
神経筋接合遮断薬にて麻痺させたSDラットの頸骨神経の軸索に双極の電極をかけ，運動閾値の10および50倍の強度の刺激を与えることで求心路の全てを賦活化させた．その結果，インスリン受容体拮抗薬を用いた急性インスリン抵抗性ラットでは軸索電気刺激に対する血圧応答は増加し，ストレプトゾトシンを注入した慢性インスリン抵抗性ラットでは，血圧応答は低下するという結果を得た．
以上の結果は，中枢インスリン抵抗性が循環調節機構に及ぼす影響は急性期と慢性期で異なることを示唆する．さらに，循環中枢における信号処理（入力に対する出力信号のゲイン）が変化し，運動に対する血圧応答異常に関与していることが示唆された．(PI, UT Southwestern Medical Center, Masaki Mizuno )．
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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
腎臓交感神経活動の測定ができていないこと，ならびに，アルツハイマー病様動物の第四脳室にインスリン注入をした影響を検討できていないことから, おおむね順調とした．
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| 今後の研究の推進方策 |
最後に残された課題である，中枢へのインスリン投与により，慢性インスリン抵抗性による骨格筋反射性昇圧応答減弱が抑制(是正)されるのかを明らかにする．
Sprague-Dawleyラットの側脳室内に， 神経毒ストレプトゾトシンを注入し，8週間飼育することで，脳内インスリン抵抗性アルツハイマー病様モデルラットを作成する．そのラットに除脳を施し，無麻酔状態にて，一定の強さで受動的に下腿三頭筋をストレッチさせることで，運動時の機械刺激を模擬する．また，代謝受容器のアゴニストであるカプサイシンを投与することで，運動時の代謝刺激を模擬する．各種刺激に対する骨格筋反射性の腎臓交感神経活動，心拍，血圧応答を測定する．それを中枢インスリン投与前，30分，60分後に実施し，中枢へのインスリン投与の影響を検討する．
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