| 研究課題/領域番号 |
16K13011
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| 研究機関 | 神戸芸術工科大学 |
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研究代表者 |
古賀 俊策 神戸芸術工科大学, 芸術工学部, 教授 (50125712)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 活動筋の酸素不足量 / 酸素需給のバランス / 近赤外分光法 |
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| 研究実績の概要 |
活動筋における酸素需要と酸素供給（つまり血流）のバランスは空間的・時間的に不均一である。運動強度の増加に伴って、酸素の需要と供給のミスマッチが生じて酸素不足量が増加し、運動持続時間が減少する可能性がある。ヒトの活動筋の酸素動態は近赤外分光法(NIRS)を用いて非侵襲的に測定され、NIRSで測る脱酸素化ヘモグロビン濃度［HHb、脱酸素化(Hb+Mb)］の変化は、動物筋の微小循環・筋細胞における酸素分圧の変化（酸素需給のバランス）に近似する。また、筋肉の酸素利用（Vo2）に対して酸素供給（Q）が遅れるとVo2/QとHHbは比例して増加するので、両者は酸素不足の指標となる。平成29年度は下記の研究を実施した。
１）酸素供給が増加する条件で（高酸素吸入）、自転車運動開始時における大腿四頭筋のHHbの空間的、および時間的な不均一性を検討した。さらに、脚筋の活動度が均一である膝伸展屈曲運動開始時における大腿四頭筋のHHbの空間的、および時間的な不均一性を検討した［膝伸展運動の単位筋量当り血流量は自転車運動より多い］。
２）大腿四頭筋の複数部位におけるHHbとVo2から推定される酸素不足量の不均一性、筋活動度と有酸素性持久能力の相関関係について検討した。
３）活動筋の複数部位における酸素動態の不均一性と有酸素性持久能力の関係を検討することで、長年論議されてきた「VO2応答の規定因子（循環による酸素供給、あるいは筋肉細胞の酸素利用）に関する研究」へ重要な示唆が得られた。
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| 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
１）酸素供給が増加する高酸素吸入の条件では、常酸素（空気）吸入に比べて、自転車運動開始時における大腿四頭筋HHbの空間的、および時間的な不均一性には差がなかった。
２）自転車運動に比べて、膝伸展屈曲運動開始時における大腿四頭筋HHbの不均一性は、減少した。
３）大腿四頭筋の複数部位における酸素不足量は、筋活動度と関連が高いことが示された。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）自転車運動に加えて、肘関節の屈曲伸展運動を採用して、上腕二頭筋（酸素供給量が十分であると予想される）における酸素需給のミスマッチと酸素不足量の分布状態を明らかにする。
２）活動筋の複数部位における酸素動態の不均一性とVO2応答の規定因子（循環による酸素供給、あるいは筋肉細胞の酸素利用）の関連を検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)平成29年度において、実験に必要な物品の大半は、現有の装置でデータを計測することが可能であった。さらに、人件費と謝金は当初の見込み額を下回ったので、平成30年度に予算を繰り越した。
(使用計画)深層筋の活動を促す運動様式を採用して酸素供給量の増加と酸素需給ミスマッチの減少を促し、酸素不足量の分布状態に与える影響を検討する。１）深層筋が多く動員されることが予想される歩走行運動を用いる［脚部の深層筋（例、中間広筋）は抗重力筋であり、立位姿勢の保持に動員される]。２）自転車運動持久性トレーニングを採用し、活動筋全体の酸素不足量を減少させる。このトレーニングによって、活動筋の酸素分圧と遅筋線維動員の増加によって酸素供給が増加し、酸素需給ミスマッチの減少が予想される。数週間にわたる自転車運動トレーニングの開始前、途中、および終了後に大腿四頭筋表層部と深層部の酸素不足量の分布状態への影響を検討する。
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