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2019 年度 実績報告書

高次脳機能の維持・改善に重要なヒト脳内代謝機序の解明と運動・栄養処方基盤の創出

研究課題

研究課題/領域番号 18H03200
研究機関立命館大学

研究代表者

橋本 健志  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (70511608)

研究分担者 小河 繁彦  東洋大学, 理工学部, 教授 (80553841)
家光 素行  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (90375460)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード脳内代謝 / 認知機能 / 実行機能 / レジスタンス運動 / 中高齢者 / 栄養素
研究実績の概要

運動による認知機能亢進の作用機序は未解明な部分が多く、具体的方略は不明瞭なままである。本研究では、中高齢者を対象とした運動処方基盤を構築し、且つ、好適な栄養処方を付加できるよう、脳内エネルギー代謝が認知機能亢進に及ぼす影響や、運動・栄養処方による脳機能応答の詳細をヒトにおいて生理・生化学的に明らかにし、脳機能亢進や認知症予防に極めて重要かつ独創的な機序の解明と、適切な実践的応用方略策定の学術的基盤を創出することを目的とする。本研究では、上腕動脈と頸静脈にカテーテルを挿入し、乳酸、グルコース、酸素や神経伝達物質、脳由来神経栄養因子などの脳を介した動静脈較差(Across the Brain)を算出することにより、運動・栄養処方に対するヒト脳内代謝動態を測定し、認知機能との関連性を検証するという他に類を見ない研究アプローチを推進するものである。高次脳機能の維持・改善に重要な生理的ストレスに関する学術的基盤創出に貢献し、認知機能向上に適した運動・栄養処方の具体的方略の策定に寄与し得るものと考えている。
本年度は、栄養素と脳循環、そして認知機能の関係について新たに2つの実験に着手した。それぞれの実験結果について現在まとめているが、さらに同様の実験を追加する必要がある。
一方、日本人を対象に、年齢と認知実行機能との関係性を整理するとともに、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動が脳機能に与える効果についても検証した(論文投稿準備中)。さらに、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動と栄養素の併用効果の検証実験にも着手し、現在解析を進めている段階である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

高強度間欠的運動前後でのヒト脳内代謝をメタボローム解析によって網羅的に解析する実験結果は、膨大なデータの整理、解析に時間がかかったが、現在論文執筆中である。一方、安定同位体を用いて、運動に対するエネルギー代謝(酸化利用)と実行機能との関係性を精査する実験については、解析を進めてまとめている段階であるが、論文投稿には至っていない。
日本人を対象に、年齢と認知実行機能との関係性を整理するとともに、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動が脳機能に与える効果について検証する実験は、滞り無く完遂し、現在論文投稿準備中である。加えて、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動と栄養素の併用効果の検証実験にも着手し、現在解析を進めている段階である。解析が終了した段階で、論文にまとめていく。

今後の研究の推進方策

メタボローム解析によって、高強度間欠的運動による脳の代謝産物についての網羅的解析についての成果を学術論文にて公表する。また、安定同位体を用いた脳内エネルギー代謝の詳細と認知実行機能との関係性についても学術論文にて公表する。さらに、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動が脳機能に与える効果についての検証結果も、学術論文にて公表する。加えて、中高齢者に対する一定期間のレジスタンス運動と栄養素の併用効果の検証実験にも着手し、現在解析を進めている段階である。解析が終了した段階で、論文にまとめていく。
栄養素と脳循環、そして認知機能の関係についての実験は、さらに推進していく。
引き続き、運動に栄養を組み合わせることで、効果的に認知実行機能を改善し得る方略を検討していく。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [国際共同研究] University of Texas(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Texas
  • [国際共同研究] University Hospital Tubingen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University Hospital Tubingen
  • [雑誌論文] Acute effect of the timing of resistance exercise and nutrient intake on muscle protein breakdown2020

    • 著者名/発表者名
      Kume W, Yasuda J, Hashimoto T
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 12(4) ページ: 1177

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/nu12041177

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Does exercise improve false episodic memory in dementia?2019

    • 著者名/発表者名
      Ogoh S, Hashimoto T, Ando S
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 8(11) ページ: 1829

    • DOI

      DOI: 10.3390/jcm8111829

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muscle stiffness of the vastus lateralis in sprinters and long-distance runners2019

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto N, Hirata K, Inoue K, Hashimoto T
    • 雑誌名

      Medicine and Science in Sports and Exercise

      巻: 51(10) ページ: 2080-2087

    • DOI

      doi:10.1249/MSS.0000000000002024

    • 査読あり
  • [学会発表] 運動による認知パフォーマンスの亢進と脳代謝2019

    • 著者名/発表者名
      橋本健志
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会.茨城・つくば国際会議場
    • 招待講演
  • [学会発表] 高強度間欠的運動中の音楽傾聴が主観的運動強度と実行機能に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      杉本岳史,菅唯志,塚本敏人,伊坂忠夫,橋本健志
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会.茨城・つくば国際会議場
  • [学会発表] 筋発揮張力維持法を用いた低強度レジスタンス運動が実行機能に及ぼす効果2019

    • 著者名/発表者名
      道羅絢斗,菅唯志,杉本岳史,友尾圭吾,塚本敏人,伊坂忠夫,橋本健志
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会.茨城・つくば国際会議場
  • [学会発表] 高容量低強度レジスタンス運動が実行機能に及ぼす効果2019

    • 著者名/発表者名
      友尾圭吾,菅唯志,杉本岳史,田中大智,下寶賢人,道羅絢斗,塚本敏人,橋本健志,伊坂忠夫
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会.茨城・つくば国際会議場
  • [学会発表] 血流制限下歩行運動における心血管応答および主観的運動強度の増大2019

    • 著者名/発表者名
      MOK Kachung,菅唯志,杉本岳史,道羅絢斗,友尾圭吾,橋本健志,伊坂忠夫
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会.茨城・つくば国際会議場
  • [学会発表] 血流制限下歩行運動が実行機能に及ぼす効果2019

    • 著者名/発表者名
      杉本岳史,菅唯志,道羅絢斗,友尾圭吾,塚本敏人,伊坂忠夫,橋本健志
    • 学会等名
      第27回日本運動生理学会大会,広島・広島大学
  • [学会発表] 筋発揮張力維持法を用いた低強度レジスタンス運動は高強度レジスタンス運動と同程度に実行機能を改善する2019

    • 著者名/発表者名
      道羅絢斗,菅唯志,杉本岳史,友尾圭吾,塚本敏人,伊坂忠夫,橋本健志
    • 学会等名
      第27回日本運動生理学会大会,広島・広島大学
  • [学会発表] 低強度レジスタンス運動中のセット間短時間休息が実行機能に及ぼす効果2019

    • 著者名/発表者名
      友尾圭吾,菅唯志,道羅絢斗,杉本岳史,塚本敏人,橋本健志,伊坂忠夫
    • 学会等名
      第27回日本運動生理学会大会,広島・広島大学
  • [学会発表] Sustainable aerobic exercise mode to improve executive function2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto T, Suga T, Tomoo K, Dora K, Tsukamoto H, Isaka T, Hashimoto T
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019, Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] Sustainable resistance exercise mode to improve cognitive function2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoo K, Suga T, Dora K, Sugimoto T, Tsukamoto H, Hashimoto T, Isaka T
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019, Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • 国際学会
  • [学会発表] The importance of breakfast glycemic control on systemic BDNF and dynamic cerebral autoregulation in men2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto H, Ishibashi A, Marley CJ, Shinohara Y, Ando S, Bailey DM, Hashimoto T, Ogoh S
    • 学会等名
      Physiology 2019, Aberdeen, United Kingdom
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of exercise and brain metabolism on cognitive executive function in human -Lactate as a freind for brain-2019

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T
    • 学会等名
      24th annual congress of the European College of Sport Science, Prague, Czech Republic
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Catechin-rich green tea intake reduces exercise-induced blood pressure elevation and enhances executive function2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto H, Hattori T, Hashimoto T
    • 学会等名
      24th annual congress of the European College of Sport Science, Prague, Czech Republic
    • 国際学会
  • [学会発表] Self-selected music reduces perceived exertion during high-intensity interval exercise without affecting exercise-induced improvements in inhibitory control2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto T, Suga T, Tsukamoto H, Isaka T, Hashimoto T
    • 学会等名
      24th annual congress of the European College of Sport Science, Prague, Czech Republic
    • 国際学会
  • [学会発表] Acute effect of nutrition intake before or after resistance exercise on muscle breakdown in the morning in healthy young men2019

    • 著者名/発表者名
      Kume W, Katayama K, Hashimoto T
    • 学会等名
      24th annual congress of the European College of Sport Science, Prague, Czech Republic
    • 国際学会
  • [学会発表] Can repeated bouts of exercise improve equally post-exercise inhibitory control as single bouts of exercise?2019

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto T, Suga T, Tsukamoto H, Isaka T, Hashimoto T
    • 学会等名
      The American College of Sports and Medicine 66th Annual Meeting, Orlando, Florida, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Acute effect of the order of resistance exercise and nutrient intake on muscle breakdown2019

    • 著者名/発表者名
      Kume W, Yasuda J, Yoshikawa M, Hashimoto T
    • 学会等名
      The American College of Sports and Medicine 66th Annual Meeting, Orlando, Florida, USA
    • 国際学会
  • [図書] 「運動と脳機能」 認知症 予防教育.2020

    • 著者名/発表者名
      塚本敏人、橋本健志
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      日本看護協会出版会
    • ISBN
      978-4-8180-2248-5

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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