| 研究課題/領域番号 |
16K16447
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| 研究機関 | 健康科学大学 |
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研究代表者 |
生友 聖子 健康科学大学, 健康科学部, 助教 (90515884)
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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 | 糖尿病 / 糖尿病性ポリニューロパリー / 運動ニューロン / 横隔神経 / 横隔膜 / 運動耐用能 |
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| 研究実績の概要 |
糖尿病患者における運動耐用能低下のメカニズムの解明は極めて重要な課題であるといえるが、これまでは筋代謝異常にその原因があると考えられ、呼吸機能との関連についての研究はなされなかった。我々は、糖尿病性ポリニューロパチー(DPN)の発症と運動耐用能の低下が関連するという既知の事実から、横隔神経のDPNによる呼吸異常が運動耐用能に影響を及ぼしている可能性が高いと考え、これを明らかにすることとした。
１型糖尿病を発症してから12週或いは22週が経過した1型糖尿病モデルラットを糖尿病群、同週齢のWistarラットを対照群とし、横隔神経核の逆光標識の追加実験、単一運動単位電位(SMUP)の測定、神経伝導速度の測定を行った。
逆行標識では、昨年度に報告した結果と同様、病期12週では両群間に差異は無く、病期22週の糖尿病群では対照群と比べて有意に細胞数が減少していた。また、SMUPの測定では、誘発電位を測定した昨年度と異なり、自発呼吸中の横隔膜の自発放電を記録し、SMUPの振幅や発火頻度を測定した。その結果、病期22週の糖尿病群では対照群と比べて発火頻度が有意に高く、より大きなSMUPが観察された。また、神経伝導速度の測定では、わずか2症例ずつの比較ではあるが、病期22週の糖尿病群において伝導速度の遅延が認められた。
これらの結果は、DPNにより横隔神経が損傷されていること、また、それによる横隔神経運動単位の減少を、残存した運動単位の発火頻度の上昇、大型の運動単位の動員によって補うことで、安静時における呼吸苦を防いでいる可能性を示すものである。また、安静時呼吸であるにも関わらず大型の運動単位が既に活動していることから、運動などによる換気量増加を補償する余力が対照群に比べて相対的に低く、糖尿病による運動耐用能減少に横隔神経損傷が関わることが疑われた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本年度は組織学的解析を予定しており、免疫組織化学染色を行う予定であったが失敗に終わり、現在、方法を検討中である。具体的には、横隔膜の組織の薄さから薄切・切片の作成に困難さが予想されたため、ホールマウントでの免疫組織化学染色を試みた。しかし、ホールマウントを用いるには組織が厚すぎ、うまく染色することができておらず、遅延している。
単一運動単位電位(SMUP)の測定については、針電極を用いて自発放電でのSMUPの測定を行っているが、特に病期22週の糖尿病群では対照群と比較して1頭から測定できるユニット数が限られており、対象数が不足している。そのため、継続した実験が必要であり、予定と比べて遅延している。
神経伝導速度の測定については、自発呼吸下での測定方法を検討しているが、技術的なトラブルにより遅延している。具体的には、記録のために横隔膜を露出させる際、腹部を切開するためか、体温が低下しやすく維持することが困難であった。また、頸部を切開し、露出させた横隔神経に離れた2点から電気刺激を加えているのだが、横隔神経が深層にあることから刺激電極の固定が難しく、難渋している。以上の技術的なトラブルにより、実験が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
形態学的解析については、当初予定通り、条件を調整し、ホールマウントでの免疫組織化学染色が可能か否か検討を続け、不可能であれば切片を作成する方向で再検討していく。単一運動単位電位の測定に関しては、対象数の不足を補うため、継続して実験を行っていく。また、神経伝導速度の測定については、体温の維持管理については見通しが立っているため、もう一点の刺激電極の設置方法や、使用する電極の種類・形状などを再検討していく。
これらの遅延している基礎的な解析を実施後、横隔神経の連続刺激による疲労度の評価など、横隔膜の機能面についての解析に着手していく予定である。また、単一運動単位電位の測定と解析、横隔神経伝導速度の測定が終了次第、論文投稿する予定である。
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