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嚥下にともなう自律神経の活性化が骨格筋におよぼす作用とサルコペニア予防への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23K20363
補助金の研究課題番号 20H04046 (2020-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2020-2023)
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
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

堀田 晴美  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (70199511)

研究分担者 西宗 裕史  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (40870043)
重本 和宏  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, シニアフェロー (40284400)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード交感神経 / 骨格筋 / 嚥下 / 筋力 / 筋緊張 / 神経筋接合部 / 大動脈 / 圧受容器 / 筋収縮力 / 反射 / 収縮力 / 電気刺激 / 老化 / ラット / 自律神経 / 張力 / 筋収縮 / 筋血管 / サルコぺニア / 腰部交感神経 / 血流 / 咽頭 / 機械的刺激 / 筋血流 / サルコペニア
研究開始時の研究の概要

高齢者のサルコペニア(骨格筋萎縮)予防のために「口から食べる」重要性が指摘されている。しかし、その理由はよくわかっていない。嚥下を誘発する咽頭への機械的刺激が、自律神経を介して甲状腺からのホルモンの分泌を促進するという現象を、私たちは新たに見出した。本研究では、この成果を発展させ、口や喉からの情報が、自律神経を介して骨格筋の維持をもたらすとの仮説を確かめるための基礎研究をおこなう。本研究の成果は、高齢者のサルコペニアを予防する新しい方法の開発につながるものである。

研究実績の概要

高齢者のサルコペニア(骨格筋萎縮)予防のために「口から食べる」重要性が指摘されている。しかし、その理由はよくわかっていない。嚥下を誘発する咽頭への機械的刺激が、自律神経を介して甲状腺からのホルモンの分泌を促進するという現象を、私たちは新たに見出した。本研究では、この成果を発展させ、口や喉からの情報が、自律神経を介して骨格筋の維持をもたらすとの仮説を確かめるための基礎研究をおこなう。本研究の成果は、高齢者のサルコペニアを予防する新しい方法の開発につながるものである。
昨年度までの研究で、ラット後肢の筋力の維持には、筋収縮をきっかけとした交感神経の反射性活動が寄与すること、老齢ラットではその寄与率が低下することを明らかにした。研究の過程で、筋力調節に関わる筋交感経と、これまで良く知られている骨格筋動脈を支配する血管収縮神経としての筋交感経との関係に興味を抱いた。そこで今年度は、我々が見出した交感神経による筋力調節と循環調節との関係を調べた。その結果、筋収縮と交感神経の間のフィードバック機構が、大動脈からの圧受容器の活性化によって低下することがわかった。この結果は、筋交感神経が、起立時において循環調節と同時に下肢筋力のサポートにも役立つという生理的意義を持つことを示唆する。さらに、大動脈が硬くなるとサルコペニアになりやすいという、臨床的知見の因果関係の基礎的説明に寄与する。

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

自律神経系と運動神経系の相互作用を、循環調節との関りにおいて新たな視点から解明する成果を得た。最新のイメージング技術を使って、骨格筋における神経筋接合部の交感神経支配と動脈の交感神経支配とのつながりについて、形態的にも調べる準便も整った。

今後の研究の推進方策

昨年度の生理学的研究に加え、形態的な研究も加え、大動脈圧受容器からの情報が、神経筋接合部でシナプスする交感神経の収縮誘発反射を修飾することで筋力を調節する可能性を明らかにする。
また、これまでの研究で、老化ラットの交感神経では、運動神経をサポートする働きが衰えるだけでなく、単独で筋緊張をおこすようになることがわかっている。その仕組みを解明するため、筋収縮でおこる交感神経反射自体や圧受容器によるその修飾機能は維持されているのか、また神経筋接合部におけるアドレナリン作動性神経のシナプス前とシナプス後の機構が、老化により低下するのか、機能的および形態的研究で調べ、中枢神経系を含む交感神経の反射様式の変容によるものなのか、あるいは末梢の神経筋接合部の支配様式の変容が関与するのか、明らかにする。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sympathetic modulation of hindlimb muscle contractility is altered in aged rats2023

    • 著者名/発表者名
      Hotta Harumi、Iimura Kaori、Watanabe Nobuhiro、Suzuki Harue、Sugie Masamitsu、Shigemoto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33821-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insulin resistance induces earlier initiation of cognitive dysfunction mediated by cholinergic deregulation in a mouse model of Alzheimer’s disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Izuo, N., Watanabe, N., Noda, Y., Saito, T., Saido, T.C., Yokote, K., Hotta, H., Shimizu, T.
    • 雑誌名

      Aging Cell

      巻: 22 号: 11 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1111/acel.13994

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of gentle mechanical skin stimulation on subjective symptoms and joint range of motions in people with chronic neck and shoulder discomfort2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Nobuhiro、Nara Marina、Suzuki Shihoko、Sugie Masamitsu、Yamamoto Takao、Hotta Harumi
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 73 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s12576-023-00862-8

    • 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] Attenuation of widespread hypersensitivity to noxious mechanical stimuli by inhibition of GABAergic neurons of the right amygdala in a rat model of chronic back pain2022

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Ryota、Takahashi Yukari、Touj Sara、Hotta Harumi、Leblond Hugues、Kato Fusao、Piche Mathieu
    • 雑誌名

      European Journal of Pain

      巻: 26 号: 4 ページ: 911-928

    • DOI

      10.1002/ejp.1921

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Mild thermal stimulation of the buttock skin increases urinary voiding efficiency in anesthetized rats2022

    • 著者名/発表者名
      Iimura Kaori、Watanabe Nobuhiro、Hotta Harumi
    • 雑誌名

      Autonomic Neuroscience

      巻: 242 ページ: 103022-103022

    • DOI

      10.1016/j.autneu.2022.103022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maintenance of contractile force of the hind limb muscles by the somato-lumbar sympathetic reflexes.2021

    • 著者名/発表者名
      Harumi Hotta, Kaori Iimura, Nobuhiro Watanabe, Kazuhiro Shigemoto
    • 雑誌名

      The journal of physiological sciences

      巻: 71 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00799-w

    • 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
  • [雑誌論文] Influence of Intragastric Administration of Traditional Japanese Medicine, Ninjin’Yoeito, on Cerebral Blood Flow via Muscarinic Acetylcholine Receptors2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Nobuhiro、Iimura Kaori、Hotta Harumi
    • 雑誌名

      Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine

      巻: 2021 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2021/9930023

    • 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
  • [雑誌論文] Chronic Electrical Stimulation of the Superior Laryngeal Nerve in the Rat: A Potential Therapeutic Approach for Postmenopausal Osteoporosis2020

    • 著者名/発表者名
      Iimura Kaori、Watanabe Nobuhiro、Milliken Philip、Hsieh Yee-Hsee、Lewis Stephen J.、Sridhar Arun、Hotta Harumi
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 8 号: 9 ページ: 369-369

    • DOI

      10.3390/biomedicines8090369

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cerebral artery dilation during transient ischemia is impaired by mechanical barrier of amyloid β deposition around cerebral artery in Alzheimer’s disease model mice2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, N., Noda, Y., Iimura, K., Shimizu, T., Hotta, H.
    • 雑誌名

      J. Physiol. Sci.

      巻: 70 号: 1 ページ: 57-57

    • DOI

      10.1186/s12576-020-00785-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 皮質咀嚼野刺激による大脳皮質における血管拡張反応とそのメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      堀田 晴美、鈴木 はる江、井上 富雄
    • 雑誌名

      自律神経

      巻: 57 号: 4 ページ: 206-211

    • DOI

      10.32272/ans.57.4_206

    • NAID

      130007973235

    • ISSN
      0288-9250, 2434-7035
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 咽頭への刺激によって起こる甲状腺からのホルモン分泌とその神経性メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      飯村佳織, 渡辺信博, 鈴木はる江,堀田晴美
    • 雑誌名

      脳神経内科

      巻: 93 ページ: 329-335

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Involvement of the basal nucleus of Meynert on regional cerebral cortical vasodilation associated with masticatory muscle activity in rats.2019

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Suzuki H, Inoue T, Stewart M.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flow Metab

      巻: in press 号: 12 ページ: 2416-2428

    • DOI

      10.1177/0271678x19895244

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Dysregulation of the Autonomic Nervous System with Aging - An Approach from the Interaction with the Somatic Nervous System.2024

    • 著者名/発表者名
      Hotta H.
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会,北九州, 2024.3.28-30.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sympathetic modulation of hindlimb muscle contractility in young and aged rats.2023

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Watanabe N, Suzuki H.
    • 学会等名
      The International Association of Geriatrics and Gerontology (IAGG)/Asia-Oceania regional congress 2023, Yokohama, 2023.6.12-14.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Somato-autonomic reflex possibly related to the skeletal muscle homeostasis.2023

    • 著者名/発表者名
      Hotta H.
    • 学会等名
      International Scientific Acupuncture and Medicine Sy6-8.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sympathetic modulation of skeletal muscle contractility is altered by age and sex.2023

    • 著者名/発表者名
      堀田晴美, 飯村佳織, 渡辺信博, 鈴木はる江.
    • 学会等名
      第100回日本生理学会,京都, 2023.3.14-16.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 老齢ラットにおける後肢筋収縮力の交感神経性調節の変化.2023

    • 著者名/発表者名
      杉江正光, 渡辺信博, 鈴木はる江, 堀田晴美.
    • 学会等名
      第76回日本自律神経学会総会,さいたま,2023.10.28-29.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sympathetic regulation of skeletal muscle contractile force decreases with muscle atrophy in aged rats2022

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Iimura K, Watanabe N, Suzuki H, Shigemoto K
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋の恒常性維持における自律神経の役割と老化2021

    • 著者名/発表者名
      堀田晴美
    • 学会等名
      第74回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自律神経系による骨と筋のホメオスタシス2021

    • 著者名/発表者名
      堀田晴美
    • 学会等名
      第8回日本サルコペニア・フレイル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural regulation of cerebral microvasculature, and its association with mastication2021

    • 著者名/発表者名
      Hotta H
    • 学会等名
      第46回日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The somato-lumbar sympathetic nerve reflexes induced by tetanic contractions of the fast-contracting hindlimb muscles help to maintain its contractile force2021

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Iimura K, Watanabe N, Shigemoto K
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会(第126回日本解剖学会総会・全国学術集会との合同学会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Activation of the basal nucleus of Meynert and cortical vasodilation associated with cortically-induced mastication in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Suzuki H, Inoue T, Stewart M
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of the basal nucleus of Meynert on cerebral cortical vasodilation associated with mastication in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Hotta H, Suzuki H, Inoue T, Stewart M
    • 学会等名
      日本基礎老化学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 人体の構造と機能及び疾患.5章 加齢と疾患2024

    • 著者名/発表者名
      堀田晴美、渡辺信博
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      医歯薬出版
    • ISBN
      9784263266724
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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