| 研究課題/領域番号 |
22K11516
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 神戸芸術工科大学 |
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研究代表者 |
古賀 俊策 神戸芸術工科大学, 芸術工学部, 名誉教授 (50125712)
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| 研究分担者 |
奥島 大 大阪国際大学, 人間科学部, 講師 (70735307)
小野 弓絵 明治大学, 理工学部, 専任教授 (10360207)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 筋肉の温度 / 活動筋局所レベルの酸素消費動態 / 酸素供給量 / 酸素需給ミスマッチ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
運動の強度が急に増加する時に活動筋のQO2とVO2の間に酸素需給のミスマッチが生じると、酸素不足が起きて運動継続時間が減少する。今回の研究では、筋肉の温度（筋温）が活動筋局所（末梢）レベルの動員筋線維と血流の分布、そして酸素消費動態に及ぼす影響を検討する。とくに、１）運動や局所の加温・冷却によって筋温が変化する場合、活動筋局所レベルのVO2の応答速度（定常状態に達するまでの時間）と酸素不足がどのように変化するのか？２）筋温の部位差が局所レベルのVO2を不均一にして「活動筋全体」の酸素不足を増加するのか？を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、筋温が活動筋局所レベルの酸素消費動態（VO2）に及ぼす影響を検討することである。これまで、異なる筋温の条件下でヒトの運動開始時における「全身レベル」VO2応答の調節機序が研究されてきた。しかし、異なる筋温の条件下において活動筋局所レベルのVO2応答を明らかにすることは困難であった。そこで、活動筋局所レベルのVO2と酸素供給（QO2）を個別にかつ非侵襲的に計測する方法を採用して、異なる筋温の条件下における運動時の酸素不足発生の仕組みを調べた。
方法：水灌流チューブを用いて前腕部を加温(水温43度、H)及び冷却(水温10度、C)して一定強度の掌握運動を行ない、常筋温条件(水温34度、N)における生理応答と比較した。前腕部の筋肉温度（insulation disk法）、皮膚温、および皮膚血流量を非侵襲的に計測した。さらに、近赤外分光法（NIRS)を用いて、活動筋局所のVO2に対するQO2のバランスを反映する脱酸素化ヘモグロビン濃度（HHb）を計測した。さらに、拡散相関分光法(DCS)を用いて同部位の血流速度(BFI)とQO2を計測した。
結果：BFIはH条件で速くなり、C条件で遅くなった。各温度条件における安静時のVO2を基準とした場合（正規化）、運動時の酸素消費率の増加割合には変化が見られなかった。N条件を基準として相対的な酸素消費率を比較した場合、C条件で低く、H条件では高い傾向があった。筋温の変化(H、39度；C、34度；N、36度)は安静時および運動時の酸素消費量に影響を及ぼすが、安静時からの相対的な酸素消費率の変化は一定であり、今回の研究で用いた水温の範囲では影響がないことが示唆された。
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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
筋温が活動筋局所レベルのVO2に及ぼす影響を検討することが可能となった。とくに、局所レベルのVO2と酸素供給（QO2）を計測するNIRSとDCSの方法を採用することによって、異なる筋温の条件下における運動時の酸素不足発生の仕組みを調べることが可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
拡散相関分光法(DCS)を用いてBFIとQO2を計測したが、筋肉の収縮・弛緩時には赤血球移動によるアーチファクトなどがBFIデータに混入する場合が観察された。そこで、筋肉弛緩の位相に合わせた解析に加えて、ノイズの除去処理（外れ値の除去、移動平均、加算平均）を検討する予定である。
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