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呼吸困難感知覚における視床下部の役割:呼吸困難感緩和法開発のための基礎的検討

研究課題

研究課題/領域番号 20K19474
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関青森県立保健大学 (2022-2023)
植草学園大学 (2020-2021)

研究代表者

福士 勇人  青森県立保健大学, 健康科学部, 講師 (20738497)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード視床下部 / 呼吸困難感 / 呼吸リズム / オレキシン / 摘出間脳下部脳幹脊髄標本 / 運動指令随伴発射
研究開始時の研究の概要

呼吸困難感は呼吸を行うことが容易ではないという感覚,あるいは呼吸に伴う不快感・苦痛をいう.呼吸困難感は患者の活動量を低下させ,ひいてはQOL低下を引き起こす要因となるため,患者の呼吸困難感を軽減させることは,呼吸リハビリテーション実施上,極めて重要である.本研究は,未だ解明されていない呼吸困難感の知覚機序を明らかにすることを究極の目的としつつ,その一環として,呼吸困難感知覚において視床下部が果たす役割の解明を目指している.

研究成果の概要

臨床上,患者の呼吸困難感を軽減させることは重要であるが,呼吸困難感の詳細な知覚機序は解明されていない.研究代表者は,「下部脳幹部からの呼吸活動運動指令の上行性コピー情報が視床下部を介して高位脳に伝わると呼吸困難感が知覚され,視床下部ニューロンから下部脳幹部呼吸神経回路に神経促進性投射がなされる」という呼吸フィードバック調節システムの存在を提唱し,その場合に認められるはずの「延髄で形成される呼吸活動運動指令の上行性コピー投射」の実在を証明した.具体的には,延髄で形成される呼吸リズムに同期して活動する視床下部の領域を同定し,当該領域が延髄呼吸リズム形成機構と解剖学的につながっていることを確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸困難感とは,呼吸を行うことが容易ではないという感覚,あるいは呼吸に伴う不快感・苦痛をいう.慢性閉塞性肺疾患,肺線維症などの呼吸器疾患に罹患した患者は,労作時に体内酸素レベルが低下し,呼吸困難感を知覚することが少なくない.呼吸困難感は患者の活動量を低下させ,ひいてはQOL低下を引き起こす要因となるため,患者の呼吸困難感を軽減させることは,呼吸リハビリテーション実施上,極めて重要である.しかし,現時点で呼吸困難感の知覚機序は十分には解明されておらず,その緩和法も確立されていない.本研究成果は,呼吸困難感の知覚機序解明に寄与し,呼吸困難感の緩和法開発に寄与するものと期待される.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (24件)

すべて 2024 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Dual orexin receptor blocker suvorexant attenuates hypercapnic ventilatory augmentation in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Yokota Shigefumi、Takeda Kotaro、Terada Jiro、Umeda Akira、Yoshizawa Masashi、Kono Yosuke、Hasebe Yohei、Onimaru Hiroshi、Pokorski Mieczyslaw、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1795 ページ: 148061-148061

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2022.148061

    • 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] Role of microglia in blood pressure and respiratory responses to acute hypoxic exposure in rats2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Masashi、Fukushi Isato、Takeda Kotaro、Kono Yosuke、Hasebe Yohei、Koizumi Keiichi、Ikeda Keiko、Pokorski Mieczyslaw、Toda Takako、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 72 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s12576-022-00848-y

    • 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] Effects of wearing facemasks on the sensation of exertional dyspnea and exercise capacity in healthy subjects2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Nakamura Masatoshi、Kuwana Shun-ichi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 9 ページ: e0258104-e0258104

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0258104

    • 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] Activation of Astrocytes in the Persistence of Post-hypoxic Respiratory Augmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Takeda Kotaro、Pokorski Mieczyslaw、Kono Yosuke、Yoshizawa Masashi、Hasebe Yohei、Nakao Akito、Mori Yasuo、Onimaru Hiroshi、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12 ページ: 757731-757731

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.757731

    • 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] Mechanisms underlying the sensation of dyspnea2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Pokorski Mieczyslaw、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Respiratory Investigation

      巻: 59 号: 1 ページ: 66-80

    • DOI

      10.1016/j.resinv.2020.10.007

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Calcium Imaging Analysis of Cellular Responses to Hypercapnia and Hypoxia in the NTS of Newborn Rat Brainstem Preparation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Onimaru, Itaru Yazawa, Kotaro Takeda, Isato Fukushi and Yasumasa Okada
    • 雑誌名

      Front. Physiol.

      巻: 12 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.645904

    • 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] O2-Dependent Protein Internalization Underlies Astrocytic Sensing of Acute Hypoxia by Restricting Multimodal TRPA1 Channel Responses2020

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Makoto、Nakao Akito、Kurita Yuki、Fukushi Isato、Takeda Kotaro、Numata Tomohiro、Tran Ha Nam、Sawamura Seishiro、Ebert Maximilian、Kurokawa Tatsuki、Sakaguchi Reiko、Stokes Alexander J.、Takahashi Nobuaki、Okada Yasumasa、Mori Yasuo
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 号: 17 ページ: 3378-3396

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.06.047

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural and functional connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medulla as a chronological amplifier of sympathetic outflow.2020

    • 著者名/発表者名
      Kono Y, Yokota S, Fukushi I, Arima Y, Onimaru H, Okazaki S, Takeda K, Yazawa I, Yoshizawa M, Hasebe Y, Koizumi K, Pokorski M, Toda T, Sugita K, Okada Y.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10 号: 1 ページ: 13325-13325

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70234-4

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Effects of a Dual Orexin Receptor Blocker Suvorexant on Ventilatory Control2022

    • 著者名/発表者名
      Isato Fukushi, Shigefumi Yokota, Kotaro Takeda, Jiro Terada, Akira Umeda, Masashi Yoshizawa, Yosuke Kono, Yohei Hasebe, Hiroshi Onimaru, Mieczyslaw Pokorski, Yasumasa Okada
    • 学会等名
      The 45th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Blockade of orexin receptors inhibits hypercapnic ventilatory augmentation in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Isato Fukushi, Shigefumi Yokota, Kotaro Takeda, Jiro Terada, Akira Umeda, Masashi Yoshizawa, Yosuke Kono, Yohei Hasebe, Hiroshi Onimaru, Mieczyslaw Pokorski, Yasumasa Okada
    • 学会等名
      The 8th Japanese society of respiratory Physical Therapy
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Hypothalamic respiration-synchronized rhythmic activity in the diencephalon-lower brainstem-spinal cord preparation2022

    • 著者名/発表者名
      Isato Fukushi, Yosuke Kono, Shigefumi Yokota, Kotaro Takeda, Masashi Yoshizawa, Yohei Hasebe, Mieczyslaw Pokorski, Yasumasa Okada
    • 学会等名
      The 15th Oxford Breathing Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Astrocytes are involved in the maintenance of respiratory augmentation in the post-hypoxic recovery phase2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Takeda Kotaro、Yoshizawa Masashi、Kono Yosuke、Hasebe Yohei、Onimaru Hiroshi、Okada Yasumasa
    • 学会等名
      The 7th Japanese society of respiratory Physical Therapy
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アストロサイトは低酸素負荷後の呼吸増強を持続させる2021

    • 著者名/発表者名
      福士勇人, 武田湖太郎, Pokorski Mieczyslaw, 横田茂文, 岡田泰昌
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Astrocytes mediate the post-hypoxic persistent respiratory augmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Takeda K, Pokorski M, Kono Y, Yoshizawa M, Hasebe Y, Nakao A, Mori Y, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2021 Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microglial Involvement in Stress‐induced Prolonged Sympathetic Nervous Excitation in Rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Microglia in Ventilatory and Blood Pressure Responses to Acute Hypoxia2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Astrocytes play an active role in persistence of respiratory augmentation in the recovery phase after hypoxic exposure2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Kono Y, Takeda K, Yokota S, Onimaru H, Pokorski M, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of microglia in sustenance of stress-induced sympathetic excitation in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Calcium imaging analysis of cellular responses to hypercapnia and hypoxia in the NTS of newborn rat brainstem preparation2020

    • 著者名/発表者名
      Onimaru H, Yazawa I, Fukushi I, Takeda K, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Astrocytic activation is necessary for post-hypoxic persistent respiratory augmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Takeda K, Pokorski M, Yazawa I, Okazaki S, Kono Y, Yoshizawa M, Yokota S, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Suppression of hypercapnic ventilatory response by suvorexant (Belsomra (R))2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Okada Y
    • 学会等名
      The 60th Annual Meeting of the Japanese Respiratory Society
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレス刺激による循環応答におけるマイクログリアの関与2020

    • 著者名/発表者名
      吉沢雅史, 福士勇人, 河野洋介, 長谷部洋平, 小泉敬一, 武田湖太郎, 岡田泰昌, 戸田孝子
    • 学会等名
      第54回小児循環器学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Vitamins and Hormones Volume 1272024

    • 著者名/発表者名
      Isato Fukushi, Shigefumi Yokota, Hasebe Yohei, Mieczyslaw Pokorski, Yasumasa Okada
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Structure-Function Relationships in Various Respiratory Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Yasumasa、Yokota Shigefumi、Fukushi Isato
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811555961
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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