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慢性閉塞性肺疾患の認知機能低下における脳血管動脈硬化の役割

研究課題

研究課題/領域番号 20K11186
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関札幌医科大学

研究代表者

岩本 えりか  札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (40632782)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード動的肺過膨張 / 脳循環 / 血圧 / 心拍出量 / 呼吸筋仕事量 / 呼吸筋疲労 / 筋代謝受容器反射 / 慢性閉塞性肺疾患 / 脳血管機能 / 認知機能 / 動脈硬化
研究開始時の研究の概要

慢性閉そく性肺疾患(COPD)の重症度が増すほど、認知機能が低下することが明らかにされている。COPDの認知症発症の原因は不明で低酸素血症が関連する可能性は示唆されてはいるが、脳血管の動脈硬化との関連は研究されていない。動脈硬化は認知症発症に関連し、さらに、COPD患者は喫煙者で炎症反応および酸化ストレスが高いことから、脳血管の動脈硬化がCOPD認知症の進行に関与する可能性は高いと考える。このことから、本研究はCOPDの脳血管障害に注目して、超音波診断装置を用いて脳血管の動脈硬化を測定し、さらに呼吸筋負荷の増大が脳循環機能に与える影響を明らかにすることを目的としている。

研究実績の概要

R5年度は動的肺過膨張が脳および全身循環に与える影響について検討した。動的肺過膨張とは、慢性閉塞性肺疾患(COPD)患者にて労作や運動など呼吸数が大きくなる時に、空気を吐き切ることができず、肺が過膨張となる現象である。本研究では、先行研究ですでに確立されている呼気測回路に小孔組み込む手法を用いて、健康成人にて段階的に動的肺過膨張を引き起こし、脳循環および末梢循環、全身循環、呼吸筋仕事量、呼吸困難感に与える影響を検討した。現在、若年男女19名の測定が終了した。具体的には、スパイロメータを用いて被験者の測定を行った後に、自由呼吸を5分行い、ターゲットとなる一回換気量および呼気終末CO2分圧を測定した。その後、呼吸数30回、吸気呼気比1:1としたコントロール呼吸を実施した。コントロール呼吸中には、一回換気量をフィードバックして被験者に提示し、呼気終末CO2分圧が自由呼吸時と同程度となるように吸気にCO2ガスを添加した。その後、コントロール呼吸3分、呼気抵抗呼吸5分を実施した。呼気抵抗呼吸では、呼気側の呼吸回路に小孔が空いた3強度の呼吸抵抗器をランダムに入れ、意図的に3段階の動的肺過膨張を引き起こした。自由呼吸、コントロール呼吸、呼気抵抗呼吸中には、中大脳動脈の血流速度(脳循環の指標)、上腕動脈血流量(末梢循環の指標)、血圧、心拍出量、一回拍出量、心拍数、口腔内圧変化(呼吸筋仕事量の指標)を測定した。また、呼気抵抗呼吸前後には、修正Borgスケール(呼吸困難感の指標)を測定した。動的肺過膨張の程度は最大吸気量(IC)の減少にて評価した。現在、結果を解析中であり、動的肺過膨張の程度によって影響が異なるかを検証する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

測定に用いる呼吸回路のセッティングに時間を要した。本実験では、呼気抵抗を用いた際に呼吸回路内に圧がかかり、弁が揺れてしまうことによりフローセンサーで正しく呼吸を検出できない問題が発生した。本事象は、呼気ガス分析装置を2台用いて、圧のかかる回路の外側で、吸気側と呼気側どちらもフローを同時測定することで解決することができた。また、呼気抵抗の適切な強度を決定するために、予備実験を繰り返しており、それに時間を要したが、最終的に3強度を設定し、実験を終了することができた。

今後の研究の推進方策

R6年度においては、R5年度に測定したデータについて解析を終了させ、学会発表および論文投稿を進める予定である。解析結果によっては追加でデータが必要になることも予想されるため、適宜追加実験を行う予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Acute aerobic exercise enhances cerebrovascular shear-mediated dilation in young adults: the role of cerebral shear2024

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Rintaro、Kamoda Tatsuki、Sato Kohei、Ogoh Shigehiko、Katayose Masaki、Neki Toru、Iwamoto Erika
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 136 号: 3 ページ: 535-548

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00543.2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skipping breakfast does not accelerate the hyperglycemia-induced endothelial dysfunction but reduces blood flow of the brachial artery in young men2023

    • 著者名/発表者名
      Kamoda Tatsuki、Sakamoto Rintaro、Katayose Masaki、Yamamoto Saki、Neki Toru、Sato Kohei、Iwamoto Erika
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 124 号: 1 ページ: 295-308

    • DOI

      10.1007/s00421-023-05273-6

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can Alterations in Cerebrovascular CO2 Reactivity Be Identified Using Transfer Function Analysis without the Requirement for Carbon Dioxide Inhalation?2023

    • 著者名/発表者名
      Ogoh Shigehiko、Watanabe Hironori、Saito Shotaro、Fisher James P.、Iwamoto Erika
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 12 号: 6 ページ: 2441-2441

    • DOI

      10.3390/jcm12062441

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hypoxia offsets the decline in brachial artery flow-mediated dilation after acute inactivity2022

    • 著者名/発表者名
      Hanson Brady E.、Iwamoto Erika、Mouser Bryan L.、Miller Kayla A.、Casey Darren P.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      巻: 323 号: 5 ページ: R787-R796

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00161.2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dynamic resistance exercise-induced pressor response does not alter hypercapnia-induced cerebral vasodilation in young adults2022

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Rintaro、Sato Kohei、Ogoh Shigehiko、Kamoda Tatsuki、Neki Toru、Katayose Masaki、Iwamoto Erika
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 123 号: 4 ページ: 781-796

    • DOI

      10.1007/s00421-022-05096-x

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-but not moderate-intensity exercise acutely attenuates hypercapnia-induced vasodilation of the internal carotid artery in young men2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Rintaro、Katayose Masaki、Yamada Yutaka、Neki Toru、Kamoda Tatsuki、Tamai Katsuyuki、Yamazaki Kotomi、Iwamoto Erika
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 121 号: 9 ページ: 2471-2485

    • DOI

      10.1007/s00421-021-04721-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Greater increase in internal carotid artery shear rate during aerobic interval compared to continuous exercise in healthy adult men2021

    • 著者名/発表者名
      Ogoh Shigehiko、Washio Takuro、Suzuki Kazuya、Iemitsu Motoyuki、Hashimoto Takeshi、Iwamoto Erika、Bailey Damian M.
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 9 号: 2

    • DOI

      10.14814/phy2.14705

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of menstrual cycle and menopause on internal carotid artery shear-mediated dilation in women2021

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Erika、Sakamoto Rintaro、Tsuchida Wakako、Yamazaki Kotomi、Kamoda Tatsuki、Neki Toru、Katayose Masaki、Casey Darren P.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology

      巻: 320 号: 2 ページ: H679-H689

    • DOI

      10.1152/ajpheart.00810.2020

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Effect of prolonged sitting on cerebrovascular endothelial function2023

    • 著者名/発表者名
      Saito S, Dora K, Karaki M, Iwamoto E, Sugawara J, Ogoh S
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 寒冷昇圧刺激を用いた機能的交感神経遮断の性差2023

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか,坂本琳太郎,鴨田樹,佐藤晃平,根木亨,片寄正樹
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血流の増加を伴う急性の有酸素性運動は,内頸動脈の血流依存性血管拡張反応を増加させる2023

    • 著者名/発表者名
      坂本琳太郎,鴨田樹,佐藤晃平,根木亨,片寄正樹,岩本えりか
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 有酸素性運動による血流増加は高血糖由来の血管内皮機能低下を抑制する2023

    • 著者名/発表者名
      鴨田樹, 坂本琳太郎,早川夏夢,佐藤晃平,根木亨,渡邉耕太,片寄正樹,岩本えりか
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Postprandial aerobic exercise not only suppresses hyperglycemia but also increases shear to prevent endothelial dysfunction2023

    • 著者名/発表者名
      Kamoda T, Sakamoto R, Sato K, Hayakawa N, Katayose M, Neki T, Iwamoto E
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Dilatory response of the internal carotid artery to shear is constant during low-to-high transient hypercapnia2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto R, Kamoda T, Sato K, Katayose M, Neki T, Iwamoto E
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of prolonged sitting on cerebral endothelial function.2023

    • 著者名/発表者名
      Saito S, Dora K, Karaki M, Iwamoto E, Sugawara J, Ogoh S
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Cerebrovascular CO 2 reactivity be identified using transfer function analysis without the requirement for carbon dioxide inhalation2023

    • 著者名/発表者名
      Ogoh S, Watanabe H, Saito S, Fisher JP, Iwamoto E
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 第100回日本生理学会大会シンポジスト.リハビリテーション(理学療法)の基盤としての生理機能研究.理学療法が動脈硬化の予防・改善に果たす役割とそのメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レジスタンス運動中の姿勢は眼圧に影響を与える.2023

    • 著者名/発表者名
      鴨田樹,坂本琳太郎,幅口亜紀,佐藤晃平,片寄正樹,根木亨,岩本えりか
    • 学会等名
      第9回日本糖尿病理学療法学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] インターバル運動の強度変化の滑らかさは,運動後の上腕動脈 FMD およびノルアドレナリンに影響するのか?2023

    • 著者名/発表者名
      坂本 琳太郎, 根木 亨, 鴨田 樹, 片寄 正樹, 岩本えりか
    • 学会等名
      第35回呼吸研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 食後高血糖が運動時の血流調節に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      鴨田樹,坂本琳太郎,赤沼航季,恒川新,根木亨,渡邉耕太,片寄正樹,岩本えりか
    • 学会等名
      第35回呼吸研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血流増加を伴う運動は、脳血管内皮機能を急性に改善させる2023

    • 著者名/発表者名
      坂本琳太郎,鴨田樹,佐藤晃平,片寄正樹,根木亨,岩本えりか
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 有酸素性運動が食後の内皮機能低下を防ぐメカニズム―血糖値と血流増加に着目して―2023

    • 著者名/発表者名
      鴨田樹,坂本琳太郎,早川夏夢,佐藤晃平,片寄正樹,根木亨,渡邉耕太,岩本えりか
    • 学会等名
      第28回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Postprandial aerobic exercise not only suppresses hyperglycemia but also increases shear to prevent endothelial dysfunction2023

    • 著者名/発表者名
      Kamoda T, Sakamoto R, Sato K, Hayakawa N, Katayose M, Neki T, Iwamoto E.
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of prolonged sitting on cerebral endothelial function. American College of Sports Medicine2023

    • 著者名/発表者名
      Saito S, Dora K, Karaki M, Iwamoto E, Sugawara J, Ogoh S
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cerebrovascular CO 2 reactivity be identified using transfer function analysis without the requirement for carbon dioxide inhalation2023

    • 著者名/発表者名
      Ogoh S, Watanabe H, Saito S, Fisher JP, Iwamoto E
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 理学療法が動脈硬化の予防・改善に果たす役割とそのメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第100回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有酸素性運動による血流増加は高血糖由来の血管内皮機能低下を抑制する2023

    • 著者名/発表者名
      鴨田 樹, 坂本 琳太郎,早川 夏夢,佐藤 晃平,根木 亨,渡邉耕太,片寄 正樹,岩本 えりか
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会 北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血流の増加を伴う急性の有酸素性運動は,内頸動脈の血流依存性血管拡張反応を増加させる2023

    • 著者名/発表者名
      坂本 琳太郎,鴨田 樹,佐藤 晃平,根木 亨,片寄 正樹,岩本 えりか
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会 北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 寒冷昇圧刺激を用いた機能的交感神経遮断の性差2023

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか,坂本琳太郎,鴨田樹,佐藤晃平,根木亨,片寄正樹
    • 学会等名
      第25回日本体力医学会 北海道地方会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] CPT による活動筋のコンダクタンス増加は、機能的交感神経遮断を反映する2022

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第34回呼吸研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 呼気終末二酸化炭素分圧の低下が内頸動脈の血流依存性血管拡張反応に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      坂本 琳太郎,佐藤 晃平,鴨田 樹,片寄 正樹,根木 亨,岩本 えりか
    • 学会等名
      第27回 日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] インターバル把握運動が脳血管内皮機能に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      齋藤祥太郎 渡邊裕宣、岩本えりか、小河繁彦
    • 学会等名
      第77回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血管CO2反応性が内頸動脈の血流依存性血管拡張反応に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      坂本 琳太郎,鴨田 樹,佐藤 晃平,片寄 正樹,小河 繁彦, 根木 亨,岩本 えりか
    • 学会等名
      第77回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖負荷後の運動による血流増加は血管内皮機能障害を予防する2022

    • 著者名/発表者名
      鴨田 樹, 坂本 琳太郎, 佐藤 晃平,早川 夏夢,片寄 正樹,根木 亨,岩本 えりか
    • 学会等名
      第77回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 健康成人における急性の呼吸筋疲労が運動時の脳循環に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      9.佐藤 晃平, 坂本 琳太郎, 鴨田 樹, 片山 敬章,片寄 正樹,根木 亨,岩本 えりか
    • 学会等名
      第77回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 加齢・糖尿病にともなう血管機能の変化とその計測について2022

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第5回歩行解析産業研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動が食後高血糖に伴う内皮機能障害に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第30回 日本運動生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血中エストロゲン濃度が内頸動脈の血流依存性血管拡張反応に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      岩本えりか
    • 学会等名
      第26回 日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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