サルコペニア対策としての物理的刺激を応用したリハビリ法の開発と分子的機序の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03981
• 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, 特任教授 (50227790)
• 研究分担者: 佐久間 理吏 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10530199) ; 小尾 正太郎 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (10734452) ; 井上 晃男 獨協医科大学, 医学部, 教授 (20168454) ; 安田 智洋 聖隷クリストファー大学, 看護学部, 教授 (20549604) ; 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) ; 狩野 豊 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90293133)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: sarcopenia / muscle atrophy / rehabilitation / heat stress / hypoxia / Kaatsu training

研究実績の概要

心血管疾患（cardiovascular disease: CVD）患者では、低栄養が、入院期間の長期化、再入院、死亡率と関連することが知られている。更に、高齢者でよくみられるサルコペニアの合併も死亡のリスクを増加させ、超高齢社会を迎えた現在では重要な健康問題となっている。CVD入院患者のサルコペニア、栄養障害、カヘキシア（悪液質）のマーカーとしての位相角(Phase angle: PhA)の臨床的有用性を検討した。サルコペニアは、男性31.6%、女性32.4%にみられた。PhAは、身体的機能及びSPPBスコアと正の相関を認めるとともに、CONUTスコア、Hb及びAlb値などの栄養指標と強く関連していることが判明した。さらに、CVD患者のサルコペニア、栄養障害、カヘキシアのマーカーとしてきわめて有用であると考えられた。
心臓手術後早期の患者の筋力と筋サイズに対する血流制限を伴う低強度筋力トレーニング（RT）（加圧RT）の安全性と効果を検証した。加圧RTグループは、週2回、3か月間、血流制限を伴う低強度RTを実施した。加圧RT中にあきらかな副作用はみとめず、CPK、D-ダイマーも明らかな上昇はみられなかった。大腿前面筋厚、SMI、歩行速度、膝伸展筋力は、加圧RTで3か月後に有意に増加した。低強度加圧RTは、心臓血管手術早期患者の筋力ならびに筋サイズを安全に増加させることが示された。
前年度のin vivo及びin vitroの検討では、温熱刺激は急性には細胞内Ca2+濃度上昇を、慢性には筋重量および筋サイズを増加させることを明らかにした。今回、I型糖尿病ラットでは、TRPV1タンパク質の発現と機能が低下し、熱ストレスによって誘発される細胞内Ca2+濃度上昇が抑制されていることが判明した。I型糖尿病ラットでは温熱療法による筋肥大効果が減弱している可能性がある。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナの影響で、臨床研究に参加できるリハビリ患者が少なかったため。

今後の研究の推進方策

本研究に協力してくれる患者をさらに増やしていく。入院中に、患者を積極的に共同研究者を含め、受け持ちの先生方に紹介してもらう。さらに、在宅でのリハビリも検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Type I diabetes suppresses intracellular calcium ion increase normally evoked by heat stress in rat skeletal muscle (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikegami Ryo、Eshima Hiroaki、Nakajima Toshiaki、Toyoda Shigeru、Poole David C.、Kano Yutaka
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 巻: 320 ページ: R384～R392
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00168.2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low-Intensity Resistance Training with Moderate Blood Flow Restriction Appears Safe and Increases Skeletal Muscle Strength and Size in Cardiovascular Surgery Patients: A Pilot Study (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Hironaga、Nakajima Toshiaki、Shibasaki Ikuko、Nasuno Takahisa、Kaneda Hiroyuki、Katayanagi Satoshi、Ishizaka Hayato、Mizushima Yuta、Uematsu Azusa、Yasuda Tomohiro、Yagi Hiroshi、Toyoda Shigeru、Hortob?gyi Tibor、Mizushima Takashi、Inoue Teruo、Fukuda Hirotsugu
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 ページ: 547～547
  • DOI: 10.3390/jcm10030547
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vascular Endothelial Dysfunction and Autonomic Nervous Hyperactivity among Premenopausal Women with Cold-Sensitivity Constitution (Hiesho) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kono Kaori、Abe Shichiro、Yamamoto Machiko、Kayashima Ryo、Kaneko Kentaro、Sakuma Masashi、Toyoda Shigeru、Nakajima Toshiaki、Inoue Teruo
  • 雑誌名: The Tohoku Journal of Experimental Medicine 巻: 253 ページ: 51～60
  • DOI: 10.1620/tjem.253.51
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Allyl isothiocyanate (AITC) activates nonselective cation currents in human cardiac fibroblasts: possible involvement of TRPA1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Oguri Gaku、Nakajima Toshiaki、Kikuchi Hironobu、Obi Shotaro、Nakamura Fumitaka、Komuro Issei
  • 雑誌名: Heliyon 巻: 7 ページ: e05816～e05816
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2020.e05816
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phase Angle as an Indicator of Sarcopenia, Malnutrition, and Cachexia in Inpatients with Cardiovascular Diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirose S、Nakajima T、Nozawa N、Katayanagi S、Ishizaka H、Mizushima Y、Matsumoto K、Nishikawa K、Toyama Y、Takahashi R, Arakawa T、Yasuda T、Haruyama A、Yazawa H、Yamaguchi S、Toyoda S、Shibasaki I、Mizushima T、Fukuda H、Inoue T
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 9 ページ: 2554～2554
  • DOI: 10.3390/jcm9082554
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical Usefulness of New R-R Interval Analysis Using the Wearable Heart Rate Sensor WHS-1 to Identify Obstructive Sleep Apnea: OSA and RRI Analysis Using a Wearable Heartbeat Sensor (2020)
  • 著者名/発表者名: Arikawa Takuo、Nakajima Toshiaki、Yazawa Hiroko、Kaneda Hiroyuki、Haruyama Akiko、Obi Syotaro、Amano Hirohisa、Sakuma Masashi、Toyoda Shigeru、Abe Shichiro、Tsutsumi Takeshi、Matsui Taishi、Nakata Akio、Shinozaki Ryo、Miyamoto Masayuki、Inoue Teruo
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 9 ページ: 3359～3359
  • DOI: 10.3390/jcm9103359
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of serum growth differentiation factor-15 with eGFR and hemoglobin in healthy older females (2020)
  • 著者名/発表者名: Yazawa Hiroko、Fukuda Taira、Kaneda Hiroyuki、Waku Ryutaro、Sakuma Masashi、Matsumoto Akihiro、Toyoda Shigeru、Abe Shichiro、Nakamura Fumitaka、Inoue Teruo、Nakajima Toshiaki
  • 雑誌名: IJC Heart & Vasculature 巻: 31 ページ: 100651～100651
  • DOI: 10.1016/j.ijcha.2020.100651
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Flow-Mediated Vasodilation and Reactive Hyperemia Index in Heart Failure with Reduced or Preserved Ejection Fraction (2020)
  • 著者名/発表者名: Waku Ryutaro、Tokoi Seiko、Toyoda Shigeru、Kitahara Keijiro、Naganuma Jin、Yazawa Hiroko、Sakuma Masashi、Abe Shichiro、Nakajima Toshiaki、Inoue Teruo
  • 雑誌名: The Tohoku Journal of Experimental Medicine 巻: 252 ページ: 85～93
  • DOI: 10.1620/tjem.252.85
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of switching from clopidogrel to prasugrel at the chronic phase after coronary stenting on antiplatelet action and vascular endothelial function: Switch-Pras study (2020)
  • 著者名/発表者名: Masuyama Taiki、Sakuma Masashi、Waku Ryutaro、Hirose Suguru、Kitahara Keijiro、Naganuma Jin、Yazawa Hiroko、Toyoda Shigeru、Abe Shichiro、Nakajima Toshiaki、Inoue Teruo
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 36 ページ: 442～451
  • DOI: 10.1007/s00380-020-01714-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of moderate blood flow restriction induced by KAATSU on muscle activation, heart rate, and rate of perceived exertion during low-intensity aerobic exercise: (2020)
  • 著者名/発表者名: Mizushima Yuta、Uematsu Azusa、Ishizaka Hayato、Toyoda Shigeru、Mizushima Takashi、Inoue Teruo、Sato Yoshiaki、Hortob?gyi Tibor、Nakajima Toshiaki
  • 雑誌名: International Journal of KAATSU Training Research 巻: 16 ページ: 1～4
  • DOI: 10.3806/ijktr.16.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Muscle Thickness of Anterior Mid-Thigh in Hospitalized Patients: Comparison of Supine and Standing Postures (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Tomohiro、Toyoda Shigeru、Inoue Teruo、Nakajima Toshiaki
  • 雑誌名: Archives of Rehabilitation Research and Clinical Translation 巻: 2 ページ: 100063～100063
  • DOI: 10.1016/j.arrct.2020.100063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 単回の加圧ピアノ演奏が上肢筋群の形態と筋力に及ぼす影響：上半身の神経症状を伴う後遺障害ピアニストに関する予備研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 安田智洋、佐藤由美、森田敏宏、佐藤義昭、中島敏明.
  • 雑誌名: 日本加圧トレーニング学会雑誌 巻: 10 ページ: 1～6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Association between Left Atrial Global Peak Longitudinal Strain and TGFβ1 in Cardiovascular Surgery Patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroko Yazawa, Toshiaki Nakajima, Akiko Haruyama, Suguru Hirose, Hironaga Ogawa, Syotaro Obi, Hiroyuki Kaneda, Shu Inami, Ikuko Shibasaki, Takuo Arikawa, Masashi Sakuma, Shigeru Toyoda, Shichiro Abe, Hirotsugu Fukuda, Teruo Inoue
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Phase Angle as an Indicator of Sarcopenia, Malnutrition, and Cachexia in Inpatients with Cardiovascular Diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirose S, Nakajima T, Nozawa N, Katayanagi S, Ishizaka H, Mizushima Y, Matsumoto K, Nishikawa K, Toyama Y, Takahashi T, Arakawa T, Yasuda T,Haruyama A, Yazawa H, Yamaguchi S, Toyoda S, Shibasaki I, Mizushima T, Fukuda H, Inoue T
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Low-intensity Resistance Exercise under KAATSU condition on Skeletal Muscle Size and its Safety in Cardiovascular Surgery Patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiragana Ogawa, Ikuko Shibasaki, Shigeru Toyoda, Azusa Uematsu, Tomohiro Yasuda, Hirotsugu Fukuda, Teruo Inoue, Toshiaki Nakajima
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of chloride channel (Clic) in myocardial fibrosis of pressure-overload model mice and dilated cardiomyopathy patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Gaku Oguri, Toshiaki Nakajima, Seitaro Nomura, Takafumi Nakajima, Hironobu Kikuchi, Syotaro Obi, Teruo Inoue, Issei Komuro
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Association of Serum Growth Differentiation Factor-15 With Egfr, Hemoglobin and Sarcopenia in Healthy Community-dwelling Older Females. (2020)
  • 著者名/発表者名: Taira Fukuda, Shigeru Toyoda, Shichiro Abe, Teruo Inoue, Toshiaki Nakajima
  • 学会等名: The American Heart Association
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of Growth Differentiation Factor-15 (GDF-15) on Muscle Atrophy in Patients with Cardiovascular Diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: 中島 敏明, 柴崎 郁子, 小尾 正太郎, 豊田 茂, 福田 宏嗣, 井上 晃男
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Left Atrial Longitudinal Strain is Associated with Atrial Fibrosis and microRNA-21 Expression in Cardiovascular Surgery Patients (2020)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬 優, 中島 敏明, 春山 亜希子, 小尾 正太郎, 柴崎 郁子, 豊田 茂, 福田 宏嗣, 井上 晃男
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Relationship between Brachial Flow-mediated Dilation and Carotid Intima-media Thickness in Patients with Coronary Artery Disease (2020)
  • 著者名/発表者名: 豊田 茂, 床井 聖子, 竹川 英宏, 松本 久枝, 伊波 秀, 佐久間 理吏, 有川 拓男, 阿部 七郎, 中島 敏明, 井上 晃男
  • 学会等名: 第84回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Trpv1 Senses Hyperthermia Following Differentiation in Myoblast Cells (2020)
  • 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84回日本循環器学会学術集会
• [学会発表] 女性健常高齢者および心疾患患者における血清GDF-15濃度とサルコペニアとの関連についての検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金田 宇行, 福田 平, 松本 晃裕, 廣瀬 優, 柴崎 郁子, 小尾 正太郎, 豊田 茂, 山口 すおみ, 天野 裕久, 有川 拓男, 八木 博, 阿部 七郎, 福田 宏嗣, 井上 晃男, 中島 敏明
  • 学会等名: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] )骨格筋芽細胞はHSP70を介して蛋白合成系を増大する. (2020)
  • 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26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] 下肢近位部加圧下でエルゴメータを行う際の至適運動強度と循環動態の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 水嶋 優太, 石坂 勇人, 植松 梓, 金田 宇行, 井上 晃男, 中島 敏明
  • 学会等名: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] TAVI術後患者の退院後サルコペニアを予測する因子 (2020)
  • 著者名/発表者名: 外山 洋平, 片柳 聡, 石坂 勇人, 水嶋 優太, 野澤 直広, 松本 和久, 西川 佳織, 高橋 玲子, 荒川 智恵, 那須野 尚久, 井上 晃男, 中島 敏明
  • 学会等名: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] インピーダンス式非侵襲心拍出量計による和温療法中の心拍出量の即時的変化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石坂 勇人, 水嶋 優太, 野澤 直広, 片柳 聡, 松本 和久, 高橋 玲子, 荒川 智江, 半井 美幸, 岡野 美貴子, 山口 すおみ, 豊田 茂, 金田 宇行, 福田 平, 松本 晃裕, 井上 晃男, 中島 敏明
  • 学会等名: 第26回日本心臓リハビリテーション学会学術集会
• [学会発表] 心リハにおける加圧トレーニングの応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第39回日本臨床運動療法学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 女性健常高齢者および心疾患患者の血清GDF-15濃度とサルコペニアとの関連について (2020)
  • 著者名/発表者名: 矢澤寛子、福田平、金田宇行、春山亜希子、松本晃裕、廣瀬優、豊田茂、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第57回日本臨床生理学会総会
• [学会発表] Phase Angleは心疾患患者におけるサルコペニア、栄養障害、カヘキシアの指標となりえる (2020)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬優、中島敏明、矢澤寛子、春山亜希子、豊田茂、井上晃男
  • 学会等名: 第57回日本臨床生理学会総会
• [学会発表] 血管不全学会の新定義に基づいた虚血性心疾患とFlow mediated dilation 1(FMD)値、reactive hyperemia index (RHI)値の臨床的関連性の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 北原慶次郎、佐久間理吏、床井聖子、豊田茂、阿部七郎、中島敏明、井上晃男
  • 学会等名: 第５回日本血管不全学会学術集会総会
• [学会発表] 加圧トレーニングと健康寿命 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中島敏明
  • 学会等名: 第16回日本加圧トレーニング学会・日本加圧医療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 心臓血管外科手術後患者への加圧トレーニングの応用とその実用性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小川博永、柴崎郁子、福田宏嗣、中島敏明、佐藤義昭
  • 学会等名: 第16回日本加圧トレーニング学会・日本加圧医療学会学術集会
• [学会発表] 低負荷自転車エルゴメータ運動時の大腿直筋の筋活動は加圧により亢進する (2020)
  • 著者名/発表者名: 水嶋優太、石坂勇人、植松梓、安田智洋、佐藤義昭、井上晃男、中島敏明
  • 学会等名: 第16回日本加圧トレーニング学会・日本加圧医療学会学術集会
• [学会発表] 生活習慣病患者に対する加圧サイクル運動療法の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮内拓史、堤博美、高尾奈那、坂田和房、中島敏明、佐藤義昭、木村穣
  • 学会等名: 第16回日本加圧トレーニング学会・日本加圧医療学会学術集会