加圧トレーニングによる骨格筋肥大の分子機構の解明と高齢者サルコペニアへの応用

• 研究課題/領域番号: 24300189
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 獨協医科大学 (2015); 東京大学 (2012-2014)
• 研究代表者: 中島 敏明 獨協医科大学, 医学部, 教授 (50227790)
• 連携研究者: 狩野 豊 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90293133)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: sarcopenia / anti-aging / muscle hypertrophy / Kaatsu training / rat skeletal muscle / 高齢者 / 筋蛋白質合成系 / ミトコンドリア / Sarcopenia / Anti-aging / Muscle hypertrophy / 筋酸素分圧 / 筋蛋白合成 / KAATSU training / mTOR / 筋タンパク合成

研究成果の概要

本研究は、加圧トレーニングの高齢者に対する筋肥大、筋力増強に対する効果とともに、ラット加圧モデルを用いて加圧トレーニングの筋肥大の分子機構につき解明することを目的とした。高齢者における低強度加圧トレーニングの筋力増強、筋肥大につき検討した。上肢あるいは下肢のトレーニングの効果、そして、負荷方法としては、マシンか、弾性バンドを使用した。さらに、ラット加圧モデルを用いて、急性の血流制限による筋酸素分圧に対する作用と筋蛋白質合成系に及ぼす影響について検討した。また、慢性の効果ならびにその分子機構につき検討した。加圧トレーニングは、高齢者のサルコペニア対策において有用な方法であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Repetitive restriction of muscle blood flow enhances mTOR signaling pathways in a rat model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Koide S, Yamasoba T, Obi S, Toyoda S, Sato Y, Inoue T, KanoY
  • 雑誌名: Heart Vessels 巻: Ｉｎ ｐｒｅｓｓ 号: 10 ページ: 1685-1695
  • DOI: 10.1007/s00380-016-0801-6
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of low-load, elastic band resistance training combined with blood flow restriction on muscle size and arterial stiffness in older adults. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Uchida Y, Koshi H, Iida H, Masamune K, Yamasoba T, Sato Y, Nakajima T.
  • 雑誌名: The Journals of Gerontology, Series A: Biological Sciences 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 950-958
  • DOI: 10.1093/gerona/glu084
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of detraining after blood flow restricted elastic band training on muscle adaptations and arterial stiffness in older adults. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Iida H, Nakajima T.
  • 雑誌名: SpringerPlus 巻: 4 号: 1 ページ: 348-348
  • DOI: 10.1186/s40064-015-1132-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of low-load resistance exercise to volitional exhaustion on muscle swelling: Comparison of blood flow restriction and non-blood flow restriction. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Iida H, Nakajima T.
  • 雑誌名: European Journal of Applied Physiology 巻: 115 号: 5 ページ: 919-926
  • DOI: 10.1007/s00421-014-3073-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relationship between chronotropic incompetence and β-blockers based on changes in chronotropic response during cardiopulmonary exercise testing. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano N, Takano H, Fukuda T, Kikuchi H, Oguri G, Fukumura K, Iwasawa K, Nakajima T.
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology Heart & Vessels 巻: 6 ページ: 12-18
  • DOI: 10.1016/j.ijcha.2014.11.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Angiogenic potential of early and late outgrowth endothelial progenitor cells is dependent on the time of emergence. (2015)
  • 著者名/発表者名: Minami Y, Nakajima T, Ikutomi M, Morita T, Komuro I, Sata M, Sahara M.
  • 雑誌名: Int J Cardiol 巻: 186 ページ: 305-314
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2015.03.166
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Diverse Contribution of Bone Marrow-derived Late-outgrowth Endothelial Progenitor Cells to Vascular Repair under Pulmonary Arterial Hypertension and Arterial Neointimal Formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikutomi M, Sahara M, Nakajima T, Minami Y, Morita T, Hirata Y, Komuro I, Nakamura F, Sata M.
  • 雑誌名: J Mol Cell Cardiol. 巻: 82 ページ: 121-135
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2015.07.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Thermo-sensitive Transient Receptor Potential Vanilloid (TRPV) Channels Regulate IL-6 Expression in Mouse Adipocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi H, Oguri G, Yamamoto Y, Takano N, Tanaka T, Takahashi M, Nakamura F, Yamasoba T, Komuro I, Obi S, Nakajima, T.
  • 雑誌名: Cardiovascular Pharmacology 巻: 4 号: 04 ページ: 4-4
  • DOI: 10.4172/2329-6607.1000156
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 心臓リハビリテーションの費用効用分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原湖南、福村和也、小林廉毅、小室一成、中島敏明
  • 雑誌名: 心臓リハビリテーション (JJCR) 巻: 20
  • NAID: 40021137419
  • 査読あり
• [雑誌論文] 先制予防を可能にする実践的試み：加圧トレーニング。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、福村和也、安田智洋
  • 雑誌名: 心臓リハビリテーション（JJCR）20: 51-55, 2015. 巻: 20 ページ: 51-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Muscle size and arterial stiffness after blood flow-restricted low-intensity resistance training in older adults. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Y, Fukumura K, Fukuda T, Uchida Y, Iida H, Meguro M, Sato Y, Yamasoba T, Nakajima T.
  • 雑誌名: Scand J Med Sci Sports 巻: 24 号: 5 ページ: 799-806
  • DOI: 10.1111/sms.12087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of low-intensity, elastic band resistance exercise combined with blood flow restriction on muscle activation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Fukuda T, Iida H, Imuta H, Sato Y, Yamasoba T, Nakajima T.
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 巻: 24 ページ: 55-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of detraining after blood flow restricted low-intensity training on muscle size and strength in older adults (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Sato Y, Yamasoba T, Nakajima T
  • 雑誌名: Aging Clinical and Experimental Research 巻: (in press) 号: 5 ページ: 561-564
  • DOI: 10.1007/s40520-014-0208-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hemostatic and inflammatory responses to blood flow-restricted exercise in patients with ischemic heart diseases : a pilot study. (2013)
  • 著者名/発表者名: Madarame H, Kurano M, Fukumura K, Fukuda T, Nakajima T
  • 雑誌名: Clin Physiol Funct Imaging 巻: 33 号: 1 ページ: 11-17
  • DOI: 10.1111/j.1475-097x.2012.01158.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiac rehabilitation increases exercise capacity with a reduction of oxidative stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Kurano M, Fukumura K, Yasuda T, Iida H, Morita T, Yamamoto Y, Takano N, Komuro I, Nakajima T.
  • 雑誌名: Korean Circ J. 巻: 43 号: 7 ページ: 481-487
  • DOI: 10.4070/kcj.2013.43.7.481
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of intracellular Ca^<2+> after muscle contractions and direct Ca^<2+> injection in rat skeletal muscle in diabetes (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Eshima, Yoshinori Tanaka, Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, Toshiaki Nakajima, David C. Poole, and Yutaka Kano
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 15;305(6) 号: 6 ページ: R610-R618
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00023.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of low-intensity, elastic band resistance exercise combined with blood flow restriction on muscle activation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Fukuda T, Iida H, Imuta H, Sato Y, Yamasoba T, Nakajima T.
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 55-61
  • DOI: 10.1111/j.1600-0838.2012.01489.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiac rehabilitation decreases plasma pentraxin 3 in patients with cardiovascular diseases. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Kurano M, Iida H, Takano H, Tanaka T, Yamamoto Y, Ikeda K, Nagasaki M, Monzen K, Uno K, Kato M, Shiga T, Maemura K, Matsuda N, Yamashita Y, Hirata Y, Nagai R, Nakajima T.
  • 雑誌名: Eur J Prev Cardiol 巻: 19 号: 6 ページ: 1393-1400
  • DOI: 10.1177/1741826711422990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cardiac output response to exercise in chronic cardiac failure patients Role of stroke volume. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Matsumoto A, Kurano M, Takano H, Iida H, Morita T, Yamashita H, Hirata Y, Nagai R, Nakajima T.
  • 雑誌名: Int Heart J 巻: 153 ページ: 1293-298
  • 査読あり
• [学会発表] Skeletal Muscle Hypertrophy Induced by Novel KAATSU Rehabilitation and Prevention of Sarcopenia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T
  • 学会等名: KAATSU International Symposium 2015
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 2015-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 血流制限下の電気刺激によるトレーニングによるラット骨格筋各種蛋白発現に及ぼす効果について (2015)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、安田智洋、狩野豊
  • 学会等名: 第21回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-07-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 温熱刺激は骨格筋細胞でのインターロイキン６と熱ショック蛋白90αの産生を増大する。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小尾正太郎、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第21回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-07-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 加圧トレーニングの体組成、動脈硬化指標におよぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堤博美、宮内拓史、高尾奈那、川口紗苗、那須加奈子、坂田和房、中島敏明、佐藤義昭、木村穣
  • 学会等名: 第21回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2015-07-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chronic isometric electrical stimulation under blood flow restriction enhances MCT1, GLUT4, and PGC1α protein expression in rat KAATSU model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Tomaru T, Kano Y
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effects of methyglyoxal on human cardiac fibroblast: Roles of transient receptor potential ankyrin 1 (TRPA1) channels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oguri A, Nakajima T, Yamamoto Y, Kikuchi H, Takano N, Tanaka T, Komuro I
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Thermo-sensitive transient receptor potential vanilloid (TRPV) channels regulate IL-6 expression in mouse adipocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi H, Nakajima T, Oguri G, Yamamoto Y, Takano N, Tanaka T, Takahashi M, Morita T, Nakamura F, Komuro I.
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effect of elastic-band resistance training combined with blood flow restriction on muscle performance and vascular function in older adults. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Tomaru T, Nakajima T
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Arterial stiffness is increased in patients with age-related macular degeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomaru T, Nakajima T, Tsutsumi T.
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Abnormal frequency power within QRS complex in ischemic cardiomyopathy with ventricular arrhythmia and implications of its causes from computer simulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano N, Tsutsumi T, Okamoto Y, Takano H, Iwasawa K, Tomaru T, Suzuki H, Nakajima T
  • 学会等名: 第79回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] パネルディスカッション 加圧トレーニングの臨床応用効果と基礎的研究。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第33回日本臨床運動療法学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-10
• [学会発表] Skeletal Muscle Hypertrophy Induced by Novel KAATSU Rehabilitation and Prevention of Sarcopenia (Invited Lecture). (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Koide S, Sato Y, Morita T, Tomaru T, Kano Y.
  • 学会等名: International Academy of Cardiology Annual Scientific Sessions 2014 19th World Congrss on Heart Disease
  • 発表場所: Boston, MA, USA)
  • 年月日: 2014-07-25 – 2014-07-28
  • 招待講演
• [学会発表] Repetitive Application of Restriction of Muscle Blood Flow Enhances mTOR Signaling Pathways in a Rat Model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Koide S, Sato Y, Tomaru T, Kano Y.
  • 学会等名: International Academy of Cardiology Annual Scientific Sessions 2014 19th World Congrss on Heart Disease
  • 発表場所: Boston, MA, USA.
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-28
• [学会発表] ）シンポジウム２：日本心臓リハビリテーション学会２０周年特別企画２．先制予防を可能にする実践的試み。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第20回日本心臓リハビリテーション学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-20
• [学会発表] パネルディスカッションポジウム８。心疾患患者に対する加圧トレーニングの理論と実践。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第20回日本心臓リハビリテーション学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-20
• [学会発表] 血流制限下トレーニングは、骨格筋GLUT4及びMCT1タンパクの発現を亢進する：ラット加圧モデルによる検討。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、安田智洋、小出誠一郎、佐藤義昭、狩野豊。
  • 学会等名: 第20回日本心臓リハビリテーション学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-20
• [学会発表] 血流制限下のセラバンドトレーニングと脱トレーニングが高齢者の筋サイズ、筋力と血管機能に及ぼす影響。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田智洋、福村和也、飯田陽子、輿日登美、佐藤義昭、中島敏明
  • 学会等名: 第20回日本心臓リハビリテーション学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-20
• [学会発表] シンポジウム０６(運動にアンチエイジング効果はあるか？) 加圧トレーニングの効果。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪、国際会議場
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] Muscle size and arterial compliance after blood flow-restricted low-intensity resistance training in olderly adults. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Fukumura K, Fukuda T, Uchida Y, Iida H, Ohtsuka T, Chujo Y, Meguro M, Sato Y, Nakajima T.
  • 学会等名: The 60th American College of Sports Medicine
  • 発表場所: Indianapolis, Indiana, USA
• [学会発表] Repetitive restriction of muscle blood flow enhances mTOR signalingpathways in rat Kaatsu model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Koide S, Takano N, Sato Y, Kano T.
  • 学会等名: The 60th American College of Sports Medicine
  • 発表場所: Indianapolis, Indiana, USA
• [学会発表] Repetitive restriction of muscle blood flow enhances mTOR signaling pathways in a rat model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Koide S, Sato Y, Takano N, Yamasoba T, Komuro I, Kano Y.
  • 学会等名: The Scientific Sessions, American Heart Association
  • 発表場所: Dallas, Texas, USA
• [学会発表] イブニングセミナー 加圧トレーニングの理論と実践 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第86回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: 広島グリーンアリーナリーガロイヤルホテル、広島
  • 招待講演
• [学会発表] 加圧除圧刺激による筋蛋白質合成系mTORの活性化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、安田智洋、小出誠一郎、高野奈美、佐藤義昭、小室一成、狩野豊
  • 学会等名: 第19回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
• [学会発表] 心臓病患者におけるエラスティクバンドを用いた低強度加圧レジスタンス運動の筋活動に及ぼす効果。 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田平、安田智洋、福村和也、飯田陽子、佐藤義昭、小室一成、中島敏明
  • 学会等名: 第19回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
• [学会発表] 血流制限下の低強度筋力トレーニングが高齢者の筋サイズ、筋力、血管機能に及ぼす影響。 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田智洋、福村和也、福田平、飯田陽子、内田佑介、目黒美葉、佐藤義昭、小室一成、 中島敏明
  • 学会等名: 第19回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
• [学会発表] 糖尿病骨格筋におけるCa2+制御タンパク質の変化。 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃，小出誠一郎， 中島敏明，狩野豊
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会学術集会
  • 発表場所: 日本教育会館・学術総合センター、東京
• [学会発表] 運動中の筋酸素分圧および肥大因子活性に及ぼす血流制限の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小出誠一郎，須藤みず紀，佐藤義昭，安田智洋，中島敏明、 狩野豊
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会学術集会
  • 発表場所: 日本教育会館・学術総合センター、東京
• [学会発表] 中高年者における運動中の心拍出係数、１回拍出係数の動態の検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田平、松本晃裕、蔵野美葉、安田智洋，飯田陽子、森田敏宏、中島敏明
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会学術集会
  • 発表場所: 日本教育会館・学術総合センター、東京
• [学会発表] 長期ディトレーニングが加圧トレーニング後の筋力、筋サイズに及ぼす影響。 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田智洋，福村和也、中島敏明
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会学術集会
  • 発表場所: 日本教育会館・学術総合センター、東京
• [学会発表] Repetitive Restriction of Muscle Blood Flow Enhances mTOR Signaling Pathways in Rat KAATSU Model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Takano N, Koide S, Sato Y, Kano Y
  • 学会等名: 第77回日本循環器学会総会・学術集会
  • 発表場所: 横浜 パシフィコ横浜
• [学会発表] 加圧トレーニングと臨床効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第12回日本再生医療学会総会 ランチョンセミナー
  • 発表場所: 横浜 パシフィコ横浜(招待講演)
• [学会発表] 運動中の筋酸素分圧、発揮張力、肥大因子タンパク発現に及ぼす血流制限の影響:ラット加圧モデルによる検討。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小出誠一郎、狩野豊、須藤みず紀、安田智洋、高野奈美、佐藤義昭、中島敏明
  • 学会等名: 第18回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 大宮 大宮ソニックシティ
• [学会発表] 運動中の筋酸素分圧動態に及ぼす血流制限の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小出誠一郎, 狩野豊, 須藤みず紀, 佐藤義昭, 安田智洋, 中島敏明
  • 学会等名: 第67回日本体力医学会学術集会
  • 発表場所: 岐阜 長良川国際会議場
• [学会発表] ラット加圧モデルにおけるmTORシグナルへの影響について
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第6回東京アンチエイジングアカデミー
  • 発表場所: キアラ東京、東京
  • 招待講演
• [図書] 加圧トレーニングの効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 出版者: 循環器内科 Cardiology
• [図書] トッピクス2.加圧トレーニングと心臓リハビリテーション(まとめ) (2013)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 出版者: 日本心臓リハビリテーション(JJCR)