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脳血管内皮機能の向上に向けた有酸素性運動の急性効果およびトレーニング効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2537
補助金の研究課題番号 21J22042 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
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

坂本 琳太郎  札幌医科大学, 札幌医科大学大学院保健医療学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード脳血管内皮機能 / 有酸素性運動 / 血流依存性血管拡張反応 / 脳血流
研究開始時の研究の概要

有酸素性運動による血流増加は,四肢の血管内皮機能を改善させる.四肢の血管だけでなく,脳血管においても有酸素性運動中に血流が増加する.しかし脳の血管内皮機能が,脳血流の増加を伴う有酸素性運動によって改善するのかは未だ明らかでない.そこで本研究は,脳の血管内皮機能を反映する指標である内頸動脈の拡張反応が,脳血流が増加する有酸素性運動によって急性的に向上するのか,さらにトレーニングによって改善するのかを解明することを目的とする.

研究実績の概要

本研究は,脳血流の増加を伴う単回の有酸素性運動および有酸素性運動トレーニングが脳血管の内皮機能の向上に寄与するかを明らかにすることを目的とした.ヒトの脳血管内皮機能は,内頸動脈の拡張反応を用いて非侵襲的に評価した.本目的を達成するために,実験1「脳血流の増加を伴う単回の有酸素性運動が内頸動脈の拡張反応を向上させるか」および実験2「脳血流の増加を伴う有酸素性運動トレーニングが内頸動脈の拡張反応を改善させるか」を実施した.
2023年度は,2022年度に得られた実験1の結果を研究論文として発表した.具体的には,若年成人を対象に有酸素性運動を実施し,運動前後に内頸動脈の拡張反応を測定した.有酸素性運動は,脳血流増加を伴う条件および脳血流増加を伴わない条件とした.その結果,脳血流増加を伴う運動後に,運動前と比較して,内頸動脈の拡張反応が増加した.一方、脳血流増加を伴わない運動後では,内頸動脈の拡張反応は運動前より変化はなかった.以上より,脳血流の増加を生じる有酸素性運動が,脳血管内皮機能を急性に改善する可能性が示唆された.
実験2に関して,2023年度に全データの取得が完了した.実験2では、若年男性を対象に2週間の有酸素性運動トレーニングを実施し,トレーニング前後にて内頸動脈の拡張反応を測定した.運動は,実験1と同様に,脳血流増加を伴う条件および脳血流増加を伴わない条件とした.その結果,両条件にてトレーニング前後で,内頸動脈の拡張反応は変化しなかった.実験2で得られた結果は,2024年度以降に研究発表を予定している.
本研究の総括として,脳血管内皮機能は,脳血流の増加によって急性に改善するものの,トレーニングによる改善効果を得るには,より長期的な介入が必要である可能性が示された.今後はより効果的な運動プロトコルの構築に向けた検討を進める予定である.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3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 実績報告書
    • 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 実績報告書
    • 査読あり
  • [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 実績報告書
    • 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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [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 実績報告書
  • [学会発表] Dilatory Responsiveness Of The Internal Carotid Artery To Shear Is Constant During Low-to-high Transient Hypercapnia2023

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Sakamoto, Tatsuki Kamoda, Kohei Sato, Masaki Katayose, Toru Neki, Erika Iwamoto.
    • 学会等名
      2023 ACSM’s annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dilatory responsiveness of the internal carotid artery to shear is constant during low-to-high transient hypercapnia2023

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Sakamoto, Tatsuki Kamoda, Kohei Sato, Masaki Katayose, Toru Neki, Erika Iwamoto
    • 学会等名
      ACSM 2023 Annual Meeting and World Congresses
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Baseline Hypocapnia Blunts Steady-State but Not Transient Hypercapnia-Induced Shear-Mediated Dilation of the Internal Carotid Artery2022

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Sakamoto, Tatsuki Kamoda, Kohei Sato, Masaki Katayose, Toru Neki, Saki Yamamoto, Erika Iwamoto
    • 学会等名
      ACSM 2022 Annual Meeting and World Congresses
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [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 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [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 実績報告書
  • [学会発表] CO2負荷を用いた内頸動脈の拡張は脳血管の内皮機能を特異的に反映するか?2022

    • 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21回 日本血管血流学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中強度および高強度の有酸素性運動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
      坂本 琳太郎, 岩本 えりか, 鴨田 樹, 根木 亨, 佐藤 晃平, 片寄 正樹
    • 学会等名
      第76回 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異なる強度の単回のレジスタンス運動が運動中の脳血流,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
      坂本 琳太郎, 岩本 えりか, 佐藤 晃平, 鴨田 樹, 根木 亨, 片寄 正樹
    • 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 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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