ブレインヘルスに寄与する脳循環代謝・機能の急性反応と慢性的な効力の関係性の検証

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K17695
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 塚本 敏人 立命館大学, スポーツ健康科学部, 助教 (70802099)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 運動 / ココアフラバノール / 認知機能

研究実績の概要

習慣的な運動が脳のアンチエイジング効果をもたらすことは通説になりつつあるものの，その効力を効果的に引き出す理論に基づいたプログラムは確立されていない．近年，一過性の運動などによって向上する認知機能や脳循環代謝の作用機序解明に向けたアプローチを行うことで，理論に基づいたブレインヘルスケアプログラムを構築しようとする動きが活発になっている（塚本および橋本．体育の科学．2020など）．しかしながら，その急性効果が習慣的に繰り返されることで，慢性的にどのような影響を与えるかに関しては不明瞭なままである．本研究では，一過性の運動や栄養介入などによって向上する認知機能などのブレインヘルスケアの効力が，習慣的に繰り返されることで慢性的に反映されるのか検証することを目的としている.
昨年度はCOVID-19の影響もあり，慢性効果の検証をすることができなかった．一方，急性反応に強弱をつける介入効果を，測定項目の妥当性を含めて予備的に検証した．その中でも，近年注目を浴びているコグニサイズ（運動と認知パフォーマンスの同時課題）の認知機能に対する効果などの検証もした（Tsukamoto H et al. under review）．その結果，認知課題に取り組みながら運動を行うと，急性的な運動誘発性の認知機能向上効果が減退してしまうことを明らかにした．また，この現象に対する高濃度ココアフラバノール摂取の効果についても検証した（Tsukamoto H et al. Paper in preparation）

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度では，単回の運動・栄養介入による検証を行なった後に，8週間に渡って長期的な運動・栄養介入を行う予定でいた．
急性反応に関する検証は十分にでき，実験デザイン（測定項目含む）なども明確に設定できた．一方，COVID-19の懸念から，研究計画にある慢性効果の検証を開始できずにいる．情勢によっては身体活動調査などを行い，横断的な検証と急性反応効果などの検証をしていきたいと考えている．

今後の研究の推進方策

引き続き，一過性の運動や栄養摂取がもたらす脳循環代謝・機能への効果と習慣的な運動・食生活がもたらす脳循環代謝・機能への効果のカップリングを検証していきたい．
慢性効果を検証し始めるにあたり，今年度もCOVID-19の懸念が残るようであれば，身体活動調査や食事調査などを行い，認知機能やfMRIでのニューロバスキュラーカップリングなどを調査することで，横断的な検証を行うことも検討する．その上で，一過性の効果との関連性を見出していきたい．

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の懸念から，慢性効果の検証を開始することができなかった．研究計画は変わらず，慢性効果を検証するために使用する．

研究成果

• [国際共同研究] University of South Wales(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of South Wales
• [雑誌論文] Similar improvements in cognitive inhibitory control following low-intensity resistance exercise with slow movement and tonic force generation and high-intensity resistance exercise in healthy young adults. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kento Dora, Tadashi Suga, Keigo Tomoo, Takeshi Sugimoto, Ernest Mok, Hayato Tsukamoto, Shingo Takada, Takeshi Hashimoto, and Tadao Isaka.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Sciences 巻: 71 ページ: 22
  • DOI: 10.1186/s12576-021-00806-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Integrated respiratory chemoreflex-mediated regulation of cerebral blood flow in hypoxia: Implications for oxygen delivery and acute mountain sickness. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shigehiko Ogoh, Takuro Washio, Benjamin S. Stacey, Hayato Tsukamoto, Angelo Iannetelli, Thomas S. Owens, Thomas A. Calverley, Lewis Fall, Shotaro Saito, Hironori Watanabe, Takeshi Hashimoto, Soichi Ando, Tadayoshi Miyamoto, and Damian M. Bailey.
  • 雑誌名: Experimental Physiology. 巻: 106 ページ: 1922-1938
  • DOI: 10.1113/EP089660
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Contact events in rugby union and the link to reduced cognition: evidence for impaired redox-regulation of cerebrovascular function. (2021)
  • 著者名/発表者名: Thomas S. Owens, Thomas A. Calverley, Benjamin S. Stacey, Angelo Iannetelli, Lucy Venables, George A. Rose, Lewis Fall, Hayato Tsukamoto, Ronan M.G. Berg, Gareth L. Jones, Christopher J. Marley, and Damian M. Bailey.
  • 雑誌名: Experimental Physiology. 巻: 106 ページ: 1971-1980
  • DOI: 10.1113/EP089330
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impaired cerebral blood flow regulation and cognition in male football players. (2021)
  • 著者名/発表者名: Christopher J. Marley, Thomas S. Owens, Hayato Tsukamoto, Benjamin S. Stacey, Robin Corkill, and Damian M. Bailey.
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 巻: 31 ページ: 1908-1913
  • DOI: 10.1111/sms.14018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Impact of inter-set short rest interval length on inhibitory control improvements following low-intensity resistance exercise in healthy young males. (2021)
  • 著者名/発表者名: Keigo Tomoo, Tadashi Suga, Kento Dora, Takeshi Sugimoto, Ernest Mok, Hayato Tsukamoto, Shingo Takada, Takeshi Hashimoto, and Tadao Isaka.
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology. 巻: 12 ページ: 741966
  • DOI: 10.3389/fphys.2021.741966
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of exercise on brain health: The potential role of lactate as a myokine. (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hashimoto, Hayato Tsukamoto, Soichi Ando, Shigehiko Ogoh.
  • 雑誌名: Metabolites 巻: 11 ページ: 813
  • DOI: 10.3390/metabo11120813
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Concussion history in rugby union players is associated with depressed cerebrovascular reactivity and cognition. (2021)
  • 著者名/発表者名: Thomas S. Owens, Thomas A. Calverley, Benjamin S. Stacey, George A. Rose, Lewis Fall, Hayato Tsukamoto, Gareth L. Jones, Robin Corkill, Edouard Tuaillon, Christophe Hirtz, Sylvain Lehmann, Nicola Marchi, Christopher J. Marley, and Damian M. Bailey.
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 巻: 31 ページ: 2291-2299
  • DOI: 10.1111/sms.14046.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Cerebral blood flow regulation following breakfast. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayato Tsukamoto.
  • 学会等名: Cerebral Blood Flow Virtual Seminar Series 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] コンカレント運動時の乳酸応答 (2021)
  • 著者名/発表者名: 塚本敏人，菅唯志，道羅絢斗，杉本岳史，友尾圭吾，伊坂忠夫，橋本健志
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会.
• [学会発表] 運動と脳代謝 (2021)
  • 著者名/発表者名: 塚本敏人
  • 学会等名: 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム 2021.
• [学会発表] The relationship between dynamic autoregulation of cerebral oxygenation and cardiorespiratory fitness (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayato Tsukamoto, Christopher J. Marley, Julien V. Brugniaux, Thomas S. Owens, Benjamin S. Stacey, Thomas A. Calverley, Angelo Iannetelli, Damian M. Bailey.
  • 学会等名: American College of Sports Medicine’s 68th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] レジスタンス運動前の有酸素性運動の実施がBDNF応答に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 道羅絢斗，塚本敏人，菅唯志，杉本岳史，友尾圭吾，伊坂忠夫，橋本健志
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会.
• [学会発表] 低酸素暴露が脳および末梢血管内皮機能に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小河繁彦，鷲尾拓郎，齋藤祥太郎，塚本敏人，橋本健志，安藤創一，Damian M. Bailey
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会.
• [学会発表] Effect of very low-intensity resistance exercise with slow movement and tonic force generation on post-exercise inhibitory control. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kento Dora, Tadashi Suga, Keigo Tomoo, Takeshi Sugimoto, Ernest Mok, Hayato Tsukamoto, Shingo Takada, Takeshi Hashimoto, Tadao Isaka
  • 学会等名: American College of Sports Medicine’s 68th Annual Meeting
  • 国際学会