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2020 年度 実績報告書

ヒトの歩・走行能力を支える代謝系統合調節の探究

研究課題

研究課題/領域番号 19H04022
研究機関同志社大学

研究代表者

福岡 義之  同志社大学, スポーツ健康科学部, 教授 (20265028)

研究分担者 堀内 雅弘  山梨県富士山科学研究所, その他部局等, 研究員 (50310115)
上林 清孝  同志社大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (70415363)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード歩走行移行速度 / 歩行 / ガス交換 / 筋酸素動態 / 筋活動 / サイン負荷法
研究実績の概要

目的:本研究では、代謝―筋―循環呼吸機能といった統合生理について「歩行から走行への移行」の面より探求した。歩行と走行の移行速度(EOTS)、および移行速度以上の走動作におけるサイン波速度変化とを比較した。方法:被験者は20歳~28歳の健康な成人13名とした。プロトコールは3つであり、①トレッドミル上で速度2km/h~8km/hの範囲で歩行、7km/h~11km/hで走運動をおこなった。エネルギーコストは歩行では2次曲線となり、走動作から直線となる。この交点からEOTSを決定した。②EOTSを中心(基準)に±1.5km/h変動のサイン波負荷を実施した(歩・走混在型)。③EOTS+3km/hを中心(基準)に±1.5km/h変動のサイン波負荷を実施した(完全走型)。測定項目:①ガス交換(VT, Bf, VE, VO2, VCO2)、②心電図・心拍数(HR)、③筋電図(EMG:前脛骨筋、ヒラメ筋、腓腹筋の表面筋電図)を周波数解析によって各パラメータの振幅および位相差を算出した。結果と考察:グループのEOTSは7.42±0.62 km/h であり、「歩・走混在型」の速度変動は5.92~8.92km/h、「完全走型」の速度変動は7.42~10.42km/hであった。Bfの位相差から歩行―呼吸引込現象が確認された。「完全走型」では、VE,VO2、VCO2の位相差が類似し、HRの位相差は顕著に遅れた。HRの遅れを筋内酸素利用で補償していたと考えられる。前脛骨筋の速やかな筋活動(iEMG)の位相差が顕著に小さかったのはその証拠である。「完全走型」の特徴は、ベースが高くなることでガス交換や循環のすべての振幅は低下するが、前脛骨筋、ヒラメ筋、腓腹筋のiEMG のそれは高かった。これは、走運動での骨格筋の粘弾性エネルギーを利用していることを示唆する。

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

昨年計画していた実験1の磁気刺激を用いた免荷時の皮質脊髄路興奮性の測定も今年度完了し、今年度実施分の実験2はすべて完了した。

今後の研究の推進方策

2021年度の実験3である「寒冷環境での歩行時の呼吸応答と筋内酸素カスケードとしての組織酸素動態」をスムーズに遂行する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Application of molecular hydrogen as an antioxidant in responses to ventilatory and ergogenic adjustments during incremental exercise in humans.2021

    • 著者名/発表者名
      Alharbi AAD, Ebine N, Nakae S, Hojo T, Fukuoka Y.
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 ページ: 459

    • DOI

      10.3390/nu13020459.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of supine versus upright exercise on muscle deoxygenation heterogeneity during ramp incremental cycling is site specific.2021

    • 著者名/発表者名
      Goulding RP, Okushima D, Fukuoka Y, Marwood S, Kondo N, Poole DC, Barstow TJ, Koga S.
    • 雑誌名

      Eur J Appl Physiol

      巻: 121 ページ: 1283-1296

    • DOI

      10.1007/s00421-021-04607-6.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ground golf-induced changes in the blood pressure of healthy elderly people.2020

    • 著者名/発表者名
      Ebine N, Itoh M, Horiuchi M, Hojo T, Yoshimura M, and Fukuoka Y.
    • 雑誌名

      J Physiol Anthrop

      巻: 39 ページ: 8

    • DOI

      10.1186/s40101-020-00220-22020.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of carbon dioxide to the skin and muscle oxygenation of human lower-limb muscle sites during cold water immersion.2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura M, Hojo T, Yamamoto H, Tachibana M, Nakamura M, Tsutsumi H, Fukuoka Y.
    • 雑誌名

      PeerJ

      巻: 8 ページ: e9785

    • DOI

      10.7717/peerj.9785.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of artificial CO2-rich cold-water immersion on repeated-cycling work efficiency.2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura M, Hojo T, Yamamoto H, Nakamura M, Tachibana M, Fukuoka Y.
    • 雑誌名

      Res Sports Med

      巻: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1080/15438627.2020.1860048.

    • 査読あり
  • [図書] 図解 スポーツ健康科学入門2020

    • 著者名/発表者名
      北條達也:編
    • 総ページ数
      232
    • 出版者
      金芳堂
  • [図書] 生理人類学2020

    • 著者名/発表者名
      安河内 朗、岩永光一:編
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      理工図書

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公開日: 2021-12-27  

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