運動ストレスによる海馬神経細胞変性の要因解析。

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05680084
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 藤墳 規明 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60101268)
• 研究分担者: 河上 敬介 名古屋大学, 医療短期大学部, 助手 (60195047) ; 村上 太郎 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (10252305) ; 吉村 篤司 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (70159234)
• キーワード: ラット海馬体 / 神経細胞変性 / トレーニング / 低酸素 / 低グルコース / マイクロダイアリシス / X線解析

研究概要

この研究は、運動選手が日常行っているものに近い激しい運動トレーニングが中枢神経系に及ぼす影響について、記憶や情動行動に関与すると同時に各種ストレスに対して障害を受け易すいとされている海馬体神経細胞を対象に多角的な検討を加え、中枢神経機能から見た効果的練習法の開発に貢献する目的で3年間の継続的研究を計画した。
平成5度においては、60-70%VO_2max強度の持久的運動(2-3時間の水泳及びトレッドミル走)をラットに負荷した時の海馬体神経細胞に及ぼす効果を組織化学的手法を用いて検討した。その結果、低酸素や低グルコース条件に暴露した時に観察される神経細胞変性に似た所見を得た。そこで、平成6年度には、ラットに持久的水泳運動を負荷した時の細胞外酸素分圧とグルコース濃度の変動を調べた。その結果、運動負荷後に、両測定項目とも安静時の値の約60%以下の低い値まで低下し、その値がかなり長時間続くことを明らかにした。これらの結果から、運動性細胞変性が、これまで、虚血性疾患や強度ストレス等による海馬体神経細胞の変性において予測されているC_a説により説明できる可能性が示唆された。すなわち、持久的運動負荷により特に血管密度の低い海馬体領域において、神経細胞膜のNMDA受容体を活性化し細胞内C_a濃度を高めるとされている低酸素や低グルコース状態が生起し、この高C_aが細胞内の各種タンパク分解酵素を活性化し、細胞内骨格タンパクの分解を誘導するという仮説である。更にこの点を検討するため、ラットに持久的運動を負荷し、運動前と運動後の海馬アンモン角錐体神経細胞内のC_a濃度をX線分析的手法を用い検索した。その結果、運動後に細胞内C_a濃度が上昇することを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Fujitsuka,N.: "Recruitment patterns of mouse intrafusal fibers during prolonged swimming" Alpha and Gamma Motor Systems. 1. - (1995)
• [文献書誌] Banks,R.: "The sensory and motor innervation of the abductor digiti medius muscle of the cat." Alpha and Camma Motor Systems. 1. - (1995)
• [文献書誌] Fujitsuka,N.: "Extracellular P02 and glucose in the hippocampal region during endurance exercise." Abtract of Ist World Congress of High Altitude Medicine and Physiology. 123- (1994)
• [文献書誌] 石黒,寛: "水泳運動負荷後のラット海馬アンモン角CA3錐体細胞内C_aのX線分析" 名古屋工業大学紀要. 46. 265-270 (1994)
• [文献書誌] Murakami,T.: "Enzymatic and genetic adaptation of soleus muscle mitochondria to physical training" American Journal Physiology. (未). - (1995)
• [文献書誌] Murakami,T.: "Differenct adaptation to endurance training between heart and gastrocnemius muscle mitochondria in rats." Bioch.Molec.Biol.Internat.30. 388-392 (1994)