| 研究課題/領域番号 |
17H04755
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
高倉 久志 同志社大学, スポーツ健康科学部, 助教 (20631914)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 低酸素環境 / 一過性運動 / ミトコンドリア / ミオグロビン / エリスロポエチン / HIF-1α / 筋有酸素性代謝能力 |
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| 研究実績の概要 |
効果的に持久力を向上させると考えられているトレーニング方法の一つに、低酸素トレーニングが挙げられる。しかしながら、低酸素への暴露によって末梢組織への酸素供給能力は著しく向上する一方で、低酸素刺激による骨格筋の酸素利用能力の変化については曖昧なままである。そこで本研究では、運動トレーニングによる酸素利用能力への効果を維持したまま、低酸素環境特異的な適応を得られるようなトレーニングプログラムを開発することを目的とし、低酸素環境を利用した一過性運動が有酸素性代謝能力に及ぼす影響について検討した。
被験動物には9週齢のWistar系雄性ラットを用いた。通常の実験環境に1週間馴化させた後、無作為にコントロール群（Con群）、低酸素環境下で持久的運動を実施する群（EUH群）、持久的運動後に低酸素曝露する群（HAE群）、常酸素環境下での運動群（EUN群）に分類した。トレッドミルを斜度5°に固定し、各群の環境下で40分間の持久的運動を実施した。HAE群とNE群における運動負荷は漸増負荷形式とし、15 m/minを10分、20 m/minを10分、23 m/minを10分、25 m/minを10分で実施した。EUH群はHAE群とNE群の8割の速度で一過性運動を実施した。
腎臓におけるエリスロポエチンのmRNAは低酸素暴露のみの刺激によって増加するものの、運動の刺激が加わることによってmRNA発現の増加が認められなくなった。また、骨格筋においては血管増殖因子であるVegfやミトコンドリア生合成の鍵因子であるPgc1αのmRNAはEUH群とHAE群とで似たような応答を示したことから、常酸素環境下での一過性持久的運動後の短時間低酸素暴露であっても酸素供給系および利用系に影響を及ぼすことが示唆された。
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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
本年度においては、被験動物を用いて低酸素環境を利用した一過性運動が筋有酸素代謝に及ぼす影響を細胞外からの酸素供給能力、筋細胞内酸素運搬能力、筋細胞内酸素利用能力の3観点から検討した。コントロール群、低酸素環境下で持久的運動を実施する群、持久的運動後に低酸素曝露する群、常酸素環境下での運動群に分類し、上記の3観点を代表する因子のmRNA発現量に各運動条件が及ぼす影響を検討した。また、低酸素暴露のみによる影響も検討し、運動の要素が加わることによる応答の違いについても検討を実施した。今年度においては、低酸素環境を利用した一過性運動の応答を検証することを主な目的としていたため、当初の研究計画はおおよそ達成できたと言える。したがって、達成度は概ね順調に進展しているとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、低酸素環境を利用した一過性運動の応答に関する実験結果を基にしながら、同様の実験条件を用いて一定期間の運動トレーニングによって生じる適応について主に検討する予定である。具体的には、低酸素環境下での運動トレーニング群、常酸素環境下での運動トレーニング群、常酸素環境下での運動後に短時間の低酸素暴露群、低酸素暴露群、対照群を設定し、低酸素環境と運動の様々な組み合わせによって、細胞外からの酸素供給能力、筋細胞内酸素運搬能力、筋細胞内酸素利用能力の3観点にどのような適応が生じるのかについて検討し、筋の有酸素代謝能力を効果的に増加させる運動プログラムの検証を行う。
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