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筋収縮時の筋細胞内の酸素輸送担体を介した酸素輸送量と細胞呼吸の新たな連関機序

研究課題

研究課題/領域番号 21650167
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 スポーツ科学
研究機関金沢大学

研究代表者

増田 和実  金沢大学, 人間科学系, 教授 (50323283)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2009年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード骨格筋 / ミオグロビン / ヘモグロビン / ミトコンドリア / 臓器灌流 / NIRS
研究概要

骨格筋の酸素供給機構とその規定因子については不明な点が多い。我々は骨格筋内の酸素貯蔵体として知られているミオグロビン(Mb)に注目して、Mbに結合した酸素の利用動態を検出するシステムを構築した。このシステムによって、筋収縮時にMbからどれだけの酸素が解離しているか、つまり、Mbからミトコンドリアへどのくらいの量の酸素が供給されているかを計測できる。これまでの実験の結果、Mbに結合した酸素は収縮開始とともに解離し、それに付随して、細胞内の酸素分圧が急進的に低下することが明らかとなった。このようなMbを介した酸素供給機構が、身体活動レベルによってどのように変化するのかを明らかにすべく、本年度は持久性運動トレーニングモデルの実験を実施した。4週間の水泳トレーニングを実施したところ、下肢骨格筋の最大発揮張力及び最高酸素摂取量は有意に上昇し、L/Pは低下した。また、Mbからの酸素供給量と筋酸素消費速度との間には有意な相関関係が認められ、トレーニング後にはそれ以前(コントロール群)の相関関係を外挿するように上方シフトした。つまり、これらの結果は、持久性運動トレーニングによる筋酸素摂取速度の上昇は、筋収縮開始時における恥からの酸素供給量の増加によって補償されている可能性が示された。現在、こうしたMbが持つミトコンドリア呼吸活性への貢献がどのような機序によって生じているのかをタンパク質問相互作用の側面から解析を進めている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of muscle temperature on muscle oxygenation kinetics during contraction (in English)2011

    • 著者名/発表者名
      Takakura H, Yamada T, Furuichi Y, Iwanaka N, Masuda K
    • 雑誌名

      北陸体育学会紀要

      巻: 47 ページ: 11-19

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantification of myoglobin deoxygenation and intracellular partial pressure of O_2 during muscle contraction under Hb-free medium perfusion2010

    • 著者名/発表者名
      Takakura H, Masuda K, Hashimoto T, Iwase S, Jue T
    • 雑誌名

      Exp Physiol

      巻: 95 ページ: 630-640

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋収縮に伴う細胞内外の酸素環境変化と筋細胞内ヘムタンパクの存在意義(総説)2010

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 増田和実
    • 雑誌名

      北陸体育学会紀要

      巻: 46 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of myoglobin deoxygenation and intracellular partial pressure of O_2 during muscle contraction under Hb-free medium perfusion2010

    • 著者名/発表者名
      Takakura H, Masuda K, Hashimoto T, Iwase S, Jue T
    • 雑誌名

      Exp Physiol (E-pub ahead of print)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] NIRS measurement of O2 dynamics in contracting blood and buffer perfused hindlimb muscle2010

    • 著者名/発表者名
      Masuda K, Takakura H, Furuichi Y, Iwase S, Jue T
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol 662

      ページ: 323-328

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋収縮に伴う細胞内外の酸素環境変化と筋細胞内ヘムタンパクの存在意義2010

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 増田和実
    • 雑誌名

      北陸体育学会紀要 46

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 筋収縮開始時におけるミオグロビンからの酸素供給量に対する身体活動水準の影響2011

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 山田達也, 古市泰郎, 蔭地野稔, 岩中伸壮, 岩瀬敏, 増田和実
    • 学会等名
      平成22年度北陸体育学会大会
    • 発表場所
      石川県政記念しいのき迎賓館 石川
    • 年月日
      2011-03-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 筋収縮時の細胞内酸素環境の変化様相に対する持久的トレーニングの影響について2010

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 増田和実
    • 学会等名
      第18回日本運動生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学, 鹿児島
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 運動時の細胞内酸素供給機構に関する論点-ミオグロビンの生理学的貢献度は?-2009

    • 著者名/発表者名
      増田和実, 高倉久志, 古市泰郎, 嶋田裕哉
    • 学会等名
      呼吸研究会・循環研究会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 年月日
      2009-09-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 筋収縮時の細胞内酸素供給機構とヘムタンパク-ミオグロビンの生理機能の再考-2009

    • 著者名/発表者名
      増田和実, 高倉久志, 古市泰郎, 嶋田裕哉
    • 学会等名
      第13回酸素ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      島津製作所東京支社イベントホール, 東京
    • 年月日
      2009-09-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 筋収縮時における細胞内酸素環境の変化様相に対する不活動の影響について2009

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 増田和実
    • 学会等名
      第17回日本運動生理学会大会
    • 発表場所
      東京慈恵医科大学, 東京
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 不活動が細胞内の酸素供給機構に及ぼす影響について2009

    • 著者名/発表者名
      高倉久志, 増田和実, 嶋田裕哉, 古市泰郎, 岩瀬敏
    • 学会等名
      第64回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 運動生理学のニューエビデンス(宮村実晴編集)2010

    • 著者名/発表者名
      増田和実(分担執筆)
    • 総ページ数
      462
    • 出版者
      (株)真興交易
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] O_2運搬貯蔵色素 (Hb、Mb), Inからだと酸素の事典2010

    • 著者名/発表者名
      増田和実(分筆)(酸素ダイナミクス研究会 編)
    • 総ページ数
      596
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] O_2代謝とMRS. Inスポーツ医科学におけるMRI

    • 著者名/発表者名
      増田和実(分筆)(久野譜也, 秋間広 編)
    • 出版者
      (有) NAP(印刷中)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~masuda/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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