心大血管疾患患者の筋萎縮、サルコペニアとその対策としての新規リハビリ法の検討

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H03203
• 研究機関: 獨協医科大学
• 研究代表者: 中島 敏明 獨協医科大学, 医学部, 教授 (50227790)
• 研究分担者: 井上 晃男 獨協医科大学, 医学部, 教授 (20168454) ; 福田 宏嗣 獨協医科大学, 医学部, 教授 (70526269) ; 豊田 茂 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80332998) ; 柴崎 郁子 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80438689)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: sarcopenia / muscle atrophy / cardiovascular disease / heat stress / hypoxia / waon therapy / kaatsu training / biomarker

研究実績の概要

臨床研究:心大血管疾患患者における筋萎縮,サルコペニア評価と筋萎縮,サルコペニアに関連する血液バイオマーカーについて検討した。20種類の検討では、アディポネクチン、GDF-15、IGF-1, TNFα、さらに、カルニチンの中のacylcarnitineが、筋力低下、サルコペニアと密接に関連していることが判明した。miRNA は血液中に分泌され、タンパクの転写、翻訳を制御するが、いくつかのmiRNAを検討した結果, miR-21が心房の線維化に関連していることは判明したが、心大血管疾患患者のサルコペニアとの関連に関しては、今後のさらなる詳細な検討が必要と思われた。
基礎研究：1. 温熱刺激のin vitro及びin vitro研究 マウス筋芽細胞を42℃に30分以上さらすとPKCと熱ショック因子1（HSFC1）のリン酸化レベルおよびHSP70のmRNAとタンパク発現レベルは増加した。TRPV1、カルモジュリン、PKC、およびHSF1の阻害剤ならびにTRPV1のsiRNAは、これらの熱応答を減少させた。また、細胞に42℃の温熱刺激を2時間負荷するとAkt/mTOR/4E-BP1及びS6K1のリン酸化が増大した。さらに、温熱刺激42℃ １時間を2週間与えたラットでは有意な筋重量の増加が認められた。
2. 血流制限モデルラット(加圧ラット）における低強度電気刺激の筋肥大効果の分子的機序の検討 筋酸素分圧 (PmvO2) は30Hzの低強度の収縮とともに一過性に減少したが、血流制限下では,高度の低酸素環境を誘発し,最大（100Hz）収縮の場合よりもPmvO2をより減少させた。血流制限下での電気刺激では、筋蛋白質合成系のmTORシグナル系であるS6の活性化応答が亢進するとともに、低強度電気刺激単独あるいは血流制限のみに比し有意な筋肥大がみられた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Muscle hypertrophy following blood flow-restricted, low-force isometric electrical stimulation in rat tibialis anterior: role for muscle hypoxia (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakajima Toshiaki、Koide Seiichiro、Yasuda Tomohiro、Hasegawa Takaaki、Yamasoba Tatsuya、Obi Syotaro、Toyoda Shigeru、Nakamura Fumitaka、Inoue Teruo、Poole David C.、Kano Yutaka
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 125 ページ: 134～145
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00972.2017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of serum concentrations of irisin and the adipokines adiponectin and leptin with epicardial fat in cardiovascular surgery patients (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneda Hiroyuki、Nakajima Toshiaki、Haruyama Akiko、Shibasaki Ikuko、Hasegawa Takaaki、Sawaguchi Tatsuya、Kuwata Toshiyuki、Obi Syoutarou、Arikawa Takuo、Sakuma Masashi、Amano Hirohisa、Toyoda Shigeru、Fukuda Hirotsugu、Inoue Teruo
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0201499
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0201499
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stroke work progressively increased until maximal exercise in long distance runners, but plateaued at submaximal exercise in sprinters. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Matsumoto A, Kurano M, Nagahama H, Nakajima T
  • 雑誌名: J Phys Fitness Sports Med 巻: 7 ページ: 103～112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum adiponectin and TNFα concentrations are closely associated with epicardial adipose tissue fatty acid profiles in patients undergoing cardiovascular surgery (2018)
  • 著者名/発表者名: Sawaguchi S, Nakajima T, Hasegawa T, Shibasaki I, Kaneda T, Obi S, Kuwata T, Sakuma M, Toyoda S, Ohni M, Abe S, Fukuda H, Inoue T.
  • 雑誌名: IJC Heart & Vasculature 巻: 18 ページ: 86～95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microvascular endothelial function in patients with obstructive sleep apnea syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Arikawa T, Toyoda S, Miyamoto M, Suzuki K, Nakajima I, Saito F, Watanabe R, Kaneda HFukuda R, Sakuma M, Tokoi S, Abe S, Nakajima T, Inoue T.
  • 雑誌名: Vasc Fail 巻: 2 ページ: 53～58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat induces myogenic transcription factors of myoblast cells via transient receptor potential vanilloid 1 (Trpv1) (2018)
  • 著者名/発表者名: Obi Syotaro、Nakajima Toshiaki、Hasegawa Takaaki、Nakamura Fumitaka、Sakuma Masashi、Toyoda Shigeru、Tei Chuwa、Inoue Teruo
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 9 ページ: 101～113
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12550
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Combination of KAATSU training® and BCAA intake for a patient after aortic valve replacement surgery: A case study. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ooshima A, Ishizaka Y, Katayanagi S, Arakawa C, Takahashi R, Nozawa N, Mizushima Y, Matsumoto K, Sawaguchi T, Haruyama A, Toyoda S, Ogawa H, Shibasaki I, Yagi H, Yamaguchi S, Uematsu A, Yasuda T, Sato Y, Fukuda H, Inoue T, Nakajima T.
  • 雑誌名: Int J KAATSU Training Res 巻: 12 ページ: 1～4
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大動脈弁置換術後に“加圧トレーニングR”とBCAA の摂取を併用し良好な経過が得られた1例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大島杏奈，石坂勇人，片柳聡，荒川智江，髙橋玲子，野澤直広，水嶋優太，松本和久，豊田茂，春山亜希子，澤口達也，柴崎郁子，小川博永，八木博，山口すおみ，植松梓，安田智洋，佐藤義昭，福田宏嗣，井上晃男，
  • 雑誌名: 日本加圧トレーニング学会雑誌 巻: 8 ページ: 1～6
  • 査読あり
• [学会発表] 心大血管手術患者におけるアディポネクチン、レプチン濃度と心外膜脂肪量との関連 (2019)
  • 著者名/発表者名: 。金田宇行、中島敏明、春山亜希子、柴崎郁子、豊田茂、福田宏嗣、井上晃男
  • 学会等名: 第53回日本成人病（生活習慣病）学会
• [学会発表] 心臓血管外科リハビリテーションの新たなる試み加圧トレーニングの臨床応用とその効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小川 博永 桐谷 ゆり子, 関 雅弘, 武井 祐介, 手塚 雅博, 緒方 孝治, 柴崎 郁子, 福田 宏嗣, 澤口 達也, 中島 敏明
  • 学会等名: 第49回日本心臓血管学会学術総会（
• [学会発表] Effects of low-intensity resistance training under blood flow restriction on skeletal muscle size and its safety in cariovascular surgery patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Ogawa H, Nakajima T, Toyoda S,Inoue T, Shibasaki I, Fukuda H.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Clinical usefulness of new R-R interval analysis using heart rate sensor WHS-1 to identify sleep apnea syndrome. (2019)
  • 著者名/発表者名: Arikawa T, Nakajima T,Toyoda T, Tsutsumi T, Kaneda H, Haruyama A, Inoue T, Matsui T, Nakata A
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Heat increases protein synthesis system and muscle transcription factors of myoblast cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Obi S, Inoue T, Nakajima T
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Association of serum concentrations of irisin and the adipokines, adiponectin and leptin with epicardial fat in cardiovascular patients. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneda H, Nakajima T, Haruyama A, Kuwata T, Obi S, Arikawa T, Sakuma M, Amano Y, Toyoda S, Fukuda H, Inoue T
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Prediction of acute phase complications in patients with infectious endocarditis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito H, Toyoda S, Arikawa T, Inami H, Kaneda H, Kaneya T, Abe S, Nakajima T, Inoue T.
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] 外来心臓リハビリテーション患者の背景因子とQOLの現状 (2019)
  • 著者名/発表者名: 千原恵美子、福地麻紀子、笠原佐友利、大関瞳、白井千貴、船橋智子、乾寛美、中島敏明
  • 学会等名: 第83回日本循環器学会総会・学術集会
• [学会発表] Low-Intensity Electrical Stimulation Combined with Moderate Blood Flow Restriction Enhances MCT1 and Mitochondrial Biogenesis in Rat Skeletal Muscle: Role of PGC-1α. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Yasuda T, Obi S, Nishimura M, Inoue T, Kano Y.
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Association of Serum Concentrations of Irisin and the Adipokines Adiponectin and Leptin with Epicardial Fat in Cardiovascular Surgery Patients. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneda H, Nakajima T, Haruyama A, Shibasaki I, Obi S, Toyoda S, Nishimura M, Fukuda H, Inoue T
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Relationships between short physical performace battery and clinical and laboratory factors for cardiovascular disease inpatients. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasuda T, Nakajima T, Sawaguchi T, Nozawa N, Arakawa T, Takahashi R, Mizushima Y, Katayanagi S, Matsumoto K, Toyoda S, Inoue T.
  • 学会等名: The American College of Sports Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] 大腿近位部の血流制限がレッグエクステンション運動中の表面筋電図に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、水嶋優太、植松梓、澤口達也、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第22回総合理学療法研究会
• [学会発表] 骨格筋芽細胞は温熱刺激により蛋白合成系が増大して分化を誘導させる (2018)
  • 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24回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] 血流制限が低強度Leg Extension運動中の大腿前部筋厚に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、野澤直広、水嶋優太、片柳聡、大島杏奈、荒川智江、高橋玲子、澤口達也、安田智洋、植松梓、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第24回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] 高齢循環器疾患患者の認知機能の現状と転帰に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、野澤直広、水嶋優太、松本和久、片柳聡、荒川智江、高橋玲子、大島杏奈、山口すみお、豊田茂、有川拓男、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第24回日本心臓リハビリテーション学会学術集
• [学会発表] 大動脈弁置換術後に加圧トレーニングとBCAAの摂取を併用し良好な経過を得られた1例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大島杏奈、石坂勇人、片柳聡、荒川智江、高橋玲子、野澤直広、水嶋優太、松本和久、井上晃男、澤口達也、柴崎郁子、豊田茂、八木博、山口すみお、中島敏明
  • 学会等名: 第24回日本心臓リハビリテーション学会学術集
• [学会発表] 当院におけるTAVI患者の現状と問題点～術後経過の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片柳聡、石坂勇人、荒川智江、高橋玲子、野澤直広、水嶋優太、松本和久、大島杏奈、那須野尚久、武井祐介、柴崎郁子、福田宏嗣、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第９回日本経カテーテル弁治療学会学術集会
• [学会発表] 加圧トレーニングがレッグエクステンション運動中の筋厚に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、植松梓、野澤直広、水嶋優太、片柳聡、松本和久、大島杏奈、荒川智江、高橋玲子、山口すおみ、澤口達也、安田智洋、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第37回日本臨床運動療法学会学術集会
• [学会発表] ホームＥＣＧシステムによる在宅心臓リハビリテーションの可能性。加圧トレーニングがレッグエクステンション運動中の筋厚に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片柳聡、石坂勇人、野澤直広、水嶋優太、有川拓男、山口すおみ、中島敏明、井上晃男
  • 学会等名: 第37回日本臨床運動療法学会学術集会
• [学会発表] 高齢循環器疾患患者の転帰に及ぼす要因 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、植松梓、野澤直広、水嶋優太、片柳聡、松本和久、大島杏奈、片柳聡、荒川智江、高橋玲子、山口すおみ、豊田茂、有川拓男、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第37回日本臨床運動療法学会学術集会
• [学会発表] Influence of atrial fibrillation on oxygen uptake and exercise tolerance in cardiovascular patients: Close association with heart rate response (2018)
  • 著者名/発表者名: Takano N, Amiya E, Oguri G, Nakayama A, Taya M, Nakajima T, Morita H, Komuro I.
  • 学会等名: 第22回日本心不全学会学術集会
• [学会発表] 心大血管手術患者における血清アディポネクチン、レプチン濃度と心外膜脂肪量との関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 金田宇行、中島敏明、春山亜希子、柴崎郁子、澤口達也、有川拓男、天野裕久、豊田茂、福田弘嗣、井上晃男。
  • 学会等名: 第55回日本臨床生理学会総会
• [学会発表] ）心不全患者におけるフレイル、サルコペニア対策としての加圧トレーニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、澤口達也、小尾正太郎、豊田茂、井上晃男
  • 学会等名: 第55回日本臨床生理学会総会
• [学会発表] 血流制限下の低強度電気刺激はラットの骨格筋におけるMCT発現を増強する (2018)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明、安田智洋、小尾正太郎、豊田茂、井上晃男、狩野豊
  • 学会等名: 第55回日本臨床生理学会総会
• [学会発表] 大動脈弁置換術後に加圧トレーニングとBCAAの摂取を併用し良好な経過が得られた１例 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大島杏奈、石坂勇人、水嶋優太、植松梓、安田智洋、片柳聡、荒川智江、髙橋玲子、野澤直広、松本和久、柴崎郁子、豊田茂、佐藤義昭、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第14回日本加圧トレーニング学会学術集会
• [学会発表] 大会長講演 加圧トレーニングの５大効果について. (2018)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第14回日本加圧トレーニング学会学術集会
• [学会発表] 加圧トレーニングがレッグエクステンション運動中の筋厚に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 水嶋優太、石坂勇人、大島杏奈、植松梓、安田智洋、片柳聡、荒川智江、髙橋玲子、野澤直広、松本和久、柴崎郁子、豊田茂、佐藤義昭、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第14回日本加圧トレーニング学会学術集会
• [学会発表] 大動脈弁置換術後患者の加圧トレーニングの効果と表面筋電図による検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 石坂勇人、大島杏奈、植松梓、安田智洋、片柳聡、荒川智江、髙橋玲子、野澤直広、水嶋優太、松本和久、柴崎郁子、豊田茂、八木博、山口すおみ、井上晃男、中島敏明。
  • 学会等名: 第3回心臓リハビリテーション学会関東甲信越支部地方会
• [図書] 心不全と認知症 (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上晃男、有川拓男、豊田茂、中島敏明、鄭忠和
  • 総ページ数: 525-530
  • 出版者: 成人病と生活習慣病