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2023 年度 実績報告書

乳酸による適応のメカニズム解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H04071
研究機関東京大学

研究代表者

八田 秀雄  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60208535)

研究分担者 北岡 祐  神奈川大学, 人間科学部, 教授 (30726914)
星野 太佑  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (70612117)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードピルビン酸 / 高強度インターバル運動
研究実績の概要

サラブレッドを対象として高強度インターバル運動を2つの異なる休息間隔でそれぞれ実施したところ、血中乳酸濃度のピーク値は休息時間の短い条件において長い条件と比較して約2倍の高値を示した。各条件の運動前および運動4時間後に採取した中臀筋サンプルを用いRNA-Seqによる遺伝子発現解析を行なった結果、骨格筋の適応に関わる主な遺伝子の発現はいずれの運動条件においても共通して増加していた。一方で、休息時間の長い条件では免疫およびサイトカイン応答に関連する遺伝子がより大きく発現が高まったのに対し、タンパク質フォールディングや熱ショック応答に関連する遺伝子の発現上昇は、休息時間の短い条件においてより顕著にみられた。これらの結果から、同一の運動内容であっても、乳酸を中心とした代謝物質の濃度変化の違いがトレーニング効果の違いをもたらす可能性が示された。
さらに、ピルビン酸投与によって体内の乳酸産生が促進されるのかマウスを用いて検証した。マウスにピルビン酸 (1 g/kg)を腹腔内投与したところ、投与10分後に血中乳酸濃度が14 mM程度まで増加した。各組織のピルビン酸濃度と乳酸濃度を測定したところ、骨格筋 (ヒラメ筋、足底筋)や肝臓ではなく、精巣上体脂肪のピルビン酸および乳酸濃度がピルビン酸投与によって有意に増加していた。また、乳酸/ピルビン酸の比も精巣上体脂肪においてのみ増加していた。投与したピルビン酸がどの組織や細胞に取り込まれ乳酸に変換されているかについては、さらなる検証が必要である。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Metabolomic responses to high-intensity interval exercise in equine skeletal muscle: effects of rest interval duration.2024

    • 著者名/発表者名
      Takahashi K, Mukai K, Takahashi Y, Ebisuda Y, Hatta H, Kitaoka Y.
    • 雑誌名

      J Exp Biol.

      巻: 227 ページ: jeb246896

    • DOI

      10.1242/jeb.246896

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cooling of male rat skeletal muscle during endurance-like contraction attenuates contraction-induced PGC-1α mRNA expression2023

    • 著者名/発表者名
      Hoshino D, Wada R, Mori Y, Takeda R, Nonaka Y, Kano R, Takagi R, Kano Y.
    • 雑誌名

      Physiol Rep.

      巻: 11 ページ: e15867

    • DOI

      10.14814/phy2.15867

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Effect of endurance training and PGC‐1α overexpression on calculated lactate production volume during exercise based on blood lactate concentration2023

    • 著者名/発表者名
      Reo Takeda
    • 学会等名
      第31回日本運動生理学会
  • [学会発表] ピルビン酸投与が骨格筋ミトコンドリア関連遺伝子のmRNA発現に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      安藤泰地, 竹田怜央, 狩野遼太郎, 狩野豊, 星野太佑
    • 学会等名
      第31回日本運動生理学会
  • [学会発表] A new paradigm for the role of lactate as an important metabolic signal regulating mitochondrial biogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi K, Hatta H.
    • 学会等名
      The 10th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metabolomic analysis of equine skeletal muscle during high-intensity interval exercise: a comparison of two different rest intervals2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi K, Mukai K, Takahashi Y, Ebisuda Y, Hatta H, Kitaoka Y.
    • 学会等名
      American Physiology Summit 2023
    • 国際学会
  • [図書] ミトコンドリアトレーニング ―筋肉中心で考えるトレーニングサイエンス―2024

    • 著者名/発表者名
      八田秀雄
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      市村出版

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公開日: 2024-12-25  

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