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2015 年度 実績報告書

ヒトの睡眠時エネルギー代謝に関する時系列解析を用いた検討

研究課題

研究課題/領域番号 13J40009
研究機関筑波大学

研究代表者

緒形 ひとみ  筑波大学, 体育系, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードエネルギー代謝 / 時系列解析 / 時計遺伝子
研究実績の概要

平成27年度は、以前から取り組んできたヒトの主要なエネルギー消費量の一つである「食事誘発性熱産生」の算出方法に関する論文がようやく雑誌にアクセプトされた年であった。従来までの算出方法では、絶食時のエネルギー消費量と比較する必要があったり、細かな身体活動量を考慮しない推定方法で食事誘発性熱産生の算出が行われていたが、今回通常の日常生活を送る中で、積分した身体活動量とエネルギー消費量の相関を求めて食事誘発性熱産生を算出する方法を新しく提案した。また、毎日の走行距離を周波数解析することにより、極端な食事制限を行った雌ラットの性周期に乱れが生じることを報告し、過度のトレーニングを行うことによって女性アスリートの選手生命に大きな影響を及ぼす3つの兆候(摂食障害、運動性無月経、骨粗鬆症)につながる動物モデルとして報告した。
また、所属している運動栄養学研究室で数年前から運動強度や対象者を厳密に規定し、1日のエネルギー摂取量とエネルギー消費量のバランスを保つことによって、「等しい運動量でも、運動を実施するタイミングによって1日の脂質酸化量が異なる」という結果が得られた。我々が着目した、長距離ランナーが日々トレーニングとして実施している“朝食前”という長時間絶食後に運動を行うことによって、同じ運動量でも脂質酸化量を大きく増やすことができる可能性が示唆された。

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

ヒトの睡眠時エネルギー代謝に、日中の身体活動だけでなく栄養素を含めたエネルギー摂取量、そして深部体温や時計遺伝子発現の振幅や位相も関係していることは明らかである。そのため、非侵襲的に採取可能な唾液を用い、唾液中の時計遺伝子発現を測定し、エネルギー代謝に関係する生理学的パラメータの時系列解析の一つに加えようと考え、唾液からRNAを抽出し、遺伝子発現を測定する実験系を確立させた。今年度は実際に日長が安定している4月~10月までの間に3名の被験者を対象として測定を行った。来年度はさらに被験者数を増やして測定を行う予定である。また、唾液から抽出したRNAの妥当性を検証するため、現在唾液と同時刻に血液を採取し、血液中のRNAの動きと同じなのか否かを検討している。
抽出したRNAがインタクトか否かは、専用の分析装置であるバイオアナライザを用いて評価し、唾液の採取方法を工夫することによってインタクトなRNAの抽出が行えるようになった。また、抽出したRNAはリアルタイムPCRを用いて発現量を定量し、先行研究で報告されているような時計遺伝子には日内変動のリズムがあることを確認した。
また、睡眠中の脳波解析については、従来から行ってきた周波数解析に加えて、R&Kで判定されるレムとノンレムという睡眠段階に分けて解析し、累積して評価する方法を習得した。この方法を用いることにより、睡眠寝具の違いによる睡眠構造の違いや、睡眠時無呼吸症候群の治療として用いられるマウスピースの有り無しでの睡眠構造の違いについて、今まで以上に細かく解析できる可能性が示唆された。
さらに、筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構の先生方ともコンタクトをとるようになり、以前と比べて医学的な立場、さらに動物実験を行っている立場からさまざまなアドバイスをもらって研究を遂行できる環境になってきた。

今後の研究の推進方策

今後の方針としては、血液(白血球)から抽出したRNAが、顆粒球由来なのかリンパ球由来なのかといった白血球のポピュレーションを検討するとともに、被験者を追加して国内外の学会発表を行うと同時に、投稿論文を作成する予定である。
また、睡眠中の脳波解析について、睡眠構造ごとに分類して累積パワーについて比較する方法を検討中である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A novel approach to calculating the thermic effect of food in a metabolic chamber2016

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Ogata, Fumi Kobayashi, Masanobu Hibi, Shegeho Tanaka, Kumpei Tokuyama
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 4 ページ: e12717

    • DOI

      doi: 10.14814/phy2.12717

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The preventive effect of calcium supplementation on weak bones caused by the interaction of exercise and food restriction in young female rats during the period from acquiring bone mass to maintaining bone mass2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Aikawa, Umon Agata, Yuya Kakutani, Shoyo Kato, Yuichi Noma, Satoshi Hattori, Hitomi Ogata, Ikuko Ezawa, Naomi Omi
    • 雑誌名

      Calcif Tissue Int.

      巻: 98 ページ: 94-103

    • DOI

      doi: 10.1007/s00223-015-0067-5.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exercise increases 24-h fat oxidation only when it is performed before breakast2015

    • 著者名/発表者名
      Kaito Iwayama, Reiko Kurihara, Yoshiharu Nabekura, Ryosuke Kawabuchi, Insung Park, Masashi Kobayashi, Hitomi Ogata, Momoko Kayaba, Makoto Satoh, Kumpei Tokuyama
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 2 ページ: 2003-2009

    • DOI

      doi: 10.1016/j.ebiom.2015.10.029.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transient energy deficit induced by exercise increases 24 h fat oxidation in young trained men2015

    • 著者名/発表者名
      Kaito Iwayama, Ryosuke Kawabuchi, Insung Park, Reiko Kurihara, Masashi Kobayashi, Masanobu Hibi, Sachiko Oishi, Koichi Yasunaga, Hitomi Ogata, Yoshiharu Nabekura, Kumpei Tokuyama
    • 雑誌名

      J Appl Physiol

      巻: 118 ページ: 80-85

    • DOI

      doi: 10.1152/japplphysiol.00697.2014.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The interaction of voluntary running exercise and food restriction induces low bone strength and low bone mineral density in young female rats2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Aikawa, Umon Agata, Yuya Kakutani, Michito Higano, Satoshi Hattori, Hitomi Ogata, Ikuko Ezawa, Naomi Omi
    • 雑誌名

      Calcif Tissue Int.

      巻: 97 ページ: 90-99

    • DOI

      doi: 10.1007/s00223-015-0005-6.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Blood glucose threshold is not consistent with lactate threshold by different evaluation methods2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuteru Nakamura, Yasuo Sengoku, Hitomi Ogata, Koichi Watanabe, Yusuke Shirai, Yoshiharu Nabekura
    • 雑誌名

      Adv. Exerc. Sports Physiol

      巻: 21 ページ: 17-24

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高炭水化物、または高脂肪の夕食が睡眠の深さに与える影響-周波数解析を用いた検討-2015

    • 著者名/発表者名
      矢島克彦、緒形ひとみ、徳山薫平
    • 雑誌名

      東京聖栄大学紀要

      巻: 1 ページ: 1-8

    • 査読あり
  • [学会発表] 運動実施時間帯の違いが血中脂肪酸組成に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      岩山海渡、小川彩音、萱場桃子、安藤啓、朴寅成、丹治史弥、緒形ひとみ、鍋倉賢治、山本公平、徳山薫平
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館(和歌山県和歌山市)
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] 運動前のイソマルチュロース含有ドリンク摂取が血糖および脂質代謝に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      服部聡志、野口彩花、笹川克己、石川修平、緒形ひとみ、麻見直美
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館(和歌山県和歌山市)
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] イソマルチュロース含有ドリンクの摂取が漸増負荷運動時の脂質代謝動態に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      服部聡志、野口彩花、笹川克己、石川修平、緒形ひとみ、麻見直美
    • 学会等名
      第23回日本運動生理学会
    • 発表場所
      日本体育大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      2015-07-25 – 2015-07-26
  • [学会発表] Exercise acts as fat burning pill if it is taken before breakfast2015

    • 著者名/発表者名
      Kaito Iwayama, Yoshiharu Nabekura, Reiko Kurihara, Ryousuke Kawabuchi, Insung Park, Hitomi Ogata, Ayane Ogawa, Momoko Kayaba, Akira Ando, Kumpei Tokuyama
    • 学会等名
      Cell Symposia: Exercise Metabolism
    • 発表場所
      Amsterdam(The Netherlands)
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-14
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient energy deficit after exercise performed in a postabsorptive state increases 24-h fat oxidation2015

    • 著者名/発表者名
      Kaito Iwayama, Ryosuke Kawabuchi, Insung Park, Reiko Kurihara, Kazuteru Nakamura, Masashi Kobayashi, Sachiko Oishi, Masanobu Hibi, Koichi Yasunaga, Hitomi Ogata, Yoshiharu Nabekura, Naomi Omi, Kumpei Tokuyama
    • 学会等名
      ACSM's 62nd Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego(USA)
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of repeated supplementation with alanine and proline and interval training on the post-exercise muscle glycogen accumulation2015

    • 著者名/発表者名
      Chika Maehara, Yuuki Endou, Hitomi Ogata, Naomi Omi
    • 学会等名
      12th Asian Congress of Nutrition (ACN)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Preventive effects of calcium and/or glucose supplementation on reducing bone fragility in a rat model of the female athlete triad2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Aikawa, Umon Agata, Yuya Kakutani, Shoyo Kako, Yuichi Noma, Satoshi Hattori, Hitomi Ogata, Naomi Omi
    • 学会等名
      12th Asian Congress of Nutrition (ACN)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient deficit in energy and carbohydrate increases 24-h fat oxidation.2015

    • 著者名/発表者名
      Kaito Iwayama, Nana Kurosawa, Hitomi Ogata, Momoko Kayaba, Insung Park, Katushiko Yajima, Fumi Kobayashi, Kazuteru Nakamura, Maki Sato, Naomi Omi, Masanobu Hibi, Sachiko Oishi, Koichi Yasunaga, Kumpei Tokuyama
    • 学会等名
      12th Asian Congress of Nutrition (ACN)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-dependent changes in the glycogen levels of skeletal muscle and liver after exercise in a rat model2015

    • 著者名/発表者名
      Shoyo Kako, Chika Maehara, Hitomi Ogata, Naomi Omi
    • 学会等名
      12th Asian Congress of Nutrition (ACN)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [学会発表] The variation of substrate oxidation during sleep adjusted for sleep stage in young adults2015

    • 著者名/発表者名
      Momoko Kayaba, Insung Park, Kaito Iwayama, Hitomi Ogata, Katsuhiko Yajima, Masanobu Hibi, Sachiko Oishi, Koichi Yasunaga, Makoto Satoh, Kumpei Tokuyama
    • 学会等名
      12th Asian Congress of Nutrition (ACN)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • 国際学会
  • [図書] 食事が睡眠に及ぼす影響-エネルギー代謝の観点から-(臨床栄養)2015

    • 著者名/発表者名
      緒形ひとみ、杤久保修、山下裕也、渡辺修一郎、熊谷修、今井具子、岩佐一、安藤進、荒川純子、堀川千嘉、矢吹清隆、笠岡誠一、高橋加代子、井上嘉文、雨海照祥
    • 総ページ数
      111(14-15)
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社

URL: 

公開日: 2016-12-27  

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